DE1946540B2 - Absorber rod drive - Google Patents
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- G21C7/00—Control of nuclear reaction
- G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Description
Die Erfindung betrifft einen in einem Gehäuse angeordneten Antrieb für einen Absorberstab, der un-Biittelbar von oben in die aus kugelförmigen Betriebselementen bestehende Schüttung eines Kernreaktors eindringt. Ein derartiger Antrieb ist aus der deutschen Patentschrift 1263 940 bekannt; der Antrieb dieses geradlinig eintauchenden Stabes erfolgt über einen endlosen Kettentrieb, so daß der Absorberstab nur axiale Bewegungen ausführen kann. Das Einfahren des Stabes in die Schüttung ist daher nur mit großem Kräfteaufwand möglich, was sich ungünstig auf die kugelförmigen Betriebselemente sowie die Graphiteinbauten auswirkt.The invention relates to a drive for an absorber rod which is arranged in a housing and which is non-binding from above into the bed of a nuclear reactor consisting of spherical operating elements penetrates. Such a drive is known from German patent specification 1263 940; the drive this straight dipping rod takes place via an endless chain drive, so that the absorber rod can only perform axial movements. The entry of the rod into the bed is therefore only possible with great expenditure of force, which adversely affects the spherical operating elements as well as the Graphite internals affects.
Eine weitere Vorrichtung zur Erzeugung geradliniger gesteuerter Bewegungen ist aus der deutschen Auslegeschrift 1184 865 bekannt, mit der ebenfalls ein Absorberstab zur Regelung eines KernreaktorsAnother device for generating rectilinear controlled movements is from the German Auslegeschrift 1184 865 known, with which also an absorber rod for controlling a nuclear reactor
ίο betätigt werden soll. Der Absorberstab steift den unteren Abschnitt eines angetriebenen Teiles dar, das mit einem Zwischenteil ein Schraube-Mutter-System bildet. Das angetriebene Teil ist mit Rollenlagern versehen, und die darauf rngeordneten Rollen laufen in Längsrillen der Umhüllungswand. Durch diese axiale Führung wird das angetriebene Teil samt dem Absorberstab gezwungen, eine Längsbewegung auszuführen, wenn das Zwischenteil des Schraube-Mutter-Systems (das die Schraube darstellt) in Drehbewegung versetzt wird. Der Antrieb des Zwischenteiles erfolgt über eine Antriebswelle, deren unterer Teil als Nutwelle ausgebildet und über entsprechende Rillen in dem Zwischenteil drehfest mit diesem verbunden ist. Auch diese bekannte Antriebsvorrichtung gestattet nur eine geradlinige Bewegung des Absorberstabes und ist daher im Zusammenhang mit einem eingangs beschriebenen Kernreaktor mit den bereits geschilderten Nachteilen behaftet.ίο is to be actuated. The absorber rod stiffens the the lower section of a driven part that has a screw-nut system with an intermediate part forms. The driven part is provided with roller bearings, and the rollers arranged on it run in longitudinal grooves of the envelope wall. Through this axial guidance, the driven part is together with the Absorber rod forced to perform a longitudinal movement when the intermediate part of the screw-nut system (which represents the screw) is set in rotary motion. The drive of the intermediate part takes place via a drive shaft, the lower part of which is designed as a grooved shaft, and a corresponding one Grooves in the intermediate part is rotatably connected to this. Also this known drive device allows only a straight movement of the absorber rod and is therefore related to an initially described nuclear reactor with the disadvantages already outlined.
Femer ist es aus der deutschen Patentschrift 1154 883 bekannt zur Betätigung eines Absorberstabes für Kernreaktoren diesen rohrförmig auszubilden und mit einem Innengewinde zu versehen, so daß er durch Drehen eines mit entsprechendem Außengewinde versehenen Betätigungsrohres, das in den Absorberstab hineinreicht, gehoben oder gesenkt werden kann. Das Betätigungsrohr wiederum wird über in seinem Inneren angebrachte Längsuuten durch eine entsprechend genutete Antriebswelle in Drehbewegung versetzt, und der A-ntrieb der Antriebswelle erfolgt über ein Epizyklengetriebe. Auch dieser Absorberstab kann nur Längsbewegungen ausführen, und sein Antrieb ist daher für den Einsatz in einem Kugelhaufenreaktor, bei dem die Absorberstäbe unmittelbar in die Schüttung der Betriebselemente eingefahren werden, aus den bereits genannten Gründen nicht geeignet.Furthermore, it is known from German patent specification 1154 883 for actuating an absorber rod for nuclear reactors to design this tubular and to provide it with an internal thread, see above that by turning an actuating tube provided with a corresponding external thread, which is in the absorber rod reaches in, can be raised or lowered. The actuating tube in turn is via longitudinal grooves made in its interior through a correspondingly grooved drive shaft in The drive shaft is driven by an epicyclic gear. Even this absorber rod can only perform longitudinal movements, and its drive is therefore for use in a pebble bed reactor, in which the absorber rods directly into the bed of the operating elements are not suitable for the reasons already mentioned.
In der deutschen Auslegeschrift 1 123 057 wird zwar eine Vorrichtung zum Längsverschieben eines Absorberstabes in einem Kernreaktor beschrieben, bei der der Absorberstab schraubenförmig ausgebildet ist 'ind sowohl Längs- als auch Drehbewegungen ausführen kann. Die Längsbewegung ist jedoch fest mit der Drehbewegung gekoppelt; d. h., eine bestimmte Drehbewegung des Stabes bewirkt zwangläufig eine gleichzeitige Längsbewegung, deren Größe unabhängig davon ist, ob es sich um eine Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des Stabes handelt. Durch die feste Kopplung von Längs- und Drehbewegung des Absorberstabes ergibt sich hier die Möglichkeit, die für die Reaktorregelung erforderlichen Stabverriegelungen anstatt für die Längsbewegung für die Drehbewegungen vorzusehen. Auch ist es mit einem derartig angetriebenen Absorberstab, der also gleichzeitig eine Längs- und Drehbewegung ausführen kann und zudem noch schraubenförmig ausgebildet ist, bereits möglich, die Schüttung der kugelförmigen Betriebselemente aufzulockern und dadurch die Belastung der Kugeln und der Graphiteinbauten zu vermindern.In the German Auslegeschrift 1 123 057, although a device for longitudinally displacing a Described absorber rod in a nuclear reactor, in which the absorber rod is helical is' ind perform both longitudinal and rotary movements can. However, the longitudinal movement is firmly coupled with the rotary movement; d. i.e., a specific one Rotary movement of the rod inevitably causes a simultaneous longitudinal movement, the size of which is independent of which is whether it is an upward or downward movement of the rod. Through the solid Coupling of the longitudinal and rotary movement of the absorber rod results in the possibility that for the reactor control required rod locks instead of the longitudinal movement for the rotary movements to be provided. It is also with an absorber rod driven in this way, that is, at the same time can perform a longitudinal and rotary movement and is also designed in a helical manner, already possible to loosen the fill of the spherical operating elements and thereby reduce the load of the balls and the graphite internals.
Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für einen unmittelbar von oben in die aus kugelförmigen Betriebselementen bestehende Schüttung eines Kernreaktors eindringenden Absorberstab anzugeben, der eine gleichzeitige Dreh- und Längsbewegung des Absorberstabes ermöglicht, bei der während der Aufwärts- und der Abwärtsbewegung des Absorberstabes eine unterschiedliche Kopplung zwischen der Längs- und der Drehbewegung besteht.Proceeding from this prior art, the invention is based on the object of a drive for one directly from above into the bed consisting of spherical operating elements of a nuclear reactor to indicate penetrating absorber rod, which has a simultaneous rotary and longitudinal movement of the absorber rod allows during the upward and downward movement of the absorber rod there is a different coupling between the longitudinal and the rotary movement.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der untere Teil einer drehbaren Antriebswelle als Nutwelle ausgebildet und durch ein Drehmomentübertragungselement hindurchgeführt ist, welches ein in Axialrichtung verschiebbares sowie drehbares rohrförmiges Teil antreibt, ar dessen unterem Ende ein schraubenförmig ausgebildeter Absorberstab angeordnet ist, daß im Bereich des Drehmomentübertragungselementes am Umfang des rohrförmigen Teiles ein Freilauf angeordnet ist, der beim Abwärtsbewegen des Absorberstabes in die Kugelschüttung in eine um diesen Freilauf angeordnete Hubschraube eingreift, deren Gewinde mit einem am Innenumfang des Gehäuses vorgesehenen Gegengewinde in Verbindung steht, daß im Bereich des Drehmomentübertragungselementes ein weiterer Freilauf am Umfang des rohrförmigen Teiles vorgesehen ist, der beim Herausbewegen des Absorberstabes aus der Kugelschüttung ein Zwischenstück in Drehung versetzt, das lose auf dem rohrförmigen Teil gelagert ist, wobei das Zwischenstück in ein Getriebe eingreift, das kraftschlüssig mit der Hubschraube in Verbindung steht.According to the invention the object is achieved in that the lower part of a rotatable drive shaft designed as a splined shaft and passed through a torque transmission element, which drives an axially displaceable and rotatable tubular part, ar its lower At the end of a helical absorber rod is arranged that in the area of the torque transmission element a freewheel is arranged on the circumference of the tubular part, which when moving downwards of the absorber rod into the ball bed into a lifting screw arranged around this freewheel engages, the thread of which is connected to a mating thread provided on the inner circumference of the housing stands that in the area of the torque transmission element another freewheel on the circumference of the tubular part is provided, which when the absorber rod is moved out of the pebble bed an intermediate piece set in rotation, which is loosely mounted on the tubular part, wherein the intermediate piece engages in a gear that is in a force-locking connection with the lifting screw.
Der erfindungsgemäße Absorberstabantrieb weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, daß der Absorberstab beim Einfahren und Ausfahren mit einem unterschiedlichen Verhältnis der Dreh- zur Hubgeschwindigkeit betätigt werden kann. Während die Drehbewegung direkt vom Motor auf das axial verschiebbare sowie drehbare rohrförmige Teil und somit auch auf den Absorberstab übertragen wird, wird die gleichzeitige Hubbewegung durch die mit einem Flachgewinde der Steigung h ausgerüstete Hubschraube sichergestellt. Je nach Drehrichtung des Motors (Ein- bzw. Ausfahren des Stabes) wird die Hubschraube entweder über einen ersten Freilauf direkt oder über einen zweiten Freilauf und ein Getriebe angetrieben. Durch eine unterschiedliche Steigung des Hubschrauben- und des Absorberstab-The absorber rod drive according to the invention has the advantage over the prior art that the absorber rod can be actuated during retraction and extension with a different ratio of the rotational speed to the lifting speed. While the rotary movement is transmitted directly from the motor to the axially displaceable and rotatable tubular part and thus also to the absorber rod, the simultaneous lifting movement is ensured by the lifting screw equipped with a flat thread of pitch h. Depending on the direction of rotation of the motor (retraction or extension of the rod), the lifting screw is driven either directly via a first freewheel or via a second freewheel and a gear. Due to a different slope of the lifting screw and the absorber rod
gewindes (-,-> 1. wobei H die Steigung des Absorberstabes bedeutet) wird bei gleicher Antriebsdrehzahl ns des Absorberstabes beim Einfahren des Stabes eine unterschiedliche Geschwindigkeit in der Längsbewegung (V H = Hubgeschwindigkeit) und der Drehbewegung (VF = ns · H = Fördergeschwindigkeit) erreicht. Der Quotient -~- wird als Verhältnis φ thread (-, -> 1. where H means the incline of the absorber rod) with the same drive speed n s of the absorber rod when the rod is retracted, the longitudinal movement (V H = lifting speed) and the rotary movement (V F = n s H = conveyor speed) reached. The quotient - ~ - is expressed as the ratio φ
bezeichnet und ist maßgebend für den bei der Absorberstabbetätigung erzielten Fördereffekt, von dem die Auflockerung der Schüttung der kugelförmigen Betriebselemente abhängt. Bei einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Absorberstabantrieb hat es der Fachmann in der Hand, sowohl für den Einfahrais auch für den Ausfahrvorgang das günstigste Verhältnis φ zu wählen, um dadurch die Belastung der Betriebselemente sowie der Graphitbauten so niedrig wie möglich zu halten.and is decisive for the conveying effect achieved when actuating the absorber rod, on which the loosening of the bed of the spherical operating elements depends. In the case of an absorber rod drive designed according to the invention, it is up to the person skilled in the art to choose the most favorable ratio φ for both the retraction and the extension process in order to keep the load on the operating elements and the graphite structures as low as possible.
Aus umfangreichen Versuchen am 1:10- bzw.From extensive tests on 1:10 or
1:1-Müdellversuchsstand wurde für das Einfahren des Absorberstabes als günstiger Wert ein Verhältnis V = 1.5 ermittelt. Für den Ausfahrvorgang ergab sich als günstiger Wert φ = — 1.In the 1: 1 Müdell test stand, a ratio of V = 1.5 was determined to be a favorable value for retracting the absorber rod. The favorable value for the extension process was φ = - 1.
Vorzugsweise wird als Getriebe ein Planetengetriebe "verwendet. Die Hubschraube ist zweckmäßigerweise mit einem Flachgewinde ausgerüstet, deren Steigung h = 93 mm beträgt, wobei das Gegen-A planetary gear is preferably used as the gear. The lifting screw is expediently equipped with a flat thread, the pitch of which is h = 93 mm, the counterpart
gewinde der Hubschraube durch im Gehäuse entsprechend der Muttersteigung angeordnete Kugellagerrollen gebildet wird. Die Kugellagerrollen sind so angeordnet, daß minimal 3 Rollen und maximal 4 Rollen im Eingriff mit der Hubschraube stehen.thread of the lifting screw through ball bearing rollers arranged in the housing according to the nut pitch is formed. The ball bearing rollers are arranged so that a minimum of 3 rollers and a maximum of 4 rollers are in engagement with the lifting screw.
Die Drehmomentübertragung von der Nutwelle auf das rohrförmige Teil erfolgt vorteilhafterweise mittels einer Kuselschiebebüchse.The torque transmission from the splined shaft to the tubular part is advantageously carried out by means of a Kuselschiebebüchse.
Die Zeichnung (F i g. 1 und 2) zeigt einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Absorberstabantriebes. Im Gehäuse 1 befindet sich eine Antriebswelle 2, c1 , en unterer Teil 3 als Nutwelle ausgebildet ist, weicht durch ein Drehmomentübertragungselement 4 hindurchgeführt ist. Als Drehmomentübertragungselement 4 wird eineThe drawing (FIGS. 1 and 2) shows a longitudinal section through an embodiment of the absorber rod drive according to the invention. In the housing 1 there is a drive shaft 2, c 1 , and the lower part 3 is designed as a grooved shaft, which is passed through a torque transmission element 4. As a torque transmission element 4 is a
as Kugelschiebebüchse verwendet. Die Kugelschiebebüchse ■; ist mit einem in Axialrichtung verschiebbaren sowie drehbaren rohrförmigen Teil 5 verbunden, an dessen unterem Ende ein schraubenförmig ausgebildeter Absorberstab 6 angeordnet ist. AmThe ball sliding liner is used. The sliding ball liner ■; is connected to an axially displaceable and rotatable tubular part 5, at the lower end of which a helical absorber rod 6 is arranged. At the
Umfang des rohrförmigen Teiles 5 im Bereich der Kugelschiebebüchse 4 sind zwei Freiläufe 7 und 8 vorgesehen. Der Freilauf 7 steht direkt mit einer Hubschraube 9 in Verbindung, deren Gewinde 10 in ein Gegengewinde 11 eingreift, das durch Kugellager-The circumference of the tubular part 5 in the area of the ball sliding sleeve 4 are two freewheels 7 and 8 intended. The freewheel 7 is directly connected to a lifting screw 9, the thread 10 of which in a mating thread 11 engages, which is supported by ball bearing
rollen gebildet wird, die am Innenumfang des Gehäuses 1 angeordnet sind. Der Freilauf 8 greift in die Stirnseite eines Zwischenstückes 12 ein, an dessen anderer Stirnseite ein Getriebe 13 angeordnet ist. Das Getriebe 13 ist wiederum kraftschlüssig mit der Hubschraube 9 verbunden. Die in Axialrichtung verschiebbaren Teile sind in Axialführungen geführt, welche aus Laufrollen 14 bestehen und in innerhalb des Gehäuses 1 angeordnete Laufschienen 15 eingreifen. rollers are formed, which are arranged on the inner circumference of the housing 1. The freewheel 8 engages in the End face of an intermediate piece 12, on the other end face of which a gear 13 is arranged. That The transmission 13 is in turn connected to the lifting screw 9 in a non-positive manner. The axially displaceable Parts are guided in axial guides, which consist of rollers 14 and inside of the housing 1 arranged running rails 15 engage.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Je nach Drehrichtuiig des Antriebsmotors 17 wird der schraubenförmige Absorberstab 6 in die Kugelschüttung eingefahren oder herausgefahren. Beim Einfahren des Absorberstabes 6 in die Kugelschüttung wird die Drehbewegung der Nutwelle 3 direkt auf die Kugelschiebebüchse 4 übertragen. Diese überträgt das Drehmoment weiter auf das rohrförmige Teil 5 sowie auf den Absorberstab 6. Die gleichzeitige Hubbewegung erfolgt über den Freilauf 7, der fect mit dem rohrförmigen Teil 5 verbunden ist und die Hubschraube 9 antreibt. Das axiale Verschieben des rohrförmigen Teiles 5 und der Kugelschiebebüchse 4 erfolgt auf der Nut-.elle 3. Bei Drehrichtungsänderung, d. h. beim Herausfahren aus der Kugelschüttung, wird das Drehmoment von der Nutwelle 3 über die Kugelschiebebüchse 4 auf das rohrförmige Teil 5 und den Stab 6 übertragen. Die Drehmomentübertragung auf die Hubschraube 9 erfolgt über den Freilauf 8, welcher entgegengesetzt dem Freilauf 7 arbeitet, das Zwischenstück 12 und das Getriebe 13, welches direkt in die Hubschraube 9 eingreift. Je nach Drehrichtung ist somit einer der beiden Freiläufe 7 oder 8 auf Leerlauf geschaltet,The device works as follows: Depending on the direction of rotation of the drive motor 17, the helical absorber rod 6 is moved into or out of the ball bed. When the absorber rod 6 moves into the ball bed, the rotary movement of the grooved shaft 3 is transmitted directly to the ball sliding sleeve 4. This transmits the torque further on the tubular member 5 as well as to the absorber rod 6. The simultaneous lifting movement via the free wheel 7, the fe c t is connected to the tubular member 5 and drives the jackscrew. 9 The axial displacement of the tubular part 5 and the ball sliding bushing 4 takes place on the groove-.elle 3. When the direction of rotation is changed, i.e. when moving out of the ball bed, the torque is transferred from the grooved shaft 3 via the ball sliding bushing 4 to the tubular part 5 and the rod 6 transfer. The torque is transmitted to the lifting screw 9 via the freewheel 8, which works in the opposite direction to the freewheel 7, the intermediate piece 12 and the gear 13, which engages directly in the lifting screw 9. Depending on the direction of rotation, one of the two freewheels 7 or 8 is switched to idle,
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (7)
Priority Applications (6)
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=5745463
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| DE (1) | DE1946540B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2904941A1 (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-14 | Kernforschungsanlage Juelich | TURN GEARBOX FOR ABSORBER BAR |
-
1969
- 1969-09-13 DE DE1946540A patent/DE1946540B2/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2904941A1 (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-14 | Kernforschungsanlage Juelich | TURN GEARBOX FOR ABSORBER BAR |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1946540A1 (en) | 1971-03-18 |
| DE1946540C3 (en) | 1974-05-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |