-
ALS HOHLSTAB AUSGEBILDETER ABSORBERSTAB FÜR KERNREAKTOREN Die vorliegende
Erfindung batrifft einen als Hohlstab aLasgebildeten Absorberstab für Kernreaktcren
mit einer Schüttung von vorzugsweise kugelförmigen Betriebselementen, in die der
Absorberstab frei eingebracht wird, wobei das in die Schüttung eintauchende Stabende
eine oder mehrere Öffnungon zur A!fnahms vor. Betriebselementen aufweist, die in
sinem oder mehrere definierte Kanäle führen.
-
Bei einer Kernreaktor-Konzeption, die ein freies Einfahren des Absorberstabes
in einen Kugelhaufen vorsieht, sind sowohl die Betriebselemente als auch der Absorberstab
hohen Belastungen ausgesetzt, und es muß bei den Betriebselementen mit einer hohen
Bruchrate gerschnet werden. Die dabei auftretenden Kräfte werden insbesondere von
der Größe des zu verdrängenden Stabvolumens bestimmt.
-
In dem deutschen Gebrauchsmuster 1 977 4B8 ist bereits eine Lösung
vorgeschlagen worden, wie die an dem Stabende und an den Betriebselementen auftretenden
Kräfte herabgesetzt werden können. Diese Lösung sieht vor, den Absorberstab hohlauszubilden
und ihn an seinem unteren Ends mit einer Anzahl von Üffnungen zu versehen, die der
Aufnahme von Betriebselementen dienen und in einen oder mehrere definierte Kanäle
führen. Der Durchmesser der Öffnungen und Kanäle ist dabei nicht wesentlich größer
als der der atriebselemente.
-
Durch die hohle Ausbildung des Absorberstabes wird das beim Einfahren
in der Schüttung zu verdrängende Stabvelumen bedeutend reduziert, da die Betriabselemente
durch die ilffnungen in dem Absorherstabende in das Innere des stabes eintreten
können.
-
von n diesem bekannten Stand der Technik geht die vorliegende Erfindung
aus wobei se sich die Aufgabe gestellt hat, die beim freien Einfahrpn eines Absorberstabes
gemäX dem deutschen Gabrauchsmuster 1 977 488 in eine Kugelschüttung auftretende
belastung noch mehr zu vermindern.
-
Die Lösung disser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stab
so ausgebildet ist, daß die Stabspitze auslenkbar ist. Da die Betriebselemente in
der Schüttung des Kucethaufenreaktors statisch angeordnt sind, gibt es innerhalb
der Schütting eine Anzahl von Kugeln, die stabil gelagert sind. Es muß damit gerechnet
werden, daß die Kugeln oder Betriebaelemente beim Eindringen des Absorberstabes
von diesem getroffen werden, was sich dann sehr nachteilig für Stab und Kugel auswirken
würde, wenn es sich um einen starren Absorberstab handelt Durch die Auslenkbarkeit
des Stabes gegen eine Kugel der Stab abgleitet und sich in die Kugeizwischenräume
schiebt. Dies ist dadurch bedingt, daß die auslenkbare Stabspitze je nach Konstruktion
mehr Freiheitsgrade besitzt (auf den datum bezogen). Der Absorherstab sucht sich
den Wsg des geringsten Widerstandes, wodurch die Kugelbruchquote wesentlich herabgesetzt
wird. Ein weiterer Vorteil der auslenkbaren Stabspitze ist, daß beim Bewegungsvorgang
des Stabes durch die Kugeln keine Belastungsspitzen auftreten, das bedeutet, daß
auch geringere Kräfte für den Bewegungsvorgang erforder-Lich sind. Dies hat auch
noch den Vorteil, Betriebselemente- mit geringerer Fastigkeit zu verwenden. In beiden
Fällen vermindern sich die Kosten seiner Kernreaktoranlage, die mit Absorberstäben
gemäß der Erfindung be-t triehen wird. Vorteilhaft ist, den Stab elastisch auszubilden,
z.B.
-
durch Verringern seiner Querschnittsabmessungen. Eine weitere zweckmäßige
Ausgestaltung der Erfindung ist, das Stabende beweglich mit dem Stab U verbinden.
Für die betreffenden Kugeln ist sowohl bei dem elastir,hon Stab@als auch bei dem
dem beweglichen Stabende die Möglichkeit gegeben,
sich aus der stabilen
Lagerung zu befreien und in eins der Öffnungen in den Stabende einzutreten.
-
Die bewegliche werbindung zwischen dem Stabende und dem Stab kann
z.B.
-
durch ein Kucelgelenk oder durch eine kardanische Aufhängung hergestellt
werden. Vorteilhaft wird das Celenk so ausgebildet, daß das Stabende einen vorher
bestimmten l'Jin4elausschlsg ausfahren kann. Das untere Stabende kann beispielsweise
stumpf ausgebildet sein; von besonderem aJorteLl ist es jedoch, das Stabende mit
einer oder mehreren Abschrägungen zu versehen.
-
Bei einem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung sind das untere
Stabende und der Stab mit je zwei sich gegenUberliegenden Haltelaschen versehen,
in die je ein Zylinderstift eingesetzt ist. Im Stabinneren ist ein Haltering angeordnet,
der entsprechende Bohrungen zur Aufnahme der Zylinderstift-Enden sufweist. Das Stabende
und der Stab sind durch einen Spalt getrennt, dessen Größe den Winkelausschlag des
Stabendes festlegt.
-
In der Zeichnung ist dieses Ausführungsbeispiel zur besseren Erläuterung
schematisch dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 einen Längsachnitt durch den unteren
Teil eines Absorberstabes gemäd der Erfindung Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie
II - II der rig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2.
-
Die Fig. 1 läßt den unteren Teil eines hohlen Absorberstabes 1 erkennen,
der in einem Ringraum 2 Absorbermaterial enthält.
-
Der hohle Stab 1 weist an -ooenüerliegenden Stellen seines Umfanges
zwei Haltelaschen 3 auf. in die je ein Langloch 4 eingearbeitet ist. Im
reich
dieser Haltelaschen ist innerhalb des Absorberstabes 1 ein Haltering 5 angeordnet,
der - um 900 gegeneinander versetzt vier 3shrungen aufweist, in die vier Zylinderstifte
6, 7 und 6 sowie 9 eingasstzt sind (s. auch Fig. 2). Die Zylinderstifte 6 und 7
sind in den Larglöchern 4 der Haltelaschen 3 gelagert.
-
Das untere Stabende 10 ist als selbständiges Teil ausgebildet und
weist ebenfall-s zwei diametral gegenüberliegende Haltelaschen 11 auf. Seine Spitze
wird durch zwei verschiedene Abschrägungen 14 und 15 gebildet, wie vor allem der
Fig. 3 zu entnehmen ist. Die Haltelaschen 11 besitzen zwei Bohrungen, in denen die
Zylinderstifte 8 und 9 gelagert sind. Sie sind mit den Haltelaschen 11 verschweißt0
Zwischen dem Haltering 5 und den Haltelaschen 3 einerseits sowie den Haltelaschen
11 andererseits ist auf die Zylinderstifte 7,8,9 und 10 je eine Distanzscheibe 12
geschoben, die mit den jeweils anliegenden Laschen- verschweißt ist. Die mit den
Haltelaschen 3 verbundenen Distanzacheiben weisen wie diese zur Aufnahms der Zylinderstifte
ein Langloch 13 auf.
-
Die Zylinderstifte und der Haltering sind 80 angeordnet, daß zwischen
dem Stab 1 und dem Stabende 10 ein freier Zwischenraum verbleibt. Die Sreite dieses
Zwischenraumes ist maßgebend für die GröBe des Ulinkelausschlages, den das Stabende
10 auszuführen vermag. Es ist ratsam, denZuischenraum nicht zu groß zu wählen, Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist nur ein kleiner Zwischenraum vprgesehen,
verkörpert durch den Spalt 16. Die Breite des Spaltes 16 bestimmt auch die Größe
des Langloches 4 in den Haltelaschen 3 und des Langloches t3 in zwei der Distanzscheiben
12, denn diese ist so festgelegt, daß der von den Zylinderstiften 6 und 7 nicht
ausgefüllte Teil der Langlöcher größer ist als der Spalt 16.
-
Durch diese maßnahme wird erreicht, daß die Zylinderstifte 6 und 7
von den am Stabende 10 auftretenden Druckkräften entlastet werden.
-
Das bewegliche Stabende 10 verfügt über zwei Freiheitsgrade. Einerseits
kann es sich um die durch die Zylinderstifte 8 und 9 gegebene Achse bewegen, wobei
der Haltering 5 in Ruhe bleibt; andererseits kann der Haltering 5 um die durch dio
Zylinderstifte 6 und 7 dargsstellte Achse schwenken, wobei er das bewegliche Stabende
10 mitnimmt. Diese beiden Schwenkbewegungen können sich auch noch überlagern, so
daß das Stabende 10 um eine beträchtliche Gradzahl ausgelenkt werden kann. Bei einem
sehr breiten Spalt 10 und entsprechender Ausbildung der Halt-elaschen 3 und 11 ist
ein Ausschlag im Bereich von 360 möglich.