DE2112472C3

DE2112472C3 - Absorber rod for nuclear reactors with spherical fuel elements

Info

Publication number: DE2112472C3
Application number: DE2112472A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Ing. 5800 Hagen Schweiger
Original assignee: Hochtemperatur-Kern-Kraftwerk (hkg) 4701 Uentrop GmbH
Current assignee: Hochtemperatur-Kern-Kraftwerk (hkg) 4701 Uentrop GmbH
Priority date: 1971-03-16
Filing date: 1971-03-16
Publication date: 1974-10-31
Also published as: DE2112472A1; DE2112472B2

Description

20 Bei einer derartigen Anordnung bestimmt der20 With such an arrangement, the

meist längere, axiale Bereich des Stabes mit niedrigere.Steigung das Drehverhalten, während der untere, meist kürzere Gewindebereich mit höherer Steigungusually longer, axial area of the rod with a lower slope the turning behavior, while the lower, usually shorter thread area with a higher pitch

Die Erfindung bezieht sich auf einen Absorberstab die unmittelbar am Stab anliegenden Kugeln seitlich für Kernreaktoren mit kugelförmigen Brennelemen- 25 und/oder seitlich aufwärts abdrängt. Besonders in ten, der mit Hilfe eines Antriebs in die Kugelschüt- tieferen Schichten der Kugelschüttung wird durch die tung der Brennelemente bewegt wird, an seinem Um- erfindungsgemaße Gestaltung des Absorberstabes fang mit Gewinde versehen und drehbar gelagert ist. eine Auflockerung der Kugelschüttung unmittelbar Ein derartiger Absorberstab ist aus der französischen über der eindringenden Spitze gewährleistet, wo-Offenlegungsschrift 2 026 752 bekannt. 30 durch auch dort das Ausweichen der Kugeln wesent-Bei mit kugelförmigen Brennelementen betriebe- Hch erleichert und die statistisch auftretende, maxinen Kernreaktoren besteht das Problem, daß, um mal mögliche mechanische Beanspruchung der Kubeispielsweise einen Leistungs-Reaktor kalt unterkri- geln wesentlich herabgesetzt wird, ohne daß dazu ein tisch zu machen, die im Reflektor vorhandenen Steu- gesonderter Drehantrieb erforderlich ist.
erstäbe nicht ausreichen,vielmehr zusätzliche Absor- 35 Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die axiale Länge berstäbe in die Kugelschüttung indirekt oder direkt des Gewindes mit größerer Steigung auf den Betrag eingetaucht werden müssen. Bei der indirekten Me- begrenzt ist, der sich bei n-gängigem Gewinde durch ) thode werden die Absorberstäbe beispielsweise in 1 in Umdrehungen ergibt. Damit wird sichergestellt Bohrungen von in die Kugelschüttung hineinragen- daß der axiale Bereich des Stabes mit niedrigerer den Graphitnasen geführt. Bei der direkten Methode 40 Steigung stets langer als der mit größerer Steigung ist ί werden die Absorberstäbe beispielsweise pneuma- und der Absorberstab somit eine hinreichend tisch oder durch Schwerkraft in die Kugelschüttung schnelle Drehbewegung durchführen kann.
hineingedrückt. Dabei werden die einzelnen Brenn- An Hand des in der Zeichnung dargestellten Auselementkugeln von den eindringenden, abgerundeten führungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. j. Spitzen der Absorberstäbe mit zunehmender Ein- 45 Es zeigtThe invention relates to an absorber rod which pushes balls lying directly on the rod laterally for nuclear reactors with spherical fuel elements 25 and / or laterally upwards. Especially in th, which is moved with the help of a drive into the spherical bed deeper layers of the spherical bed through the device of the fuel assemblies, is provided with a thread and rotatably mounted on its environment. a loosening of the pebble bed immediately. Such an absorber rod is guaranteed from the French above the penetrating tip, where Offenlegungsschrift 2 026 752 is known. 30 due to the evasion of the spheres there, too, is significantly facilitated when operating with spherical fuel assemblies and the statistically occurring maximum nuclear reactors, the problem is that, in order to reduce the potential mechanical stress on the cubes, for example a power reactor, without having to make a table, the control system in the reflector requires a separate rotary drive.
The first would not suffice, but rather additional absorbers. Furthermore, it is advantageous if the axial length of the transverse rods have to be immersed in the ball bed indirectly or directly of the thread with a larger pitch to the amount. In the case of the indirect measurement, which results from the n-start thread through ) method, the absorber rods are, for example, 1 in revolutions. This ensures that bores protrude into the ball bed that the axial area of the rod is guided with the lower graphite noses. With the direct method 40 slope is always longer than the one with a larger slope ί the absorber rods are, for example, pneumatic and the absorber rod can thus perform a sufficiently fast rotary movement in the bed of balls or by gravity.
pressed in. The invention is explained in more detail by means of the element balls of the penetrating, rounded exemplary embodiment shown in the drawing. j. Tips of the absorber rods with increasing incidence 45 It shows

* dringtiefe derart stark beansprucht daß eine Zerstö- F i g. 1 einen in eine Kugelschüttung hineinragen-* Penetration depth so heavily stressed that a destruction F i g. 1 protruding into a ball bed

* rung einzelner Kugeln nicht auszuschließen ist. den Absorberstab,* tion of individual balls cannot be ruled out. the absorber rod,

f Außerdem wird durch das wiederholte Ein- und Aus- F i g. 2 einen Querschnitt durch den Stab entlang £, fahren eine zunehmende, sich nachteilig auswirkende der Schnittlinie II-II in Fi g. 1.
\ Verdichtung hervorgerufen. Auch ist insbesondere 50 An einem in einem Zylinder 1 geführten doppelteine mögliche seitliche Belastung der Absorberstäbe wirkenden Kolben 2 ist ein Absorberstab 3 befestigt, durch Verlaufen dabei unerwünscht. so daß durch entsprechendes Beaufschlagen des Zy-ί Man hat bereits versucht, diesen Problemen durch linders 1 mit einem Druckmittel der Absorberstab 3 r die Ausbildung eines Absorberstabs in der eingangs in die aus kugelförmigen Brennelementen 4 bestegenannten Art zu begegnen. So ist der aus der fran- 55 hende Kugelschüttung 5 hineingedrückt oder aus die- *' zösischen Offenlegungsschrift 2 026 752 bekannte ser herausgezogen werden kann. Am Umfang des Absorberstab an seinem Außenumfang mit einem Absorbei stabs 3 ist ein mehrgängiges Gewinde 6 einGewinde versehen; die damit beabsichtigte Förder- gearbeitet, das im Bereich der freien Stabspitze 7 des wirkung wird jedoch nur durch einen zusätzlichen Absorberstabes 3 eine größere Steigung besitzt als Drehantrieb ermöglicht. Hierdurch wird nicht nur 60 der sich daran anschließende, dem Antrieb 1,2 beseine Störanfälligkeit, sondern auch der bauliche Auf- nachbarte Gewindeteil, wobei die axiale Länge des Wand erheblich vergrößert. Gewindes mit höherer Steigung zweckmäßig auf den Ausgehend von diesem bekannten Absorberstab, Betrag begrenzt wird, der sich bei einem 1 gängigen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die be- Gewinde durch 1 Umdrehung einer Schraubenmutkannte Vorrichtung dadurch zu vereinfachen, daß 65 ter, bei einem 2gängigen Gewinde durch V* Umdreauf einen besonderen Antrieb für die Rotationsbewe- hung einer Schraubenmutter usw. ergeben würde,
güng des Stabes verzichtet werden kann. Die Lö- Wird der Absorberstab 3 in die Kugelschüttung 5 sung dieser Aufgabe basiert auf dem Gedanken, den hineingedrückt, so wird er entweder eine Rechts-f In addition, the repeated entry and exit F i g. 2 a cross section through the rod along £, an increasing, disadvantageous effect of the section line II-II in Fi g. 1.
\ Compaction caused. Also, in particular 50, an absorber rod 3 is attached to a double piston 2, which is guided in a cylinder 1 and acts as a possible lateral load on the absorber rods, which is undesirable because it runs away. so that by appropriately applying the Zy-ί One has already tried to counteract these problems by linders 1 with a pressure medium of the absorber rod 3 r the formation of an absorber rod in the type mentioned in the beginning of the spherical fuel assemblies 4. For example, the water known from the earlier spherical bed 5 is pressed in or can be pulled out from this published patent application No. 2,026,752. On the circumference of the absorber rod on its outer circumference with an Absorbei rod 3, a multi-start thread 6 is provided with a thread; the intended conveyance work, which in the area of the free rod tip 7 of the effect is only made possible by an additional absorber rod 3 than the rotary drive. As a result, not only is the adjoining drive 1, 2 susceptible to failure, but also the structural adjacent threaded part, the axial length of the wall being considerably increased. Thread with a higher pitch is expediently limited to the amount based on this known absorber rod, which is based on a 1 common, the invention is based on the task of simplifying the loading thread by 1 turn of a screw nut-known device that 65 ter, with a 2-start thread through V * Umdreauf would result in a special drive for the rotational movement of a screw nut, etc.,
the rod can be dispensed with. If the absorber rod 3 is inserted into the ball bed 5 solution of this task is based on the thought that is pressed into it, it becomes either a right

oder eine Linksdrehung entsprechend dem auf ihm angebrachten Rechts- oder Linksgewinde durchführen, wodurch gemäß Fig.2 die an dem Absorberstab 3 anliegenden Brennelementkugeln 4 von dem Gewinde 6 erfaßt und zur Seite gedrängt werden. Die auf die Brennelementkugeln 4 im Bereich der Stabspitze? wirkende Kraft besitzt auf Grund der dort größeren Gewindesteigung in jedem Fall eine nach oben gerichtete Komponente, so daß auch eine Aufwärtsbewegung der Kugeln erfolgt. Dadurch wird einer von der Stabspitze 7 direkt getroffenen Brennelementkugel das Ausweichen erleichtert und die mechanische Beanspruchung der Kugel wesentlich herabgesetzt, so daß ein unerwünschtes Zerstören der einzelnen Brennelementkugeln vermieden wird und der Absorberstab im wesentlichen frei von seitlichen Kräften gehalten werden kann. In vorteilhafter Weise können die auftretenden Reibungskräfte und ihre Wirkrichtung durch die Formgebung des Gewindeprofils beeinflußt werden, beispielsweise durch die ίο Wahl eines entsprechend modifizierten Rundgewindes. or perform a left turn according to the right or left thread attached to it, whereby according to Figure 2 the on the absorber rod 3 adjacent fuel element balls 4 are captured by the thread 6 and pushed to the side. the on the fuel element balls 4 in the area of the rod tip? has acting force because of there larger thread pitch in any case an upward component, so that also an upward movement the balls takes place. This causes a fuel element ball that has been hit directly by the rod tip 7 it makes it easier to evade and the mechanical stress on the ball is significantly reduced, so that undesired destruction of the individual fuel element balls is avoided and the absorber rod can be kept essentially free of lateral forces. In an advantageous manner the occurring frictional forces and their effective direction can be determined by the shape of the thread profile be influenced, for example by the choice of an appropriately modified round thread.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

To design the outer circumference of the absorber rod in such a way that the vertical component claims acting on it. ^^ ^ certain rod area due to the

1. Absorber rod for nuclear reactors with spherical friction conditions, the desired rotary motion Fuel elements, which with the help of a 5 gung causes the "anyway elsewhere in the S ^ abesin Drive into the pebble bed of the distillery, one fermenting the elements adjoining there upwards is moved, L affects its circumference with changing force components ^ invention thread is provided and rotatably mounted, so this thought is reacted by the fact that the characterized in that the at least one-start thread "» Rep * der Most of the single-start thread (6) in the area of the free rod tip has a greater pitch than the Free StaDspfcTe (7) has a greater gradient adjoining it, the drive than the adjoining, the drive (1, threaded part. By the inventive Ausl-2) adjacent threaded part. the absorber rod will penetrate the

2. Absorber rod according to claim 1, characterized in that the ball bed is unpowered ^ rotation offset wok marks, that the axial length of the thread 15 acts as an abutment in the ball bed with a larger slope is limited to the amount, rotation is also supported by the fact that the the fuel elements made of graphite in rotation results in a pure helium atmosphere have a large coefficient of friction.