DE2547918B2 - Regelstabantrieb für einen Kernreaktor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Regelstabantrieb für ίο einen Kernreaktor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solcher Regelstabantrieb ist bekannt aus der DE-AS 12 60 041.

Bei dem bekannten Regelstabantrieb sind in zwei übereinanderliegenden Ebenen zwei Sätze von je drei ">ί Führungsrädern vorgesehen, die dreieckförmig zueinander angeordnet sind und gegen den Hohlkolben anliegen. Das gesamte System dieser zwei Sätze von je drei Führungsrädern sitzt auf einem konzentrischen Zapfen am oberen Ende der Schraubenspindel. Die M) Wellen der Führungsräder sind praktisch starr angeordnet und die federnde Anlage an den Hohlkolben wird dadurch gewonnen, daß eine der drei in einer Ebene liegenden Führungsrollen unter Federspannung eingebaut ist. Eine starke Federkraft bei gleichzeitiger starker Verformbarkeit erfordert jedoch ein großes Federglied, welches in dem begrenzten Raum nur mit Schwierigkeiten untergebracht werden kann. Bei dem bekannten Regelstabantrieb besteht daher eine erhöhte Gefahr, daß das eingebaute Federglied einem Ermüdungsbruch unterliegt und die Betriebssicherheit durch herunterfallende Federteile gefährdet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Regelstabantrieb in der Weise weiterzuentwickeln, daß die Lagerung des oberen Endes der Schraubenspindel in dem Hohlkolben m einer Weise erfolgt, daß die Führungsräder mit einer großen Kraft gegen den Hohlkolben drücken, gleichzeitig aber bei praktisch unveränderter Anpreßkraft über einen relativ langen Weg senkrecht zur Achse der Schraubenspindel elastisch verlagert werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Regelstabantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteranspriichen genannt.

Bei der Erfindung wird die gewünschte Federwirkung also durch die Biegeeiastiziiät der Wellen erreicht, die ohne räumliche Schwierigkeiten in ihrer Stärke und Länge so bemessen werden können, daß eine starke Anpreßkraft der Führungsräder gegen den Hohlkolben bei gleichzeitiger großer Verformbarkeit erreicht wird. Ferner können die Führungsräder mit einem größeren Durchmesser aU bei der bekannten Anordnung ausgeführt werden.

Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine Gesamtansicht des Regelstabantriebs,

die F i g. 2—5, die man sich, mit der F i g. 2 beginnend, übereinander zusammengesetzt vorstellen muß, einen Axialschnitt durch den Regelstabantrieb und

die F i g. 6-8 Schnitte längs der Linien Vl-Vl, VII-VII und VIII-VIII in den F i g. 4 und 5.

Die Fig. 1 zeigt vier Brennsvjffkassetten 5, die auf einer Grundplatte 6 stehen, welche über ein Führungsrohr 7 für den Regelstab mit einer Regelstabantriebsvorrichtung 4 verbunden ist.

Ein Elektromotor 9' mit einem Zahnradgetriebe 9" liegt außerhalb der Reaktoratmosphäre und ist an eine Schraubenspindel 11 gekuppelt. Dazu steht eine vom Zahnradgetriebe 9" abgehende Welle über eine Drehmomentenkupplung 26 und eine Zahnkupplung 21 mit einer Welle 27 in Verbindung. Die Drehmomentenkupplung 26 bildet einen mechanischen Überlastungsschutz; sie hat ein innerhalb gewisser Grenzen einstellbares Drehmoment, d. h. sie schaltet den Strom zum Elektromotor 9' ab, wenn das eingestellte maximale Drehmoment erreicht ist. Andererseits befindet sich am unteren Ende der Schraubenspindel ti ein mit einer Schlammklappe 71 versehenes Kupplungsteil 28, das mittels eines Nut-Feder-Verbandes an die Welle 27 gekuppelt ist. Die Welle 27 läuft durch eine Dichtungsbuchse 10 in einem Flansch 34. Der Flansch 34 dient zum Anschluß des Antriebs an einen Stutzen 2 im Boden des Reaktorgefäßes und hat ein in den Stutzen 2 hineinragendes Teil, an dem ein Leitrohr 14 festgeschraubt ist.

Die Drehung einer Mutter 12 wird mittels dreier axialer Nuten, in die von Führungsarmen 39 getragene Führungsräder 20 federnd eingreifen, in dem Leitrohr 14 verhindert, so daß sich die Mutter bei der Rotation der Schraubenspindel 11 in axialer Richtung bewegt. Das innere Gewindeteil 12' der Mutter wird von einem

metallischen Außenteil 12" umgeben. Ein Hohlkolben 13 umhüllt die Schraubenspindel 11. Das untere Ende des Hohlkolbens 13 ist mit einer Verdickung 16 versehen, an der drei von Führungsannen 29 federnd getragene Führungsräder 15 und drei auf horizontalen Drehachsen 42 drehbar angebrachte und von Federn 48 beaufschlagte Sperren 17 befestigt sind. An seinem oberen Ende ist der Hohlkolben 13 mit einem Kupplungsteil 18 versehen, an das ein Kupplungsteil 8 des Regelstabes 3 gekuppelt ist. Der Hohlkolben 13 passiert eine Dichtung 19 im oberen Ende des Leitrohres 14.

Normalerweise ruht der Hohlkolben 13 auf der Mutter 12 und folgt somit deren Bewegungen. Dabei sind die federnden Sperren 17 unwirksam, da sie eingezogen sind. Beim Schnelleinschieben wird der Hohlkolben hydraulisch beaufschlagt, so daß er zusammen mit dem Regelstab 3 nach oben geschoben wird und von der Mutter 12 abhebt. Dabei werden die Sperren 17 an dem Hohlkolben 13 freigegeben und liegen federnd an dem Leitrohr 14 an, ohne in dessen in drei vertikalen Reihen angeordnete Sperr öffnungen 23 einzurasten, solange der Hohlkolben sich nach oben bewegt Bei umgekehrter Bewegungsrichtung des Hohlkolbens rasten die Sperren 17 dagegen in die in Bewegungsrichtung nächsten Sperröffnungen 23 ein. Dadurch wird verhindert, daß der Regelstab wieder aus dem Reaktorkern herausgleitet, wenn der hydraulische Druck nachläßt Bei einem Schnelieinschubvorgang läuft zugleich der Elektromotor 9' an, wodurch die Mutter 12 in ihre höchste Lage geschraubt wird. Sobald der Stab 3 mit seinem Gewicht wieder auf der Mutter 12 ruht, werden die Sperren 17 automatisch gelöst, so daß ein Herunterführen des Stabes möglich ist

Das obere Ende der Schraubenspindel 11 ist mit vier Führungsrädern 44 im Hohlkolben 13 gelagert, die rotierbar an einem Ende je einer federnden Welle 45 angeordnet sind, welche mit ihrem anderen Ende an einem Endstück 47 der Schraubenspindel befestigt sind. Die Länge jeder Welle 45 ist, ausschließlich des in das Endstück 47 eingeschraubten Teils, mindestens doppelt so groß wie die axiale Erstreckung eines Führungsrades 44.

Bei der normalen Bewegung des Regelstabantriebs erhält man nahezu eine rein rollende Reibung, insbesondere dann, wenn die Wellen 45 etwas schräggestellt sind, und zwar zwir.^en 3° und 10°.

Bei der Schneiiabschaitbewegung des Regelstabantriebs, die seltener vorkommt, ist ein Gleiten zwischen der Außenfläche der Räder 44 und der Innenfläche des Hohlkolbens zulässig. Als Material für das Rad wird ein hart'.s Material gewählt um den Verschleiß zu vermindern.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Regelstabantrieb für einen Kernreaktor, bei dem der Regelstab von unten in den Reaktorkern einschiebbar ist, mit einem Normalantrieb, der eine durch einen Motor drehbare Schraubenspindel und eine axial bewegliche, rotationsfeste Mutter enthält, mit einem hydraulischen Schnellantrieb, der einen in Axialrichtung der Schraubenspindel beweglichen Hohlkolben enthält, welcher die Schraubenspindel umgibt und bei Normalbetrieb auf der Mutter ruht, mit einer Kupplung zur Verbindung des Hohlkolbens mit dem Regelstab, mit einem die Schraubenspindel, die Mutter und den Hohlkolben umgebenden Leitrohr, durch dessen oberes Ende der *> Hohlkolben dichtend hindurchlaufen kann, mit mindestens einem Strömungskanal, der das Innere des Hohlkolbens mit dem Inneren des Leitrohres verbindet, mit einer am unteren Ende des Hohlkolbens vorhandenen Sperre, die beim Normalanlrieb unwirksam ist, jedoch beim Schneüeinschieben des Regelstabes ein Heruntergleiten des nicht auf der Mutter ruhenden Hohlkolbens verhindert, und mit am oberen Ende der Schraubenspindel angeordneten, federnd gelagerten Führungsrädern, über die das obere Ende der Schraubenspindel im Hohlkolben gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Führungsrad (44) auf dem freien Ende einer einseitig an der Schraubenspindel (11) befestigten, federnden Welle (45) gelagert ist.

2. Regelstabantrieb nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Länge jeder Welle (45) mindestens doppelt so groß ist wie die axiale Erstreckung des zugehörigen Führungsrades (44).

3. Regelstabantrieb nach Anspruch I oder 2, r> dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsräder (44) in mindestens zwei axial gegeneinander versetzten Gruppen angeordnet sind, wobei zu jeder Gruppe zwei Führungsräder (44) gehören.

4. Regelstabantrieb nach einem der Ansprüche I ad bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (45) gegenüber der Achse der Schraubenspindel (11) derart geneigt sind, daß beim Normalantrieb nur Rollreibung zwischen den Führungsrädern (44) und dem Hohlkolben (13) vorliegt. 4 ^r,