DE1639185C3

DE1639185C3 - Führung für einen kreuzförmigen Steuerstab in einem Leichtwasserkernreaktor

Info

Publication number: DE1639185C3
Application number: DE1639185A
Authority: DE
Inventors: Bengt Martin Vaesteraas Soedergaard (Schweden)
Original assignee: Allmanna Svenska Elektriska AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1967-03-03
Filing date: 1968-02-28
Publication date: 1974-07-25
Also published as: DE1639185A1; DE1639185B2; US3574059A

Description

Die Erfindung betrifft eine Führung für einen kreuzförmigen Steuerstab in einem Leichtwasserkernreaktor, bei dem ein Steuerantrieb unterhalb des Reaktorkerns angeordnet und üoer eine Antriebsstange mit dem Steuerstab verbunden ist, und bei dem der Steuerstab in einem kreuzförmigen Spalt zwischen im Viereck angeordneten Brennstoff patronen sowie in einem zwischen dem Reaktorkern und dem Steuerantrieb angeordneten Leitrohr mit einem etwas größeren Durchmesser als die Spannweite des Steuerstabkreuzes verschiebbar ist. Eine solche Führung ist beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 3 020 888 bekannt.

Um eine Anlage des Steuerstabes an der Innenwand des Rohres zu vermeiden, ist es üblich, ein großes Spiel zwischen dem Steuerstabkreuz und der Innenwand des Leilrohres vorzusehen. Zwar ist der Steuerstab nur während eines geringen Bruchteiles der Betriebszeit des Reaktors in Bewegung, so daß der Verschleiß im Anlagepunkt auf Grund der Bewegung des Steuerstabes von sekundärer Bedeutung ist; aber das am Sleuerstab anliegende Rohr vibriert auf Grund der relativ hohen Wassergeschwindigkeit (3 m/sek) an der Außenseite des Leitrohres mit einer Frequenz von etwa 30 Hz und einer Amplitude in der Größenordnung 1/1000 bis 1/10 mm. Liegt der Steuerstab also an einer Stelle an der Innenwand des Leitrohres praktisch ständig an, so bewirken die Vibrationen des Rohres eine Zerstörung des Steuerstabes an der Anlagestelle, die nicht zugelassen werden kann. Die Wandteile des Steuerstabes enthalten nämlich Borkarbid in Rohren oder gebohrten Löchern, die gut verschlossen sind, so daß kein Wasser eindringen kann. Eine Zerstörung der Wandteile an den äußeren Enden des Steuerstabkreuzes hätte zur Folge, daß die druckdichte Einschließung des Borkarbids puaktiert würde, was nicht zugelassen werden kann. Um dies zu vermeiden, ist man also gezwungen, das Spiel zwischen Steuerstab und Leitrohrinnenwand sehr groß zu machen, was aber aus bauliehen Gründen unerwünscht ist. Man hat ein Interesse daran, den Rohrdurchmesser nicht größer als unbedingt notwendig zu machen.

Aus den französischen Patentschriften 1437 031 und 1435 217 ist es bekannt, bei kreuzförmigen

ίο Steuerstäben Führungsplatten vorzusehen, die parallel zu den Flächen des Steuerstabkreuzes liegen. Sie verändern nicht die geometrischen und funktionellen Verhältnisse in dem Raum zwischen den Enden des Steuerstabkreuzes und der inneren Leitrohrwand.

Aus der USA.-Patentschrift 3 115 452 ist ein Steuerstab bekannt, bei dem die äußeren Enden des kreuzförmigen Steuerstabes über ihre gesamte axiale Länge abgerundet sind. Diese Abrundung dient dem Zweck, einen Abschluß und eine Glättung der äußeren Flächen des Steuerstabes zu erzielen. Diese Abrundung dient nicht dem Zweck, eine Beschädigung der äußeren Enden des Steuerstabkreuzes durch Reibung an dem Leitrohr zu verhindern. Die Maßnahme hat kei.ien Einfluß auf die erforderliche Toleranz zwischen dem Durchmesser des Steuerstabes und dem Durchmesser des Leitrohres.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Führung für einen kreuzförmigen Steuerstab der eingangs erwähnten Art zu entwickeln, die

es gestattet, den Unterschied zwischen dem Durchmesser des Steuerstabes und dem Innendurchmesser des Leitrohres verhältnismäßig klein zu machen, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung des Steuerstabes durch Reibung an der Leitrohrwand besteht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Führung für einen kreuzförmigen Steuerstab der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß am unteren Ende des Steuerstabes die zu der Wandung des Leitrohres weisenden Enden des Steuerstabkreuzes mit Führungsplatten versehen sind, deren der Leitrohrwandung zugewandten Flächen einen etwas kleineren Krümmungsradius als das Leitrohr haben. Die Führungsplatten können aus Graphit bestehen. Die der Leitrohrwandung zugekehrte Fläche der Führungsplatten kann auch mit einem Material hoher Härte, wie z. B. Stellit, belegt sein. Dadurch wird diese Fläche verschleißfester gemacht. 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 Führungsplatten, die sich nur an einer Stelle des Steuerstabes befinden, bilden mit ihrer nur geringfügig kleineren Krümmung gegenüber der Krümmung des Leitrohres relativ große Anstoßflächen mit dem Leitrohr, wodurch die spezifische Beanspruchung dieser Anstoßflächen und damit ihre Abnutzung stark herabgesetzt wird. Durch die Führungsplatte nach der Erfindung wird somit eine einwandfreie Führung des Steuerstabes im Leitrohr mit kleinstmögliche Reibung erreicht.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der F i g. 1 und 2 erläutert, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigen.

In F i g. 1 bezeichnet 1 Brennstoffpatronen und 2 den kreuzförmigen Steuerstab, der zwischen die Brennstoffpatronen geschoben werden kann. Die

Brennstoffpatronen 1 ruhen unten auf einer Tragplatte 3. Der Steuerstab 2 ist unten mit einem Schaft 4 versehen, der durch eine Bajonettkupplung mit einer Antriebsstange S gekuppelt ist. Diese Antriebsstange 5 steht wiederum in Verbindung mit einem nicht gezeigten Steuerantrieb. Der Steuerstab 2 kann in ein Leitrohr 6 hineingefahren werden. 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 Steuerstabes gut führt. Je weiter nach oben der Steu

erstab 2 gefahren wird, desto schlechter wird die Führung, einmal weil der Schaft 4 des Steuerstabes und die Antriebsstange 5 falsch gerichtet sein können, und zum anderen, weil sie außerdem recht bieg-5 sam sind. Aus diesem Grunde sind untere Führungsflächen 8 auf den Enden d^s Steuerstabkreuzes angeordnet. In gewissen Fällen kann man auch das obere Ende des Steuerstabes mit besonderen Führungsflächen 9 versehen, wie es aus den Figuren herlo vorgeht.

F i g. 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Führung für einen kreuzförmigen Steuerstab in einem Leichtwasserkernreaktor, bei dem ein Steuerantrieb unterhalb des Reaktorkerns angeordnet und über eine Antriebsstange mit dem Steuerstab verbunden ist, und bei dem der Steuerstab in einem kreuzförmigen Spalt zwischen im Viereck angeordneten Brennstoffpatronen sowie in einem zwischen dem Reaktorkern und dem Steuerantrieb angeordneten Leitrohr mit einem etwas größeren Durchmesser als die Spannweite des Steuerstabkreuzes verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Steuerstabes die zu der Wandung des Leitrohres weisenden Enden des Steuerstabkreuzes mit Führungsplatten versehen sind, deren der Leitrohrwandung zugewandten Flächen einen etwas kleineren Krümmungsradius als das Leitrohr haben.

2. Führung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatten aus Graphit bestehen.

3. Führung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatten auf der der Leitrohrwandung zugekehrten Fläche mit einem Material hoher Härte belegt sind.