DE1803437C - Verschluß fur eine Kernreaktor Druck rohre - Google Patents

Description

I 803 437

Die Erfindung betrifft einen Verschluß für eine unter dem Druck eines Druckmittels stehende Kernreaklor-Druckröhre, durch den hindurch Brennstoffelemente in die Druckröhre einführbar und aus dieser herausziehbar sind, mit einem an der Uruckröhre befcstiglcn Bauteil, an dem eine die Druckröhre dicht abschlieüende Klappe angelenkt ist, die zwischen ihrer Schließstellung und einer den Brennstoffelcmcntdurclitritt ermöglichenden geöffneten Stellung hin und her schwenkbar ist und die durch einen in die Druckröhre einzuführenden Körper aufstoßbar ist.

Ein Verschluß dieser Art ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 107 840 bekannt. Bei dem bekannten Verschluß ist im Kopf einer den Druckkessel eines Atomreaktors durchdringenden Druckröhre eine Ventilklappe frei schwenkbar angelenkt, die durch einen von oben einzuführenden Gegenstand aus ihrer die Druckröhre dicht abschließenden Stellung entgegen tier Kraft einer Rückholschraubenfederzurück- »toßbar ist. Die Rvickholschraubenfeder ist dabei !wischen einen mit der Ventilklappe verbundenen Hebel und einen im Abstand von dem Hebel angeordneten Haltepunkt eingespannt und drückt die Ventilklappe auf ihren Gegensitz zu.

Aus der französischen Patentschrift 1 375 938 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der in dem Kreislauf eines Kernreaktors arbeitende Pumpen und Wärmetauscher ausgebaut oder eingesetzt werden können, bei der eine Bodenklappe frei schwenkbar angelenkt ist. Jedoch wird diese bodenklappe mittels eines über eine in der Vorrichtung angeordnete Seilrolle geführten Seiles in eine senkrechte, den üurchtritt einer Pumpe I)Av. eines Wärmetauschers e möglichende Lage in die Vorrichtung hineingezogen und wird erst beim Nachlassen ihres Seilzuges durch ihr Eigengewicht in die Schlieülage gezogen.

Im Hinblick auf den Anspruch 6 ist aus der britischen Patentschrift 1 001 926 ein Schleusentor lur Abdichtung eines einen biologischen Schild durchdringenden Tunnels bekannt, dessen Schleusentor als schwenkbare Klappe eine als Kugclschalc ausgebildete konvexe Fläche aufweist. Das Schleusentor %vird innerhalb eines kugelförmigen Schleuseniorlaumi's mittels einer Betätigungseinrichtung auf einer l.agcrfüimmg in Gleitbewegung aus der Schließlage turiickbewegt und beiseite gedreht. Der Verlchiebimgswcg aus dem Kanal heraus für ein Drehen des Schleuseniores kann, da dieses mit seiner Kugellchalenflächc zur Wand des kugelförmigen Schlcusentorraiimcs hingewendet ist, minimal gehalten werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Vcr-■chlusses der eingangs genannten Gattung, der auf einfache Weise das Einsetzen eines Brennstoffelementes in eine Druckröhrc und das Herausziehen ♦ines Brennstoffelementes aus dieser ohne das Erfordernis besonderer, von der Druckröhre unabhängiger Verschlußteile bei raumsparendem Aufbau und zuverlässiger Funktionsweise gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Klappe im Bereich der unteren Stirnflache der Druck röhre angeordnet ist und daß die Klappe aus ihrer geschlossenen Stellung in ihre geöffnete Stellung nach oben aufstoßbar ist, aus der sie nach der Freigabe des Schwenkbereichs von selbst durch ihr Eigengewicht in die .Schließlage zurückkehren kann.

Da die Beladung der Druckröhre bzw. deren Ent

ladung von unten erfolgt und dabei die Klappe aus ihrer geschlossenen Stellung in ihre geöffnete Stellung durch das Brennstoffelement selber oder durch einen Beladungsstößel nach oben aufgestoßen wird, kann S vorteilhafterweise auf jegliche Rückholeinrichtung verzichtet werden, weil die Schwerkraft auf die Klappe um deren Anlenkpunkt eine Hebelkraft ausübt und nach der Freigabe des Schwenkbereiches die Klappe in die Schließlage zurückführt.

ίο Ein wesentlicher Vorteil des die Erfindung aufweisenden Verschlusses ist nicht nur darin zu sehen, daß für die Klappe keine Rückholfeder erforderlich ist, sondern auch darin zu sehen, daß die Klappe in der Schließlage ohne Rückholfeder eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet, da sie von dem Überdruck in der Druckröhre und gegebenenfalls zusätzlich durch das Gewicht eines sich auf ihr abstützenden Brennstoffelementes in ihren Dichtungssitz gedrückt wird.

ao Bevorzugt ist das Bauteil ein die Druckröhre nach unten verlängernder Ansatz, der eine Seitenkammer aufweist, in die die Klappe in der geöffneten Stellung hineingeschwenkt ist. Vorteilhafterweise weist die Klappe eine Dichtlippe auf, die in der Schließlage der

Klappe auf einer Dichtungsfläclie in der Druckröhre dicht aufliegt.

Vorteilhafterweise i?-x der die Klappe in die geöffnete Stellung bewegende Körper ein Brennstoffelement bzw. ein Stößel, der zur Be- und Entladung der Druckröhre mif dem Brennstoffelement dient. Bevorzugt ist der Stößel am vorderen Ende einseitig abgeschrägt und mit diesem Ende im Bereich der Klappe um 180° drehbar. Dabei weist vorteilhafterweise die Klappe an ihrer unteren Seite eine konvexe Fläche auf.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Klappe auf ihrer Oberseite eine teilweise gekrümmt und teilweise eben verlaufende Rückfläche auf, auf der das Brennstoffelement auf Gruuo seines Eigengewichtes aufliegen kann. Dadurch wird gewährleistet, daß die Klappe beim Zurückkehren in die Schließtage unter einem eingeführten, auf ihr aufliegenden Brennstoffelement weggleiten kann.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Stößel an seiner oberen Stirnfläche eben und sind in der Druckröhre oberhalb des Schwenkbereiches der Klappe Aussparungen vorgesehen, in die Stifte einer mit einem Brennstoffelement eingerührten Haltevorrichtung eingreifen können. Die Stifte sind dabei durch Anheben der Haltevorrichtung entrie^elbar und nach einem Diehen der Haltevorrichtung an den Aussparungen vorbeiführbar.

Ein Ausführungsbeispiel des die Erfindung aufweisenden Verschlusses wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht eines unteren Stirnflächenbereiches einer Brennstoffröhrc eines Kernreaktors, in der die Klappe des Verschluss« in der Schließlage dargestellt ist,

F i g. 2 eine vergrößerte geschnittene Ansicht eines Teils der Dichtungsflächen der Klappe in Fig. 1,

F i g. 3 und 4 geschnittene Seitenansichten des in F i g. 1 gezeigten Stirnflächenbereiches, in denen die Funktionsweise der Klappe bei Be- bzw. Entladungsvorgängen veranschaulicht ist, und

F i g. 5 eine geschnittene Seitenansicht ähnlich der in Fig. 1, in der eine andere Brennstoflröhre dargestellt ist.

I 803

Hs ist ein VerschluUll im unteren Siirnfliiehen-)ereieh einer Druekrühre vorgesehen, der einen iUimpf 12, einen Eingang 13, einen Verbhulungsuisgang 14 und eine Kluppe 15 aufweist, die an einem Scharnier 16 drehbar ungebracht ist, welches sich lurch eine Aussparung 17 im Rumpf 12 erstreckt. Die Aussparung 17, welche entlang einem Randteil zwischen dein Eingang 13 und dem Ausgang 14 angeordnet ist, ist so dimensioniert, daß ein wesentlicher Teil der Klappe 15 in sie hineiugeschweukt werden kann. Dadurch wird ein hinüerm'sfrcicr Zugang zwischen dem Hingang 13 und dein Ausgang 14, d. h. ein Durchgang für einen Körper 19, z. B. ein Brennstollbiindcl, wenn es den gleichen Durchmesser aufweist, ermöglicht. Die Klappe 15 ist mit ihrem Schwerpunkt st) angeordnet, dali, wenn der Körper der Klappe 15 aufrecht oder im wesentlichen vertikal steht, die Klappe 15 durch ihr eigenes Gewicht vergespannt ist und dadurch nach Freigabe ihres Schwenkbereiches zu dem Ausgang 14 zurück- ao geführt wird und diesen abdichtet, selbst wenn sich die Klappe 15 ganz in der Aussparung 17 befindet (F i g. 3 b). F.ine konvexe Fläche 21 an i.;t Klappe 15 liegt innerhall) eines Dichtungsrandes 22 im Ausgang 14 und bewirkt eine Abdichtung zwischen dem Eingang 13 und dem Ausgang 14. Eine verbesserte Abdichtung zwischen der Klappe 15 und den). Dichtungsrand wird durch eine die Flüche 21 umfassende Dichtlippe 23 erreicht, die eng auf dem ^w.and 22 aufliegt.

Die Dichtlippe 23 weist eine leichte Abschrägung, z. U. eine Abschrägung von 0,25 mm über Ihre Breite von 2,5 mm auf, so daß sie entlang ihrem inneren Umfang um etwa 0,025 mm dicker als entlang ihrem alitieren Umfang ist. Andererseils ist der Dichtungsrand 22 eben gearbeitet, so daß die Dichtlippe 23, wenn sie darauf aufliegt, durch das Gewicht der Klappe 15 leicht deformiert wird und sich eng an den D'chtungsrand 22 anlegt.

Um die Bearbeitung zu erleichtern, ist die Dichtlippe 23 von der Fläche 21 durch eine Abstandsnut 24 getrennt, während der Dichtungirand 22 durch eine Zwischcnnut 25 von dem Rumpf 12 getrennt ist; die Innenkante 26 des Dichtungsrandes 22 ist abgeschrägt.

Die Klappe 15 kann vom Ausgang 14 entgcgc.i der an ihrem Schwerpunkt 18 angreifenden Schwerkraft weggcschwuikt werden. Zu diesem Zweck ist eine Stoßvorrichtung vorgesehen, welche durch den Ausgang 14 zu dem Eingang 13 bewegt wird, um die Klappe 15 vom Ausgang 14 weg in die Aussparung 17 hincinzuschwenken. Wenn die Stoßvorrichtung durch den Ausgang 14 zurückgezogen worden ist, wird die Klappe 15 durch die Schwerkraft zurückgeschwenkt und dichtet den Ausgang 14 wieder ab (F i g. 3 b bis 3 c).

Der Verschluß 11 wird bei einer sich senkrecht erstreckenden Druckröhre 27 eines Kernreaktors verwendet (Fig. 3); sein Eingang 13 ist mit dem unteren Ende der Druckröhrc 27 verbunden. Das Mundstück 28 einer Brennstoff-Be- und -Entladungsvorrichtung (nicht gezeigt) kann mit dem Ausgang 14 ausgerichtet werden (Fig. 1). Der Hohlraum der Be- und Entladungsvorrichtung wird zu Anfang unter Druck gesetzt, um einen Ausgleich mit dem Innendruck in der Druckröhre 27 und im Rumpf 12 zu schaffen. Ein Brennstoffelement 19, im folgenden Brcnnstoffbündcl genannt, wird beispielsweise von einem als Stoßvorrichtung dienenden Slültel ?9 mit abgeschrägter Stirn in die Druckröhre 27 hineingedrückt (Fig. 3a und .Ib). Der Stößel 29 weist en, stumpfes Ende 30 auf, das sich über eine Lange erstreckv, die geringer als der Durchmesser des Stößels ist. Wenn das Ende 30 genügend weil über du» Dichtungsrand 22 hinausgeführt ist, um die Klappe

15 freizugeben (Fig. 3c), wird tier Stößel 29 zurückgezogen (Fig. 3d). Die Klappe 15 kehrt dann auf Grund ihres Eigengewichtes in die Schließlage zurück. Das Brennstoffbündel 19 liegt auf Grund der Schwerkraft auf der teilweise gekrümmt, leilweise ehe·., vulaufenden Rückfläche 31 der Klappe 15 auf. Auf diese Weise führen sowohl das Brennstoffbündel als auch das Eigengewicht der Klappe diese in die Schließlage zurück, so daß sie den Ausgang 14 ahdichtet (Fig. 3 e).

Nach Fig. 4 kann das Brennstorfbündel 19 aus der Druckröhre 27 entfernt werden, indem man den Stöße! 29 durch den Ausgang 14 schiebt, um die Klappe 15 zu öffnen (Fig.-la und Ib). Bei diesem Vorgang drückt das Ende iw des Stößels 29 gegen den konvexen Teil 32 der äuL'jreii Fläche 21 der Klappe 15. Bei der fortgesetzten Aufwärtsbewegung des Stößels 29 kommt die abgeschrägte Fläche 33 de·. Stößels mit dem äußeren konvexen Teil 32 und dann nut dem inneren konvexen Teil 34 der Fläche in Berührung, wobei sich die Klappe 15 um ihr Scharnier

16 dreht und in die Aussparung 17 eintritt (F : g. 4 a und 4b). Der Stößel 29 mit di.-r abgeschrägten Stirnfläche wird dann um 180 ' um seine Längsachse gedreht (Fig. 4 c), so daß sein Ende 30 an die Aussparung 17 angrenzt. In dieser Stellung wird die Klappe 15 weiter in die Aussparung 17 hineingeführt, während ihr äußere: konvexer Teil 32 am Schaft des Stößels 29 anliegt. Der Stößel 29 wird dann zurückgezogen, und das Brennstoffbündel 19 bewegt sich auf Grund der Schwerkraft durch den Hingang 13 und den Ausgang 14 aus der Druckrö.<re 27 heraus; die Klappe 15 schließt sich danach in der bereits beschriebenen Weise.

Nach Fig. 5 wird ein Stößel 36 mit ebener Stirnfläche verwendet. Bei dieser Ausführiingsform ist der Verschluß 11 mit einer Druckröhre 37 verbunden, die Aussparungen 38 aufweist. In der zuvor beschriebenen Weise wird ein Brennsloffbündel 19 in die Druckröhre 37 eingeführt. Zusammen mit dein Breiinstoffbündel wird bei dieser Ausfülmingsform eine Haltevorrichtung 39 eingeführt. Diese Haltevorrichtung 39, welche sich zwischen dem Brennsloffbündel 19 und dem Stößel 36 befindet (F i g. S b), weist Stifte auf, welche in die Aussparungen 3K hineingreifen, um das Breniistoffbiindel 19 in der Druekrühre 37 zu halten. Nach F i g. 5 ■; wird der Stößel 3d danach aus dem Verschluß 11 herausgezogen, damil sich die Klappe 15 schließen kann. Die Stifte sine gestrichelt dargestellt.

Um das Brennstoffbündel 19 herauszuziehen, wire der Stößel 36 an der Klappe vorbei eingeführt unc das Brennstoffbündel 19 nach oben bewegt. Dabc werden die Stifte, die sich zurückziehen, entriegelt Der Stößel 36 wird dann um seine Längsachse ge dreht und zurückgezogen. Die Stifle bleiben ein gezogen, da keine weiteren Aussparungen im Rump 12 vorhanden sind. Die Druckröhrc 37 wird durcl die zurückfallende Klappe 15 geschlossen, die sich ai den Dichtungsrund 22 anlegt, wenn das obere End des Brennstoffbündels 19 den Rand 22 freigibt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verschluß für eine unter dem Druck eines Druckmittels stehende Kernreaklor-Druckröhre, durch den hindurch Brennstoffelemente in die Druckröhre einführbar und aus dieser herausziehbar sind, mit einem an der Druckröhrc befestigten Bauteil, an dem eine die Druckröhrc dicht abschließende Klappe angclenkt ist. die zwischen ihrer Schließstellung und einer den Brcnnstoffelementdiirchtritt ermöglichenden geöffneten Stellung hin und her schwenkbar ist und die durch einen in die Druckröhrc einzuführenden Körper aufstoßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (15) im Bereich der unteren Stirnfläche der Druckröhre (27) angeordnet ist und daß die Klappe (15) aus ihrer geschlossenen Stellung in ihre geöffnete Stellung nach oben aufstoßbar ist, aus der sie nach der Freigabe des Schwenkbereiches von selbst durch ihr Eigengewicht (18) in die Schließlagc zurückkehren kann.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil ein die Druckröhrc (27) nach unten verlängernder Ansatz (12, 13, 14) ist, der eine Scitcnkammer (17) aufweist, in die die Klappe (15) in der geöffneten Stellung hineingeschwenkt ist.

3. Verschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (15) eine Dichtlippe (23) aufweist, die in der Schließlagc der Klappe (15) auf einer Dichlungsfläche (22) in der Druckröhre (27) dicht aufliegt.

4. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Klappe (15) in die geöffnete Stellung bewegende Körper (19, 29. 36) ein Brennstoffelement (19) bzw. ein Stößel (29. 36) ist. der zur Bc- und Fintladung der Druckröhre (27) mit dem Brennstoffelement (19) dient.

5. Verschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (29) am vorderen linde einseitig abgeschrägt und mit diesem Finde im Bereich der Klappe (15) um 180" drehbar ist.

o. Verschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (15) an ihrer Unterseite eine konvexe Fläche (21) aufweist.

7. Verschluß nach einem der vorhergehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (15) auf ihrer Oberseite eine teilweise gekrümmt und teilweise eben verlaufende Rückfläche (31) aufweist, auf der das Brennstoffelement (19) auf Grund seines Eigengewichte? aufliegen kann.

K. Verschluß nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (36) an scinei oberen Stirnfläche eben ist, daß in der Dnick· röhre (37) oberhalb des Schwenkbereiches ilei Klappe (15) Aussparungen (38) vorgesehen sind in die Stifte einer mit einem Brennstoffclemcu (19) eingeführten Haltevorrichtung (39) eingreifen können, und daß die Stifte durch Anheben der Haltevorrichtung entriegclbar ■·..;'. nach einem Drehen der Haltevorrichtung an <U-■ Aussparungen (38) vorbeiführbar sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen