DE1589666C - Vorrichtung zur Betätigung eines Steuerstabes für einen Kernreaktor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Betätigung eines Steuerstabes für einen Kernreaktor mit einem dichten Reaktordruckgefäß und einem Stopfen im Gefäßdeckel, durch den die Mechanik für die vertikale Verschiebung des Steuerstabes hindurchgeführt ist, die an ihrem oberen Ende mit einem Antriebsorgan verbunden ist, an ihrem unteren Ende ein ausrückbares Greifsystem für den Steuerstab aufweist und aus zwei mit einer ausrückbaren Kupplung verbundenen Teilen besteht, deren unterer in einem Führungsrohr verläuft.

Eine solche Betätigungsvorrichtung ist der deutschen Auslegeschrift 1 198 945 zu entnehmen.

Ziel der Erfindung ist nun ein Mechanismus, der so aufgebaut ist, daß ein Transport von Brennstoffelementen im Kernreaktor mittels eines schwenkbaren Ladearmes möglich ist.

Die Grundbedingung für die Anwendung eines derartigen Verfahrens für den Transport von Brennstoffelementen besteht darin, daß trotz der erforderlichen vertikal bewegten Steuerstäbe und ihrer Antriebs- und Steuermechanismen unterhalb des Reaktorstopfens ein genügender freier Raum zur Verfügung steht oder geschaffen werden kann.

Dieses Problem wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der obere Teil der Mechanik samt zugehörigem Kupplungsteil bei der untersten Einstel-

. lung der Vorrichtung mit der Unterseite des Stopfens

abschließt, daß der untere Teil der Mechanik bei der untersten Einstellung der Vorrichtung im Führungsrohr lösbar zu verriegeln ist, daß die Ausrückung des Greifsystems automatisch bei Lösung der Kupplung erfolgt und daß das Führungsrohr mit einem um eine

ίο seitlich der Steuerstabmechanik verlaufende vertikale Achse schwenkbaren Arm fest verbunden ist.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung veran-

schaulicht die F i g.T a den oberen Teil der Vorrichtung und die Fi g. 1 b den unteren Teil.

Wie man in diesen Figuren sieht, ist im Inneren einer festen, in den Stopfen 3 des Reaktors eingesetzten Rohrhülse 2 eine Stange 1 angeordnet. Diese Stange ist an ihrem oberen Ende mit einem Antriebsorgan 4 verbunden, das ihr eine vertikale Translationsbewegung im Inneren der Rohrhülse 2 aufzwingt, Γ und weist an ihrem unteren Ende einen Elektromagneten 5 auf. Dieser Elektromagnet dient als Kupp-

a5 lungsorgan zum Festhalten eines im Inneren eines Führungsrohres 7 gleitend geführten Bauteiles 6 und eines Stabes 8, der im Inneren des Bauteiles 6 gleiten kann.

An dem Stab 8 ist ein Greifsystem (Greifzange 9) für den Steuerstab 10 aufgehängt, dessen öffnen und Schließen durch den Stab 8 gesteuert wird. Die Länge des Stabes 8 und die des Bauteiles 6 sind so bemessen, daß sich bei der in der F i g. 1 b dargestellten unteren Stellung des Steuerstabes 10 der Elektromagnet 5 auf der Höhe der unteren Stirnfläche des Stopfens 3 befindet. Der verschiebliche Bauteil 6 besteht aus einem Rohr, dessen Außendurchmesser es ihm ermöglicht, im Inneren der Rohrhülse 2 zu gleiten, und dessen Innendurchmesser mindestens in seinem unteren Teil eine Einführung der Greifzange 9 zulassen muß. Eine Feder 11, die sich einerseits gegen ein Widerlager 12 und andererseits gegen einen Anschlag 13 an dem Stab 8 abstützt, übt auf diesen eine Schubkraft von / oben nach unten aus. Der Weg für die Verschiebung ^- des Stabes 8 nach unten wird durch einen Anschlag 14 begrenzt.

Das Führungsrohr? ist an einem horizontalen Arm 15 befestigt, der seinerseits fest mit einem Rohr 16 verbunden ist, das in dem Stopfen 3 angeordnet ist und sich durch einen Servomechanismus 17 in Drehung um seine Achse versetzen läßt. Ein Anschlag 18 gewährleistet die korrekte Lage des Armes 15. Ein ebenfalls von dem Servomechanismus 17 über eine im Inneren des Rohres 16 angeordnete Stange 20 gesteuerter Stößel 19 ermöglicht eine Verriegelung des gleitenden Bauteiles 6 in seiner unteren Lage in dem Führungsrohr 7, sobald der Elektromagnet 5 nicht erregt ist.

Die Abdichtung zwischen dem Inneren des Reaktordruckgefäßes und dem Außenraum wird durch einen zu der Stange 1 konzentrischen und einerseits an dieser Stange an einem Anschlag 22 und andererseits an der Rohrhülse 2 an einem Anschlag 23 abgedichtet befestigten Faltenbalg 21 gesichert.

Eine gleichfalls zu der Stange 1 konzentrische und sich gegen den Anschlag 22 abstützende Feder 24 dient dazu, dem gleitfähigen Bauteil 6 über einen beweglichen Bauteil 25 den zu einem raschen Herabfal-

len des Steuerstabes 10 erforderlichen Impuls zu verleihen. Der Weg für die Verschiebung des beweglichen Bauteiles 25 wird nach unten durch einen an der Stange 1 vorgesehenen Anschlag 26 begrenzt.

Bei normalem Betrieb sind der gleitfähige Bauteil 6 und der Stab 8 mit der Stange 1 bei deren Auf- und Abbewegung über den Elektromagneten 5 fest verbunden. Wird der Stab 8 durch den Elektromagneten 5 nach oben gezogen, so schließen sich die Klauen der Greifzange 9 und treten in das Rohr 6 ein, wodurch das Schließen der Greifzange 9 gesichert ist. Ihr öffnen wird in ihrer unteren Stellung durch Abschalten der Stromversorgung für den Elektromagneten 5 nach Lösen der Verriegelung zwischen dem gleitfähigen Bauteile und dem Führungsrohr7 bewirkt. Sodann wird der Stab 8 unter der Einwirkung der Feder 11 nach unten gedrückt, und die nicht mehr unter dem Druck der Rohrwand (Bauteile) stehenden Klauen der Greifzange 9 spreizen sich.

Um Brennelement-Transportvorgänge zu ermöglichen, läßt man nach Herstellung der Verriegelung und Abschalten des Stromes für den Elektromagneten 5 den horizontalen Arm 15 eine Drehung um 180° ausführen, wodurch der für die Transportvorgänge erforderliche Raum frei wird.

Um ein rasches Herabfallen eines Steuerstabes 10 in den Reaktorkern zu erreichen, unterbricht man die Stromversorgung für den Elektromagneten 5 und gibt gleichzeitig die Feder 24 frei, die den beweglichen Bauteil 25 beaufschlagt. Dieser überträgt den empfangenen Impuls auf den gleitfähigen Bauteil 6, und dieser ist der unterste Teil der Vorrichtung, der nach unten gestoßen wird. Seine Abbremsung wird durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten hydraulischen oder pneumatischen Dämpfer sichergestellt.

Das rasche Herabfallen eines Steuerstabes in den Reaktorkern kann jedoch auch durch einen pneumatischen Zylinder ausgelöst werden. Ebenso ist die Sicherstellung der Verbindung zwischen dem unteren gleitenden Teil des Mechanismus und dessen oberem

ao Teil mit Hilfe einer mechanischen Einrichtung möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Betätigung eines Steuerstabes für einen Kernreaktor mit einem dichten Reaktordruckgefäß und einem Stopfen im Gefäßdeckel, durch den die Mechanik für die vertikale Verschiebung des Steuerstabes hindurchgeführt ist, die an ihrem oberen Ende mit einem Antriebsorgan verbunden ist, an ihrem unteren Ende ein ausrückbares Greifsystem für den Steuerstab aufweist und aus zwei mit einer ausrückbaren Kupplung verbundenen Teilen besteht, deren unterer in einem Führungsrohr verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil (1) der Mechanik samt zugehörigem Kupplungsteil (5) bei der untersten Einstellung der Vorrichtung mit der Unterseite des Stopfens (3) abschließt, daß der untere Teil (6) der Mechanik bei der untersten Einstellung der Vorrichtung im Führungsrohr (7) lösbar zu verriegeln ist, daß die Ausrückung des Greifsystems (9) automatisch bei Lösung der Kupplung erfolgt und daß das Führungsrohr (7) mit einem um eine seitlich der Steuerstabmechanik verlaufende vertikale Achse (20) schwenkbaren Arm (15) fest verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Achse des unteren Teils (6) der Mechanik ein relativ zu diesem Teil bewegbarer Stab (8) angeordnet ist, der an seinem oberen Ende mit dem Kupplungsteil (5) verbindbar ist und an seinem unteren Ende das Greifsystem (9) aufweist, dessen Öffnen und Schließen von der relativen Lage des Stabes zu dem unteren Teil der Mechanik abhängt und daß ein Organ (11) vorhanden ist, das nach Lösen des unteren Teils der Mechanik und des Stabes von dem Kupplungsteil den Stab abwärts gegenüber dem unteren Teil verschiebt und damit das Greifsystem öffnet.