DE2521340A1

DE2521340A1 - Absorber rod position indicator for high temp. reactor - has reed switches with rhodium coated lugs

Info

Publication number: DE2521340A1
Application number: DE19752521340
Authority: DE
Inventors: Issa Dipl Ing Hanna; Goetz Dr Ing Kaiser
Original assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Current assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority date: 1975-05-14
Filing date: 1975-05-14
Publication date: 1976-11-25
Also published as: DE2521340C2

Abstract

A device for measuring the position of an absorber rod in a reactor, esp. a gas cooled high temp. reactor consists of a permanent magnet attached to the rod and of a number of reed switches actuated by this magnet and arranged at uniform intervals along the path travelled by the magnet. The reed switches are each fixed at their upper and lower ends in two adjacent discs of a series of discs connected together by a stationary strip of magnetically non-conducting material, the discs being of magnetically conducting material with a very low magnetic coercivity force. The entire strip and its assembly are suspended inside a closed-bottom, air-filled tube within a cavity of the control rod drive. The permanent magnet forms, as a function of its position, an exactly defined magnetic circuit with a reed switch; the contact lugs of the reed switches are coated with rhodium, pref. applied by vapour deposition, and the lugs at the top are pref. connected to the conductors by spot-welding. A reliable and accurate signal is obtd. even at high temps. and radiation densities.

Description

Einrichtung zur Messung der Absorberstabstellung bei Kernreaktoren Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung der Absorberstabstellung bei Kernreaktoren, insbesondere bei gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren, mit einem fest mit dem Absorberstab verbundenen Dauermagneten und einer Anzahl durch den Dauermagneten zu betätigender Reedschalter, die in gleichmäßigen Abständen an der von dem Dauermagneten zurückgelegten Wegstrekke angeordnet sind. Device for measuring the absorber rod position in nuclear reactors The present invention relates to a device for measuring the position of the absorber rod in nuclear reactors, especially in gas-cooled high-temperature reactors, with a permanent magnets firmly connected to the absorber rod and a number by the permanent magnet Reed switch to be operated, which is at regular intervals on the one of the permanent magnet Distance covered are arranged.

Es ist bekannt, die Stellung eines in seiner Längsrichtung verschiebbaren Stabes mit Hilfe eines an dem Stab angebrachten Dauermagneten und mehrerer in einer Reihe angeordneter magnetischer Empfangsglieder anzuzeigen. So wird in der deutschen Patentschrift 1 210 960 ein hydraulisch oder pneumatisch arbeitender Absorberstabantrieb beschrieben, der mittels einer mechanischen Vorrichtung gesteuert wird und eine aus einem Sicherheitskolben und einer Zahnstange bestehende Sicherheitseinrichtung besitzt.It is known the position of a displaceable in its longitudinal direction Rod with the help of a permanent magnet attached to the rod and several in one Display row of arranged magnetic receiving members. So in the German Patent specification 1 210 960 a hydraulically or pneumatically operating absorber rod drive described, which is controlled by means of a mechanical device and a Safety device consisting of a safety piston and a toothed rack owns.

Die Zahnstange ist starr mit dem Absorberstab verbunden und weist an ihrem unteren Ende einen Magneten zur Stabstellungsanzeige auf, dem gegenüber eine Anzahl von magnetischen Empfangsgliedern untereinander angeordnet ist. Letztere befinden sich dabei außerhalb einer Rohrleitung, in der die Zahnstange mit dem Magneten installiert ist.The rack is rigidly connected to the absorber rod and has at its lower end a magnet to indicate the position of the rod, on the opposite side a number of magnetic receiving members are arranged one below the other. Latter are located outside of a pipeline in which the rack with the magnet installed.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 281 597 und der deutschen Offenlegungsschrift 1 614 044 sind zwei weitere Stellanzeigevorrichtungen für Kernreaktorsteuerstäbe bekannt, bei denen in einem Fingerhutrohr bzw. einer Tauchhülse übereinander angeordnete Magnetschalter durch die Annäherung eines Magneten ausgelöst werden. Im ersten Fall ist dieser Magnet unmittelbar oder über ein Gestänge mit dem Steuerstab verbunden, dessen Stellung direkt angezeigt wird. Bei der in der Offenlegungsschrift dargestellten Vorrichtung ist der Magnet an einem Schalthebel befestigt und bildet mit diesem und den Magnetschaltern zusammen eine Endschalteranordnung, durch die das Abschalten des Steuerstabantriebes in seinen Endlagen ausgelöst wird.From the German Auslegeschrift 1 281 597 and the German Offenlegungsschrift 1 614 044 are two additional position indicators for nuclear reactor control rods known, in which arranged one above the other in a thimble tube or an immersion sleeve Magnetic switches can be triggered by the approach of a magnet. In the first case if this magnet is connected to the control rod directly or via a linkage, whose position is displayed directly. In the case of the one shown in the laid-open specification Device, the magnet is attached to a shift lever and forms with this and the magnetic switches together form a limit switch arrangement through which the switch-off of the control rod drive is triggered in its end positions.

In der deutschen Offenlegungsschrift 2 350 419 wird ebenfalls ein Stellungsanzeiger für Steuerstäbe gezeigt, der einen Dauermagneten und durch diesen zu betätigende Reedschalter umfaßt. Diese sind an der Außenwand eines geschlossenen Gehäuses angebracht, in dem sich ein den Steuerstab antreibender Kolben bewegt. Der Dauermagnet ist am oberen Ende des Kolbens vorgesehen.In the German Offenlegungsschrift 2 350 419, a Position indicator for control rods shown, which has a permanent magnet and through this includes reed switches to be operated. These are on the outside wall of a closed Housing mounted in which a piston that drives the control rod moves. The permanent magnet is provided at the top of the piston.

Die genannten Vorrichtungen können in bestimmten Anwendungsfällen durchaus befriedigend arbeiten; sie liefern jedoch unzuverlässige Anzeigen, wenn sie extremen Temperaturen sowie sehr hohen Strahlenbelastungen ausgesetzt sind, wie sie beispielsweise in einem Hochtemperaturreaktor auftreten. Die in dem angegebenen Stand der Technik verwendeten Magnetschalter funktionieren nur bei normalen Temperaturen einwandfrei; steigt die Temperatur zu hoch an, so zeigen sich an den Magnetschaltern, vornehmlich bei den als Reedschaltern bekannten hermetisch gekapselten Magnetschaltern, sogenannte Klebe-Effekte,2die eine sichere und genaue Anzeige gefährden. Diese Erscheinungen treten bereits bei Temperaturen auf, die den Einsatztemperaturen in einem Hochtemperaturreaktor entsprechen (ca. 2600C).The devices mentioned can be used in certain applications work quite satisfactorily; however, they provide unreliable indications when they are exposed to extreme temperatures and very high levels of radiation, as they occur, for example, in a high-temperature reactor. The ones specified in the Magnetic switches used in the prior art only work at normal temperatures perfect; If the temperature rises too high, the magnetic switches show primarily in the hermetically encapsulated magnetic switches known as reed switches, so-called sticking effects, 2which jeopardize a reliable and accurate display. These appearances occur even at temperatures which are the operating temperatures in a high-temperature reactor correspond (approx. 2600C).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die eingangs beschrie bene Einrichtung zur Messung der Absorberstabstellung bei Kernreaktoren so umzugestalten, daß sie auch bei hoher Temperatur-und Strahlenbelastung eine zuverlässige und genaue Anzeige liefert und zudem leicht gewartet werden kann.The object of the present invention is to achieve the above-described level To redesign the device for measuring the absorber rod position in nuclear reactors, that they are reliable and accurate even at high temperatures and exposure to radiation Display and can also be easily maintained.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Reedschalter in Scheiben aus magnetisch leitendem Material mit einer sehr geringen magnetischen Koerzitivkraft angebracht sind, die ihrerseits von einer feststehenden Leiste aus magnetisch nichtleitendem Material getragen werden, wobei jeder Reedschalter mit seinem oberen und seinem unteren Ende in zwei benachbarten Scheiben gehaltert ist, daß die Leiste im Innern des hohl ausgebildeten Absorberstabantriebes in einem unten abgeschlossenen und mit Luft beaufschlagten Schutzrohr ausbaubar aufgehängt ist, daß der Dauermagnet seiner Position entsprechend jeweils mit einem Reedschalter und den beiden zugehörigen Scheiben einen genau definierten magnetischen Kreis bildet und daß die Kontaktzungen der Reedschalter mit Rhodium beschichtet sind.According to the invention, this object is achieved in that the reed switch in discs of magnetically conductive material with a very low magnetic Coercive force are attached, in turn from a fixed bar magnetically non-conductive material are worn, each reed switch with its upper and lower end is held in two adjacent discs, that the bar inside the hollow absorber rod drive in a bottom closed and air-pressurized protective tube is suspended so that it can be removed, that the permanent magnet has a reed switch according to its position and the two associated disks form a precisely defined magnetic circuit and that the contact tongues of the reed switches are coated with rhodium.

Durch die vorgeschlagenen konstruktiven Maßnahmen und die besondere Auswahl der Werkstoffe ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung sichergestellt, daß sie auch bei hohen Anforderungen (Einsatztemperatur von 2600C, Auslegungstemperatur von 3000C, Strahlenbelastung ca. lO5rad/h am Meßort) zuverlässig und genau ihre Funktion erfüllt. Da die empfindlichen Teile der Einrichtung -die in Scheiben gehalterten Reedschalter - in einem von oben zugänglichen Schutzrohr in Luftatmosphäre angeordnet sind, kann die die Scheiben tragende Leiste jederzeit ausgebaut werden, ohne daß der Kernreaktor abgeschaltet werden muß. Das Schutzrohr trennt die Leiste von der Reaktoratmosphäre, die bei einem Hochtemperaturreaktor beispielsweise aus Helium besteht und eine hohe Temperatur besitzt. Das Schutzrohr ist aus magnetisch nichtleitendem Material hergestellt.Due to the proposed constructive measures and the special Selection of the materials is ensured in the device according to the invention, that they can be used even with high requirements (operating temperature of 2600C, design temperature of 3000C, radiation exposure approx. 105 rad / h at the measuring location) reliably and precisely Function fulfilled. As the delicate parts of the facility -the ones held in slices Reed switch - arranged in an air atmosphere in a protective tube accessible from above are, the bar carrying the discs can be removed at any time without the nuclear reactor must be shut down. The protective tube separates the bar from the Reactor atmosphere, which in a high-temperature reactor consists of helium, for example exists and has a high temperature. The protective tube is made of magnetically non-conductive Material made.

Für die Halterungsscheiben wurde ein.Werkstoff mit außerordentlich gering magnetischer Koerzitivkraft ausgewählt, um das bereits erwähnte Kleben zu unterbinden. Wie sich bei Versuchen herausgestellt hatte, ist nach längerer Betriebszeit in den Scheiben noch ein gewisser Restmagnetismus vorhanden, der das Öffnen der Reedschalter verhindert und damit eine der Ursachen des Klebe-Effektes bildet. Das vorgeschlagene Material, z.B.A material with extraordinary low magnetic coercive force selected to prevent the aforementioned gluing prevent. As has been found in tests, is after a long period of operation There is still a certain residual magnetism in the panes that prevents the Prevents reed switch and thus forms one of the causes of the sticking effect. That proposed material, e.g.

Magnetreineisen S, das sich außer durch eine sehr kleine koerzitive Feldstärke durch eine sehr hohe Permeabilitätskonstante auszeichnet, läßt die Entstehung von Restmagnetismus nicht zu und bewirkt außerdem eine gute Bündelung des magnetischen Flusses.Magnetic pure iron S, which is characterized by a very small coercive Field strength is characterized by a very high permeability constant, leaves the emergence of residual magnetism and also causes a good concentration of the magnetic River.

Aus weiteren Untersuchungen wurde bekannt,daß die - wie bisher üblich - mit einem Goldbelag versehenen Reedschalter unter höherer Temperatur- und Strombelastung zum Kleben neigen. Auch wenn auf das Gold eine Rhodiumschicht aufgebracht wurde, trat diese Erscheinung noch auf, und zwar infolge des Entstehens von feinen Rissen in der galvanisch aufgebrachten Rhodiumschicht, durch die das Gold zur Oberfläche diffundierte. Die ausgetretenen Goldteilchen verschweißten dann bei höheren Temperaturen und unter Strombelastung mit der Gegenseite. Das Aufbringen einer Rhodiumschicht unmittelbar auf die Kontaktzungen der Reedschalter verhindert dieses sogenannte Diffussionsverschweißen.From further investigations it became known that the - as usual - Reed switch with a gold coating under higher temperature and current load tend to stick. Even if a rhodium layer was applied to the gold, this phenomenon still occurred as a result of the formation of fine cracks in the galvanically applied rhodium layer, through which the gold to the surface diffused. The trodden Gold particles then welded together at higher temperatures and under current load with the opposite side. The application a rhodium layer directly on the reed switch contact blades this so-called diffusion welding.

Die Reedschalter sind auf der feststehenden Leiste über der zu messenden Hublänge in axialer Richtung angeordnet. Der Dauermagnet, der sich mit dem Absorberstab bewegt, schaltet - der jeweiligen Stabstellung entsprechend - die Reedschalter einzeln ein, wobei die Position des Stabes direkt gemessen wird. Nur beim Übergang von einem Reedschalter zu dem benachbarten ist eine kurze Überlappungsschaltzeit zugelassen. Das gewonnene Meßsignal wird über elektrische Zuleitungen an eine Auswertzentrale gegeben, in der die Stellung der einzelnen Steuerstäbe, die beispielsweise oberhalb des Reaktorkerns installiert sind und pneumatisch in den Reaktorkern eingefahren werden, exakt angezeigt wird.The reed switches are on the fixed bar above the one to be measured Stroke length arranged in the axial direction. The permanent magnet that connects to the absorber rod moves, switches the reed switches individually - depending on the respective rod position where the position of the rod is measured directly. Only when transitioning from one A short overlapping switching time is permitted to the neighboring reed switch. The measurement signal obtained is sent to an evaluation center via electrical leads given in which the position of the individual control rods, for example above of the reactor core are installed and pneumatically retracted into the reactor core is displayed exactly.

Das genaue Anzeigen der Stabstellung wird vor allem dadurch ermöglichst, daß der Dauermagnet jeweils mit einem Reedschalter und den beiden den Reedschalter tragenden Scheiben einen definierten magnetischen Kreis bildet. Der Fluß des Dauermagneten tritt durch das magnetisch nichtleitende Schutzrohr in die magnetisch leitende Scheibe ein, in der das eine Ende eines Reedschalters gehaltertist, geht durch den Reedschalter hindurch und in die benachbarte magnetisch leitende Scheibe, die das untere Ende des Reedschalters trägt, und tritt wieder in den Dauermagneten ein. Die Ausbildung eines derartigen magnetischen Kreises verhindert den Übergang von Streuflüssen zu weiter außen liegenden Teilen des Steuerstabes, deren negative Auswirkungen somit eliminiert werden. Der auf die oben genannte Weise exakt ausgelegte magnetische Kreis erlaubt ein definiertes Ein- und Ausschalten der einzelnen Reedschalter mit gezielter Überlappung, wobei der jeweils betätigte Reedschalter der augenblicklichen Stellung des Dauermagneten und damit des Steuerstabes entspricht.The exact display of the rod position is made possible above all by that the permanent magnet each with a reed switch and the two the reed switch supporting discs forms a defined magnetic circuit. The flux of the permanent magnet enters the magnetically conductive disk through the magnetically non-conductive protective tube one in which one end of a reed switch is retained goes through the reed switch through and into the adjacent magnetically conductive disk, which is the lower end of the reed switch and re-enters the permanent magnet. Training such a magnetic circuit prevents the transition of leakage flux to further outlying parts of the control rod, their negative effects be eliminated. The magnetic one designed exactly in the above-mentioned manner Circle allows the individual reed switches to be switched on and off in a defined manner targeted overlap, with the reed switch actuated being the current one Corresponds to the position of the permanent magnet and thus of the control rod.

Vorteilhaft ist es, Reedschalter mit Kontaktzungen zu verwenden, bei denen die Rhodium-Schicht nicht galvanisch aufgebracht, sondern die Beschichtung durch Aufdampfen erfolgt ist. Derartige Reedschalter arbeiten noch einwandfrei bei Temperaturen bis zu 0 300 C.It is advantageous to use reed switches with contact reeds where the rhodium layer is not applied galvanically, but the coating is done by vapor deposition. Such reed switches still work perfectly Temperatures up to 0 300 C.

Zweckmäßigerweise sind die Kontakt zungen der Reedschalter mit den elektrischen Zuleitungen durch Punktschweißen verbunden, da hierbei keine thermische Belastung auftritt, die zu einer Warmversprödung und damit zu einem Bruch der Zuleitungen führen könnte. Andere Verbindungsarten, wie z.B. Hartlöten oder Plasmaschweißen, können die Einschmelzstelle thermisch so beanspruchen, daß dort Risse entstehen, wodurch das Schutzgas verlorengeht.Appropriately, the contact tongues of the reed switch with the electrical leads connected by spot welding, as there is no thermal Load occurs, which leads to hot embrittlement and thus to a break in the supply lines could lead. Other types of connection, such as brazing or plasma welding, can thermally stress the melting point in such a way that cracks occur there, whereby the protective gas is lost.

Für die elektrischen Zuleitungen muß ein temperatur- und strahlungsbeständiges Leitermaterial gewählt werden. Vorteilhaft werden Zuleitungen aus nickelplattierter Kupferlitze verwendet, die mit einer Isolation aus synthetischem Glimmer in Verbindung mit einem organisch imprägnierten Glasseidegeflecht ausgerüstet sind, (bekannt unter dem Namen "Bostrad").For the electrical supply lines, a temperature and radiation resistant Conductor material can be selected. Nickel-plated leads are advantageous Copper braid used in conjunction with an insulation made of synthetic mica are equipped with an organically impregnated fiberglass braid (known as the name "Bostrad").

Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung ist der mit dem Steuerstab verbundene Dauermagnet als Ringmagnet ausgebildet und besteht aus mehreren stabförmigen Permanentmagneten, deren Nord-und Südpole jeweils durch einen ringförmigen "Polschuh" aus weichmagnetischem Material verbunden sind. Auf diese Weise ist ein Käfig-Magnet entstanden, der jeweils - wie bereits beschrieben -mit einem Reedschalter und den beiden zugehörigen Scheiben einen magnetischen Kreis bildet. Zweckmäßig ist der Käfig-Magnet von einer Schutzhülle aus magnetisch nichtleitendem Material umgeben.According to a further development of the invention, the one with the control rod connected permanent magnet designed as a ring magnet and consists of several rod-shaped Permanent magnets, the north and south poles of which are each supported by a ring-shaped "pole piece" are connected from soft magnetic material. This is how a cage magnet is emerged, each - as already described - with a reed switch and the two associated disks forms a magnetic circuit. That is useful The cage magnet is surrounded by a protective cover made of magnetically non-conductive material.

Der "Luftspalt" des magnetischen Kreises wird durch den Abstand zwischen dem einen ringförmigen Polschuh des Ringmagneten und dem Schutzrohr, durch die Dicke dieses Rohres und durch den Abstand zwischen der Innenseite des Schutzrohres und den Halterungsscheiben dargestellt.The "air gap" of the magnetic circuit is determined by the distance between the one ring-shaped pole piece of the ring magnet and the protective tube, through the thickness this tube and by the distance between the inside of the protective tube and the retaining washers shown.

Es ist vorteilhaft, mehrere Reihen von Reedschaltern vorzusehen, die parallel zuelnanderverlaufen.It is advantageous to provide several rows of reed switches that run parallel to each other.

Die feststehende Leiste, die die Scheiben trägt, kann beispielsweise aus zwei parallel angeordneten Flachstangen bestehen, die zu den Reedschalter-Reihen versetzt sind. Die Scheiben besitzen dann zweckmäßigerweise einen runden Querschnitt.The fixed bar that carries the discs can, for example consist of two parallel flat bars that form the reed switch rows are offset. The disks then expediently have a round cross section.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Leiste als Stange mit rundem Querschnitt auszubilden und sie in der Achse des hohlen Absorberstabantriebes anzuordnen. Als Halterung für die Reedschalter dienen rotationssymmetrische Scheiben0 In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Stabstellungsmessung schematisch dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Einrichtung, Fig. 2 eine Einzelheit aus der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III der Fig. 2 Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel, teilweise geschnitten, von dem nur ein Teil der feststehenden Leiste gezeigt ist, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V - V der Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI - VI der Fig. 4.Another option is to use the bar as a pole to form a round cross-section and it in the axis of the hollow absorber rod drive to arrange. Rotationally symmetrical disks0 serve as a holder for the reed switches In the drawing are two exemplary embodiments of the device according to the invention shown schematically for measuring the rod position, namely Fig. 1 shows a longitudinal section through a first exemplary embodiment of the device, FIG. 2 shows a detail 1 in an enlarged representation, FIG. 3 shows a section along line III - III of Fig. 2 Fig. 4 a second embodiment, partially in section, of which only part of the fixed bar is shown, Fig. 5 is a section according to the line V - V of Fig. 4, 6 shows a section along the line VI - VI of FIG. 4.

Die Fig. 1 läßt einen Ausschnitt aus dem oberen Teil eines Spannbetondruckbehälters 1 erkennen, der eine Kaverne 2 zur Aufnahme eines Hochtemperaturreaktors umgibt. Der Reaktorkern ist aus kugelförmigen Brennelementen 3 aufgebaut, wie in der Zeichnung angedeutet. Als Reaktorkühlmittel wird Helium verwendet. Zur Regelung und Abschaltung des Hochtemperaturreaktors ist eine Reihe von Absorberstäben 4 vorgesehen, von denen nur einer dargestellt ist. Die Absorberstäbe 4 sind oberhalb des Reaktorkerns angeordnet und werden helium-pneumatisch in den Kugelhaufen eingefahren. Die Stellung eines jeden Absorberstabes 4 muß mit hoher Genauigkeit gemessen und in einer Warte angezeigt werden. Zu diesem Zweck ist für jeden Absorberstab eine Einrichtung zur Stellungsmessung vorgesehen, die im wesentlichen aus einem Dauermagneten 5 und aus einer Anzahl von Reedschaltern 6 besteht, wie im einzelnen noch ausgeführt wird.Fig. 1 shows a section of the upper part of a prestressed concrete pressure vessel 1, which surrounds a cavern 2 for accommodating a high-temperature reactor. The reactor core is constructed from spherical fuel assemblies 3, as in the drawing indicated. Helium is used as the reactor coolant. For regulation and shutdown of the high-temperature reactor, a number of absorber rods 4 is provided, of which only one is shown. The absorber rods 4 are arranged above the reactor core and are driven helium-pneumatically into the pebble cluster. The position of a each absorber rod 4 must be measured with high accuracy and displayed in a control room will. For this purpose there is a position measurement device for each absorber rod provided, which consists essentially of a permanent magnet 5 and a number of Reed switches 6 exist, as will be explained in detail below.

Jeder Absorberstab 4 ist fest mit seiner pneumatischen Antriebsvorrichtung 7 verbunden. Der zugehörige, mit Helium beaufschlagte Zylinder 9 ist innerhalb eines Panzerrohres 8 ietalliert, das in einem Durchbruch durch den Spannbetondruckbehälter 1 verlegt ist. In der Achse des hohl ausgebildeten Antriebskolbens 7 ist ein Schutzrohr 10 aus magnetisch nichtleitendem Material ausbaubar angeordnet, das unten durch einen Boden 11 abgeschlossen und mit Luft beaufschlagt ist, Es trennt die Helium-Atmosphäre des Kernreaktors von der in dem Rohrinnern herrschenden Luftatmosphäre vollständig ab. Im oberen Ende des Schutzrohres 10 ist ein Kopfstück 12 eingesetzt, in das die elektrischen Zuleitungen 13 für die Reedschalter 6 führen. Der obere Teil des Kopfstückes 12 ist als Teil einer Steckverbindung 13 ausgebildet.Each absorber rod 4 is fixed with its pneumatic drive device 7 connected. The associated, with helium acted upon cylinder 9 is within one Armored pipe 8 ietalliert that in a breakthrough through the prestressed concrete pressure vessel 1 is relocated. In the axis of the hollow drive piston 7 is a protective tube 10 made of magnetically non-conductive material can be removed, the bottom by a floor 11 is closed and exposed to air, It separates the helium atmosphere of the nuclear reactor from the air atmosphere prevailing inside the tube completely away. In the upper end of the protective tube 10, a head piece 12 is inserted into which the lead electrical leads 13 for the reed switch 6. The upper part of the head piece 12 is designed as part of a plug connection 13.

Im Zentrum des Schutzrohres 10 befindet sich eine feststehende Leiste 15 mit rundem Querschnitt aus magnetisch nichtleitendem Material, die oben an dem Kopfstück 12 befestigt ist (nicht gezeigt). Auf der Leiste 15 sind in gleichmäßigen Abständen runde Scheiben 16 aus magnetisch leitendem Material angebracht, z.B.In the center of the protective tube 10 there is a fixed bar 15 with a round cross-section made of magnetically non-conductive material, the top of the Head piece 12 is attached (not shown). On the bar 15 are in uniform Round disks 16 of magnetically conductive material attached at intervals, e.g.

aus Magnetreineisen S, das eine sehr geringe magnetische Koerzitivkraft und eine hohe Permeabilitätskonstante besitzt. In der Figur 2 ist der Abstand der Scheiben 16 mit d bezeichnet. Bei dem dargestellten Beispiel beträgt d = 40 mm.made of magnetic pure iron S, which has a very low magnetic coercive force and has a high permeability constant. In Figure 2, the distance is the Disks 16 denoted by d. In the example shown, d = 40 mm.

In die Scheiben 16 sind zwei Reihen von Reedschaltern 6 (hermetisch gekapselte Kontakte) eingesetzt, die in ihren Reihen jeweils axial übereinander angeordnet sind. In jeder Scheibe 16 sind das obere Ende eines Reedschalters 6 der einen Reihe und das untere Ende eines Reedschalters 6 der anderen Reihe gehaltert, so daß die Reedschalter der einen Reihe auf Lücke der Reedschalter der anderen Reihe stehen. Die Kontaktzungen 17 der Reedschalter 6 (s. Fig. 2) sind direkt (ohne Goldbelag) mit Rhodium beschichtet, das durch Aufdampfen aufgebracht worden ist.In the disks 16 are two rows of reed switches 6 (hermetically encapsulated contacts) are used, which are axially one above the other in their rows are arranged. In each disc 16, the upper end of a reed switch 6 are the one row and the lower end of a reed switch 6 held in the other row, so that the reed switches of one row gap with the reed switches of the other row stand. The contact tongues 17 of the reed switches 6 (see Fig. 2) are direct (without gold plating) coated with rhodium which has been applied by vapor deposition.

Die Verbindung der Kontaktzungen 17 mit den elektrischen Zuleitungen 13 ist durch Punktschweißen bewerkstelligt, um thermische Belastungen der Einschmelzstellen zu vermeiden. Die Zuleitungen 13 bestehen aus nickelplattierter Kupferlitze, die eine Isolation aus synthetischem Glimmer in Verbindung mit einem organisch imprägnierten Glasseidegeflecht aufweist. Sie ist als "Bostrad" bekannt.The connection of the contact tongues 17 with the electrical leads 13 is accomplished by spot welding to reduce thermal loads on the melt-down points to avoid. The leads 13 consist of nickel-plated braided copper, which an insulation made of synthetic mica combined with an organically impregnated Has fiberglass braid. She is known as "Bostrad".

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Dauermagnet 5 fest mit dem Antriebskolben 7 verbunden, an dem unten direkt der Absorberstab 4 angebracht ist. Der Dauermagnet 5 nimmt daher an der Auf-und Abwärtsbewegung des Abs rberstabes 4 teilt. Er ist als Ringmagnet ausgebildet, der aus acht stabförmigen Permanentmagneten 18 besteht, deren Nord- und Südpole jeweils durch einen ringförmigen Polschuh 19 aus weichmagnetischem Material, z.B. Magnetreineisen S verbunden sind. Der so entstandene Käfig-Magnet ist von einer Schutzhülle 20 aus magnetisch nichtleitendem Material umgeben. Dieser Sachverhalt ist den Figuren 2 und 3 zu entnehmen.As can be seen from Fig. 1, the permanent magnet 5 is fixed to the drive piston 7 connected to which the absorber rod 4 is attached directly below. The permanent magnet 5 therefore takes part in the upward and downward movement of the Abs rberstabes 4 divides. He is designed as a ring magnet, which consists of eight rod-shaped permanent magnets 18, their north and south poles each by an annular pole piece 19 made of soft magnetic Material, e.g. magnetic clean iron S are connected. The resulting The cage magnet is covered by a protective cover 20 made of magnetically non-conductive material surround. This fact can be seen in FIGS. 2 and 3.

Der ringförmige Dauermagnet 5 bildet mit dem seiner jeweiligen Position entsprechenden Reedschalter 6 und den beiden diesen Reedschalter haltenden Scheiben 16 einen genau definierten magnetischen Kreis 21, der ein exaktes Ein- und Ausschalten der einzelnen Reedschalter 6 erlaubt. Nur beim Übergang von einem Reedschalter zum anderen ist eine definierte Überlappungs-Schaltzeit zugelassen. Somit kann die jeweilige Stellung des Ringmagneten 5 und damit des Absorberstabes 4 genau gemessen und in der Warte angezeigt werden. Der Fluß des Ringmagneten 5 tritt durch das austenitische Schutzrohr 10 in die entsprechende magnetisch leitende Scheibe 16 und von dieser in den einen der hier gehalterten Reedschalter 6 ein. Durch die zweite Halterungsscheibe 16 des betreffenden Reedschalters 6 gelangt der magnetische Fluß wieder zu dem Ringmagneten 5 zurück. Der "Luftspalt" des magnetischen Kreises 21 wird durch den Abstand zwischen dem ringförmigen Polschuh 19 und dem Schutzrohr 10, durch die Dicke des Schutzrohres 10 und durch den Abstand zwischen der Innenwand dieses Schutzrohres und den beiden Scheiben 16 bestimmt.The annular permanent magnet 5 forms with that of its respective position corresponding reed switch 6 and the two discs holding this reed switch 16 a precisely defined magnetic circuit 21, which enables precise switching on and off the individual reed switch 6 allowed. Only when transitioning from a reed switch to the others are allowed a defined overlap switching time. Thus, the respective Position of the ring magnet 5 and thus the absorber rod 4 exactly measured and in are displayed in the control room. The flux of the ring magnet 5 passes through the austenitic Protective tube 10 into the corresponding magnetically conductive disk 16 and from this into one of the reed switches 6 held here. Through the second retaining washer 16 of the reed switch 6 concerned, the magnetic flux reaches the ring magnet again 5 back. The "air gap" of the magnetic circuit 21 is determined by the distance between the annular pole piece 19 and the protective tube 10, through the thickness of the protective tube 10 and by the distance between the inner wall of this protective tube and the two Disks 16 determined.

Die beschriebene Einrichtung arbeitet auch bei hoher Temperatur (bis zu 3000C) und unter hoher Strahlenbeslastung (ca.105 rad/h) völlig zuverlässig und genau, so daß sie sich besonders für den Einsatz in Hochtemperaturreaktoren eignet.The device described also works at high temperatures (up to to 3000C) and under high radiation exposure (about 105 rad / h) completely reliable and exactly, so that it is particularly suitable for use in high-temperature reactors.

In den Figuren 4 bis 6 ist ein Ausschnitt aus einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in der Ausbildung der feststehenden Leiste 15 unterscheidet. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.FIGS. 4 to 6 show a detail from a second exemplary embodiment the device according to the invention shown, which differs from the first embodiment differs in the formation of the fixed bar 15. Same characteristics are provided with the same reference numbers.

Die Leiste besteht aus zwei parallel angeordneten Flachstangen 22 und 23 aus magnetisch nichtleitendem Material, die zu den Reihen der Reedschalter 6 versetzt angeordnet sind. Es sind vier Reihen von Reedschaltern 6 vorgesehen. Die Scheiben 16 weisen auch hier einen runuen Querschnitt auf und sind in gleichmäßigen Abständen untereinander auf den beiden Flachstangen 22, 23 angebracht, und zwar mittels Senkschrauben 24. In jeder der Scheiben 16 sind das obere und das untere Ende zweier Reedschalter 6 gehaltert, die verschiedenen Reihen angehören. Die Reedschalter 6 werden durch vorgespannte Schlauchfedern 25 in ihrer Position gehalten.The bar consists of two flat bars 22 arranged in parallel and 23 of magnetically non-conductive material attached to the rows of reed switches 6 are arranged offset. Four rows of reed switches 6 are provided. Here, too, the disks 16 have a rough cross-section and are uniform Distances between each other on the two flat bars 22, 23 attached, namely by means of countersunk screws 24. In each of the disks 16 are the upper and lower The end of two reed switches 6 held, which belong to different rows. The reed switches 6 are held in their position by pretensioned tube springs 25.

Die oberen Enden 26, 27 der beiden Flachstangen 22, 23 sind in ein zylinderartiges Abschirmstück 28 eingeschweißt, das mit einem (nicht dargestellten) Kopfstück verbunden ist. Dieses Kopfstück ist - wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel - in seinem oberen Teil als Teil einer Steckverbindung ausgebildet; in seinem unteren Teil münden die mit den Kontaktzungen 17 der Reedschalter 6 verbundenen elektrischen Zuleitungen 13.The upper ends 26, 27 of the two flat bars 22, 23 are in a cylinder-like shielding piece 28 welded in with a (not shown) Head piece is connected. This head piece is - as in the first embodiment - Designed in its upper part as part of a plug connection; in its lower Part of the electrical connected to the contact tongues 17 of the reed switch 6 open Supply lines 13.

Claims

Equipment for measuring the absorber rod position in nuclear reactors, especially in the case of gas-cooled high-temperature reactors, with a fixed to the absorber rod connected permanent magnets and a number to be actuated by the permanent magnet Reed switches that are evenly spaced on the covered by the permanent magnet Distance are arranged, characterized in that the reed switch (6) in Discs (16) made of magnetically conductive material with a very low magnetic Coercive force are applied, which in turn from a fixed bar (ins) made of magnetically non-conductive material, each reed switch (6) with its upper and lower end in two adjacent discs (16) is held that the bar (15) inside the hollow absorber rod drive (7) can be removed in a protective tube (10) closed at the bottom and pressurized with air is suspended that the permanent magnet (5) according to its position with each a reed switch (6) and the two associated discs (16) a precisely defined magnetic circuit (21) and that the contact tongues (17) of the reed switch (6) are coated with rhodium.

2. Device according to claim 1, characterized in that the rhodium the reed switch (6) is applied to the contact tongues (17) by vapor deposition.

3. Device according to claim 1, characterized in that the contact tongues (17) the reed switch (6) with the electrical leads (13) by spot welding are connected.

4. Device according to claim 3, characterized in that the electrical Supply lines (13) made of high temperature and radiation resistant material (Bostrad) exist.

5. Device according to claim 1, characterized in that the permanent magnet (5) is designed as a ring magnet, which consists of several rod-shaped permanent magnets (18), whose north and south poles each have an annular pole piece (19) are connected from soft magnetic material.

6. Device according to claim 5, characterized in that the ring magnet (5) is surrounded by a protective cover (20) made of magnetically non-conductive material.

7. Device according to claims 1 and 5, characterized in that that several rows of reed switches (6) are provided, which are parallel to each other get lost.

8. Device according to claims 1 and 7, characterized in that that the fixed bar (15) consists of two parallel flat bars (22,23) that are offset to the rows of reed switches, and that the disks (16) are round,

9. Device according to claims 1 and 7, characterized in that that the bar (15) consists of a rod with a round cross-section, which in the Axis of the absorber rod drive (17) is arranged.