DE1911400A1 - Als Hohlstab ausgebildeter Absorberstab fuer Kernreaktoren - Google Patents

Description

• 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.

Claims (8)

Patentansprüche:

1) Als Hohistab ausgebildster Absorberstab für Kernreaktoren mit einer Schüttung von vorzugsweise kugelförmigen Betriebselementen, in dio der Absorberstab frei eingebracht wird, wobei das in die Schüttung eintauchende Stabende eine oder magere Öffnungen zur-Aufnahme von netriebselemente aufweist, diein einen oder mehrere definierte Kanäle führen, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Stab (1) so ausgebildet ist, daß die Stapspitze (14, 15) auslenkbar ist.

2) Als Hohlstab ausgebildeter Absorberstab nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Stab (1) elastisch ausgebildet ist.

3) Als Hohlstab ausgebildeter Absorberstab nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das untere Stabende (10) beweglich mit dem Stab (1) verbunden ist.

4) Als Hohlstab ausgebildeter Absorberstab nach Anspruch 1, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die bewegliche Verbindung durch ein Kugelgelenk bewirkt wird.

5) Als Hohistab ausgebildeter Absorberstab nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die bewegliche erbindung durch ein Kardangelenk bewirkt wird.

, Als Hohistab ausrebildeter Absorberetab nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das untere Stabende (10) stumpf ausgebildet ist.

7) Als Hohlstab ausgebildeter Absorberstab nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das untere Stabende (10) eine oder mehrere Abschrägungen (14, 15) aufweist.

8) Als Hohtstab ausgebildeter Absorberstab nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das untere Stabende (10) und der Stab (1) je zwei sich gagenGberliegende Haltelaschen (11, bzw. 3) aufweisen, wobei Stabende und Stab durch einen den Winkelausschlag des Stabendes (10) begrenzenden Spalt (16) getrennt sind, und daß in die Haltelaschen (3, 11) je ein Zylinderstift (6,7,8,9) derart eingesetzt ist, daß er in eine entsprechende Bohrung eines sich im Stab inneren befindlichen Halteringes (5) hineinragt.