DE2308533A1 - Vorrichtung zum einfahren von langen, duennen koerpern in enge hohlraeume, insbesondere fuer steuer-abschaltstaebe oder dergl. von kernreaktoren - Google Patents

Description

FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT 2308533

BESCHRÄNKTER HAFTUNG in Essen

"Vorrichtung zum Einfahren von langen, dünnen Körpern in enge Hohlräume, insbesondere für Steuer-Abschalt stäbe oder dergl. von Kernreaktoren"

In Kernreaktoren müssen beispielsweise Steueroder Abschaltstäbe aus ihren Positionen gezogen und in neue Positionen eingefahren werden, wobei jeweils eine Gruppe von Stäben an einer von einem Greifer erfaßten Kopfplatte hängt. Da die Stäbe im allgemeinen sehr lang und dünn sind -sie haben z.B. bei Längen von drei bis vier Metern Durchmesser von 1 bis 2 cm - ist es schwierig, sie zum Zweck des Einfahrens in die engen Positions-Bohrungen einzufädeln, denn die langen, dünnen Stäbe geraten infolge der Fahr- und Senkbewegungen leicht in Schwingungen und haben außerdem, wenn sie schon einem Wärmeprozeß ausgesetzt waren, nicht mehr die erforderliche Achsparallelität.

Demgegenüber liegt der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden, und zwar auch für den Fall, daß es sich um andersartige lange, dünne Körper als Steuer- oder Abschaltstäbe für Kernreaktoren handelt.

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Die Erfindung bringt den Fortschritt, daß Stäbe oder dergl., die im Vergleich zu Ihrer Länge sehr dünn sind und bündelweise hängend befördert werden, durch Absenken in enge Hohlräume leicht eingebracht werden können, wodurch erheblich an Zeit gespart wird. Dabei behindern die Mittel zum seitlichen Abstützen der unteren Stab-Enden nicht den Greifvorgang und das Ausziehen und Einfahren der Stäbe in ihre Positionen, da diese Stützmittel dann in eine Lage oberhalb des Greifers gefahren werden können.

Die Fig. 1 bis k der Zeichnung veranschaulichen ein zum guten Verständnis stark vereinfachtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in Seitenansichten einer Vorrichtung zum Ausziehen und Einfahren von Steuer-Stäben in einem Kernreaktorteil in Seitenansicht und teils in lotrechten Schnitten bei drei verschiedenen Stellungen, während Fig. 4 die Ansicht ■it der Blickrichtung nach dem Pfeil IV in Fig. 2 zeigt.

Die Fig. 5 bis 8 der Zeichnung zeigen eine konstruktive Gestaltung einer Vorrichtung nach einem anderen Ausführungsbeispiel

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des Erfindungsgegenstandes; und zwar Fig. 5 einen lotrechten Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung (nach den Linien V - V in Fig. 6),

Fig. 6 den Schnitt nach der Linie VI - VI in Fig. 5 und

Fig. 7 und 8 Einzelheiten in grösserem Maßstab in Schnitten nach den Linien VII - VII bzw. VIII -VIII in Fig. 6.

Vie die Fig. 1 bis 3 zeigen, sitzt am unteren Ende eines inneren Führungsrohres 1, das einen quadratischen Querschnitt hat und in einem nicht dargestellten äußeren Führungsrohr mit Hilfe von Rollen in Höhenrichtung schiebbar geführt ist, ein Stab-Greifer 2. An diesen sind einige, zu einem Bündel zusammengefaßte Steuerstäbe 3 mit ihren oberen Enden angekuppelt. Der Einfachheit halber ist angenommen, daß das Bündel nur . aus vier Steuerstäben besteht. Ferner sind die Steuerstäbe 3 mit Rücksicht auf den für die Zeichnung zur Verfügung stehenden Raum erheblich kürzer dargestellt, als sie gewöhnlich in der Praxis sind. Die Fig. 1 bis 3 zeigen den Zustand, in dem die Steuerstäbe 3 durch Hochfahren des inneren Führungsrohres 1 gerade aus den engen Bohrungen k z.B. eines

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in einen Kern eingesetzten Brennelementes 5 herausgezogen sind.

Zum seitlichen Stützen der unteren Enden der an dem Greifer 2 hängenden Steuerstäbe 3 dient nach Fig. 1 bis k eine kammförmige Klappe 6 in Verbindung mit einer Führungsstange 7» die mit Hilfe von zwei Paaren von am inneren Führungsrohr 1 gelagerten Kehi» rollen 8 in lotrechter Richtung geschoben werden kann.

Die Führungsstan.cre 7 hat am unteren Ende einen Fortsatz 9 mit einem kleineren Durchmesser, der mit einem unteren Widerlager 10 eine Traverse 11 trägt. Der Fortsatz 9 greift durch eine Bohrung einer Platte 12, an der das untere Ende einer Kolbenstange 13 eines pneumatischen Hubwerkes angreift. Der Zylinder lk dieses Hubwerkes ist mit seinem oberen, geschlossenen Ende an einer Konsole 15 des inneren Führungsrohres 1 aufgehängt. An den Zylinder ik sind oben und unten Leitungen l6,l7 zum Zuführen von Bruckluft und zum Abführen von entspannter Luft oberhalb bzw. unterhalb des Kolbens l8 angeschlossen. Die Platte 12 ist an der Fortsetzung 9 des Führungsstabes 7 zwischen einer oberen Endstellung (fijr. 1 und 2) und ener unteren Endstellung (Fig. 3) um das Maß a schiebbar geführt. Die obere Endstellung -Aird durch

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die Schulter 19 bestimmt, die durch den Anschluß des Fortsatzes 9 mit dem kleineren Durchmesser an die Führungsstange 7 mit dem größeren Durchmesser gebildet wird. In der unteren Endstellung liegt die Platte 12 auf der Traverse 11 auf. Eine Schrauben-Druckfeder 20, welche den Fortsatz 9 umyeift, sucht die Platte 12 in ihre obere Endstellung zu schi eben.

An der Traverse 11 ist auf deren Unterseite in einem Gelenkjf 21 mit waagerechter Achse die kammförmige Klappe 6 gelagert. An einem Schenkel, der sich in Höhe des Gelenkes 21 von der Klappe 6 aus in Richtung von dem inneren Führungsrohr 1 und den Stäben 3 weg erstreckt, ist eine Rolle 22 gelagert. Oberhalb von dieser ist, wie weiter unten an Hand von Fig. 5 bis 8 näher erläutert wird, ein Bolzen 23 angeordnet, der sich von der Platte 12 aus nach unten erstreckt und eine geneigte Fläche hat.

Nach Fig. 1 ist angenommen, daß der Führungsstab 7 mit der Traverse 11 und der Klappe 6 soweit wie möglich nach oben gefahren ist. Dabei liegen die unteren Kanten der. Zinken der kammförmigen Klappe 6 höher als die Unterkante des Greifers 2. Daher ist die Klappe 6 nicht hinderlich

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gewesen, als der Greifer 2 durch das innrere Führungsrohr 1 soweit abgesenkt worden war, daß er die in den Bohrungen k des Brennelementes 5 sitzenden Stäbe 3 an ihren oberen Köpfen erfassen konnte.

Wenn nun die Stäbe 3 aus der in Fig. l dargestellten Lage noch weiter angehoben und dann mittels des Beladewa gens, der das innere und das äußere Führungsrohr trägt, befördert werden sollen, werden die unteren Enden der Stäbe 3 mittels der Klappe 6 und der Führungsstange 7 so abgestützt, daß sie ihre Lage zueinander mit der zum darauffolgenden Einsetzen'in andere enge Bohrungen erforderlichen Parallelität behalten.

Zu diesem Zweck wird zunächst nach Fig. 2 der Kolben l8 des Hubwerkes um das Maß h abgesenkt, wobei er von der unteren Abschlußwand des Zylinders lA noch einen Abstand von etwas »ehr als dem Maß a hat. Es handelt sichern diejenige Stellung, in welcher der Führungsstab 7, der der Abwärtsbewegung des Kolbens l8, der Kolbenstange 13 und der Platte 12 gefolgt ist, alt einem an seinem oberen Ende sitzenden

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Bund 2k auf einem Anschlag 25 aufliegt.

Wenn darauf der Kolben l8 durch Druckluft, welche durch die Leitung l6 an den oberhalb tf>n ihm befindlichen Zylinderraum eingebracht wird, während aus der Leitung 17 Luft entwicht, und das Maß a abgesenkt wird, kann dieser Bewegung die Führungsstange 7 wegen des Anschlages 25 nicht folgen. Ferner behält die Traverse 11 ihre Lage nach Fig. 2 bei. Doch wird die Platte 12 gegen den Widerstand der Feder 20 in ihre untere Endlage nach Fig. 3 gebracht. Hierbei verdrängt der Bolzen 23 mit stiner geneigten Fläche die Rolle 22, und bewirkt dadurch ein Schwenken der Klappe 6 in die aus Fig. 3 ersichtliche waagerechte Lage, in welcher die Stäbe 3 zwischen je zwei Zinken 26 (Fig. 4) der kammförraigen Klappe eng-gefaßt werden. Abweichend von der Darstellung nach Fig. 3 erfaßt bei der praktischen Ausführung die kamtnförmige Klappe 6 die Stäbe 3 an ihren -im Verhältnis zur Stablänge - erheblich tiefer liegenden Enden. Die Stäbe werden durch die sie erfassende Klappe 6 an einem Schwingen der unteren Enden quer zu den Zinken 26 gehindert. Denn

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die Klappe 6 wird durch die kräftige, lotrecht geführte Führungsstange gehalten, so daß iie Kräfte in waagerechter Richtung aufzunehmen vermag·

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bis 8 ist das innere Führungsrohr 1, das in Fig. 6 mit Striche-punktierten Linien angedeutet und innerhalb des äußeren Führungsrohres 27 geführt ist, mit insgesamt vier Führungsstäben 28 versehen, deren einen kleineren Durchmesser aufweisenden Fortsätze mit 29 bezeichnet sind. Von .ie zwei Führungsstäben 28 sitzen die Fortsätze 29 in Bohrungen, einer winkelförmigen Traverse 30, 31· Diese Traversen umgreifen zwei einander diagonal gegenüber liegende Kanten des inneren Führungsrohres 1.

Oberhalb jeder Traverse 30,31 ist eine Platte 32 (Fig. 5) angeordnet, die am unteren Ende der Kolbenstange 33 eines Hubwerkes sitzt, dessen am inneren Führungsrohr 1 befestigter Zylinder mit 34 bezeichnet ist.

Durch zwei Bohrungen jeder Platte, z.B. der in Fig. 5 dargestellten Platte 32, sind die Fortsätze 29 der beiden zugehörigen Führungsstangen 28 gesteckt.

Die Platte 32 bildet bei der in Fig. 5 dargestellten Lage, in der sie gegenüber der

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Traverse 30 um das *Maß a angehoben ist, ein Auflager für die Schultern 35, die durch den Übergang von den dicken Führungsstangen 28 in die Fortsätze 29 gebildet werden.

Fig. 5 zeigt ferner ein Paar von Kehlrollen 36 , die an de« inneren Führungsrohr 1 gelagert sind und eine iiührungsstanee 28 zwischen sich in lotrechter Richtung führen.

Di»» Fortsätze 29 sind von je einer Schraubendruckfeder 37 umgriffen, die sich einerseits gegen den Grund einer Ausnehmung 38 in der Traverse 30 stützt. Diese hat eine weitere, tiefe Ausnehmung 39, in die beim Absenken der Platte 32 bis zur Auflage auf der Traverse 30 eine Mutter 40 eintaucht, die an einem nach unten aus einer Bohrung der Platte 32 herausragenden Zapfen der Kolbenstange 33 sitzt.

An den beiden Schenkeln der Traverse 30» die rechtwinklig zueinander angeordnet sind, sind auf der Unterseite zwei kammförmige Klappen 4l,42 mit Hilfe von Gelenkbolzen 43, 44 gelagert, deren Achsen waagerecht liegen und einen rechten Winkel miteinander bilden. Die Achse 43 liegt,

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wie die Fig. 7 und 8 zeigen, etwas höher als die Achse 44. Die Lager 45 der Achsen 43» 44 werden von Bolzen 46 gehalten, die aus lotrechim Bohrungen der Traverse 30 nach unten ragen.

Jede der beiden Klappen 4l, 42 hat in Höhe der Bolzen kj,kk einen kurzen Schenkel k7ι der, wenn die Klappe lotrecht nach unten hängt, sich von dem Bolzen 43, kk waagerecht in Richtung von dem inneren Führungsrohr 1 weg erstreckt. An dem Schenkel k7 ist eine Rolle 48 frei drehbar gelagert. Bei der in Fig. 7 und 8 mi l/ausgezogenen Linien dargestellten Ausgangslagern der Klappe 4l bzw. 42 befindet sich die Rolle 48 unterhalb einer in der Traverse 30 befindlichen Bohrung 49 bzw. 50. In jeder Bohrung ist ein von der Platte 32 nach unten ragender Bolzen 51» 52 geführt, der auf seiner dem inneren Führungsrohr 1 zugekehrten Seite eine Abflachung 53 (Fig. 6) hat. Das untere Ende .jedes der Bolzen 51» 52 ist derart abgeschrägt, daß sich eine unter 45 geneigte, in Richtung nach dem inneren Führungsrohr 1 hin ansteigende Anschlagfläche 54 bzw. 55 bildet.

Es sei angenommen, daß die Platte 32 durch die Kolbenstange 33 entsprechend der Lage nach Fig. 2 soweit abgesenkt ist» daß die von ihr getragenen Führungssangen 28 an

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ihren oberen Enden mit Bunden auf Anschlägen entsprechend dem Anschlag 25 in Fig. 1 bis 3 aufliegen. Wenn danach die Kolbenstange 33 mit Hilfe von Preßluft nach unten bewegt wird, können die Kolbenstangen 28 dieser Bewegung nicht folgen, do daß die an ihnen sitzende Traverse JO ^e in Fig. 5 dargestellte Höhenlage beibehält*

Beim Absenken der Platte 32 verringert sich daher ihr Höhenabstand von der Traverse 30, und die Bolzen 51» 52 werden in den Bohrungen 49 bzw. 50 nach unten geschoben. Da der Bolzen 51« wie die Fig. 7 und 8 zeigen, in der Ausgangslage etwas weiter nach mten reicht als der Bolzen 52 und da außerdem die Rolle 48 in der Auegangslage der Klappe 4l höher liegt als die zu der Klappe 42 gehörende Rolle 48, wird zuerst die Rolle 48 von der geneigten Fläche 54 des Bolzens 51 erfaßt und von diesem verdrängt. Mit strichpunktierten Linien ist in Fig. 7 angedeutet, wie sich der abgesenkte Bolzen 51 hinter die Rolle legt, durch deren Verdrängung die Klappe 4l in die mit strichpunktierten Linien dargestell-Xte waagerechte Lage geschwenkt wird, die auch aus Fig. 6 ersichtlich ist.

Erst wenn die Klappe 4l diese Lage erreicht hat, wird die zu der Klappe 42 gehörende Rolle 48 von der geneigten Fläche 55 des Bolzens erfaßt und von diesem verdrängt, so daß, wie

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es in Fig. 8 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist, die Klappe 42 in die waagerechte Lage geschwenkt wird. Wie Fig. 6 zeigt, kraeen sich die Zinken der Übereinander waagerecht liegenden Klappen 4l und 42 rechtwinklig. In den Lücken, die hierbei zwischen den oberen und unteren Zinken verbfeilen, liegen die Regelstäbe 3·

Da aber, wie Figur 6 zeigt, nicht alle Stäbe 3 des von dem Greifer erfaßten Bündels auf mindestens drei Seiten von oberen und unteren rechtwinklig sich kreuzenden Zinken der beiden Klappen erfaßt werden, wird außerdem eine dritte Klappe 56 unterhalb der Klappe 42 mit den Stäben 3 derart in Eingriff gebracht, daß die Schlitze zwischen ihren Zinken diagonal, d.h. unter einem Winkel von 45 zu den Zinken der Klappen 4l, 42, verlaufen. Die dritte Klappe 56 ist unterhalb der Traverse 31-£rundsätzlich in der gleichen Weise wie die Klappen 4l, 42 - mit Hilfe eines Gelenkbolzens 57 mit waagerechter Achse gelagert. Fig. 6 zeigt zwei Bolzen 46, welche die Lager tragen, sowie einen Bolzen 58, mit einer Abflachung 53, der beim Absenken einer der Platte 32 entsprechenden Platte in der gleichen Weise, wie es mittels der Bolzen 51, 52 für die Klappen 4l und 42 geschieht, über eine Rolle die Klappe 56 in ihre Eingriffsstellun«r bringt. Fig. 6 zeigt ferner, daß die Traverse 31 eine jrled rharti pe Ausnehmung 59 wie die Ausnehmung 39 der Tra-

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verse 30 zur Aufnahme einer Mutter am unteren Ende der zum Heben und Senken der Platte dienenden Kolbenstange hat. Wie Fig. 6 zeigt, wird mittels der drei Klappen 4l, 42, 56 erreicht, daß sämtliche Stererstäbe 3 mindestens auf drei Seiten zwischen den sich kreuzenden Zinken der Klappen eingeschlossen werden, so daß sie nach keiner Seite hin ausweichen können.

Ansprüche:

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Claims (8)

1. Ansprüche:

   Vorrichtung zum Einfahren von Inneren, dünnen Körpern in en^e Heu räume mit einem heb- und senkbaren Greifer, an dem die Körper hängen, insbesondere für Steuer-, Abschaltstäbe oder dergl. von Kernreaktoren, dadurch gekennzeichnet, daß zum seitlichen Abstützen der unteren Enden der langen, dünnen Körper (3)1 wenn diese mittels des Greifers (2) aus den engen Hohlräumen (4) herausgezogen sind, an unteren Ende eines am Tragkörper (l) des Greifers (2) lotrecht schiebbar geführten Haltersl7); (29) wenigstens ein Greifglied (6); (4l, 42, 56) so angebracht ist, daß es mit den unteren Enden der Körper (3) in und außer Eingriff gebracht werden kann.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schieben des Halters (7)* (29) nach oben zur Kraftübertragung von einem Hubwerk (l4, ΐβ; 33. 34) auf den Halter (7; 29) ein Mitnehmer (l2; 32) dient und daß die Abwärtsbewegung des Halters durch einen Anschlag (25) begrenzt wird, während der Mitnehmer (l2; 32) weiter nach unten bewegt werden kann, was dazu ausgenutzt wird, das Greifglied (6; 4l, 42,56) in Eingriff mit den unteren Enden der langen, dünnen Körper (3) zn bringen.

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3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine den Halter bildende Funrungsstange (7 S 28) an ihrem unteren Ende (9| 29) eine Traverse (l2j 30,

   31) trägt, an der das Greif.«rlied (6; 4l, 42, 56) gelagert ist, und daß der Mitnehmer (12;

   32) zwischen der Traverse (ll| 30, 31) und einem oberhalb von dieser an der Führungsstange (7) bzw. den Führungsstangen (29) sitzenden Widerlager (l9? 35) an dieser bzw. diesen in Höhenrichtung schiebbar geführt ist und wenigstens ein Stellglied (23; 51, 58) trägt, das bei einer Bewegung des Mitnehmers (121 32) von dem Widerlager (l9j

   35) in Richtung auf die Traverse (ll | 30, 31) des Greifglied (6; kl, 42, 56) in Eingriff stellung bringt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Greif glied eine katntnf örmige Klappe (6; kl, 42, 56) ist, die an der Traverse (ll| 3Oj 31) /in einem Gelenk (21? 45) mit waagerechter Achse gelagert ist und durch eine Abwärtsbewegung des Stellgliedes (23; 51, 58) gegenüber der Traverse (ll; 30, 31) aus einer Stellung, in der sie sich von der Taverse aus etwa lotrecht nach unten erstreckt, in eine Stellung geschwenkt wird, in dW die unteren Enden der langen, dünnen Körper (3) zwischen ihren kammförmigen Zinken eng gefaßt sind.

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5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (23; 51, 58) von dem Mitnehmer (l2{ 32) aus durch eine Führungsöffnung (49, 50) der Traverse (30) greift und bei der Abwärtsbewegung mit einer geneigten Fläche (54, 55) eine an der Klappe (4l, 42) außermittig zu ihrem Gelenk gelagerte Rolle (48) verdrängt.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Traverse oder einer Mehrzahl von Traversen (3O,3l), die von wenigstens je einer Führungsstange (29) getragen werden, zwei oder mehr kammförmige Greiferklappen (4l, 42, 56) gelagert sind, die nacheinander in die einzelnen Stellungen gebracht werden, in denen sie übereinander liegen und ihre Zinken sich kreuzen.
7. 7· Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Traverse (30), die von wenigstens einem Führungsstab (29) getragen wird, zwei kammförmige Klappen (4l, 42) so gelagert sind, daß die Achsen.ihrer Gelenke (43, 44, 45) verschieden hoch liegen und einen rechten Winkel mi%^ßinander bilden, wobei die zu den beiden Klappen gehörenden Stellglieder (5l, 52) derart unterschiedliche Längen haben, daß durch ihre Abwärtsbewegung gegenüber der Traverse zuerst die Klappe (4l) mit der höher liegenden

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   Gelenkachse (44) in Eingriffsstellung gebracht wird.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß an einer weiteren Traverse 1.3l), deren Führungsstab bzw. Führungsstäbe (29) auf der den Führungsstäben der ersten Traverse (30) gegenüberliegenden Seite des Tragkörpers (l) des Greifers angeordnet ist bzw· sind, eine weitere kanunförmige Klappe (56) so gelagert ist, daß sich in ihrer Eingriffsstellung ihre Zinken unterhalb der bereits in den Eingriffsstellungen befindlichen beiden ersteren Klappen (4l, 42) diagonal zu den Zinken der letzteren erstrecken.

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