DE2732903C3 - Ausstoßhemmvorrichtung für einen an einer Regelstabantriebsstange befestigten Regelstab eines Kernreaktors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausstoßhemmvorrichtung für einen an einer Regelstabantriebs! inge befestigten Regelstab eines Kernreaktors, die nur bei einer plötzlich nach außen gerichteten Bewegung des Regelstabes wirksam wird, jedorh die Bewegung des Regelstabes bei Normalbetrieb des Regelstabantriebes und bei Notabschaltung zuläßt, mit einem koaxial zur Regelstabantriebsstange und innerhalb eines zylinderförmigen Führungsgehäuses angeordnet, verfahrbaren, ringförmigen Kolben, der bei einer Ausstoßbewegung als Bremse für die Regelstabantriebsstange wirkt Derartige Ausstoßhemmvorrichtungen sind aus den DE-OS 19 11 057 und 22 19 951 bekannt.

Bei der in der DE-OS 19 12 057 beschriebenen Ausstoßhemmvorrichtung bewegt sich der mit Sperrklinken versehene Ringkolben unter Einfluß einer Druckdifferenz nach oben und verkeilt dadurch über die Sperrklinken die Regelstabantriebsstange in dem Führungsgehäuse. Bei der ähnlich aufgebauten Ausstoßhemmvorrichtung nach der DE-OS 22 19 951 erfolgt die Verkeilung durch Kugeln. Bei beiden bekannten Ausstoßhemmvorrichtungen erfolgt demnach die eigentliche Ausstoßhemmung durch mechanische Mittel.

Demgegenüber wird die dem Anmeldungsgegenstand zugrunde liegende Aufgabe darin gesehen, bei einer Ausstoßhemmvorrichtung für einen an einer Regelstabantriebsstange befestigten Regelstab eine hydraulisch wirkende Bremse gegen das Herausstoßen vorzusehen, so daß auf eine mechanisch wirkende Abbremsung verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst.

Aus der DE-OS 16 14 098 ist zwar bereits ein mit einer Regelantriebsstange fest verbundener Kolben bekannt, der sich bei Normalbetrieb mit ausreichendem Spiel in einem Führungsgehäuse bewegen kann, wobei ebenfalls ein von der Strömung des Kühlmediums gesteuertes Kugelventil die Bewegung des Kolbens beeinflußt Diese bekannte Vorrichtung soll jedoch nicht das Herausstoßen der Regelstabantriebsstange verhindern, sondern der Kolben soll im Gegenteil die Regelstabantriebsstange bei Notabschaltungen schnell nach außen bewegen.

Ό Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausstoßhemmvorrichtung,

F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt von F i g. 1 und F i g. 3 einen Querschnitt entlang des Schnitts 3-3 von Fig. 2.

F i g. 1 zeigt den unteren Teil eines Regelstabantriebs, der durch Verschweißen des Teils 11 des Gehäuses mit einem Reaktorbehälter 12 eines wasserführenden Reaktors verbunden ist Eine Regelstabantriebsstange 14 geht nach unten in den Reaktorbehälter hinein, wo sie mit einem nicht dargestellten Regelstab des Reaktors in bekannter Weise verbunden ist damit der Regelstab durch die Bewegung der Regelstabantriebsstange 14 verstellt werden kann.

Der Reaktor und infolgedessen auch der Regelstabantrieb stehen unter dem Überdruck des Kernreaktors, weil das Gehäuse des Regelstabantriebs über das offene Teil 11 dicht mit dem Reaktor verbunden ist Da die Drücke in einem Kernreaktor recht hoch sind, kann natürlich ein gefährlicher Zustand entstehen, falls ein Bruch im Regelstab-Antriebsgehäuse eintreten sollte. Die Regelstabantriebsstange 14 würde dann durch den Druckunterschied zwischen der Umgebung und dem Gehäuse aus dem Gehäuse herausgedrückt Um zu vermeiden, daß die Regelstabantriebsstange 14 schnell bei einem solchen Bruch aus dem Gehäuse ausgestoßen wird, ist eine Ausstoßhemmvorrichtung vorgesehen.

Diese Ausstoßhemmvorrichtung enthält ein zylinderförmiges Führungsgehäuse 26, das eine dazu führende öffnung 20 hat, deren offener und geschlossener Zustand durch ein Kugelventil 22 gesteuert wird. Die öffnung 20 und das Kugelventil 22 befinden sich oberhalb eines Kolbens 24, welcher auf der Regelstabantriebsstange 14 angeordnet ist

Der Kolben 24 bewegt sich mit der Regelstabantriebsstange 14 des Regelstabantriebs in dem Führungsgehäuse 26. Die Enden des Führungsgehäuses 26 werden durch Dichtungen 28 abgeschlossen und bilden eine Ringkammer 30, deren Beaufschlagung durch das Kugelventil 22 gesteuert wird. Wenn der Kolben 24 sich mit der normal angetriebenen Regelstabantriebsstange 14 bewegt, dann bleibt die normale langsame Geschwin digkeit der Regelstabantriebsstange 14 unbeeinträch- tigt, da infolge des Kotbenspiels 32 zwischen dem Kolben 24 und dem Führungsgehäuse 26 eine ausreichende Ftüssigkeitsmenge um den Kolben strömt. Unabhängig davon, ob das Kugelventil 22 auf oder zu ist, besteht keine Differenz in der normalen Antriebsbestätigung der Regelstabantriebsstange 14, solange die Bewegungsgeschwindigkeit relativ langsam ist, wie es in dem normal angetriebenen Zustand der Fall ist. Während eines »Notzustands«, bei dem die Regelstab-

^M antriebsstange 14 schnell in den Reaktor einfahren muß, wird jedoch das Kugelventil 22 geöffent, um zu gewährleisten, daß die schnelle Einfahrt des Regelstabs nicht behindert wird. Wenn also ein »Notabschaltzu-

stand« vorliegt, fällt die Regelstabantnebsstange durch Schwerkraft in den Reaktor. Da das Kolbenspiel 32 nicht ausreicht, um genügend Flüssigkeit um den Kolben fließen zu lassen, damit ein ungehemmter Regelstabfall stattfindet, entsteht ein Unterdruck in dem Bereich zwischen dem Kolben 24 und der oberen Dichtung 28. Dieser Unterdruck führt dam, daß die Kugel 34 des Kugelventils 22 aus ihrer schließenden Stellung in eine öffnende Stellung 36 fährt, wie es in Fig.2 durch punktierte und gestrichelte Linien angedeutet ist In dieser öffnenden Stellung kann Medium durch eine öffnung 38 in einen Käfigraum 40 strömen, der in dem Kugelventil 22 ausgebildet ist, um die Kugel 34 zu halten. Der Käfigraum 40 im Inneren des Kugelventilgehäuses 44 wird zur öffnung 20 durch ein Rippenprofil 46 begrenzt. Das Rippenprofil 4G weist öffnungen auf, damit das Medium aus der öffnung 38 leicht um die Kugel 34 he;um in die öffnung 20 strömen kann. Wenn somit die Kugel 34 Medium in die Kammer 30 strömen läßt, dann wird jede Hemmwirkung des Kolbens 24 aufgehoben, so daß die Notabschaltung unbeeinträchtigt funktioniert Die erwähnten öffnungen sind so bemessen, daß sie genügend Medium in die Kammer 30 strömen lassen, um einen Schwerkraftfall des Regelstabs nicht zu behindern.

Dieser schnelle freie Fall des Regelstabs wird sich fortsetzen, bis der Kolben 24 das mit den Auslaßöffnungen 39 versehene Ende des Führungsgehäuses 26 erreicht Diese öffnungen erlauben eine ungehinderte Verdrängung des Mediums zwischen dem Kolben 24 und der unteren Dichtung 28. Wenn der Kolben 24 sich über die öffnungen 39 hinaus bewegt wird eine Hemmwirkung durch das Medium eingeleitet das zwischen dem Kolben 24 und der unteren Dichtung 28 in dem Bereich 41 eingeschlossen ist Das Medium darin muß um den Kolben 24 herum verdrängt werden,

ίο wodurch der Fall des Regelstabs in den Reaktor hinein verlangsamt wird.

Wenn ein Ausstoß der Regelstabantnebsstange 14 durch einen Gehäusebruch eingeleitet wird, dann wird die Regelstabantnebsstange 14 mit dem Kolben 24 schnell zum Kugelventil 22 über die Öffnung 39 hinaus bewegt Dadurch baut sich zwischen dem Kolben 24 und der oberen Dichtung in der Kammer 30 mn Druck auf, der dazu führt, daß sich die Kugel 34 in Richtung auf die Öffnung 38 bewegt wodurch die öffnung 20 gesperrt wird. Die Regelstabantnebsstange 14 kann sich jetzt nur dadurch bewegen, daß Medium um devi Kolben 24 herum verdrängt wird. Da das Kolbenspiel vorher so festgelegt worden ist daß es nur eine normale, langsame Regelstab-Antriebsbewegung erlaubt wird der unko.> irollierte schnelle Ausstoß der Regelstabantnebsstange und des da<nit verbundenen Regelstabs in wirksamer Weise auf normale Werte verlangsamt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Ausstoßhemmvorrichtung für einen an einer Regelstabantriebsstange befestigten Regelstab eines Kernreaktors, die nur bei einer plötzlich nach außen gerichteten Bewegung des Regelstabes wirksam wird, jedoch die Bewegung des' Regelstabes bei Normalbetrieb des Regelstabantriebs und bei Notabschaltung zuläßt, mit einem koaxial zur Regelstabantriebsstange und innerhalb eines zylinderförmigen Führungsgehäuses angeordneten, verfahrbaren, ringförmigen Kolben, der bei einer Ausstoßbewegung als Bremse für die Regelstabantriebsstange wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelstabantriebsstange (14) und der Kolben (24) fest miteinander verbunden sind, daß das Führungsgehäuse (26) vollständig vom Kühlmedium des Reaktors umgeben ist und an seinen Enden öffnungen (20) aufweist, wobei an den vo<n Regelstab ahgewandten Öffnungen (20) ein von der Strömung des Mediums gesteuertes Kugelventil (22) angeordnet ist, das im Ausstoßfall geschlossen und bei Notabschaltung geöffnet ist, und daß das Kolbenspiel (32) im Führungsgehäuse (26) so gewählt ist, daß die zwischen Kolben (24) und Führungsgehäuse (26) strömende Menge des Mediums ausreicht, um die Bewegung ties Regelstabes bei Normalbetrieb des Regelstabantriebs zu gewährleisten.