DE1639185A1

DE1639185A1 - Steuerstab fuer Kernreaktoren,vorzugsweise des Leichtwassertyps

Info

Publication number: DE1639185A1
Application number: DE19681639185
Authority: DE
Inventors: Soedergaard Bengt Martin
Original assignee: ASEA AB; Allmanna Svenska Elektriska AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1967-03-03
Filing date: 1968-02-28
Publication date: 1972-05-04
Also published as: US3574059A; DE1639185B2; DE1639185C3

Description

Steuerstab für Kernreaktoren, vorzugsweise des Leichtwassertyps

Es ist "bei sogenannten Leichtwasserreaktoren "bekannt, Steuerstabe mit kreuzförmigem Querschnitt zu benutzen, die in den kreuzförmigen Spalt zwischen im Viereck angeordneten Brennstoffkassetten eingesetzt werden. Besonders bei Leichtwaaserreaktoren ist es wegen des Eaummangels oberhalb des Eeaktorkerns nicht zweckmäßig, die Steuerstäbe nach oben aus dem Eeaktor herauszufahren. Unter dem Eeaktor gibt es dagegen Platz, und das untere Ende des Steuerstabes läuft deshalb während des Betriebes in einem Leitrohr, das unter den Brennstoffkassetten angeordnet ist. Das Leitrohr hat einen etwas größeren Durchmesser als die Spannweite des Kreuzes des Steuerstabes. Unter dem Leitrohr befindet sich ein Steuerantrieb mit einer Stange, die mit dem Steuerstab verbunden ist.

In der Bodenlage des Steuerstabes und in seinen übrigen niedri-

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gen Lagen besorgt die Stange des Steuerantriebes die Führung und hindert den Steuerst ab daran, sich gegen das Leitrohr zu bewegen. In höheren Lagen des Steuerstabes besteht die Gefahr, daß der Steuerstab am Leitrohr anliegt, weil z.B. der Steuerantrieb bei seiner Herstellung einen Eichtungsfehler bekommen hat, was natürlich auch bei der Antriebsstange vorkommen kann. Das Spiel zwischen dem Leitrohr und dem Steuerstab kann auch nicht so groß gemacht werden, daß eine Anlage zwischen ihnen mit Sicherheit vermieden wird. Es steht nämlich nicht genügend Raum für eine solche Sicherheitsmaßnahme zur Verfügung. Anfiererseits wird die Anlagekraft begrenzt, weil die Antriebsstange in der Regel ziemlich biegsam ist. Der Steuerstab ist indessen nur während eines geringen Bruchteiles der Betriebs zeit des Reaktors in Bewegung, deshalb ist der Verschleiß im Anlagepunkt aufgrund des Ein- und Ausfahrens des Steuerstabes von sekundärer Bedeutung. Von primärer Bedeutung ist dagegen der Verschleiß, der im Anlagepunkt zwischen dem Steuerstab und Leitrohr erfolgen kann, weil das Leitrohr vibriert und die Anlageflächen gegeneinander mit einer Frequenz von ca. 30 Hz und einer Amplitude der Größenordnung 1/1000 bis 1/10 mm verschoben werden. Diese Vibrationen werden u.a. von einer relativ hohen (Jm/sek) Wassergeschwindigkeit an der Außenseite des Leitrohres hervorgerufen.

Die vier Flügel des Steuerstabes enthalten Borkarbid in Rohren oder geborten Löchern, die gut verschlossen sind, so daß kein Wasser eindringen kann. Eine Anlage zwischen Flügel und Leitrohr hätte jedoch zur Folge, daß die druckdichte umhüllung des Bor-

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karbids punktiert würde. Nach der Erfindung ist dies dadurch vermieden, daß die Enden des Steuerstabkreuzes am unteren Ende des Steuerstabes mit Führungsplatten versehen sind, die an ihrer dem Leitrohr zugewendeten Seite gekrümmt sind.

Um zu vermeiden, daß die Steuers.tabplatte in das Leitrohr Löcher scheuert, wird sie mit einem etwas kleineren Krümmungsradius als das Leitrohr ausgeführt und außerdem aus einem geeigneten Material, wie z.B. Graphit, hergestellt. Man kann sich auch denken, daß man die dem Leitrohr zugekehrte Fläche der Führungsplatte dadurch verschleißfest macht, daß man auf diese Fläche ein Material, wie z.B. Stellit, legt. Es muß ferner hervorgehoben werden, daß das Wasser, das im Leitrohr strömt, ein dämpfendes Kissen im schmalen Spalt zwischen Führungsplatte und Leitrohr bildet. Auch das trägt dazu bei, den Verschleiß zwischen diesen zu vermindern.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Figuren 1 und 2 der Zeichnung erläutert, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigt.

In Fig. 1 bezeichnet 1 Brenne toffkas sett en und 2 den kreuzförmigen Steuerstab, der zwischen die Brennstoffkassetten geschoben werden kann. Die Brennstoffkassetten 1 ruhen unten auf einer Kassettentragplatte 3. Der Steuerstab 2 ist unten mit einem Schaft 4- versehen, der durch eine Bajonettkupplung mit einer Antriebsstange 5 gekuppelt ist. Diese Antriebsstange 5 steht wiederum in Verbindung mit einem nicht gezeigten Steuerantrieb. Der Steuerstab 2 kann in ein Leitrohr 6 hineingefahren werden. Vom Deutschen Patentamt
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Wenn der Steuerstab sich in seiner unteren Lage befindet, also ganz in das Leitrohr 6 eingefahren ist, werden die Spitzen oder Außenkanten des Steuerstabes daran gehindert, mit dem. Leitrohr in Kontakt zu kommen, weil der Schaft 4- des Steuerstabes, der in einem äußeren Rohr 7 läuft, das untere Ende des Steüerstabes gut führt. Je weiter nach oben der Steuerstab 2 gefahren wird, desto schlechter wird die "Führung, einmal weil der Schaft 4- des Steuerstabes und die Antriebs stange 5 falsch gerichtet sein können, und zum anderen, weil sie außerdem recht biegsam sind. Aus diesem Grunde sind untere Führungsflächen 8 auf den Enden des Steuerstabkreuzes angeordnet. In gewissen Fällen kann man auch das obere Ende des Steuerstabes mit besonderen Führungsflächen 9 versehen, wie es aus den Figuren hervorgeht.

Fig. 2 zeigt die unteren Führungsplatten 8 des Steuerstabes beim Durchgang durch die Kassettentragplatte 3· Mit 2 ist der Steuerstab und mit 1 sind die Brennstoffkassetten bezeichnet.

Wie erwähnt müssen die Führungsflächen oder Führungsplatten 8 mit ) einem etwas kleineren Krümmungsradius als das Leitrohr selbst und außerdem aus einem geeigneten Material ausgeführt werden, z.B. aus Graphit. Trotz aller getroffenen Maßnahmen kommen doch ab und zu Schäden vor, wobei es möglich sein muß, den Steuerstab aus dem Reaktor heben zu können. Ix. vorliegenden Fall geschieht dies am einfachsten dadurch, daß die den Steuerstab umgebenden Brennstoffkassetten 1 erst entfernt werden, wonach es möglich ist, in der oberen Lage des Steuerstabes diesen mit einem Werkzeug so zu dre-

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lien, daß die Bajonettkupplung zwischen dem Schaft 4 des Steuer-Stabes und der Antriebsstange 5 ihren Griff los läßt, wonach der Steuerstab 2 mit Hilfe des Werkzeuges aus dem Reaktor gehoben werden kann.

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Claims

Pat entansprüche:

1. Steuerstab mit einem kreuzförmigen Querschnitt für Kernreaktoren, vorzugsweise Leichtwasserreaktoren, bei denen der Steuerstab in einem kreuzförmigen Spalt zwischen im Viereck angeordneten Brennstoffkassetten fahrbar ist und in ein unter den

w Brennstoffkassetten angeordnetes Steuerstab-Leitrohr mit einem etwas größeren Durchmesser als die Spannweite des Kreuzes des Steuerstabes herausfahrbar und mit einer Antriebsstange eines unter dem Leitrohr angeordneten Steuerantriebes verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den unteren Enden des Steuerstabkreuzes (2) gekrümmte Führungsplatten (8) angebracht sind.

2. Steuerstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatten (8) entweder aus Graphit bestehen oder auf der dem Leitrohr (6) zugekehrten Seite mit einem Material mit hohem Härtegrad, z.B. Stellit, belegt sind.

3. Steuerstab nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der Führungsplatten (8) einen etwas kleineren Krümmungsradius als das Leitrohr hat.

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