DE2403972C2 - Regelstabantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Regelstabantrieb mit einem rohrförmigen Gehäuse, mit einer vertikal angeordneten, axial verschiebbaren Gewindespindel, an deren unterem Ende der Regelstab vertikal befestigt ist, mit einem koaxial um die Spindel, innerhalb des Gehäuses angeordneten und an diesem befestigten Zylinder, mit einem am oberen Ende der Gewindespindel befestigten rohrförmigen Teil, das Vorsprünge aufweist, die im Zusammenwirken mit entsprechenden Vorsprüngen im Inneren des Zylinders als Verdrehsicherung für die Gewindespindel dienen, mit einem Antrieb, der um die Gewindespindel drehbare Muttersegmente aufweist, die normalerweise mit deren Gewinde in Eingriff stehen, jedoch bei erforderlichem Schnelleinwurf von Regelstab, Gewindespindel und rohrförmigem Teil von dem Gewinde zu lösen sind.

Ein Regelstabantrieb der vorstehend geschilderten Art ist aus der US-PS 28 57 537 bekanntgeworden. Dieser bekannte Regelstabantrieb hat den Nachteil, daß bei einem Kippen der Muttersegmente von der Spindel und einem damit verbundenen Schnelleinwurf von Regelstab, Gewindespindel und rohrförmigem Teil am Ende des Schnelleinwurfs eine abrupte Abbremsung der Gewindespindel eintritt, wodurch diese und/oder der durch sie getragene Regelstab beschädigt werden können.

Df c Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Regelstabantrieb so auszubilden, daß auch bei einer notwendigen Schnellabschaltung der Regelstab mög-'ichst schonend und genau an seinen Bestimmungsort

^r gebracht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem eingangs beschriebenen Regelstabantrieb erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das rohrförmige Teil einen Bremskolben umfaßt, der im Zusammenwirken mit dem umgebenden Zylinder ίο den Schnelleinwurf vor Erreichen des tiefsten Punktes abbremst, und daß die Befestigung zwischen dem rohrförmigen Teil und der Gewindespindel eine gegenseitige axiale Einstellung erlaubt

Der erfindungsgemäß ausgebildete Regelstabantrieb zeichnet sich dadurch aus, daß die bei dem bekannten Antrieb vorgesehene Führungseinrichtung, über die die Spindel gegen Drehung gesichert in Längsrichtung verschiebbar geführt ist, gleichzeitig die Aufgabe der Abbremsung der Spindel am Ende des freien Falles derselben mitübernimmt Dies wird konstruktiv dadurch erreicht, daß das an sich zur Führung der Spinde) in Axialrichtung vorgesehene rohrförmige Teil mit einem Kolben versehen ist, der beim Abfallen der Spindel durch Verdichtung bzw. Verdrängung des in dem Zylinder befindlichen Mediums eine entsprechende Abbremsung der Spindel herbeiführt.

Die Erfindung zeichnet sich desweiteren dadurch aus, daß die Befestigung zwischen dem rohrförmigen Teil und der Gewindespindel eine gegenseitige axiale Einstellung erlaubt. Diese gegenseitige axiale Einstellung erfolgt vorzugsweise durch eine mit dem rohrförmigen Teil verbundene Gewindehülse, die mit einem Gewinde der Gewindespindel zusammenwirkt. Über eine derartige Ausgestaltung läßt sich der Zeitpunkt des Eintrittes der Bremswirkung regulieren.

Ergänzend zum Stand der Technik sei noch auf die DE-AS 12 06 534 verwiesen. In dieser Veröffentlichung ist eine Bremseinrichtung für einen Regelstabantrieb beschrieben, bei der die den Regelstab tragende Antriebsstange durch einen Bremskolben am Ende des Hubes abgebremst wird. Diese bekannte Bremseinrichtung weist jedoch keine axiale Verstellmöglichkeit zwischen der Antriebsstange und dem Bremskolben auf.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Regelstabantrieb weist der Zylinder zur Abstufung der Bremswirkung vorteilhafterweise radiale Kanäle zum Durchtritt des von dem Bremskolben verdrängten Mediums auf.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im so Detail beschrieben. Es zeigen

Fig. IA, IB, IC und ID Seitenansichten eines Regelstabantriebes, teilweise im Schnitt, wobei diese Ansichten axial ausgerichtet aneinanderstoßend anzuordnen sind;

F i g. 2 und 3 Querschnitte entlang der Linien II-II und HI-III in Fig. IB;

Fig.4 einen Axialschnitt durch den oberen Bereich des rohrförmigen Teiles;

F i g. 5 eine Seitenansicht des oberen Bereiches des rohrförmigen Teiles;

F i g. 6 eine Draufsicht des Stützringes für das rohrförmige Teil; und

F i g. 7 einen Axialschnitt durch den Stützring für das rohrförmige Teil.

Mit 10 ist ein rohrförmiges Gehäuse bezeichnet, das aus mehreren axial fluchtenden Abschnitten besteht, die miteinander verschweißt und geeignet sind, in aufrechter Stellung mit dem Deckel eines wasserenthaltenden

Reaktorgefäßes verbunden zu werden. Das Gehäuse ist mittels Schrauben 14, die sich durch einen Flansch 15 des Gehäuses erstrecken, an einem Flansch 12 des Reaktorgefäßes befestigt Der untere Abschnitt 16 des Gehäuses enthält eine mit 18 bezeichnete Wärmeschränke sowie zwei Hebelarme 19 und 20, die je ein Muttersegment 21 tragen, welche mit den Hebelarmen in und außer Eingriff mit einer sich axial erstreckenden Gewindespindel 22 schwenkbar sind. Die Gewindespindel erstreckt sich nach unten durch miteinander fluchtende öffnungen 24 und 25 im Flansch 15 und dem Flansch 12 und trägt an ihrem unteren Ende einen Verlängerungsabschnitt 26 mit einem geeigneten Kupplungsteil 28 zur Befestigung eines Regelstabes (nicht dargestellt).

Die die Mutter Segmente tragenden Hebelarme 19 und 20 sind einteilig mit Hebelarmen 29 und 30 ausgebildet, die sich aufwärts von denselben in einen Motorabschnitt 34 des Gehäuses erstrecken und zusammen mit den Hebelarmen 19 und 20 coppelarmige Hebel bilden, die um Stifte 32 schwenkbar sind, die in einem Rotorlagerkörper 44 angeordnet sind. Die Hebelarme 29 und 30 bilden Segmente des Rotors eines Induktionsmotors, so daß die Muttersegmente, wenn die Statorwicklungen nacheinander durch einen mehrphasigen Strom erregt werden, in Eingriff mit der Gewindespindel gehalten werden und zum Antrieb derselben planetenartig umlaufen. Die Gewindespindel kann durch die Muttersegmente in einer fixierten Stellung gehalten werden, indem in den Statorwicklungen ein nichtrotierendes Feld aufrechterhalten wird, wobei die Muttersegmente beim Zusammenbruch des Feldes durch Druckfedern 23 außer Eingriff bewegt werden, so daß Gewindespindel und Regelstab schnell eingeworfen werden können. Der Stator des Motors ist mit 33 bezeichnet und außerhalb des Gehäuses 10 angeordnet. Der Motorabschnitt 34 des Gehäuses, der vom Stator umgeben ist, besteht beispielsweise aus magnetischem, rostfreien Stahl oder ummantelten und galvanisch behandelten Kohlenstoffstahl. Eine Ummantelung 35 für Kühlwasser umgibt den Stator; sie besteht aus einer Metallhülse 36, die in ihrer Außenfläche einen schraubenlinienförmigen Wasserkanal 37 aufweist, der durch eine äußere Hülse 38 geschlossen ist.

Die radialen Bewegungen der Hebelarme 29 und 30 werden durch einen Ring 41 und ein Lager 42 synchronisiert. Der Rotorlagerkörper 44 ist in einem oberen und einem unteren Wälzlager 45 bzw. 46 gelagert. Das untere Lager 46 wird mittels einer Druckhülse 48 gehalten, die nach oben gegen einen Druckring 55 stößt, der seinerseits den äußeren Laufring des Lagers 46 hält.

Ein zylindrischer oberer Verlängerungsabschnitt 85 der Gewindespindel 22 ist mit einem rohrförmigen Teil 86 verbunden, das den Verlängerungsabschnitt 85 mit Abstand umgibt und durch eine Keilverbindung gegen Drehung gegenüber dem Verlängerungsabschnitt gesichert ist, jedoch im Gehäuse 10 gleiten kann. Der Verlängerungsabschnitt 85 und damit die Gewindespindel sind durch einen Stift 88, der sich radial durch den Verlängerungsabschnitt 85, von diesem vorstehend, erstreckt, gesichert. V/ährend des normalen Betriebes erstreckt sich der Stift 88 in Schlitze 51, die in der Innenwand des rohrförmigen Teiles 86 vorgesehen sind, um die Gewindespindel drehfest mit dem rohrförmigen Teil zu verbinden. Nahe dem oberen Ende ist das rohrförmige Teil 86 mit einem Führungskreuz 92 mit mehreren Lagerkissen versehen, die an dem oberen Abschnitt 104 eines Zylinders 9G anliegen. Eines der Lagerkissen des Führungskreuzes ist an seiner Außenfläche mit einer sich axial erstreckenden Keilnut 94 versehen, die gleitend einen sich axial erstreckenden, an der Innenwand des Zyünderabschnittes 104 befestigten Keil 95 übergreift Der Zylinderabschnitt 104 ist seinerseits gegen Drehung gegenüber dem Gehäuse gesichert

Eine Höhenverstellvorrichtung für die Gewindespindel relativ zu dem rohrförmigen Teil und eine Freigabevorrichtung, die eine Drehung der Gewindespindel gestattet, sind als Teile der Verbindungsvorrichtung zwischen dem Verlängerungsabschnitt 85 der Gewindespindel und dem rohrförmigen Teil 86 vorgesehen. Der Abschnitt 85 ist nahe am, jedoch mit Abstand vom oberen Ende mit einem Außengewinde 101 versehen, das in das Innengewinde (nicht näher bezeichnet) einer Gewindehülse 87 eingreift, die auf einer Schulter 89 in dem rohrförmigen Teil sitzt. Ein von der Gewindehülse getragener Verriegelungszapfen 87 ist an einer Blattfeder 110 befestigt, die ihn lösbar in Eingriff mit ausgewählt angeordneten Löchern und Schlitzen 116 bzw 117 in dem Verlängerungsabschnitt der Gewindespindel drückt, so daß die Gewindehülse verriegelt werden kann, um die Gewindespindel in verschiedenen gewünschten Höhen zu halten. Bei herausgezogenem Verriegelungszapfen kann die Gewindespindel durch Drehen der Gewindehülse auf- und abwärts bewegt werden.

Die Gewindespindel kann mit Hilfe der Gewindehülse 87 so weit abgesenkt werden, daß sich der Stift 88 aus dem Schlitz 51 in eine innere Aufweitung 90 des rohrförmigen Teils bewegt, so daß die Gewindespindel gedreht werden kann. Die Verriegelungsschlitze 51, die in einem nach innen verdickten Wandabschnitt über der Aufweitung 90 vorgesehen sind, erstrecken sich nicht ganz bis zum oberen Ende des verdickten Wandabschnitts, sondern stehen mit zwei Ausnehmungen 91 in Verbindung, die eine begrenzte Relativdrehung der Gewindespindel und des rohrförmigen Teils gestatten, ausgenommen der Fall, bei dem sich der Stift in der sich aufwärts erstreckenden Ausnehmung 91' befindet.

Wenn sich der Stift in den größeren Ausnehmungen 91 unter der Verriegelungsausnehmung 9Γ befindet, kann die Gewindespindel ausreichend gedreht werden, um die vorstehenden Enden des Stiftes mit einem anderen Schlitzpaar 52 auszurichten, die sich über die ganze vertikale Höhe des verdickten Abschnitts erstrecken und mit der Aufbohrung 53 am oberen Ende

so des rohrförmigen Teils in Verbindung stehen, in der die Gewindehülse 87 aufgenommen ist. Die Aufbohrung gestattet ein Hochziehen der Gewindespindel und eine vollständige Entfernung derselben aus dem Gehäuse.

Der Zylinder 96 ist mit seinem oberen Ende am Gehäuse 10 befestigt und erstreckt sich um die Gewindespindel und das rohrförmige Teil 86 herum nach unten. Er ist zwischen dem Gehäuse und dem rohrförmigen Teil angeordnet und weist einen radialen Abstand zur Innenwand des Gehäuses und einen

bo radialen Abstand zum rohrförmigen Teil 86 auf. Das obere Ende des Zylinders 96 ist in einen im Durchmesser verkleinerten Aufhängeabschnitt 97 eingeschraubt, der seinerseits verschiebbar im oberen Abschnitt 98 des Gehäuses 10 mittels mehrerer vertikaler Rippen 99 gefünrt ist, die am Umfang des Aufhängeabschnitts 97 vorgesehen sind und die in Schlitze 128 in einem Ring 100 eingreifen, der auf einer an der Innenwand des Gehäuseabschnitts 98 vorgesehenen Schulter 102 sitzt.

Der Ring 100 ist ferner mit Schlitzen 129 versehen, die sich über die ganze axiale Länge erstrecken und so angeordnet sind, daß der Zylinder 96, wenn es erwünscht ist, die Gewindespindel abzusenken, angehoben werden kann, um die Rippen aus den Schlitzen 128 herauszuziehen, worauf der Ring 100 gedreht werden kann, um die Rippen mit den sich über die ganze axiale Länge erstreckenden Schlitzen auszurichten, so daß der Zylinder 96 abgesenkt werden kann. Ein im Gehäuseabschnitt 98 angeordnetes Verschlußteil 103 dichtet das obere Ende des Gehäuses ab und fixiert den Zylinder 96.

Der untere Abschnitt 105 des Zylinders % weist einen reduzierten Innendurchmesser zur Aufnahme eines Bremskolbens 106 auf, der am unteren Ende des rohrförmigen Teils 86 angeordnet ist. Das obere Ende des Zylinderabschnitts 105 ist mit einer konischen Aufweitung 108 versehen, durch die der Kolben beim Einführen der Gewindespindel in den Zylinder geführt wird. Die Zylinderwand ist mit einer Anzahl von radialen Kanälen 109 ausgestattet, die durch den Kolben, wenn er sich dem unteren geschlossenen Ende des Zylinders nähert, in zunehmender Weise verschlossen werden. Das untere Ende des Zylinders ist durch eine Buchsenanordnung einschließlich eines unteren Halteteils 111 verschlossen, das in das untere Ende des Zylinders geschraubt ist und einen als Stern ausgebildeten Flansch aufweist, um das rohrförmige Teil im Gehäuse 10 in Stellung zu halten und eine Flüssigkeitsströmung daran entlang zu gestatten. Das Halteteil Ul lagert über zwischengeordnete Buchsen 112, 114 einen Tellerfederstapel 115, der im unteren Ende des Zylinders angeordnet ist, um den Aufprall durch das rohrförmige Teil zu dämpfen, wenn ein Schnelleinwurf des Regelstabes vonstatten geht

Ein Teil der Seitenwand des rohrförmigen Teiles, der über dem Zylinderabschnitt 105 verbleibt, wenn sich das rohrförmige Teil in seiner tiefsten Stellung befindet, trägt einen Dauermagneten 118, der so nahe wie möglich an der Wand des Gehäuses angeordnet ist und eine Stellungsabtastvorrichtung (nicht dargestellt) betätigt, die in einem Stellungsanzeigegehäuse 120 angeordnet ist, das an der Seite des Gehäuses 10 befestigt ist und sich in Längsrichtung desselben erstreckt Das Gehäuse enthält magnetisch betätigbare Schalter, die elektrisch mit einer entferntliegenden Anzeigevorrichtung (nicht dargestellt) verbunden sind, um die vom Magneten und damit vom Regelstab eingenommene Stellung anzuzeigen.

Der Dauermagnet 118 ist in einer Vergrößerung 140 des rohrförmigen Teils 86 angeordnet, die durch einen exzentrischen Abschnitt begrenzt ist, der zu der Sieite des Gehäuses vorsteht, an der die Stellungsanzeigevorrichtung 120 angeordnet ist. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, nimmt bei dieser Anordnung der Magnet eine Stellung nahe an der Außenwand ein, wobei jedoch eine

ίο ausreichende Durchgangsfläche für die Flüssigkeitsströmung am Magneten vorbei verbleibt. Entsprechende Durchgangsflächen sind ferner zwischen den anderen Teilen vorgesehen, so daß eine im wesentlichen unbehinderte Flüssigkeitsströmung stattfinden kann, mit Ausnahme natürlich in den Bereichen, in denen die Wärmeschranke 18 und der Zylinderabschnitt 105 angeordnet sind.

Das rohrförmige obere Ende des Verlängerungsabschnitts 85 der Gewindespindel ist mit Löchern 142 versehen, die eine Verbindung mit einem Greif- und Hebewerkzeug gestatten, wenn das Verschlußteil 103 entfernt ist. Die Gewindespindel und die damit verbundenen Teile können auf diese Weise ohne weiteres gehandhabt werden. Das rohrförmige Teil und die Gewindespindel können nach oben gezogen und in einer angehobenen Stellung gehalten werden, um eine Wartung des Reaktors zu erleichtern, wie sie beispielsweise bei einer Wiederbeschickung erforderlich ist, ohne es hierbei erforderlich zu machen, daß die Hebevorrichtung mit der Gewindespindel verbunden und somit während der Stillstandsdauer festgelegt bleibt. Das Führungskissen 93 des Führungskreuzes 92 am oberen Ende des rohrförmigen Teils ist an seiner äußeren Fläche mit einem J-förmigen Schlitz 145 versehen, der eine Keilnut 94 schneidet und so angeordnet ist, daß er, wenn das rohrförmige Teil und die Gewindespindel in eine Stellung hochgezogen sind, in der das Lagerkissen 93 vollständig über dem Keil 95 liegt und die Gewindespindel mit dem rohrförmigen Teil gedreht wird, über dem oberen Ende des Keiles 95 liegt, so daß das rohrförmige Teil und die Gewindespindel in der angehobenen Stellung unabhängig von dem Hebewerkzeug gehalten werden. Durch das Wiedereinsetzen des Verschlußteils wird die Gewindespindel dann in der oberen Stellung verriegelt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Regelstabantrieb mit einem rohrförmigen Gehäuse, mit einer vertikal angeordneten, axial verschiebbaren Gewindespindel, an deren unterem Ende der Regelstab vertikal befestigt ist, mit einem koaxial um die Spindel, innerhalb des Gehäuse* angeordneten und an diesem befestigten Zylinde , mit einem am oberen Ende der Gewindespindel befestigten rohrförmigen Teil, das Vorsprürge aufweist, die im Zusammenwirken mit entsprechenden Vorsprüngen im Inneren des Zylinders als Verdrehsicherung für die Gewindespindel dieren, mit einem Antrieb, der um die Gewindespin,'el drehbare Muttersegmente aufweist, die normalerweise mit deren Gewinde in Eingriff stehen, jedoch bei erforderlichem Schnelleinwurf von Regelstab, Gewindespindel und rohrförmigem Teil von dem Gewinde zu lösen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (86) einen Bremskolben (106) umfaßt, der im Zusammenwirken mit dem umgebenden Zylinder (96) den Schnelleinwurf vor Erreichen des tiefsten Punktes abbremst, und daß die Befestigung zwischen dem rohrförmigen Teil (86) und der Gewindespindel (22) eine gegenseitige axiale Einstellung erlaubt.

2. Regelstabantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (96) radiale Kanäle (109) zum Durchtritt des von dem Bremskolben (106) verdrängten Mediums aufweist.

3. Regelstabantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige axiale Einstellung durch eine mit dem rohrförmigen Teil (86) verbundene Gewindehülse (87) erfolgt, die mit einem Gewinde (101) der Gewindespindel (22) zusammenwirkt.