DE1902753A1 - Antriebsvorrichtung fuer Regelstaebe in einem Kernreaktor - Google Patents

Antriebsvorrichtung fuer Regelstaebe in einem Kernreaktor

Info

Publication number
DE1902753A1
DE1902753A1 DE19691902753 DE1902753A DE1902753A1 DE 1902753 A1 DE1902753 A1 DE 1902753A1 DE 19691902753 DE19691902753 DE 19691902753 DE 1902753 A DE1902753 A DE 1902753A DE 1902753 A1 DE1902753 A1 DE 1902753A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drive
drive device
reactor
control rods
guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19691902753
Other languages
English (en)
Inventor
Erling Frisch
Andrews Harry N
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of DE1902753A1 publication Critical patent/DE1902753A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00Control of nuclear reaction
    • G21C7/06Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/08Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/08Servomotor systems incorporating electrically operated control means
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00Control of nuclear reaction
    • G21C7/06Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/08Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
    • G21C7/10Construction of control elements
    • G21C7/117Clusters of control rods; Spider construction
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00Control of nuclear reaction
    • G21C7/06Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/08Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
    • G21C7/12Means for moving control elements to desired position
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

  • 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

Claims (7)

  1. Patentansprüche 1. Antriebsvorrichtung für kegelstäbe in einem Kernreaktor, bei dem die Regelstäbe in Führungsrohren innerhalb bestimmter Brennelements im Reaktorkern geführt und über Antriebagestänge mit den auf dem Deckel des Reaktordruckgefäßes montierten. Antrieben gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Antrieben vorrichtung 150) aus einem druckdichten zylindrischen Gehäuse (80, 84, 86) mit achsparallelen Führungskanalen (68) in Inner zur Aufnahme der mit den Antriebagestangen (46) verbundenen Hubkolben (52) cersehen ist und daß die Führungskanale (88) unterhalb der Hubkolben (52) mit dem Innenraum des Reaktordruckgefäßes (10) und oberhalb der Hubkolben (88) uber ein Magnetventil (118) mit einer Druckquelle höheren und/oder niedrigeren Druckers als dem im Reaktordruckgefaß (10) in Verbindung stehen, um die Regelstäbe einzeln entweder voll in den Reaktorkern einzufahren oder voll aus diesem auszufahren.
  2. 2. Antriebsverrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB am oberen Ende der Antriebsvorrichtung (50) Haltemagneue 140) zur Halterung der bkolben t52) in ihrer obersten Stellung vorgesehen sind.
  3. 3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemagnete (140) auf der Außenseite eines über teil Oberteil (a4) des Antriebes @ esehobenen und im Schadensfall einer der Magnete ist @@ entfernbaren Tragrohres (138) befestigt sind.
  4. 4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (116) des Magnetventils (118) über eine bewegliche Halvevorrichtung (152) mit dem Unterteil des Tragrochren (1@8) verbunden ist.
  5. 5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetg daß die Führungskanäle (88) für die Hubkolben (52) am oberen Ende mit Stoßdämpfern (132) verbunden sind.
  6. 6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskanäle (88) am oberen Ende mit einer Absaugleitung (153) für überschüssige Gase in Verbindung stehen.
  7. 7. AntriebsvoTrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Unterteil des Antriebes (50) ein von einer Führungespindel (58), die mit der Tragplatte (22) im eaktordruckgefäß (10) in Verbindung steht, gehaltener Führungskörper (70) angeordnet ist, der seinerseits Bohrungen an der Außenseite für die Hubkolben.(52) und die Regelstabantriebsgestange (40) und Anschläge (76) zur Auflage der Hubkolben (52) in ihrer untersten Stellung sowie einem kugelförmigen Ansatz auf der Oberseite zum Angriff eines Ziehwerkzeuges aufweist.
    L e e r s e i t e
DE19691902753 1968-01-24 1969-01-21 Antriebsvorrichtung fuer Regelstaebe in einem Kernreaktor Pending DE1902753A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US70012168A 1968-01-24 1968-01-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1902753A1 true DE1902753A1 (de) 1969-09-04

Family

ID=24812274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19691902753 Pending DE1902753A1 (de) 1968-01-24 1969-01-21 Antriebsvorrichtung fuer Regelstaebe in einem Kernreaktor

Country Status (3)

Country Link
CH (1) CH493067A (de)
DE (1) DE1902753A1 (de)
YU (2) YU31843B (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012110899A (ja) * 2010-11-19 2012-06-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 溶合構造

Also Published As

Publication number Publication date
YU31843B (en) 1973-12-31
YU9669A (en) 1973-06-30
YU31845B (en) 1973-12-31
YU16169A (en) 1973-06-30
CH493067A (de) 1970-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1902678A1 (de) Antriebsvorrichtung fuer Trimmstaebe in einem Kernreaktor
DE2305997A1 (de) Brennstoffaggregat fuer kernreaktoren
DE3217166C2 (de)
DE2301730A1 (de) Pruefeinrichtung zum feststellen schadhafter brennstaebe in einem kernreaktor
DE2432131A1 (de) Notkuehleinrichtung fuer einen kernreaktor
DE1539991B2 (de) Strahlpumpensystem für den Kühlmittelkreislauf eines Kernreaktors
DE1960213A1 (de) Verfahren und Anordnung zum Brennstoffwechsel in einem Kernreaktor
DE1904200B2 (de) Mit flüssigem Metall gekühlter schneller Leistungs-Brutreaktor
DE3917940A1 (de) Wassergekuehlter kernreaktor
DE2829771A1 (de) Magnetfilter
DE2443871A1 (de) Kernreaktor
DE1614937A1 (de) Kernreaktor,insbesondere fuer Materialpruefzwecke
DE1902712A1 (de) Einrichtung zur Feinregelung der Flussverteilung in einem Kernreaktor
DE3625022A1 (de) Hydraulische haltevorrichtung fuer kernbrennelementbuendel und kernreaktor mit einer solchen vorrichtung
DE2510844A1 (de) Vorrichtung zum einspritzen einer fluessigkeit in das core eines kernreaktors
DE1806471C3 (de) Gasturbinen-Kraftanlage mit geschlossenem Kreislauf
DE1902753A1 (de) Antriebsvorrichtung fuer Regelstaebe in einem Kernreaktor
DE1055703B (de) Kernreaktor und Verfahren zu seiner Beschickung mit Brennstoff
DE2817541C2 (de) Verfahren zum Aus- und Einbau des Seitenreflektors eines Hochtemperaturreaktors
EP0033074A2 (de) Reparaturvorrichtung für Brennelemente von Siedewasserkernreaktoren
DE2718305C2 (de) Brennelementlager
DE2644516A1 (de) Kernreaktor
DE1614936A1 (de) Kernreaktor
DE2245955C2 (de) Gitterrost für Kernreaktoren
DE2125010A1 (de) Brennelement fur Kernreaktor