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Wechselvorrichtung für Meßsonden in Kernreaktoren Die vorliegende
Erfindung betrifft eine Wechselvorrichtung für Meßsonden in Kernreaktoren. Zur Messung
von physikalischen Zustandsgrößen in Kernreaktoren und zu deren Überwachung werden
in den Reaktor Meßsonden eingeführt und nach beendeter Messung oder zur Prüfung
des Meßgerätes wieder aus dem Reaktor entfernt. Dabei ist es sicher zweckmäßig,
mit Rücksicht auf die notwendige Abschirmung und Abdichtung des Reaktorbehälters
das Ein- und Ausbringen der Meßsonden aus diesem in möglichst einfacher und zuverlässiger
Form ferngesteuert vorzunehmen, so daß der Wechsel der Meßsonden zügig erfolgt.
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Vorrichtungen zum Auswechseln von Meßsonden sind an sich bekannt,
beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 1 947 320. Hier werden Thermoelemente
durch Führungsrohre in den Reaktor eingebracht. Zum Auswechseln müssen die Meßsonden
ganz aus ihren Führungsrohren und damit aus dem Reaktor entfernt werden. Zudem beanspruchen
die Führungsrohre viel Platz.
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Aufgabe der Erfindung ist eine Wechselvorrichtung für Meßsonden, die
bei niedrigen Anlagekosten und zuverlässiger Funktion eine ferngesteuerte genaue
Positionierung der Meßsonden im Reaktorbehälter ermöglicht, wobei die Antriebs-
und Steuerungsaggregate der Wechselvorrichtung zugänglich angeordnet sind.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß ein um seine Längsachse
drehbares Magazin mit Führungsrohren zur Aufnahme der Meßsonden vorhanden ist und
daß eine Hub- und Greifvorrichtung für Meßsonden vorhanden ist, die vermittels einer
Exzenterscheibe, die zugleich als Strahlenabschirmung ausgebildet ist, über ein
beliebiges Führungsrohr verfahrbar ist. Das Magazin gestattet es, eine Vielzahl
von gleich- oder verschiedenartigen Meßsonden zum Einsatz im Kernreaktor bereitzuhalten,
während es die über eine Exzenterscheibe verfahrbare Hub- und Greifvorrichtung ermöglicht,
jede beliebige dieser Meßsonden in den Reaktor einzubringen bzw. aus diesem zu entfernen.
Gleichzeitig dient die Exzenterscheibe dazu, die notwendige Durchführung im Reaktordeckel
gegen den Austritt von Strahlung abzuschirmen.
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Um eine sichere Halterung der Meßsonden im Magazin zu gewährleisten,
wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß die Führungsrohre
mit Rasten für die Meßsonden versehen sind.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die
Hubvorrichtung aus einer Zahnstange besteht, an der ein Greifer befestigt ist, und
in die ein fest gelagertes, motorisch angetriebenes Ritzel eingreift.
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Dies ermöglicht es, die Handhabung der Meßsonden mit kontrollierten
Zug- und Druckkräften vorzunehmen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die
Greifvorrichtung aus einem Greifer, einer diesen betätigenden und in der Zahnstange
geführten Schraubenspindel, einer auf dieser gleitenden, in einem vermittels Zahnrad
und Ritzel motorisch um seine Längsachse drehbaren Mitnehmerrohr befestigten Spindelmutter
besteht. Auch dieses Merkmal der Erfindung ermöglicht einen einfachen und zuverlässigen
Aufbau der Wechselvorrichtung.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigt Figur 1 einen Längsaxialschnitt durch die Vorrichtung, Figur 2 einen
Querschnitt durch dieselbe entsprechend der Linie A-B in Figur 1, Figur 3 einen
weiteren Querschnitt durch dieselbe entsprechend der Linie C-D in Figur 1, wobei
dieser Querschnitt zur Verdeutlichung in vergrößertem Maßstab gezeichnet ist.
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Figur 4 die Halterung der Meßsonden in den Führungsrohren in Längsansicht
und Figur 5 ebenfalls in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht des Zahnstangenantriebes.
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Die Figur 1 zeigt Teile eines Reaktordeckels (1), einer Reaktorgrube
(2) und einer Grubenabdeckung (3), auf welcher die eigentliche Wechselvorrichtung
befestigt ist. Ferner sind im Beispiel die Köpfe von zwei Meßsonden (4) gezeigt,
die im Reaktor eingesetzt sind und beim Auswechseln in je eines der Fuhrungsrohre
(16) gezogen werden, von denen der Übersichtlichkeit halber ebenfalls nur zwei dargestellt
sind.
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Die Gesamtheit der Führungsrohre (16) ist in einem Magazin (5) angeordnet,
das in einem Gehäuse (6) mit Hilfe eines Lagers (7)
drehbar gelagert
ist. Die Drehung des Magazines (5) um seine Längsachse wird durch einen Elektromotor
(8) bewirkt, der über ein Ritzel (9) ein.Zahnrad (10) in Bewegung setzt, das mit
demMagazin (5) fest verbunden ist.
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Ebenfalls mit dem Zahnrad (10) kämmt ein Ritzel (11), über das ein
Drehgeber (12) betätigt wird, über den eine hier nicht dargestellte Fernanzeige
der Winkellage des Magazines (5) bewirkt wird. Das Gehäuse (6) wird vermittels eines
Schiebers (13) gasdicht abgeschlossen, der zum Handhaben der Meßsonden durch einen
Antrieb (14) verschoben werden kann.
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Der Transport der Meßsonden (4) in beziehungsweise aus den Führungsrohren
(16) erfolgt bei geöffnetem Schieber (13) vermittels eines Greifers (15). In den
Führungsrohren (16) werden die Meßsonden (4) mit Rasten (17) (siehe Fig. 4) gehalten.
Die Vertikalbewegung des Greifers (15) erfolgt durch einen Elektromotor (18), der
ein Ritzel (20) antreibt. Die Kontrolle der beim Handhaben der Meßsonden (4) aufgewendeten
Kräfte, beispielsweise um ein Klemmen der Meßsonden (4) in den Führungsrohren (16)
feststellen zu können, erfolgt durch eine zwischen Elektromotor (-18) und Ritzel
(20) zwischengeschaltete Drehmomentmeßwelle (19).
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Das Ritzel (20) bewegt eine Zahnstange (21), an deren unterem Ende
der Greifer (15) befestigt ist. Das Öffnen bzw.
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Schließen des Greifers erfolgt durch einen weiteren Elektromotor (23),
der über ein von ihm angetriebenes Ritzel (24) und ein mit diesem kämmendes Zahnrad
(25) ein in einem Gehäuse (22) gelagertes Mitnehmerrohr (26) in Drehung versetzt.
Mit dem Mitnehmerrohr (26) ist an seinem oberen Ende eine Mutter (27) drehfest verbunden,
die in der Zahnstange (21) geführt ist. Die Schraubenspindel (28) ihrerseits bewirkt
bei der sich daraus ergebenden Vertikalbewegung das Öffnen bzw. Schließen von Greiferklauen
(29).
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Der Greifer (15) wird in einer Öffnung in einer Scheibe (34) geführt,
die exzentrisch und drehbar in einer weiteren, ebenfalls drehbar gelagerten Scheibe
(30) gelagert ist. Die Drehung der Scheibe (30) um die senkrechte Achse erfolgt
durch einen weiteren Elektromotor (31), der ein weiteres Ritzel (32) antreibt, das
-mit einem weiteren Zahnrad (33) kämmt, das mit der Scheibe (30) fest verbunden
ist. Die Drehung der Exzenterscheibe (34) erfolgt durch einen weiteren Elektromotor
(35), ein weiteres von diesem angetriebenes Ritzel (36), und ein mit diesem kämmendes
Zahnrad (37), das mit der Scheibe (34) fest verbunden ist. Dadurch wird erreicht,
daß der Greifer (15) über jedes beliebige Führungsrohr (16) in Stellung gebracht
werden kann. Die Scheiben (30 und 34) sind zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß
sie die Strahlenabschirmung der Öffnung im Reaktordeckel (1) übernehmen. Die Fernanzeige
der Winkellage der Scheibe (30) erfolgt über das Zahnrad (33) durch einen weiteren
Drehgeber (38).
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Figur 2 zeigt als weiteres Teil einen weiteren Drehgeber (39), der
durch das Zahnrad (37) betätigt wird und Aufschluß über die Winkellage der Scheibe
(34) gibt. Ein weiterer Drehgeber (40) mit ähnlicher, hier nicht näher beschriebener
Wirkungsweise gibt Aufschluß über die Höhenlage des Greifers (15).
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Die Figur 3 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch
das Magazin (5), und zwar im Beispiel sechsunddreißig Führungsrohre (16), die zur
Aufnahme ebenso vieler Meßsonden (4) bestimmt sind, und deren jedes eine Raste (17)
aufweist, vermittels derer die Meßsonden (4) in den Führungs-rohren (16) gehalten
werden, wie aus der Figur 4 ersichtlich ist.
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Die Figur 5 zeigt schließlich einen Teil des Gehäuses (22) und einen
Teil der Zahnstange (21) in Seitenansicht, die einerseits durch das Ritzel (20)
angetrieben wird, und andererseits durch Rollen (41) geführt wird.
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In der Zahnstange (21) ist wiederum die Spindel (28) geführt.