DE1523182C3

DE1523182C3 - Bewegungsdämpfungseinrichtungfür einen Kontrollstab eines Kernreaktors

Info

Publication number: DE1523182C3
Application number: DE1523182A
Authority: DE
Inventors: Bruce Forbes Mc Clintic; Robert Leo Hughes
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1965-09-15
Filing date: 1966-08-19
Publication date: 1975-03-20
Also published as: US3397759A; CH469322A; GB1150157A; DE1523182A1; BE686887A; DE1523182B2; ES330813A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bewegungsdämpfungseinrichtung für einen mittels einer Kolben-Zylindereinheit in bzw. aus dem Reaktorkern längsverschiebbaren Kontrollstab eines Kernreaktors entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einer bekannten Bewegungsdämpfungseinrichtung der eingangs genannten Art für einen Kontrollstab eines Kernreaktors (US-PS 3 154 472) ist zur Bewegungsdämpfung am Ende des Bewegungswegs des Kontrollstabs bei einer Schnellabschaltung ein kegelförmiger Kolbenkopf vorgesehen, um den Strömungswiderstand zwischen dem kegelförmigen Körper und der Innenwand des Dämpfungszylinders zu erhöhen. Bei dieser bekannten Bewegungsdämpfungseinrichtung wird jedoch als nachteilig angesehen, daß dabei verhältnismäßig empfindliche und störungsanfällige Teile wie Ventile und Dichtungen erforderlich sind, die wegen des hohen Drucks, der hohen Temperatur und der starken Radioaktivität einem starken Verschleiß unterworfen sind.

Es sind ferner bereits hydraulische Bewegungsdämpfungseinrichtungen zur raschen Beendigung von Schwingungen mit bewegten kegelförmigen Körpern bekannt (vgl. OE-PS 114 161), die jedoch für die Dämpfung der Bewegung eines Kontrollstabs in einem Kernreaktor nicht geeignet sind, weil aus Sicherheitsgründen die Kontrollstäbe möglichst schnell und mit geringem Strömungswiderstand in den Reaktorkern hineinverschiebbar sein müssen, während eine Bewegung aus dem Reaktorkern, beispielsweise bei einem plötzlichen Leistungsanstieg, stark gedämpft werden sollen. Auch eine andere bekannte Bewegungsdämpfungseinrichtung (vgl. US-PS 2 595 239) ist für die Bewegungsdämpfung von Kontrollstäben in Kernreaktoren nicht ohne weiteres geeignet

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, bisher bekannte hydraulische Bewegungsdämpfüngseinrichtungen mit bewegten kegelförmigen Körpern hinsichtlich ihrer Dämpfungswirkung derart zu verbessern, daß sie in zuverlässiger und wirtschaftlicher Weise in Verbindung mit den Kontrollstäben eines Kernreaktors verwendbar sind. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt ein teilweise im Schnitt dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Ein in der Figur schematisch dargestellter Kontrollstab 105 besteht aus kreuzförmig angeordneten Platten 104 und kann durch eine Antriebseinrichtung in Form einer Kolben-Zylindereinheit mit einem Kolben 88 und einem Zylinder 92 in den Reaktorkern eingefahren werden.

ίο Ein nach unten geöffneter, kegelförmiger Körper 80 ist in einem als Dämpfungszylinder dienenden Führungsrohr 82 angeordnet. In den kegelförmigen Körper 80 ist eine Nabe 84 mit einem Verbindungsstück 86 eingeschraubt, welche Nabe am unteren Ende mit einem Verbindungsstück 90 an dem Kolben 88 verschraubt ist. Ein kegelartiger Ring 94 ist unterhalb des kegelförmigen Körpers 80 an diesem mit vier vertikalen Armen 96 befestigt, die entlang dem Umfang des kegelförmigen Körpers 80 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Am unteren Ende jeden Arms 96 ist eine Laufrolle 97 angeordnet, welche Laufrollen auf der Innenseite des Führungsrohrs 82 abrollen und den kegelförmigen Körper 80 und den Ring 94 in einem Abstand von der Innenwand des Führungsrohrs 82 halten, um einen ringförmigen Spalt 98 zwischen dem Ring 94 und der Innenfläche des Führungsrohrs 82 zu bilden. Die Unterseite des kegelförmigen Körpers 80 und die Außenfläche der Nabe 84 begrenzen einen sich nach unten öffnenden Ringraum, wie aus der Figur ersichtlich ist. Die Oberfläche des Rings 94 ist relativ zu der Unterseite des kegelförmigen Körpers 80 derart angeordnet, daß die gegenüberliegenden Ringflächen zum Außenrand hin konvergieren, und einen Ringschlitz 99 mit ungefähr konstanter Strömungsfläche begrenzen, der in den Spalt 98 mündet. Die äußere Umrandung des Rings 94 liegt genau unter derjenigen des kegelförmigen Körpers 80. Der Innenrand des Rings 94 begrenzt mit der Nabe 84 einen Ringkanal 100.

Ein Kontrollstabzwischenstück 101 mit kreuzförmigern Querschnitt ist an der Oberseite des kegelförmigen Körpers in einem innenliegenden Bereich befestigt, so daß ein konvexer Randbereich des Körpers 80 über die Außenkanten der Seitenplatten 103 des Kontrollstabzwischenstücks 101 vorragt. Das obere Ende jeder Seitenplatte 103 ist am unteren Ende einer Seitenplatte 104 des Kontrollstabs 105 befestigt. Die Seitenplatten der Kontrollstäbe erstrecken sich etwas weiter nach außen als die Seitenplatten des Kontrollstabzwischenstücks.

Wenn der Kolben 88 betätigt wird, um den Kontrollstab 105 in den Reaktorkern nach oben zu bewegen, strömt Flüssigkeit entlang dem konvexen Randbereich 102 durch den Spalt 98 nach unten. Der Randbereich 102 ist so ausgebildet, daß der Strömungswiderstand durch den Spalt 98 verhältnismäßig gering ist, damit der Kontrollstab schnell in den Reaktorkern bewegt werden kann. Wenn andererseits beispielsweise wegen einer mechanischen Störung eine schnelle Abwärtsbewegung des Kontrollstabs verursacht wird, wird Flüssigkeit durch den Ringkanal 100 nach oben und durch den Ringschlitz 99 nach außen gedrückt, so daß in dem Spalt 98 entgegengesetzte Strömungsrichtungen auftreten. Dadurch ergibt sich im Spalt 98 eine Turbulenz und ein erhöhter Druckabfall. Der durch den Randbe-

6g reich 102 und die Innenfläche des Führungsrohrs 82 begrenzte Spalt bewirkt eine weitere Erhöhung des Strömungswiderstands. Deshalb kann sich der Kontrollstab bei dem Auftreten einer Störung wegen der auftreten-

den Turbulenz nicht schnell nach unten bewegen. Wegen der Stromlinienform des kegelförmigen Körpers 80 kann jedoch der Kontrollstab verhältnismäßig schnell nach oben in den Reaktorkern hineingeschoben werden.

Durch die Auswahl geeigneter Abmessungen der Bauteile kann der Unterschied der Geschwindigkeiten weiter vergrößert werden, mit denen der Kontrollstab in den Reaktorkern hinein und aus dem Reaktorkern heraus verschoben werden kann. Da die beschriebene Bewegungsdämpfungseinrichtung ferner sehr einfach ausgebildet ist und verhältnismäßig große Toleranzen der Abmessungen der einzelnen Teile zuläßt, ergeben sich nicht nur Vorteile hinsichtlich der Betriebssicherheit, sondern auch hinsichtlich der Verringerung der Herstellungskosten und der Wartungsarbeiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Bewegungsdämpfungseinrichtung für einen mittels einer Kolben-Zylindereinheit in bzw. aus dem Reaktorkern längsverschiebbaren Kontrollstab eines Kernreaktors, bei der ein kegelförmiger Körper mit seiner Symmetrieachse auf der Stabachse liegend mit dem Stab verbunden ist und sich längs eines ebenfalls auf der Stabachse angeordneten, mit Flüssigkeit gefüllten Dämpfungszylinders bewegt und dabei die Flüssigkeit durch den zwischen der Wand des Dämpfungszylinders und dein kegelförmigen Körper gebildeten Spalt drängt, dadurch gekennzeichnet, daß an der Basis des kegelförmigen Körpers (80) ein kegelartiger Ring (94) mit Abstand derart befestigt ist, daß seine Symmetrieachse ebenfalls auf der Stabachse liegt und seine Basis von der Basis des kegelförmigen Körpers abgewandt ist.