DE2904941C2

DE2904941C2 - Antrieb zur Betätigung von Absorberstäben in Kugelhaufenreaktoren

Info

Publication number: DE2904941C2
Application number: DE2904941A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 5100 Aachen Haas
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1979-02-09
Filing date: 1979-02-09
Publication date: 1983-04-14
Also published as: DE2904941A1; US4341733A; JPS55106394A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für das Ein- bzw. Ausfahren eines mit einem Außengewinde versehenen Absorberstabs in die bzw. aus der Kugelschüttung eines Kugelhaufenreaktors, mit einem Antriebsmotor, dessen Ausgang einerseits mit einem konstanten Übersetzungsverhältnis drehfest mit dem Absorberstab zu dessen Rotationsbewegung und andererseits über eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einer Spindel verbunden ist, die über eine mit dem Absorberstab verbundene Spindelmutter eine Axialverschiebung des Absorberstabs bewirkt, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung beim Ausfahren über einen Freilauf ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis, jedoch beim Einfahren ein darunter liegendes Übersetzungsverhältnis aufweiser, kann. Ein derartiger Antrieb ist aus der DE-AS 19 46 540 bekannt.

Absorberstäbe zur Regelung von Kugelhaufenreaktoren können auf verschiedene Weise in die Kugelschüttung eingebracht werden: Zum einen können gerade, glatte Stäbe mit hoher Axialkraft in die Schüttung bis in die gewünschte Tiefe gedrückt werden. Eine andere Möglichkeit, von der bei der vorliegenden Erfindung Gebrauch gemacht wird, besteht darin, Absorberstäbe, die außen mit einem Gewindeprofil versehen sind und als »Drehstäbe« bezeichnet werden, drehend in die Schüttung einzufahren. Solche Drehstäbe haben eine gewisse Ähnlichkeit mit Förderschnecken.

Der aus der DE-AS 19 46 540 bekannte Antrieb für einen derartigen Drehstab weist in seiner Drehmoment übertragungsvorrichtung eine Kombination von zwei Freiläufen auf, die für eine unterschiedliche Kopplung zwischen Längs- und Drehbewegung beim Ein· bzw. Ausfahren des Stabes in den bzw. aus dem Kugelhaufen sorgen. Das Übersetzungsverhältnis ist damit für das Ein- und Ausfahren unterschiedlich; es liegt aber — bedingt durch die Konstruktion — fest

Dies hat insbesondere beim Einfahren von Drehstäben in den Kugelhaufen Nachteile, da dabei erhebliche Laständerungen und hohe Gegenkräfte durch zufällig »im Wege liegende« Kugeln am vordringenden Stab entstehen, die zu Schaden der Kugeln einerseits und zu Schaden am Stab andererseits führen können. Ferner erfolgt bei niedrigen Gegenkräften durch die äußere Gewindekontur des Stabes bei seiner Bewegung im Kugelhaufen eine — bei gegebenem Gewindeprofil vom Verhältnis zwischen Drehzahl und Vorschub abhängende — unerwünschte Durchmischung der Kugeln.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines geeigneten Antriebes, bei dem der Absorberstab und sein Antrieb gegen Überlastung geschützt sind und Kugelbrüche weitgehend vermieden werden, wobei die im Hinblick auf eine Kugeldurchmischung unerwünschte Förderwirkung des Stabes auf ein Minimum reduziert wird.

Der zur Lösung dieser Aufgabe entwickelte, erfindungsgemäße Antrieb der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentübertragungsvorrichtung für das Einfahren eine Schlupfkupplung aufweist

Mit einem solchen Absorberstabantrieb wird auf den Stab höchstens eine der Kugelfestigkeit und Stabstabilität entsprechende Kraft übertragen; die Kraftbegrenzung erfolgt durch die Schlupfkupplung.

Als Schlupfkupplung eignet sich insbesondere

(a) eine hydrodynamische Kupplung nach dem Föttinger-Prinzipoder

(b) eine hydraulische Kupplung aus ölpumpe und Ölmotor mit einem Druckbegrenzungsventil in der Verbindungsleitung.

Gemäß der Erfindung wird also beim Einfahren des Absorberstabes in den Kugelhaufen auf ein starres Übersetzungsverhältnis bei der Vorschubbewegung verzichtet. Die maximale Vorschubgeschwindigkeit beim Einfahren des Stabes kann auf einen der Förderwirkung Null entsprechenden Wert eingestellt werden.

Zum besseren Verständnis werden zwei Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Absorberstabantriebs anhand der schematischen Zeichnungen kurz erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen Antrieb mit ölpumpe und Ölmotor als Schlupfkupplung;

Fig.2 einen Antrieb mit einer auf hoher Drehzahl laufenden hydrodynamischen Kupplung nach dem Föttinger-Prinzip.

Gemäß Fig. 1 treibt ein Antriebsmotor 1 eine Welle 2 an, die über eine Übersetzung 3 für den Antrieb eines Drehrohres 4 sorgt. Innerhalb des Drehrohres 4 ist eine hohle Welle 6 axial verschieblich aber drehfest gelagert. Mit dieser ist ein mit seinem Ende angedeuteter Absorberstab 5 fest verbunden. Eine Spindel 7 mit zugehöriger Spindelmutter sorgt für den Vorschub des Stabes. Sie wird beim Einfahren über mit einer Verbindungsleitung 8' mit Druckbegrenzungsventil versehene Elemente (ölpumpe 8 und Ölmotor 8") und beim Ausfahren über einen Freilauf 9 angetrieben. Das Druckbegrenzungsventil bewirkt eine Limitierung des Öldrucks und damit der Drehmomente des Ölmotors.

Der in F i g. 2 gezeigte Antrieb unterscheidet sich von

ntrieb gemäß der F i g. 1 dadurch, daß Pumpe und zu einer Föttinger-Kupplung (hydrodynamischen ing 10) zusammengefaßt sind.
i/Ießgetriebe 11 ist bei beiden Ausführungsvarianirgesehen. Es umfaßt einerseits ein mit dem >hr verbundenes Element und andererseits ein Element, das mit der Spindel fest verbunden ist. Es liefert zum einen die jeweilige Stabposition und zum anderen die momentane Fahrgeschwindigkeit des Stabes.

Die Schlupfkupplung läßt sich außer auf hydraulischer Weise auch auf elektromagnetischer Basis realisieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Antrieb für das Ein- bzw. Ausfahren eines mit einem Außengewinde versehenen Absorberstabs in die bzw. aus der Kugelschüttung eines Kugelhaufenreaktors, mit einem Antriebsmotor, dessen Ausgang einerseits mit einem konstanten Übersetzungsverhältnis drehfest mit dem Absorberstab zu dessen Rotationsbewegung und andererseits über eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einer Spindel verbunden ist, die über eine mit dem Absorberstab verbundene Spindelmutter eine Axialverschiebung des Absorberstabs bewirkt, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung beim Ausfahren über einen Freilauf ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis, jedoch beim Einfahren ein darunter liegendes Übersetzungsverhältnis aufweisen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentübertragungsvorrichtung für das Einfahren eine Schlupfkupplung aufweist.

2. Absorberstabantrieb nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfkupplung eine hydraulische Kupplung aus ölpumpe (8) und Ölmotor (8") mit einem Druckbegrenzungsventil in der Verbindungsleitung (8') zwischen ölpumpe und Ölmotor ist.

3 Absorberstabantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfkupplung eine hydrodynamische Kupplung (10) nach dem Föttinger-Prinzip ist.