-
Antriebsvorrichtung für Regelstäbe in einem Kernreaktor Zur Regelung
von Kernreaktoren ist es bekannt, Regelstäbe mit neutronenabsorbierendem Material
schrittweise in den Reaktorkern einzufahren oder aus diesem auszuheben. Dabei sind
im allgemeinen mehrere Einzelregelstäbe zu einem aogenannten Fingerregelstab zusammengefaßt,
die gemeinsam von einem Antrieb gehoben oder gesenkt werden. Mit derartigen Regelstäben
ist jedoch eine ungleichmäßige axiale Flußverteilung im Reaktorkern nicht zu vermeiden,
da im allgemeinen nur in den Bereichen eines Flußabsenkung eintritt, in die die
Regelstäbe eingefahren sind. Auch radiale Flußspitzen sind mit derartigen Regelstäben
nur achwer zu beherrschen. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, zusätzlich zu
diesen Regelstäben eine cnemische Trimmung mit löslichen Neutronenabsorbermaterialien,
die dem Reaktorkühlmittel zugegeben werden, vorzunehmen.
-
Darüber hinaus sind die Antriebe für derartige schrittweise abzusenkenden
Regelstäbe sehr aufwendig. Vor allem bei großen Reaktoreinheiten, die eine entsprechend
hohe Zahl von Regelstabantrieben erfordern, ist der Zugang zu den einzelnen Antrieben
etwa beim Austechaeln schadhafter Teile sehr schwierig.
-
Wenn demgegenüber Regelatäbe verwendet werden, die ein geringeres
Neutronenabsorbtionsvermögen als die herkömmlichen Regelstäbe aufweisen und die
lediglich in den Reaktorkern voll einfahrbar oder aus diesem ausfahrbar sind, so
läßt sich damit einerseits eine gleichmäßigere Flußverteilung im Reaktorkern erreichen,
andererseits können erheblich einfachere Antriebe für diese Regelstäbe verwendet
werden.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Antriebsvorrichtungen
für derartige Regelstäbe zu schaffen, mit denen ein sicheres Einfahren und Ausheben
der Regelstäbe möglich ist.
-
Die Erfindung besteht dabei darin, daß die Antriebsvorrichtung aus
einem druckdichten zylindrischen Gehäuse mit achsparallelen Führungskanälen im Innern
zur Aufnahme der mit den Antriebsgestängen der Regelstäbe verbundenen Hubkolben
versehen ist und daß die Führungskanäle unterhalb der Hubkolben mit dem Innenraum
des Reaktordruckgefäßes und oberhalb der Hubkolben über ein Magnetventil mit einer
Druckquelle höheren und/oder niedrigeren Druckes als dem im Reaktordruckgefäß in
Verbindung stehen, um die Regelstäbe entweder voll in den Reaktorkern einzufahren
oder voll aus dem Reaktorkern auszufahren.
-
Dabei können am oberen Ende der Antriebsvorrichtung Haltemagnete zum
Halten der Hubkolben in ihrer obersten Stellung vorgesehen sein.
-
Um eine gute Auswechselbarkeit etwaiger schadhafter Teile des Antriebes
vornehmen zu können, können die Haltemagnete auf der Außenseite eines über den Oberteil
des Antriebs geschobenen und im Schadensfall einer der Magnete leicht entfernbaren
Tragrohres befestigt sein. Perner kann auch die Wicklung des Magnetventils über
eine bewegliche Haltevorrichtung ebenfalls mit dem Unterteil des Tragrohres verbunden
sein.
-
Um beim schnellen Hochfahren der Hubkolben in dem Antrieb eine Beschädigung
der Kolben am oberen Ende zu vermeiden, sind die BUhrungskanäle für die Hubkolben
am oberen Ende mit Stoßdämpfern versehen. Ferner können die Führungskanäle am oberen
Ende mit einer Absaugleitung für überschüssige Gase, die aus dem Kühlmittel entweichen,
in Verbindung stehen.
-
Zum leichten Entfernen der Hubkolben zusammen mit den Regelstäben
und ihren zugehörigen Antriebsgestängen kann im Unterteil des Antriebes ein von
einer Führungsspindel, die mit der Tragplatte im Reaktordruckgefäß in Verbindung
steht, gehaltener
Führungsblock angeordnet sein, der seinerseits
Bohrungen an der Außenseite für die Hubkolben und Regelstabantriebsgestänge und
Anschläge zur Auflage der Hubkolben in ihrer untersten Stellung sowie einem kugelförmigen
Ansatz auf der Oberseite zum Angriff eines Ziehwerkzeuges aufweist.
-
Mit einem derartigen Antrieb ist ein sicheres unu schnelles Ausfahren
und einfahren der Regelstäbe in den Reaktorkern gewährleistet. Darüber hinaus ist
durch die spezielle Anordnung der Einzelteile ein Austechoeln im Schadensfall ohne
Abschalten des Reaktors möglich.
-
Anhand einer schematischen Zeichnung sind Ausführungebeispiele nach
der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 einen Längschnitt durch einen
Teil des Reaktors mit den entsprechenden Regelstäben, Fig. 2, 3 und 4 einen Antrieb
nach der Erfindung mit den entsprechenden Hubkolben, Fig. 5 einen Querschnitt entsprechend
der Schnittlinie V-V nach Fig. 2, Fig. 6 einen Querschnitt entsprechend der Schnittlinie
VI-VI nach Fig. 5, Fig. 7 einen Querschnitt entsprechend der Schnittlinie VII-VII
der Fig. 2, Fig. 8, 9 und 10 Querschnitte entsprechend den zugehörigen Schnittlinien
der Fig. 3, Fig. 11 und 12 Querschnitte entsprechend den zugehörigen Schnittlinien
der Fig. 4, Fig. 13 ein schematisches Schaltbild eine. Drucksysteme für den Regelstabantrieb
und Fig. 14 einen Länganchnitt durch einen Reaktor mit den cntsprechenden Hilfsmitteln
zum Ausheben der Regelstäbe und Wechseln der Brennelemente.
-
In Fig. 1 ist ein Kernreaktor mit einem Regelsystem nach der Erfindung
dargestellt. Ein zylindrisches Druckgefäß 10 ist mit
einem gewölbten
Deckel 12 dicht verschlossen. Das Druckgefäß 10 hat Kühlmitteleinlässe und Kühlmittelauslässe
16 in der zylindrischen Wandung wie ein herkömmlicher Kernreaktor. Der Deckel 12
weist eine Mehrzahl von Durchführungen 18 auf, die dicht durch die kugelkalottenförmige
Wandung geführt sind.
-
Diese Durchführungen 18 verlaufen parallel zur Achse des Druckgefäßes
10. Der Kernbehälter 20 ist an einem nach innen ragenden Anschlag dicht unterhalb
des oberen Endes des Druckgefäßes 10 aufgehängt. Eine obere Tragplatte 22 und eine
obere Kerngitterplatte 24 bilden ein stabilee oberes Gerüst, indem sie durch die
Stützen 23 und speziell durch den Kernbehälter 20 gehalten werden. Darüber hinaus
wird eine unter Kerngitterplatte, die nicht näher dargestellt ist, in herkömmlicher
Weise vom Kernbehälter 20 gehalten.
-
Das Kühlmittel, das durch die Einlässe eintritt, strömt durch einen
ringförmigen Strömungskanal 30, der durch die unteren Wände des Druckgefäßes 10
und des Kernbehälters 20 gebildet wird, zu einem Kühlmittelsammelraum am Boden des
Reaktors. Der Ringkanal 30 enthält außerdem ein thermisches Schild 32. Vom Kühlmittelsammelraum
am Boden verläuft die Strömung axial aufwärts durch die Räume zwischen den Kerngitterplatten
in einen oberen Sammelraum 34, von dem aus das Kühlmittel dann durch den Auslaßstutzen
16 zur nicht näher dargestellten Energieerzeugungsanlage abgeführt wird.
-
Die Brennelemente 36 sind parallel zueinander zwischen der oberen
Kerngitterplatte 24 und der unteren Gitterplatte aufgehängt und in den beiden Gitterplatten
durch Paßstifte genau lokalisiert. Die Brennelemente 36 enthalten eine Reihe von
Brennstäben 38 und Führungerohren 40, die zwischen den Brennstäben angeordnet und
in einem vorgegebenen Abstand zueinander durch ein Gerüst 41 nach Art eines Stegrasters
mit hochkantgestellten, sich kreuzenden Stegen gehalten werden. Die Führungsrohre
40 dienen zur Aufnahme der einzelnen Regelstäbe 42 der verschiedenen Regelstabbündel.
-
Die geometrische Anordnung der einzelnen Regelstäbe 42 in den Brennelementen
36 ist in Fig. 5 gezeigt. Die Regelstäbe 42 ind paarweise am oberen Ende durch dünne
Verbindungsstege 44 zusammengefaßt, an denen das Antriebsgestänge 46 befestigt ist,
wie das auch aus Fig. 6 zu ersehen ist. Jedes Antriebsgestänge 46 kann dabei individuell
bewegt werden. Obwohl in diesem Ausführungebeispiel zwei Regelstäbe 42 an dem Antriebsgestänge
46 befestigt sind, kann auch nur ein einziges oder aber auch mehr als zwei verwendet
werden, um ein vollständige Regeleinheit 48 zu bilden.
-
Nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind nicht alle Brennelemente
mit Regeleinheiten 48 versehen; trotzdem sind aber alle Brennelemente 46 untereinander
identisch und haben dieselbe Anzahl von Führungsrohren 40. Die Führungsrohre der
Brennelemente 36, die keine Regelstäbe aufweisen, sind an ihren oberen Enden verschlossen,
um einen Kühlmittelverlust durch die Rohre zu vermeiden.
-
Nach diesem Ausführungsbeispiel sind jedem Brennelement 36 jeweils
8 Antriebsgestänge 46 zugeordnet und in einem Kreis um die Achse des Brennelementes
angeordnet. Die Antriebsgestänge erstrecken sich serrecht nach oben bis in einen
Antrieb 50, der auf den Durchführungen 18 auf derselben Achae befestigt ist. Jeder
Antrieb 50 ist so ausgebildet, daß die einzelnen Antriebsgestänge 46 mit den zugehörigen
Regelelementen 48 unabhängig voneinander bewegt werden können.
-
Wie aus Pig. 3 ersichtlich ist, enden Qie Antriebsgestänge 46 in den
Antriebskolben 52, die ihrerseits in langen zylindrischen Kanälen 88 innerhalb des
Antriebes 50 geführt werden, wie noch beschrieben wird. Die Kolben 52 werden durch
hydraulische Kräfte nacn o?>en bewegt, wobei das Kühlwasser als hydraulische
Flüssigkeit und der Druck des Druckwasserreaktors als Antriebskraft dient. Die notwendige
Druckdifferenz, die etwa 14 bis 20 ata tJetragt, wird durch eine Pumpe oder andere
geeignete Mittel außertlalrj des Reaktors erzeugt.
-
Die Antriebsgestänge 46 werden oberhalb der oberen Tragplatte 22 durch
einen Flansch 56 gehalten, der mit einer senkrechten zentralen Spindel 58 verbunden
ist. Mit der Haltespindel sind verschiedene ringförmige Führungsplatten 60 durch
Schweißen fest verbunden und in gleichmäßigen Abständen entlang der Spindel 58 angeordnet.
Die Spindel endet am oberen Ende in einem Führungskörper 62. Die Führungsplatten
60 und der Füürungskörper 62 sind mit Bohrungen 64 und 66 versehen, um die Antriebsgestänge
46 zu halten und zu führen. Um den Zusammenbau der Reaktorteile zu erleichtern,
sind am unteren Ende der Durchführungen 18 Trichter 68 vorgesehen, die über der
zentralen Haltespindel 58 und den Führungsplatten 60 entlanggleiten.
-
Ferner sind zur Erleichterung des Zusammenbaus in dem Führungskörper
62 und den Führungsplatten 60 radiale Schlitze 71 vorgesehen, wie aus Fig. 7 zu
entnehmen ist. Die zentrale Spindel 58 besitzt genügend Spiel, um auftretende Fluchtungenauigkeiten
zu kompensieren.
-
Am oberen Ende des festen Führungskörpers 62, der auf der zentralen
Spindel befestigt ist, ist ein Abhebevorrichtung 70 für den Pührungskörper angeordnet,
die durch einen axialen, mit einer konischen Spitze versehenen Stift 72 mit dem
Führungskörper 62 verbunden ist. Die Abhebevorrichtung 70 weist 8 senkrechte Bohrungen
74 mit Anschlägen 76 am unteren Ende auf, auf denen die Antriebakolben 52 aufliegen,
wenn die Regelstäbe sich in ihrer voll eingefahrenen Position befinden. Die Kolben
52 nach Fig. 3 sind etwas oberhalb ihrer untersten Position dargestellt. Etwa auftretende
Fluchtungenauigkeiten zwischen den Kolben 52 und deren Führungskanälen xird automatisch
durch eine geringe Drehung der Abhebevorrichtung 70 um den Stift 72 im Führungskörper
kompensiert. Wegen der Flexibilität der Antriebsgestänge 46 wird durch die zuletzt
beschriebene Anordnung jedes Klemmen vermieden. Es sei noch bemerkt, daß die Abhebevorrichtung
70 eine kugelförmige obere Verlängerung 78 aufweist.
-
Diese Verlängerung 78 kann von einem speziellen Abhebewerkzeug gefaßt
werden, so daß die Kolben mit den Regelstäben aus dem Reaktor gezogen werden können,
wie noch beschrieben wird.
-
Der Antrieb 50 aelbet besteht aus einem zylindrischen Unterteil 80
mit einem unteren Flansch 82 und einem oberen zylindrischen Kopfstück 84. Zwisca
diese beiden Teile ist ein dickwandiges Rohr 86 geschweiEt. Zylinder für die Antriebskolben
52 sind im Unterteil 80 und im Kopfteil 84 durch Bohrungen 88 und 90 gebildet. In
dem zwischengeschalteten Rohr 86 werden derartige FUhrungskanäle durch lange Rohre
92 gebildet, die in Einfräsungen in den oberen bzw. unteren Enden der Bohrungen
88 und 90 fest eingefügt sind. Zwischen diesen Befestigungspunkten eind die Rohre
92 in Führungescheiben 94 gehalten. Diese Fuhrungascheiben 94 sind durch Schweißen
oder andere geeignete Befestigungsmittel an der zentralen Spindel 96 befestigt,
die sich zwischen dem Unterteil 80 und dem Kopfteil 84 erstreckt. Am oberen Ende
ist der Antrieb durch ein dicht verschweißtes Abschlußstück 98 verschlossen, so
daß das Innere des Antriebes ein dichtes Druckgehäuse bildet.
-
Der Antrieb ist durch Schraubbolzen 100 mit dem oberen Flansch 102
der Durchführungen 18 verbunden und durch eine Hochdruckdichtung 104 dicht verschlossen.
Ein genaues radiales Fluchten wird durch die Zentrierstifte 106 erreicht.
-
Ein axialer Hohlraum 108 direkt unter dem Antriebsmittelteil, der
zum Druckgefäß hin offen ist, ist in diesem Beispiel mit einem Druck von 140 ata
beaufschlagt. Dieser Hohlraum ist von einer ihn umgebenden ringförmigen Kammer 110
mit einem Druck von etwa 120 ata durch eine ringförmige Wandung 112 und einen metallischen
Dichtring 114 getrennt. Um die Antriebsgestänge 46 mit den Regelstäben 42 aus den
jeweiligen Brennelementen auszuheben, muß der Druck in den Zylindern oberhalb der
Antriebskolben 52 durch hydraulische Verbindung mit der Niederdruckkammer 110 abgesenkt
werden. Das wird dadurch erreicht, daß die Wicklung 116 des Magnetventils 118 an
Spannung gelegt wird, wodurch der Ventilkolben 120 und der Ventilteller 121 vom
Ventilsitz 122 abgehoben werden. Die Verbindung vom Ventil 122 zum Arbeitszylinder
oberhalb des Antriebskolbens 52
wird primP durch eine axiale Bohrung
in dem Antriebsunterteil dOau:tnh ein Rohr 120 in dem zwischengeschalteten Rohr
86 und durch eine Bohrung 128 im Kopfstück 84 und schließlich durch eine radiale
Bohrung 130 zum oberen Ende des Führungskanals 90 hergestellt. Die Anordnung der
radialen Bohrungen ergibt sich insbesondere aus der Schnittzeichnung nach Fig. 11.
g s Ergebnis dieser Druckabsenkung fahren die Kolben 52 und die zugehörigen Regelstäbe
48 mit ziemlich hoher Geschwindigkeit in ihre voll ausgefahrene Stellung. Um den
Stoß beim Erreichen dieser Endstellung abzuschwächen, ist ein Stoßdämpfer 132 in
einer langen Senkbohrung am oberen Ende des Kanals 90 angebracht. Der kolbenförmige
Stoßdämpfer 132 liegt an einem oberen Anschlag 134 mit einer Feder 135 an. Wenn
die Kolben 52 diese Stoßdämpfer 132 berühren und sie nach oben bewegen, wird Wasser
oberhalb des Kolbens 132 gegen den abdichtenden Anschlag 134 geschleudert. Ein Teil
dieses Wassers wird an den Kolben 132 vorbeigedrängt und erzeugt eine Bremskraft,
die abhängig ist von der Spaltweite des Stoßdämpferkolbens 132.
-
Der Spalt und die Länge des Arbeiteweges sind so gewählt, daß die
erzeugten Kräfte zu keiner Zeit eine zerstörende Wirkung auf den Antrieb ausüben.
Es sei noch festgestellt, daß die Kolben 52 keine Selbstdämpfung haben, da dadurch
die Notabschaltzeit durch den dabei erforderlichen schmalen Spalt für die Selbstdämpfung
sehr stark anwachsen würde. Alle Gase, die gegen den Stoßdämpfer 132 geechleudert
werden, werden an dem Anschlag 134 vorbeigeführt in einen offenen Raum zwischen
dem Anschlag 134 und dem geschweißten Abschlußstück 98. Dieses Gas wird dann durch
einen Abzugskanal 13¼ nacn außen abgeführt.
-
Die verschiedenen Pumpsysteme haben darüber hinaus eine Anzahl von
Gasabführungssystemen, die nicht näher dargestellt sind, um Gasblasen, die im Kühlmittel
entstehen, abzuführen.
-
Wenn ein Hubkolben 52 seine obere Endstellung erreicht hat, wird er
in dieser Position durch äußere Elektromagnete 136 gehalten.
-
Das Magnetventil 118 wird abgeschaltet, eo daß das Pumpenpotential
des Systems erhalten bleibt. Obwohl zwei Magnete pro Kolben gezeigt sind, kann ein
Magnet ausreichen, wenn das Gewicht des Regelstabes und des Antriebsgestänges nicht
zu groß sind. Die Elektr.omagnete bestehen aus zwei Polstücken, die durch eine SchweiBverbindung
an einem nichtmagnetischen Tragrohr 138 befestigt werden, das seinerseits das Oberteil
des Antriebsgehauses umgibt und am oberen Ende an dem Abschlußstck 98 anliegt. Wie
besonders aus Fig. 12 ersichtlich ist, sind die inneren Kanten der Polstücke 137
bearbeitet, um einen dichten Schluß mit dem Kopfteil 84 des Antriebes zu erhalten.
Die Magnetwicklung 140 ist auf einem Kern 142 befestigt, der durch Schrauben oder
andere Verbindungsmittel mit den Polstücken verbunden ist. Der magnetische Flußweg
zu den Regelstabkolben 52, die aus einem magnetischen rostfreiem Stahl oder einem
anderen geeigneten Material hergestellt sind, wird durch Stifte 144 vervollständigt,
die aus demselben Material bestehen. Die Stifte 144 können in dem nichtmagnetischen
Oberteil 84 des Antriebes eingeschraubt und durch eine Schweißverbindung druckdicht
abgeschlossen sein. Die Bohrungen 90 können eine Feinbearbeitung der Oberfläche
aufweisen, um nach Aufnahme der Stifte 144 einen dicht geschlossenen Kreis für den
Magnetfluß zu gewanrleisten. Wenn die Magnetwicklung 140 an Spannung gelegt wird,
werden die Regelstabkolben 52 in Kontakt mit der Wandung des Kanals 90 gebracht
und dort durch Reibungskräfte gehalten.
-
Als zusätzliche Vorsichtsmaßnahme ist ein Anschlag 146 in der zylindrischen
Wandung des Kanals 90 vorgesehen, um ein Abgleiten der Kolben 52 zu verhindern.
Das Einfahren der Regelstäbe 48 bei Notabschaltung kann auf einfache We e durch
Abschaltung der Haltemagnete herbeigeführt werden, wodurch die zugehörige Regelstabeinrichtung
unter Wirkung der Schwerkraft in den Kern hinabfällt. Der Druck oberhalb des Kolbens
52 soll dabei ebenfalls ansteigen, um die Notabschaltzeit zu verkürzen.
-
Das Tragrohr 138 trägt alle magnetischen Teile dieses Antriebes und
ist ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung, da es einen
freien
Zugang zu beschadigten Wicklungen ermöglicht. Ein derartiger Zugang wäre sehr schwierig,
wenn nicht gar unmöglich, wenn die Magnete 136 direkt auf dem Antriebsgehäuse montiert
wären. Das kann man leicht einsehen, wenn man sich vor Augen führt, daß die Länge
eines Antriebes 50 für einen großen Reaktor etwa 3,70 m beträgt Iind daß 70 oder
mehr derartige Antriebe so dicht nebeneinander angeordnet sind, daß die Wicklungen
140 der benachbarten Antriebe 50 sich berühren. Wenn nun die Notwendigkeit auf@@itt,
eine Wicklung zu entfernen,-kann das Halteror 138 von oben entfernt und ein Ersatzrohr
mit einem vollen Satz neuer Magnete 136 in die alte Stellung herabgesenkt werden,
keine daß der Betrieb des Druckreaktors gestört wird.
-
Das Auswechseln der beschädigten Wicklung oder anderer beschädigWer
Teile kann dann in herkömmlicher Weise erfolgen.
-
Um das tragrohr 138 richtig einpassen zu können, ist es notwendig,
das Magnetventil 118 am unteren Ende des Antriebes anzubringen, da es sonst unmöglich
sein würde, das Tragrohr 138 zu entfernen.
-
Die Wicklungen 116 des Magnetventils 118 sind in einem Gehäuse 148
angeordnet, das aus magnetischem Stahl oder einem anderen geeigneten Material gefertigt
ist und das dicht über das nichtmagnetische Stahldruckgehäuse 150 von oben geschoben
ist und auf einem Absatz 151 aufruht. Das Druckgehäuse 150 wird am oberen Ende durch
Einschweißen von magnetischen Stücken 153 verschlossen. Das Gehäuse 148 ist mit
einem Abhebeansatz 152 am oberen Ende versehen, der in entsprechende Bohrungen 154
des unteren Flansches 156 des Halterhres 138 angreift.
-
Dadurch werden die Wicklungen 116 des Magnetventils mit den Haltemagnetwicklungen
140 entfernt, wenn das Tragrohr 138 herausgezogen wird.
-
Ein Zentrierstift 158 im Antriebsunterteil 80 verläuft in einem Führungsschlitz
160 im Tragrohr 138, um ein genaues Fluchten zwischen den elektrischen Teilen zu
gewährleisten,
wenn das Rohr 138 wieder in Stellung gebracht wird.
-
Das Druckgehäuse 150 kann in den unteren Flansch 82 des Antriebes
50 eingeschraubt sein und durch enteprechende Mittel abgedichtet werden. Der Ventilsitz
122 kann durch einen Preßsitz gesichert sein. Ferner ist aus dem Ausführungsbeispiel
zu entnehmen, daß der Ventilsitz 122 einen sich nacn oben erstreckenden zylinderrohrförmigen
Ansatz 162 aufweist, der dazu dient1 daß das Wasser parallel zur Ventilspindel fließt,
wodurch seitliche Verschiebungen und ein mögliches Festfressen vermieden wird. Die
zuletzt beschriebene Anordnung dient zur Erzeugung einer geringen nach unten gerichteten
Kraft auf die Ventilspindel 120 und den Ventilteller 121, so daß das Schließen des
Ventils 118 nach Abschalten der Wicklungen 116 unterstützt wird. Diese Kraft kann
durch unterschiedliches Einstellen des Absatzes in der Ventilspindel 120 direkt
über den Ventilteller 121 verändert werden.
-
Der erwahnte Druckunterschied von etwa 21 Atmosphären, der zum einwandfreien
Arbeiten der Hubkolben 52 erforderlich ist, wird durch eine Pumpe 164 erzeugt, wie
das in dem schematischen Schaltbild nach Fig. 13 näher dargestellt ist. Die Saugseite
der Pumpe 164 ist über einen Verteiler mit den Niederdruckringkammern 110 aller
Antriebe 50 des Reaktors und die Druckseite der Pumpe mit der Auslaßpumpe 165 des
Reaktors verbunden.
-
Ein Ventil 166 iet zwischen der Saugseite der Pumpe und der ringförmigen
Niederdruckkammer 110 angeordnet. Dieses Ventil ist normalerweise geöffnet, so daß
ein Druck von etwa 120 ata im Ringraum 110 erzeugt wird. Ein weiteres Hochdrucksystem
besteht auch aus einem Hochdruckwassertank 168, einer Druckregeleinrichtung 169,
einer Hochdruckquelle 170 und ist an die Verbindungsleitung von der Pumpe 164 zu
den Verteilern über ein Ventil 172 angeschlossen.
-
Der Tank 168 kann mit einem Druck von ungefähr 150 ata beaufschlagt
werden. Dieser Druck ist höher als der, der in den Führungskanälen 90 oberhalb der
Kolben 52 herrscht. Dieses Hochdrucksystem kann dann verwendet werden, wenn die
Notabschaltzeit der Regelstäbe 48 verkürzt werden soll. Nach Empfang eines Notabachaltsignals
werden alle Haltemagnete 138 abgeschaltet, das Ventil 166 geschlossen und das Ventil
172 geöffnet. Als Ergebnis strömt Wasser unter hohem Druck in die Antriebe 50, wodurch
ein automatisches Öffnen aller Magnetventile 118 und ein hoher Druck in den Zylinder
90 über den Antriebskolben 52 erreicht wird, so daß die Einfahren schwindigkeit
der Regelelemente 48 erhöht wird.
-
Durch Überlagerung eines Wechselstromsignals über dem Gleichstromsignal
der Haltewicklungen 140, die dicht an der oberen Endstellung der Kolben 52 angeordnet
sind, ist es möglich, eine Anzeige zu erhalten, daß die Kolben genau in ihrer obersten
Endstellung gehalten werden. Der Wechselstrom in den Wicklungen wird insbesondere
da@@ ansteigen, wenn ein Antriebskolben 52 unter die Magnetpole 13 fällt.
-
In gleicher Weise sind am untersch @@@ der Antriebe 50 andere Magnetwicklungen
174 angeordnet, die gleichartige Polstücke 176 und den gleichen Aufbau wie die oberen
Elektromagnete 136 aufweisen und zur Anzeige des voll eingefahrenen Zustandes der
Antriebskolben 52 diene. Die Wicklungen 174 sind direkt über der untersten Stellung
der Kolben 52 angeordnet und zeiger bei Verwendung eines Wechselstromee nur an,
wenn ein Kolben voll eingefahren ist und nicht dicht an den Wicklungen 174 den Polstücken
176 anliegt. Aus diesem Grunde ist es notwendig, die innere Antriebsspindol 56 aus
magnetischem Stahl herzustellen. Dadurch ist es möglich, festzustellen, ob irgendein
Regelstab 46 zwischen der voll eingefahrenen und der voll ausgefahrenen Stellung
steckengeblieben ist und in welcher Stellung er sich befindet.
-
Vor einem Brennelementtechßel muß der Druckbehälterdeckel 12 mit den
Durchführungen 18 und den Antrieben 50 entfernt werden.
-
Die Regelstäbe 48 müssen aus dem Kern in den Bereich des oberen Haltegerüstes
gezogen und das obere Haltegerüst muß herausgezogen werden, um einen freien Zugang
zu den Brennelementen zu erhalten. Nach Fig. 14 besteht das obere Haltegerüst aus
einer oberen Tragplatte 22 und einer oberen Kerngitterplatte 24, die durch Stützen
g3 verbunden sind und zusätzlich die Führungarohre 25 für die Antriebsgestänge enthalten.
Diese Führungsrohre 25 bestehen im einzelnen aus quadratischen senkrechten Säulen
26, die mit einer Mehrzahl von Führungsscheiben 27 versehen sind, die in bestimmten
Abständen entlang der Säule 27 angeordnet sind. Die Führungescheiben 27 wiederum
weisen radiale Schlitze auf, um ein Einfahren der Verbindungsstege 44 der Regelstäbe
zu ermöglichen, wenn es notwendig ist, die Regelstäbe 48 einzufahren oder auszuziehen.
Zur naheren Erläuterung der Entfernung der oberen Gerüststruktur sind zwei Brennelemente
36 gezeigt. Das linke Brennelement ist mit eingefahrenen Regelstäben 48 versehen,
während bei dem rechten Brennelement die Regelstäbe 48 in den Bereich des oberen
Haltegerüstes ausgezogen sind. Ferner ist ein entsprechendes Ziehwerkzeug 180 gezeigt,
mit dem die Regelstäbe 48 aus den zugehörigen Brennelementen 36 gezogen werden können.
Wenn der Deckel 12 und die zugehörigen Gerüstteile aus dem Reaktor entfernt.sind,
wird ein großer Zylinder 182 auf dem Reaktor angeflanscht. Dieser Zylinder 182 hat
zwei horizontale Zwischen böden 184, die mit einer Mehrzahl von langen Rohren 186,
und zwar je eines für jede Regelatabantriebsatellung, versehen sind. Diese Rohre
186 sind an ihrem unteren Ende aufgeweitet und dort am unteren Boden befestigt.
Der innere Durdhmesser der Rohre 186 ist geringfügig größer als der des oberen abhebbaren
Führungskörpers 70. Wenn der Zylinder 182 abgesenkt ist, so daß seine Flansche auf
der oberen Tragplatte 22 befestigt werden können - wobei die Zentrierstifte 187
des Reaktorkessele für ein genaues Fluchten verwendet werden - fahren die Führungskörper
in
die aufgeweiteten oeffnungen der Rohre 186 ein. Das Ziehwerkzeug 180 wird dann mit
den kugelförmigen Ineätzen 78 der Führungskörper gekoppelt und alle Regeletäbe 48
können dann herausgezogen werden. Mit einer Klinke 188 am oberen Ende jedes Rohres
186 werden die Abhebevorrichtungen 70 der Regelstäbe in ihrer voll aulgefahrenen
Position gehalten, bis das Oberteil wieder entfernt wird. Nachdem alle Regelstäbe
48 herausgezogen sind, kann der obere Kerngerüstteil, mit dem der Zylinder 82 durch
lange Schrauben 190 in Gewindebohrungen 192 der oberen Tragplatte 22 Verbunden ist,
vom Reaktorbehälter in einen Lagerraum gebracht werden. Nach Entfernung der oberen
Gerüstteile und der Regelstäbe 48 ist ein freier Zugang zu den Brennelementen 36
möglich.
-
Mit den beschriebenen Antrieben ist es also möglich, achnell und sicher
eine Mehrzahl von Regelstäben zu regeln, wobei ein individuelles Ein- oder Ausfahren
der einzelnen Regelstäbe möglich ist.
-
7 Patentansprüche 14 Figuren