DE2260598A1

DE2260598A1 - Hydraulische steuervorrichtung, insbesondere fuer das ein- und ausfahren der steuerstaebe eines kernreaktors

Info

Publication number: DE2260598A1
Application number: DE2260598A
Authority: DE
Inventors: Frank Bevilacqua; Malcolm Duane Groves
Original assignee: Combustion Engineering Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1971-12-23
Filing date: 1972-12-12
Publication date: 1973-06-28
Also published as: US3844882A; SE397739B; JPS4869972A; CA982709A; FR2164906A1; BE793199A; CH551070A; ES409901A1; NL7217570A; IT972744B

Description

BW 656/CE 3236

'2.11.197.2 Cl /Ko

Anmelder: Combustion Engineering» Inc. Windsor, Conneticut, U.S,A.

Hydraulische Steuervorrichtung, insbesondere für das Ein·» und Ausfahren der Steuerstäbe eines Kernreaktors

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuervorrichtung, insbesondere für daß Ein- und Ausfahren der Steuerstäbe eines Kernreaktors·

Bekanntlich werden für die Regelung von Kernreaktoren Neutronenabsorptionselemente verwendet, deren Stellung gegenüber den spaltbaren Brennstoffelementen verschiebbar ist· Diese Steuerstäbe können hydraulisch ein« oder ausgefahren werden· Bisher hat man es für nötig gehalten, die Zylinder für die hydraulischen Steuervorrichtungen durch die Wandung des Reaktordruckgefässes hindurchtreten zu lassen, um sie reparieren zu können oder Verbindungen zu ihnen herausteilen. So war es auch möglich, die Stellung der Steuerstä-he zu überwachen. Die hydraulischen Steuervorrichtungen bekannter Art waren auch verhältnismäßig kompliziert im Aufbau und benötigten zwei Baugruppen, nämlich eine,um die Stäbe zu heben und eine, um sie in der gehobenen oder ausgefahrenen Stellung festzuhalten. Zum Pesthalten benutzt man mechanische oder elektromagnetische Vorrichtungen, die

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mit den Teilen der Steuerzylinder zusammenwirken, die sich auBserhalb des Druckgefässes befinden·

Deshalb haben die bekannten Steuereinrichtungen auch den Nachteil, dass beispielsweise der Ersatz des Brennstoffes verhältnismässig umständlich ist. Zu diesem Zweck ist es nämlich nötig, sämtliche Steuerleitungen abzutrennen und auch die Haltevorrichtung freizulegen· Man hat auch schon versucht, die Anordnung dadurch zu vereinfachen, dass man verhältnismässig wenig, dafür aber grössere Absorberelemente als Steuerstäbe benutzt. In diesem Falle ist es aber nötig, die Steuerstäbe gleichmässig oder in gleichen Schritten zu bewegen, so dass sich eine zusätzliche Schwierigkeit ergibt·

Die Erfindung^at sich die Aufgabe gestellt, alle diese Nachteile der bekannten Steuervorrichtungen zu beheben.. Die Erfindung will insbesondere jeden einzelnen Steuerstab unabhängig von allen anderen beweglich machen, dabei aber getrennte Hebe- und Haltevorrichtungen vermeiden und Hontage und Demontage vereinfachen·

Die Erfindung beisteht darin, dass ein Steuerkolben in einem Steuerzylinder vorgesehen ist, der an einen Ende durch einen Ventilsitz verschlossen werden kann und dessen Kolben zwei Ansätze besitzt, von denen der eine über den Ventilsitz herausragt, um eine Last aufzunehmen und deren zweiter am entgegengesetzte Kolbenende mit einem Puffer zusammenarbeitet, der seinerseits an die Steuerieitung angeschlossen ist. Der Zylinder ist, wie die Steuerstäbe, senkrecht angeordnet und nach unten

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Die beiden Ventilsitze ermöglichen die Benutzung des gleichen Steuerzylinders für den BewegungsVorgang und in Verbindung mit dem Puffer auch für den Haltevorgang des Steuerstebes· Es kann auch jeder Steuerstab einzeln bewegt werden· Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Ansatz des Kolbens, der der Pufferung dient, konisch ausgebildet» so dass bei seinem Sindringen in den Pufferbehälter der Querschnitt für die Strömung kleiner wird· Wesentlich ist auch eine weitere Ausbildung der Erfindung, bei der der Kolben mit abgerundeten Grundflächen versehen ist, die an den beiden Enden mit den Öffnungen eines Ventilsitzes zusammenarbeiten und gegenüber dem Zylinder so reichlich Spiel haben, dass in der Zeit zwischen der Öffnung und dem Schliessen des einen und dem Öffnen des anderen Ventilsitzes der Steuerstab mit Sicherheit seine andere Sndsteilung erreicht hat.

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BAD ORIQfNAL

Zur besseren Verständnis ist die Erfindung In den Zeichnungen dargestellt, die nachstehend beschrieben werden* Bei dieser Beschreibung werden sich auch Einzelheiten und weitere Vorteile zeigen. Es eel bemerkt, dass In den Zeichnungen die Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren die gxelchen Teile bezeichnen. Im einzelnen stellen die Zeichnungen dar:

Öle Figur 1 zeigt ein Schema eines von oben betätigten

Steuersystem für einen Reaktor entsprechend der Erfindung;

Die Figur 7. zeigt die allgemeine Anordnung der Brenn-

und Steuerstäbe In Druckbehälter des Reaktors der in Ansicht teilweise im Schnitt dargestellt 1st}

Di* Figur 3 teigt die Seitenansicht, teilweise im

Schnitt eines ersten Ausfuhrungsbeispiels der Baugruppe für den Steuerstab entsprechend der Erfindung;

Die Figur 3 k zeigt eln>Teil der Baugruppe nach Figur Λ als bevorzugtes Ausfuhrungsbeispie" füt dl· Steuerstabgruppe;

Di« Figur 3 B zeigt eine Vergrösserung der zusammenarbeitenden Teile der oberen Stange und des Dämpfungsgliedes der Steueistabgr-ppe gemäss Figur 3;

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BAD ORIGINAL Die Figur 4 zeigt als Seitenansicht teilweise im

Schnitt ein AusfUhrungsbeispie: für die Technik der Durchführung der Steuer.'eitungen durch den Druckkessel sowie die dabei verwendeten Bauteile im Sinne der Erfindung;

Die Figur 5 zeigt einen vergrösserten Schnitt der Verbindungsgruppe gemäss Figur 4;

Die Figur 5 A zeigt einen Teil der Verbindungsgruppe gemäss Figur 5 in vergrös3erter perspektivische Ansicht;

Die Figur 6 seigt die Ansicht eines Querschnittes durch ein zweites Ausführungsbeispiel für die Durchdringungstechnik gemäss der vorliegenden Erfindung}

Die Figur 7 ist ein Schnitt durch einen Teil der Figur 6 in Vergrösserung und stellt die Verbindungsgruppe dar;

Die Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel.für die Durchdringung der Wand des Druckkessels , durch die Steuerleitungen und die entsprechenden Konstruktionen gemäss der Erfindung;

Die Figur 9 seigt die Seitenansicht eines Schnittes durch die Druckkesselwand und damit ein viertes Ausführungsbeispiel für die Durchdringung der Kesselwandung durch die Steuerleitungen·

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^ßAD

Die Figur 10 zeigt die Seitenansicht eines Querschnittes für die Halterung der Brennst.offstäbe bzw· der Gruppen von Brennstoffstäben entsprechend der Erfindung»

Mit 10 ist in Figur 1 der Druckbehälter eines Druckwasserreaktors bezeichnet. Dieser Behälter enthai* die verschiedenen Teile eines Kernreaktors mit Atomspaltung wie er In Kraftwerken zur Erhitzung eines umlaufenden Kühlmittels benutzt wird; das Kühlmittel wirA anschliessend durch Wärmeaustauscher und anderer Teile eines Dampferzeugers geleitet und der Dampf wiederum zum Antrieb einer Turbine und der damit verbundenen elektrischen Generatoren verwendet. In figur .1 sind die Letzteren mit 12 bezeichnet. Die Hauptumlaufpumpe 14 speist über die Leitung 16 (kalter Zweig) das Kühlmittel in den Druckbehälter IO ein.'über die Leitung 18 (helsser Zweig) tritt da« Kühlmittel aus und wird den Kraftwerk 12 zugeführt.

Bekanntlich befindet sich innerhalb des DrucJtbehälters 10 ein Kern der aus einer Vielzahl vcn Brennstoffstäben besteht. Zur Steuerung der Spalrungsgeschwindtgkeit SIrNt₀₁ innerhalb des Druckbehälters 10 Steuergruppen vorgesehen, die Absorptionsstäbe enthalten; eine solche Steuergruppe ist in Figur 1 dargestellt und mit 20 bezeichnet} sie enthält den Absorberstab 2i. Entsprechend der Erfindung hat Jede aus Stäben bestehende Steuergruppe zwei Arbeitsstellungen die dem vollen Einfahren oder dem vollen Ausfahren des zugeordneten Steuerstabes in den bzw. aus de-i Kern des Reaktors entsprechen» Wie In

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BA& ORIGINAL

Figur 1 dargestellt und wie unten im einzelnen be~ schrieben wird, wird die Steuerung der AbSO'b*»rstäbe dadurch bewirkt, dass jeder einzelne dur^h e*n hydraulisches Betätigungsglied gesteuert wird.

Aus Figur 1 ergibt sich auch — Einzelheiten werden weiter unten beschrieben - dass jede selbständig steuerbare Steuergruppe bei der vorliegenden Erf-'nimq von oben mit Hilfe einer hydraulischen Vorrichtung gesteuert wird, um die Stellung des Absorbereiementes zu bestimmen. D. h., dass die Einstellung der Absorberelemente gemäss der Erfindung durch Druck einwirieung am oberen Ende des hydraulischen Steuergiledes erfolgt, die ein Teil einer jeden Gruppe von Steuerstäben ist. Eine Mehrzahl von hydraulischen Steuerleitungen, z. 22 - 22' die den Gruppen 20 von Steuerstäben zugeordnet sind, sind durch das Druckgefäss hindurchgefühlt und übertragen den Steuerdruck auf das hydraulische Betätigungsglied einer jeden Gruppe von Steuerstäben. In Jeder Steuerleitung 22 befindet sich ein-Steuerventil 24. über ein Vielfach 28 ist eine Seite eines jeden Ventils 24 mit einer Saugpumpe 26 verbunden. In Figur 3 ist die Strömung in gestrichelten Linien dargestellt. Die Kühlflüssigkeit, die dem Druciegefäss 10 zugeführt wird, strömt durch die einzelnen Gruppen von Steuerstäben hindurch und die Kühlflüssigkeit:, die durch die Pumpe 26 abgesaugt wird, kehrt über die Rückführleitung 29 in die Kauptströmung des Kühlmittels zurück, und iwer vor dem Eingang der Kauptumwälzpumpe 14,

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BÄÖ ORKaINAt

Das Anheben der Absorberstäbe kann nicht- rurch die Hauptpumpe 14 alieine bewirkt werden; es wrrden vic -mehr die Ventile 24 geöffnet, so dass ei no Druckdifferenz über die hydraulischen Betatigungagt leder der Gruppen von Steuerstäben entsteht, und /.war durch das Zusammenwirken der Hauptpumpe 14 und der Saugpumpe 26.

Wenn alle Abs orber elemente sich in der "oberen¹* Stmtaefcjng befinden, wie dies bezüglich der Gruppe von Steuerstäben in Figur 1 dargestellt ist, gibt der Reaktor Höchstleistung ab» Xm Sinne der Erfindung wird die von Reaktor angegebene Leistung dadurch geändert, daas einseine Absorberelemente gesteuert in den Kern herein oder aus ihm heraus geführt werden.

Im normalen Betrieb wird die Einführung bestimmter Absorberelemente in den Kern durch Verstellung der Ventile 24 bewirkt, so dass die Saugkraft «η den oberen Enden der ausgewählten Betätigungsglieder in dun Gruppen von Steuerstäten geändert wird« Lässt die Saugwirkung nach, so führt entweder die Schwerkraft oder ein zusätzlicher Druck auf das hydraulisch« Betätigungsglied Eur Einführung des Abaorberelementes in dein Kern.

Auch im Gefahrfalle, d. h. im Falle des Schnellschlusses kann das Einfahren der Absorberelemente durch Schwerkraft oder Druck oder durch eine Kombination von beiden herbeigeführt werden*

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BAD ORlGiNAt

Wenn ein Schnellschluss oder eine durch Druck unterstützte Einführung der Absorberelemente beabsichtigt ist (zusätzlich zur Wirkung der Schwerkraft) dann wird eine Verbindung vom Ausgang der Hauptumwälzpumpe 14 Über eine Hilfspumpe 200 zu den Gruppen von Steuerstäben hergestellt. Die Pumpe 200 wird zur Aufladung eines Speichers 202 benutzt und im Falle des Schnellschlusses 1st das Ventil 24 ein Drei-Wegventil. Es sei aber bemerkt, dass die zusätzliche Strömung über die Pumpe 200 den Speicher 202 und das Prüfventil 204 nicht notwendig für die Erfindung ist und deshalb weggelassen werden kann.

Die Sicherheitsvorschriften verlangen, dass der Reaktor mit Einrichtungen versehen ist, die die Stellung eines jeden Absorber el ententes anzeigen· Bei der Erfindung sind diese Anzeigeglieder vorzugsweise.druckabhängig und sprechen auf die Druckdifferenz zwischen den Ausgang des Reaktordruckgefässes, wie er beispielsweise an der Leitung 18 gemessen werden kann und der Steuerleitung 22 an· Schematisch ist ein solches Anzeigegerät 30 in Figur 1 dargestellt·

Bei der Steuerung von oben, wie sie bei der Erfindung vorgeschlagen wird, ist die Schwerkraft ausreichend, um die Absorberelemente mit Sicherheit in der unteren Stellung zu halten. Obwohl es nicht notwendig wäre, können bei der Erfindung auch hydraulische Hilfskräfte wirksam werden, um die Absorberelemente in dieser unteren Stellung zu halten·

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8AD ORIGINAL

Wenn man beispielsweise eine Zweigleitung 32 zwischen dem kalten Zweig 16 und der Steuerleitung 22 hinter dem Ventil 24 vorsieht, entsteht ein Kleiner positiver Druck in der Abwärtsrichtung der auf die hydraulischen Betätigungsglieder in den Gruppen von Steuerstäben übertragen werden kann. Wenn nötig, kann jede der Halteleitungen 3 3 eine Blende 14 zur Begrenzung der Strömung enthalten.

Obwohl nicht erforderlich, kann als zusätzliche Sicherung - wenn gewünscht - eine Sicherung gegen das plötzliche Herausziehen der Steuerstäbe eingebaut werden für den Fall, dass die Steuer 1 eitjng 22 - 22* zwischen der Gruppe 20 von Steuerstäben und dem Steuerventil 24 bricht. Dieses zusätzliche Sicherungsglied kann 2· B. als PrÜfventtJ 35 vetwirkilcnt werden. Das Prüfventil iS kann mit einer Sicherung ausgestattet sein, dl« auf Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit anspricht, wie e. B. das Modell FVL 16 A der Firma Marotte Valve Corporation, Boonton, New Jersey. Das Prüfventil 35 wird In der Steuerleitung unmittelbar benachbart zu der Gruppe von Steuerstäben angeordnet und spricht auf die StÖrimingsgeschwlndlgkel t des Kühlmittels an, das aus dem Kopf der Gruppe von Steuerstäben austritt. Diese Strömungsgeschwindigkeit wird eich selbstverständlich erheblich vergrösseren, wenn der unwahrscheinliche Fall des Bruches einer Steuerleitung eintritt. Das Sicherheitsventil schilesst automatisch, wenn die Strömungsgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert oberhalb der Betriebsbedingungen erreicht. Dadurch wird eine Druckdifferenz erzeugt die*

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BAD

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das Herausziehen des Absorberelementeö veranlasst*

in Figur 2 sind die Gruppen von Brennstoff·* und Steuerstäben ersichtlich weil die Wandung des Druckgefässes IO zum Teil entfernt ist» Das Druckgefäss besteht aus einet» Hauptteil 40 und einem oberen feil 42 sowie einem unteren Teil 43« unterhalb einer Halteplatte 46 sind die Brennstoffstäbe und die Führungsrohre für die Steuer» oder Absorberstäbe angeordnet« oberhalb der dadurch gebildeten Gruppe von Brennstoffstäben befindet sich innerhalb des Gefasses 10 eine obere Führungsmechanik 48, die auch die Gruppen für Steuerstäbe enthält» Dazu gehört auch eine obere Stützplatte 50, die das obere Ende des Gefasses 32 für den Kern abschliesst. Das Oberteil 42 und die obere Führungsmechanik 48 müssen entfernt werden können, um neue Brennstäbe einführen oder andere Wartungsarbeiten durchführen zu können» Dementsprechend müssen die hydraulischen Steuerleitungen z.B. die Leitung 22· der Figur 1 auch entfernt werden können»

Wie aus Figur 2 ersichtlich, durchdringen die Steuer« leitungen die Wandung des Teiles 40 des Behälters 10 bei 54* Innerhalb des Behälters 10 sind die Steuerleitungen teils in einem gemeinsamen Führungsrohr 56 zu den Köpfen der Gruppen von Steuerstäben göführt. Ein Verbinder 58 ist vorgesehen, der eine Vielfachdichtung für die Leitungen und einen einzelnen Bolzen besitzt und der in den Figuren 5 und 5,A dargestellt ist und weiter unten im einzelnen beschrieben wird*

In der Figur 3 ist eine Gruppe von Steuerstäben dargestellt, wie sie für eine erste Ausführungsform

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BAD

der vorliegenden Erfindung benutzt wird· Das Absorberelement ist in einer zylindrischen Verlängerung 60 des Steuerstabes 61 angebracht und wiederum in einem Führungsrohr 62 angeordnet. Wie oben erwähnt, wird das Führungsrohr innerhalb des Kernaufbaue angeordnet und bildet damit einen Teil der Brennstoffanordnung 44 (Figur 2) die auch die Brennstoffstäbe 64 aufnimmt. Am unteren Ende werden die Führungsrohre z. B. 62, von der StUtzplatte 76 für den Kern aufgenommen, und zwar über eine EndmontagcPJ-ti-tte 68. Durch Führungsstifte (z. B. 70) wird die richtige Einstellung der Führungsrohre sichergestellt. Am oberen Ende werden die Führungsrohre innerhalb der oberenFührung für die Brennstoffrohre geführt. Diese Platte 1st mit 72 bezeichnet und besitzt eine rohrfurmige Verlängerung 73, die mit der Führungsplatte 46 für die Brennstoffstäbe verbunden ist« Eine FlUssigkeitsverbindung zwischen dem Führungsrohr 62 und einem hydraulischen Zylinder 2t wird durch die obere Platte 72 und die Platte 46 Hergestellt. Der hydraulische Zylinder 74 wird durch dl« obere Führungsmechanik der Stützplatte 50 gehalten und auch durch eine weitere Stüteplatt· 51 geführt und fixiert· Der hydraulische Zylinder 74 endet an oberen Ende in einen Pufferbereich 76 der die Verbindung zwischen diesem oberen Ende und der Steuerleitung 22' herstellt·

Das Führungsrohr 62 ist mit eine« Durchlass 80 für die Kühlflüssigkeit versehen, der entweder in der Wandung des Rohres 62 oder am unteren Ende vorgesehen werden kann, wie es dargestellt ist oder auch innerhalb des Stiftes 70 sich befinden kann, im letzteren Falle geht die Verbindung durch die Platte 68 hindurch. Weitere

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BAO OBlOiNAi

Öffnungen 82 befinden sich in der rohrförmigen Verlängerung 73 der Führungsplatte 72 der Brennstoffeinheit. Das obere Endes des Steuerstabes 61 ist mit einem Hubkolben 83 versehen» Im bevorzugten Ausführungsbezspiel besitzt der Hubkolben 83 zwei im Abstand voneinander angeordnete Scheiben 84 und 86. Wenn das Absorberelement in der eingefahrenen Stellung sich befindet, wie sie in Figur 3 dargestellt ist, dann dichtet die untere Scheibe 84 als Bodendichtung gegenüber der rohrförmigen Verlängerung 73 der oberen Führungsplatte 72 ab. Die obere Dichtung entsteht bei 88*mit der oberen Scheibe 86, wenn der Steuerstab sich in voll herausgezogener Stellung befindet·

In der Figur 3 A sind die soeben geschilderten Anordnungen und Verhältnisse noch mehr im einzelnen dargestellt. Auch hier lassen sich einige neue Merkmale der Erfindung erkennen. Wegen der Konstruktion kann für die hydraulischen Zylinder 74 handelsübliches Material verwendet werden« Die Scheiben 84 und 86 des Hubkolbens passen lose in den Zylinder hinein und haben deshalb einen verhältnismässig grossen Abstand zu der Bohrung des Zylinders. Aus Gründen, die sich weiter unten ergeben, besitzen die Scheiben 84 und 86 abgerundete Kanten4 die Benutzung handelsüblicher Rohre und die Möglichkeit mit verhältnismässig grossen Toleranzen zu arbeiten, bringt die Möglichkeit leichter und billiger Herstellung der Gruppen von Steuerstäben· Bs können auch unrunde und nicht ganz gerade Rohre benutzt werden und die Verunreinigung die sich an den inneren Wänden des Zylinders

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BAD OFUGtNAl

74 absetzen können, haben keinen gefährlichen EInflusa auf den Betrieb. Der grosse Abstand zwischen dem Hubkolben und der Wandung des Zylinders 74 be« dingt andererseits grosse Strömungen, um die Absorbaralemente anzuheben. Bei und gemüse der Erfindung können diese hohen Strömungen toleriert werden, weil sie nur während kurzer Zeiträume bestehen, nämlich dann« wann ein Steuerstab vorausgezogen wird; die Strömung wird dann auf einen Minimalwert sinken, sobald die Scheibe 86 des Hubzylinders ihre Endstellung an Sitz der Dichtung 68 eingenommen hat·

Eine Konstruktionsbedingung bei Anwendung der Erfindung ist die, dass die Öffnung 80 gross genug sein muss, um die nötige Strömung zur Kühlung des Absorberelementes 60 zu liefern. Andererseits darf der Querschnitt der öffnung 80 auch nicht zu gross sein, so dass der Druckabfall Ober den Reaktorkern durch den Zufluss bestlernt wird und nicht Ober den Steuerstabj diese Bemessung 1st nötig, u» zu verhindern, dass das /^ P des Kerns das Absorberelement anhebt· Da die CrB»»· des Absorberelementes 60 bis 21 und des Führungsrohr·« C2 durch die Kriterien deje KernreaJctorbaue bestimmt sind und die Orösse der öffnung 80 - wie oben erwähnt - bemessen werden soll, so müssen die Kolbenscheiben 84 und 86 so ausgelegt werden, dass durch die Schwerkraft eine Möglichst geringe Zeit für den Schnellschluss orsielt wird. Dementsprechend werden also die Scheiben 84 und 86 gewühlt· Ausserdem muss der Abstand «wischen den Scheiben 84 und Β^^λ06&°/£λ *^#ln Charakteristik eines Kolbens mit hohen Verlust erzielt wird, entsprechend de» Wiederanwachsen des Druckes

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BAD OftJQfNAt

zwischen aen Scheiben 84 und 86. Wenn der Kolben so ausgelegt wird, dass die gewünschte Zeit für den Schnellschluss erreicht wird, dann ist es auch nötig, dass der Kalben möglichst wenig Kontakt mit den Wandungen des Zylinders hat.

Die Figur 3 A zeigt wie die Dichtung zwischen der oberen Führungeplatte 72 und der Endplatte 46 des Kernaufbaus hergestellt wird. Es wird nämlich um die rohrförmig© Verlängerung 73 herum ein Ring gelegt, der mit Hilfe von zwei Stiften 302 in seinen beiden Schlitzen in der Längsrichtung geführt wird. Der Ring 300 besitzt eine konvexe vorzugsweise sphärische Schulter 304, die mit einer konischen Erweiterung in der Öffnung in der Platte 46 zusammenarbeitet. Entsprechend einer Aus führung sforjm der Erfindung, wird die sphärische Ventilfläche, die durch die Schulter 304 auf dem Ring 300 definiert ist, in dichtende Verbindung mit dem Sitz gebracht, der seinerseits durch die konische Oberfläche 306 auf der Platte 46 vorhanden ist· Die Druckwirkung auf das Ventil wird durch die Spiralfeder 308 aufgebracht. Die Ausbildung der Oberflächen 304 und stellt die Berührung zwischen den beiden Teilen in einer Linie sicher, so dass die Dichtung auch dann sichergestellt ist, wenn die Teile sich nicht genau gegenüberliegen oder leicht rotieren. Die Druckfeder 306 3oll ausserdem die Gruppe von toffr,tuben nach unten drücken.

Wenn der Absorberstab sich in der unteren Stellung gemüse Figur 3 A befindet, so verhindert das Zusammenwirken der Oberfläche 304 des Ringes 300

vjnd der Oberfläche 306 der Platte 46 und die ©ichtung 3Ω9826/0818

-ί ⁵ Ί

zwischen der unteren Scheibe 84 des Kolbens 85 sowie die Dichtung am oberen Ende der Verlängerung 73 der Platte 72 ein Abwärtsfliessen der Kühlflüssigkeit aus dem Inneren des Zylinders 74. Der Ventilsitz 310 hat vorzugsweise die Form eines Konus und arbeitet mit der äusseren sphärischen Oberfläche der Scheibe 48 zusammen, um eine Dichtungslinie herzustellen, die auch aufrechterhalten wird, wenn eine leichte Rotation oder Verkantung des Hub« Zylinders eintritt·

Es sei auch erwähnt, dass zwischen dem oberen Ende der Verlängerung 300 und dem Zylinder 84 ein Puffer vorgesehen sein kann. Man kann z. B. eine Feder um die Stange 312 des Zylinders herum anordnen und dadurch den Zylinder mit dem Steuerstab 61 verbinden. Die Feder kann beispielsweise an einer Schulter der Stange 312 mit ihrem oberen Ende aufliegen und am unteren Ende mit einer Dichtungsplatte verbunden sein. Die Stange 312 des Zylinders würde durch die Dichtungsplatte hindurchtreten und ihr gegenüber beweglich sein· Die Dichtungsplatte würde an ihrem unteren Ende eine Oberfläche besitzen, die mit der Dichtungsfläche auf dem Ring 300 zusammenarbeitet· Bei einer solchen Ausführung würde die innere Dichtung nicht durch unmittelbares Zusammenwirken des Scheibe 84 und der oberen Endplatte 72 zustande kommen» Vielmehr würde die Feder zusammengedrückt werden und dabei den Steuerstab nur während eines Schnei!Schlusses abbremsen und während dieses Bremsvorganges würde die Zylinderstange 312 durch die Dichtungsplatte hindurchgleiten.

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In Figur 3 B sind Einzelheiten der Verlängerung dargestellt, die der Kolben erhält, wenn er mit dem Puffer 76 für den Steuerstab zusammenarbeiten soll. Die Verlängerung des Kolbens bildet eine Strömungsbegrenzung, durch die mehrere Zapfen z« B₀ 314, 315 und 316 erzeugt wird. Der erste Zapfen hat nur die Punktion einer mechanischen Führung, dagegen sind die Abschnitte 315 und 316 die oberhalb der Scheibe 86 aber unterhalb des Zapfens 314 angeordnet sind, besonders ausgebildet, wie es unten beschrieben wird. Es wird davon ausgegangen, dass der Puffer durch Zusammenwirken mit den Verlängerungen des Kolbens, die die Strömung begrenzen, den mechanischen Aufprall und Schwingungen des Wassers verhindern sollen, indem die Strömung reduziert und dadurch der Steuerstab so gebremst wird, dass die Strömung durch die Steuerleitung 22 praktisch abgeschaltet wird bevor die Scheibe 86 auf dem Sitz 88 aufsitzt. Der Sitz 88 ist, wie erwähnt, ein konisches Segment, das auf die sphärische Oberfläche der Scheibe 86 passt, um eine Kontaktlinie zu definieren, wenn das"Ventil^ff geschlossen ist. Wie auch schon erwähnt, wird durch die sphärische Oberfläche des einen und dem konischen Sitz des anderen Teiles die Möglichkeit für Winkelverschiebungen offengelassen ohne die Güte der Dichtung zu beeinträchtigen. Es sei auch erwähnt, dass entweder die Scheibe 86 oder der Zapfen, der auf dem Sitz 88 aufsitzt, frei zwischen den Anschlägen auf dem Kolben 85 sich bewegen können, um bei Verkantungen oder Drehungen das Aufsitzen der Teile zu fördern«

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Um einen positiven festen Sitz zu erzielen, sollte die Strömung vor dem Aufsitzen verkleinert werden und die dynamischen Hebekräfte müssen in statische Haltekräfte so umgewandelt werden, dass hemmende Wasserschwingungen nicht entstehen können. Dies wird durch die zugespitzten Zapfen des Kolbens nach der Erfindung erreicht. Beim Entwurf dieses Fortsatzes des Kolbens ist es nötig, dsss ein möglichst grosser Querschnitt gewählt wird und die gerade nötige geringste Kraft entwickelt wird, um das Aufsitzen des Kolbens zu gewährleisten. Die Länge und die Gestaltung dieses Zapfens oder dieser Zapfen wird daher so gewählt, dasss die Reduktion der Strömung und der Übergang von der dynamischen zur statischen Kraft so und in solcher Zeit stattfindet, dass ein stabiler Zustand entsteht, der die Aufprallkräfte auf ein Minimum bringt und die Druckschwingungen im Wasser verkleinert, die sich aus der Unterbrechung der Strömung ergeben. Die Kräfte sind die Summe der Kraft, die über den Kolben 85 und der Kraft, die im Hals 318 des Puffers 76 entstehen. Beim bevorzugten Ausführungsbexspiel der Erfindung hat der Ansatz konische Gestalt und nimmt schrittweise von einem grössten Durchmesser in der Nähe der Scheibe 86 bis zu einem minimalen Durchmesser an der Verbindungsstelle der Abschnitte 314 und 315 entsprechend den oben geschilderten Kriterien an. Es sei bemerkt, dass der Ansatz auch unregelmässig gestaltet sein kann, um die gewünschten Charakteristiken der Bewegung des Steuerstabes während des Brennvorganges zu erzielen. Es können auch andere Verzögerungsglieder z.B. mechanische angebracht werden, um ein möglichst weiches Aufsetzen des Steuerstabes zu erzielen.

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BAD ORIQfNAL

-» IS ~

Beim Bötrieb tritt öie Kühlflüssigkeit in das Führungsrohr 62 durch die Öffnung 80 ein und verlässt dieses Rohr durch die Öffnungen 82c Wie oben erwähnt_T ist die Öffnung 80 nicht so gross, dass der Druck des Kühlmittels am unteren Ende des Gehäuses 60, dass der Absorberstab 21, die Schwerkraft überwinden unlden Steuerstab anheben könnte_o Wenn es entsprechend den Kriterien des Reaktors aber nötig, sein sollte, kann eine Zusatzkraft z«, B* ein zusätzlicherhydraulischer Druck auf die Oberfläche des Kolbens 84 über die Leitung 32 in der oben geschilderten Weise wirksam werden. (Figur 1) Zum Anheben des Absorberstabes wird das Ventil 24 geöffnet und dadurch eine Verbindung zwischen dem oberen Endes des Zylinders 74 und der Säugpumpe 26 hergestellt· Wenn der Kolben einmal abgehoben hat$ fliesst das Kühlmittel in den Zylinder 74 durch die Öffnungen 80 und 82 und die Druckdifferenz über den Zylinder bewegt den Absorberstab aufwärts bis die Scheibe auf dem Sitz 88 aufsitzt«

Vorzugsweise wird der Druck des Kühlmittels, das in den Zylinder 74, über die Öffnungen 80 und 82 eintritt, mindestens so gross gehalten, dass das Absorberelement und die damit verbundenen hydraulischen Betätigungsglieder in der oberen Stellung gehalten werden? die Strömung wird dabei durch die Saugpumpe 26 und die Hauptpumpe 14, die zusammenwirken, aufrecht erhalten. Man kann aber auch die Saugpumpe seitweise abschalten und den Druck nur mit Hilfe der Pumpe 14 aufbringen. Wenn nunmehr das Absorberelement im normalen Betrieb wieder eingeführt werden soll, so wird das Ventil 24 so betätigt * dass ein Druckausgleich im Zylinder 74 in Bezug auf die Scheibe 86

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eintritt. Die Schwerkraft führt dann den Absorberstab wieder In den Kern ein. Während dieses Vorganges wird Flüssigkeit aus dem Führungsrohr 62 über die Öffnung 80 und aufwärts durch die ringförmige Öffnung zwischen dem Steuerstab 61 und demPührungsrohr 62 nach oben verdrängt. Die Flüssigkeit, die den Zylinder 74 während der Einführung des Steuerstabes füllt, tritt in die Öffnung 82 ein und wird an den Scheiben 84 und Θ6 solange vorbeigeführt, bis die Scheibe 64 auf dem Kopf der rohrförmigen Verlängerung 73 der oberen Platte 72 aufsitzt· Bei der obigen Beschreibung der Figur 1 wurde darauf» hingewiesen, dass das Ventil 24 ein Drei-Wegventil sein kann, um dadurch auch positiven Druck auf den Kolben 85 ausüben und damit die Schwerkraft beim Einführen des Absorberelementes unterstützen zu können. Das Beispiel der Figur 3 zeigt keinen besonderen Schnellschlusspuffer, um die Steuerstäbe auf dem Boden abzubremsen. Solche Puffer sind allgemein in Benutzung und können in hydromechanischer Technik am oberen Ende der rohrförmigen Verlängerung 73 der Platte 73 angebracht werden oder als ein hydraulische Vorrichtungen innerhalb des Rohres 62, und zwar unterhalb der Öffnung 80.

Eine erste AusfUhrungsform für die Technologie der Durchführung nach der vorliegenden Erfindung, ist in Figur 4 gezeigt und der zugeordnete Verbinder in den Figuren 5 und 5 A dargestellt· Hn Abschnitt 40 des Druckbehälters ist eine Öffnung vorgesehen, die mit einer Schicht 90 aus rostfreiem Stahl versehen 1st. Die Steuerleitungen, z. B« 22 sind durch

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BAD ORIGfNAi

die Öffnung hindurchgeführt und enden im Inneren eines Steckers 92 der viele Ausgänge besitzt. Die äusseren Steuerleitungen 22 sind mit dem Stecker iVerbinder) 92 durch Löten, Schweissen oder auf mechanische Weise verbunden» Der Stecker selbst ist dicht in die innere Wandung des Druckgefässes geschweisst, so dass eine Zwischenschicht von Flüssigkeit-Gas zwischen dem Äusseren des Druckgefässes und der Atmosphäre entsteht. Der Stecker 92 kann Passplatten besitzen, von denen die Äussere an den Druckbehälter geschweisst ist· Danach werden dann beide Platten mechanisch zusammengehalten, um eine Einheit zu bilden, wie dies bei dem Verbinder der Fall ist, der nunmehr unter Bezugnahme auf Figur beschrieben wird. Dabei sei zunächst bemerkt, dass die Stäbe an der die Steuerleitungen durch die Wandung des Druckkessels hindurchgeführt werden, vorzugsweise oberhalb des EinführStutzens für das Kühlmittel liegt. Diese Stelle der Durchführung ist in den Figuren 1 und 8 dargestellt. Nach dem Durchtritt durch die Kesselwandung werden die inneren Steuerleitungen 22' nach oben geführt bis etwa in den Bereich der Verbindung zwischen dem Kesselkopf 42 und dem Hauptteil 40 des Druckkessels. Die Steuerleitungen werden immer in einem Bündel innerhalb eines Hüllrohres 94 geführt, das die Steuerleitungen gegen Querströtfiungen und sich daraus ergebende Vibrationen schützt. Das Leitungsbündel 56 wird zwischen der inneren Wand des Kesselabschnitts 40 und dem Kernbehälter 52 geführt. Am oberen Ende des Hüllrohres 94 ist ein Vielfachverbinder mit einem Einzelbolzen vorgesehen. Die Verbindungsscheiben

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BAD ORlGINAI,

des Verbinders 58 sind in einer dafür vorgesehenen öffnung in der oberen Stützplatte 50 Auch ist ein Dichtungsring 96 zwischen der Platte 50 und den Kernbehälter 52 vorgesehen, um den Durch· tritt von Kühlflüssigkeit an dem Verbindungsteil 53 vorbei in das Kopfteil des Kessels zu verhindern. Ein Stift 98 dient zur Befestigung des Füllrohres 94 in Bezug auf den Kessel und nimmt etwaige Verdrehung skr äf te während des Zusammenbaues oder des Auseinandernehmens auf. Der Stift 98 wird in einen, inneren Plansch 99 des Druckkesselabschnittes 40 ςβ-halten.

Der Verbinder 58 (Figur 5) besitzt einen unteren Flansch 10O₁ einen oberen Flansch 102 und dazwischen eine Vielfachdichtungsplatte 104. Die Vielfachdichtungsplatte besteht aus einer Anzahl elastischer Metallplatten, die durch einen Schlüsselansatz 106 am Flansch 100 in ihre Stellung gebracht wird. Durch diesen SchlUsselansatz 106 werden die beiden Platten in diejenige Stellung gebracht, in der die Bohrungen beider Seiten sich entsprechen. Die inneren Steuerleitungen 22* und die Steuerleitungsabschnitte 22*' (Letztere zwischen Stecker 92 und Verbinder 58) sind durch Hartlöten oder auf Irgendeine andere Weise dicht mit den öffnungen in den entsprechenden Flanschen und 100 verbunden, wie dies dargestellt ist. Im zusammengebauten Zustande laufen also die Steuerleitungen durch die Verbindungsstücke durch. Eine vergrösserte Ansicht des anderen Flansches 100 1st in der Figur 5 & gezeigt, aus der auch die Form des Schlüsselteils 106 zu entnehmen ist. Es bleibt also bei dieser Ausbildung des Schlüssels 106, die Dichtung 104 in der richtigen Stellung auf dem

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BAD Offtiffilfi?

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unteren Flansch 100.

Der obere Plansch 102 des Verbinders 58 ist mit einem oder mehreren Ansätzen 108 versehen, die in entsprechende Öffnungen der oberen Führungsplatte 50 passen, um einerseits den Verbinder 53 in die richtige Stellung zu bringen und auch eine Verdrehung des Flansches 102 während der Montage oder Demontage zu verhindern« Der Flansch 102 sitzt so in einem Führungsloch der oberen Platte 50 und wird zusammen mit der Platte 50 abgenommen, In zusammengeb&utfeiu Zustande werden der obere und der untere Flansch mit Hilfe eines Bolzens 110 und einer Haltemutter 112 zusammengehalten. Der Bolzen HO ist in den unteren Flansch hereingeschraubt und wird am oberen Ende von der Haltemutter 112 gehalten» die auf einer Fläche des oberen Flansches 102 aufliegt» Der obere Flansch 102 1st auch »it einer rohrförmigen Verlängerung 114 versehen, die als Führung für die bei der Hontage und Demontage benutzten Werkzeuge dient. Es kann z. B. ein Werkzeug in das Rohr 114 eingeführt werden, das in die sechseckige Ausnehmung der Mutter eingreift, so dass die Halteschraube entfernt werden kann· Ee kann dann der obere Flansch 102 von der Dichtungsplatte 104 entfernt werden und schllessllch auch der Unterflansch 100, nachdem die obere Stützplatte 50 entfernt wurde·.

Es sei auch noch darauf hingewiesen, dass der Verbinder 53 mit einem unter Federspannung stehenden' Sperrglied versehen 1st. Ein Stift 119, auf dem

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BAD

Sperrglied 116 steht mit einer Einkerbung ayf der oberen Fläche der Haltemutter 112 in Verbindung* so dass dadurch die Sperre eine Drehung der Mutter 112 verhindert, die sonst durch die beim Betrieb des Reaktors auftretenden Schwingungen möglich wäre, Oa's Sperrglied 116 wird durch eine Feder 118 beeinflusst. Das Werkzeuge, das für die Montage und Demontage der Halteiwuter 112 benutzt wird ist so ausgebildet, dass das Sperrglied 116 nach aussen gedrückt wird und so der Stift 119 aus der Kerbe in der Mutter 112 entfernt wird, wenn das Werkzeug eingeführt ist«

Die Figuren 6 und 7 zeigen eine Durchführungstechnologie, die alternativ zu der bisher beschriebenen angewendet werden kann und ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Verbinder gemäss der vorliegenden Erfindung ist. Es sei aber vorab bemerkt, dass der Verbinder gemäss Figur 5 mit der Durchführung«technik gemäss Figur 6 verwendet werden kann und dass der Verbinder gemäss Figur 7 auch bei der Durchführungstechnik nach Figur 4 angewendet werden kann. Die Durchführungstechnik der Figur 6 unterscheidet eich von der gemäss Figur 4 hauptsächlich dadurch, dass die Druckleitungen an der Stelle, an der sie den Hauptteil 40 des Druckbehälters durchdringen, nicht unterbrochen sind, sondern fortlaufen. In Figur 4 war eine Unterbrechung der Steuerleitungen durch den Stecker 92 gegeben, der gleichzeitig die Grenze des Hochdrucks oder der Flussig-Gas-Zwischenschicht darstellte. Deshalb bilden gemäss Figur 4 öffnungen im Stecker Leitungen für die Flüssigkeit zwischen denjenigen Teilen der Steuerleitungen, die sich unter

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BAD ORIOINAL

atmosphärischem Druck ausserhaib des Druckgefäßes, und den Steuerleitungsteilen innerhalb des Druckgefässes, die der unter Druck stehenden Kühlflüssigkeit ausgesetzt sind«, Bei der AusfÜhrungsfcjrm nach der Figur 7 werden die Steuerleitungen in die öffnung des Druckgefässes in Form eines Bündels von Leitungen . eingebracht und dieses Bündel wird an der Wandung des Druckgefässes mit Hilfe eines Flansches 120 befestigt, der seinerseits an der Aussenseite der Wandung angeschweisst ist. Der Flansch 120 ist auch mit einer äusserenHülse 122 verschweisst, der das Bündel zu einem in dieser Weise fest verbundenen, mit Bohrungen versehenen äusseren Flansch 123 führt. Bei der Ausführungsform nach Figur 7 wird eine erste Dichtung durch eine Verbindung der inneren Rohre 22·* und den äusseren Rohren 22 zum Flansch 123 gebildet, so dass auf der Seite des Druckbehälters die zum Flansch führenden Rohre dem unter Druck stehenden Kühlmittel ausgesetzt sind und die Rohre auf der anderen Seite des Flansches 123 unter atmosphärem Druck stehen. Man könnte natürlich die hydraulischen Steuerleitungen auch aus der Hülse 122 unmittelbar mit einem Stecker versehen anstelle des durchbohrten Flansches 123.

Ähnlich wie in Figur 4 kann eine Hülse für die Steuerleitungen im Inneren des Druckkessels vorgesehen sein, und zwar etwa von der Durchführungsstelle ab bis zur Stützplatte 124. Der unter Federspannung stehende Verbinder der Figur 7 wird oberhalb der Stützplatte 124 angeordnet. Von diesem Verbinder aus werden die

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Portsetzungen 22· der Steuerleitungen nach oben durch den Plansch auf dem oberen Ende des Kernbehälters 22 geführt und passieren dabei auch die obere Stützplatte 50, wie dies dargestellt ist»

Figur 7 zeigt, dass der Verbinder, der in Figur 6 verwendet wird, unter Federspannung steht, und zwar in der Weise, dass jede Steuerleitung 22 an einen zugeordneten Ansatz 22* angekuppelt wird» Jede Steuerleitung ist unterhalb der Stützplatte 124 mit einem Rückhaltering 126 verbunden; eine Feder 12Θ wirkt mit einem Dichtungsteil 130 zusammen ο Dieses Dichtungsteil besitzt nach oben gesehen eine konische Vertiefung, die einem ausseren Konus auf dem Ende der Steuerleitung 22* entspricht. Auf diese Weise werden alle Steuerleitungen 22* mit den Verlängerungsstücken 22' dicht verbunden· Das DichtungsstUck 130 ist fest mit dem oberen Ende einer jeden Leitung 22 verbunden z. B. durch Hartlötung, so dass eine dichte Verbindung entsteht. Es sei bemerkt, dass jede Leitung 22 der Figur 7 durch die Stützplatte 124 hindurchgeführt ist und axial in Bezug auf diese Stützplatte bewegt werden kann. Die Federn 128 drücken die Dichtungen 130 aufwärts gegen die Portsätze 22* der Steuerleitungen, die in der dargestellten Weise geführt sind.

Während der Auswechslung von Brennstoff, wird der Kopf 42 des Druckgefässes entfernt und die obere Führungskonstruktion wird dann aus dem Druckgefäss herausgehoben. Es folgt dann eine automatische Unterbrechung der Steuerleitungen durch das Abheben des Verbinders. Nach der Erneuerung der

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Brennstäbe werden die Sfceaaerleitungen automatisch wieder miteinander verbunden, und zwar lediglich durch die Sicher stellung einer der richtigen Aus~ richtung der oberen Führungskonstrufction auf das innere Druckgefäss, auf dem die Schulter 99 aufliegt. Bei der Durchführungstechnologie nach der " Erfindung und der Anordnung des Verbinders unterhalb der Schulter 99 ist es möglich, die inneren Teile des Reaktors, d, -Iw den Kern und das Reaktorgefäss zu entfernen um. sie zu untersuchen und ins tand zu halten.

Die Figur 8 zeigt eine dritte Ausführungsform für die Durchführiungstechnologie nach der vorliegenden Erfindung« Gemass Figur 8 wird ein besonderer Durchfühirungsflanscii 140 lim Amerikanischen als "dutchman" bezeichnet1 verwendet, der zwischen dem Oberteil und dem Hauptteil 40 des .Druckkessels angeordnet ist. Bei dieser Ausfüfarungsform ist kein Verbinder innerhalb des Dnackkessels notig.· In diesem Falle ist nur ein Anschluss der S teuer leitungen mit genormten Verbindern ausserhalb des Druckkessels erforderlich, während der Burehführungsflansch und die obere Führungskonstruktion für den Kern gemeinsam vom Druckkessel abgehoben werden·

Bei der Durchführungstechnik nach Figur 8 sind auch Druckdichtungen 142 und 144 notig, die einem flüssigkeitsdichten Abschluss zwischen dem Durchführungsflansch 14O und dem Kopfteil 42 einerseits sowie zwischen dem Hauptteil 40 des Druckkessels andererseits sicherstellen· Der Durchführungsflansch wird in seiner Stellung durch eine Vielzahl

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BAU ORIGINAt.

von Bolzen gehalten, die nicht dargestel.lt sind aber von einem ausseien flansch 146 des Oberteils 42 durch den Durchführungsflansch 140 hindurch blls in die Wandung des Hauptteiles 40 des Druckkessels reichen.. Die S teuer leitungen 22 werden über die Peripherie des Druckkessels verteilt und so durch den Flansch 140 hindurchgeführt, dass sie mit den Befestigungsbolzen nicht in Berührungkommen»

Die Figur 8 zeigt auch eine Zuleitung 148 durch die die Kühlflüssigkeit dem Druckkessel zugeführt wird. Auch hier wird, wie oben erwähnt, die Durchführung der Steuerleitungen oberhalb der ZufUhrungerl48 um die Leitungen vor Schwingungen durch die Strömung des Kühlmittels zu schützen.

Die Figur 9 zeigt eine vierte Ausführungsform für die Durchführungstechnik nach der Erfindung. Hier werden die Steuerleitungen in das Druckgefäss durch den Kopfteil 42 des Reaktordruckkessel eingeführt. Das Kopfteil ist mit einer Öffnung versehen, die eine Dichtung und einen Verbinder aufnimmt ähnlich demjenigen der in Figur 5 mit 58 bezeichnet ist. Ein oberer Flansch 150 und ein unterer Flansch 152 sind durch eine Vielfachdichtungsplatte 154 voneinander getrennt und besitzen soviele Öffnungen wie Steuerleitungen anzuschliessen sind. In den beiden Flanschen und in der Dichtung decken sich natürlich die Bohrungen. Zur Abstützung dient der Einsatz 156 innerhalb des Druckgefässes. Er stützt sich seinerseits auf der Deckplatte 50 ab. Der untere Flansch 152 wird vom Kopfteil 42 mit Hilfe von Dichtungsbolzen 158 getragen und dicht gegen das Kopfteil gezogen. Mit Hilfe einer elastischen Dichtung 160 entsteht so eine flüssigkeitsdichte Verbindung„ Der 309826/0818

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obere Plansch 150 ist mit dem unteren Flansch 152 mit Hilfe von DichtungsbcIzen 162 verbunden, so dass die Vielfachdichtungsplatte 154 zwischen den beiden Planschen zusammengedrückt wird. Ausserhalb des Druckgefässes werden die Steuerleitungen 22 durch eine Hülse 164 geschützt und enden im oberen Flansch 150 mit dem sie verbunden, z« B=. flüssigkeitsdicht verlötet sind. Die Flüssigkeitsverbindung zwischen den Enden der äusseren Steuerleitungen im oberen Flansch 15O und den inneren Steuerleitungen 22' wird über den oberen Flansch, die Dichtungsplatte 154 und die Öffnungen im unteren Flansch 152 hergestellt. Auch die inneren Steuerleitungen 21* sind flüssigkeitsdicht mit den zugehörigen Öffnungen im Flansch 152 verbunden, z. B₀ hart verlötet. Auf diese Welse wird eine dichte Steuerverbindung zwischen den Steuerventilen ausserhalb des Druckgefässes durch die Wandung des Gefässes hindurch zu den hydraulischen Zylindern 74 der Steuerstäbe hergestellt* Die richtige Ausrichtung zwischen dem oberen und unteren Flansch und der Dichtungsplatte 154 wird durch Bolzen 162 erreicht und die Ausrichtung zwischen der Sttitee 156 und dem Behälter 52 für den Kern sowie der oberen Führungsplatte wird durch Führungsstifte 166 sichergestellt·

Es versteht sich auch, dass eine ähnliche führung, wie sie in Figur 9 für a<sn obeiren fell 42 dargestellt ist, in Verbindung mit dem üsiteeteil 43 (Figur 2) ausgeführt werden könnte. Dasaß fällt natürlich die Anordnung dej? Flansche im Verteil weg

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SAD ORlGINAt

In Figur JO ist dargestellt, wie die Brennstoffbündel entsprechend der vorliegenden Erfindung unten gehalten werden. Wie wohl bekannt ist, sind für diesen Zweck Niederhalter nötig, weil der Druck des Kühlmittels nach oben gerichtet ist and Schwingungen im Betrieb entstehen. Dies gilt at eh für die Brennstoffstäbe die unterhalb der Grundplatte 46 angeordnet sind. Gemäss der Erfindung werden für diesen Zweck, nämlich die Niederhaltung der Brennstoff stäbe die gleichen Bauelemente und! die gleiche Konstruktion benutzt, die für die Steuerung der Absorberstäbe, mit Ausnahme natürlich der Kolben und der zugeordneten hydrauliscnen Steuerleitung. Cs können also die hydraulischen Zylinder 74 frei beweglich zwischen zwei Anschlägen 170 und 172 am oberen Ende der Zylinder 74 sein. Das untere Ende des Zylinders 74 ist mit einer inneren Abschrägung versehen, die der äusseren Abschrägung am oberen Ende des Ansatzes 7 3 der oberen Endplatte 12 (Figur 2) entspricht« Das untere Ende des Zylinders 74. wird also gegen den Ansatz 73 gedrückt, unabhängig davon, ob an dieser Stellung eine Dichtung beabsichtigt 1st oder nicht. Wenn die Anordnung nach Figur 10 zu dem Zwecke benutzt wird, Brennelemente niederer au halten, dann sind die fünf typischen Einrichtungen zur Niederhaltung eines Jeden Bündels von Brennstoffelementen vorhanden, deren jedes 250 oder mehr Rohre enthält, die die Kugeln des spaltbaren Materials enthalten die den Brennstoff bilden. Der Zylinder 74, der wie gesagt frei beweglich 1st, befindet sich in einem Führungsrohr 174 das seinerseits den Zylinder belastet und mit der oberen (50) und der unteren (46) Führungs- und Endplatte verbunden ist.

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BADORlGfNAL

Das Gewicht; des Zylinders 74 wird so gewählt, dass die Niederhaltung des Brennstoffstabes allein durch die Schwerkraft möglich ist« Man kann aber auch eine Feder 176 zwischen der Platte 51 und dem Plansch 172 anordnen, um die mechanische Kraft zu unterstützen* Für den Fall, dass - wie hier-die Anordnung zur Niederhaltung der Brennstoffstäbe dient» wird man den Zylinder 74 oben schliessen. Wie in Figur 3 B dargestellt, ist der Kopf des Zylinders anders ausgebildet und ein Kolben in ihm angeordnet, wenn es sich um die Betätigung der Steuerstäbe handelte

Das Gerät nach Figur 10 kann auch in Verbindung mit der bekannten Gleich!aufsteuerung für die Steuerstäbe benutzt werden* In diesem Falle jedoch müssten das R:I-r 174 and äev Zylinder 74 geschlitzt sein»

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0AD -

Claims

BW 656/CE 3238 - 32 -

2, 11. 1972 cl/ko

Patentansprüche

1.)/Hydraulische Steuervorrichtung, insbesondere für . v_^/ das Ein- und Ausfahren der Steuerstäbe eines Kernreaktors, dadurch gekennzeichnet, dass ein ι Steuerkolben (83) in einem Steuerzylinder (74) vorgesehen ist, der an einem Ende durch einen Ventilsitz (84 , 300, 310) verschlossen werden kann und dessen Kolben (83) zwei Ansätze besitzt, von denen der eine (312) über den Ventilsitz (310) hinausragt, um eine Last aufzunehmen und von denen der zweite (316) an die entgegengesetzten Kolbenende mit einem Puffer (76) , zusammenarbeitet, der seinerseits an die Steuerleitung (22) angeschlossen ist.

2·) Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ansatz (316) konisch ausgebildet ist, so dass bei seinem Einbringen in den Pufferbehälter der Querschnitt für die Strömung kleiner wird wenn der Steuerkolben (83) eich der anderen, dem Ventilsitz (310) gegenüberliegenden Endstellung nähert.

3·) Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der KolbenVnTc abgerundeten Grundflächen (86, 84) versehen ist, die nach öffnung eines Ventilsitzes (88, 310) so reichlich Spiel haben, dass bis zum Schliessen des anderen Ventilsitzes der Steuerstab mit Sicherheit seine andere Endstellung erreicht hat.

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BAD ORlGfNAt

4„) Steuervorrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, dass der Puff er (76) atis drei Abschnitten besteht, von denen der erste aus einem Anfangs geöffneten Ventilsitz (88) am anderen Ende des Steuerlcolbens (83) besteht, dessen Querschnitt grosser ist als der Querschnitt des zweiten Ansatzes (316) des Steuerkolbens (83) und von denen der zweite mit dem Zylinder und dein Ventilsitz (88) koaxial angeordnet ist, den zweiten konischen Ansatz (316) des Kolbens (83) aufnimmt und dessen Querschnitt grosser ist als der grosste Querschnitt dee konischen Ansatzes (316) und deren dritter ändie Steuerleitung C22*) angeschlossen ist und deren Querschnitt: besitztο

5·) Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch zeichnet, dass noch ein zusätzlicher (4» Abschnitt) durch einen weiteren anders geneigten Teil (315) des konischen Ansatzes gebildet wird»

6„) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben aus zwei End scheiben. (84, 86) besteht die mit sphärischer Oberfläche die beiden Ventil« . sitze (310, 88) bilden und miteinander durch einen Stab (85) wesentlich geringeren Querschnittes verbunden sind.

7·) Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die den Endscheiben C84, 86) gegenüberliegenden Teile der Ventilsitze (31O₉ 88) konisch ausgebildet sind.

8.) Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (83) mit dem Steuer-

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fHsi

stab (61) in dem Zylinder CU) angeordnet und so bemessen ist, dass er durch die Schwerkraft auf dem unteren Ventilsitz (310) gehalten wird, und zwar gegen den Druck des Kühlmittelβ, das den Steuerkolben (83) und «Stab (61) nach oben tu drücken versucht.

9.) Steuervorrichtung nach Anspruch β, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Ventilsits (310) en der Innenkante eines konisch abgeschrägten Rohres (3QO) entsteht, dessen Aussenflache mit der oberen Halteplatte (46) für die Brennstoffstäbe dicht verbunden 1st*

10.) Steuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn« zeichnet, dass das Rohr (300) längs einer Führung (Stifte 302) gegenüber einer rohrförmigen Verlängerung (73) der oberen Halteplatte (72) für die Regelstäbe (61) verschiebbar ist.

11·) Steuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtungsflache (306) sphärisch und die andere (304) konisch ausgebildet 1st·

12.) Steuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (300) durch eine Feder (308) gegen die Oichtungsflache (304) gedrückt wird.

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BAD ORIGINAL