DE3026373C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 27 22 050 bekannt. Die Kupplungsvorrichtung ist hier als elektromagnetische Kupplung ausgeführt.

Bei Kernreaktoren erfolgen die Leistungsregelung und die Notabschaltung des Kernreaktors im allgemeinen durch Ein­ führen von Kontrollstäben in das Innere des Reaktor­ kerns. Diese Kontrollstäbe bestehen häufig aus Rohren, die ein Neutronen stark absorbierendes Material einschließen.

Die Leistungsregelung erfolgt durch allmähliches Verschieben der Kontrollstäbe in den Reaktorkern, wenn die Leistung vermindert werden soll, oder aus dem Reaktorkern, wenn die Lei­ stung erhöht werden soll. Diese Verschiebungen erfolgen im erste­ ren Fall nach unten und im letzteren Fall nach oben.

Für den Fall, daß die Notabschaltung ausgelöst wird, wird ein Herabfallen der Kontrollstäbe unter ihrem Eigengewicht bis zu ihrer maximalen Eingriffsstellung im Reaktorkern herbei­ geführt.

Die Verschiebungen der Kontrollstäbe erfolgen im allgemeinen durch Vorrichtungen im Oberteil des Kernreaktors, die mit einer Kontrollstange in Eingriff stehen, die die Kontrollstäbe nach oben verlängert. Es wurde bereits in Betracht gezogen, mit den Kontrollstangen in Längsrichtung hierzu angeordnete Zahnstangen zu verbin­ den, die entweder in die Kontrollstange unmittelbar einge­ arbeitet oder daran befestigt sind, zur Bewegung der Kontroll­ stäbe durch Drehen eines Zahnrads, das mit der mit dem Kon­ trollstab verbundenen Zahnstange in Eingriff steht.

Diese Vorrichtungen mit Zahnrad und Zahnstange können genaue Bewegungen der Kontrollstäbe ausführen, wenn das Zahnrad genau gesteuert angetrieben wird. Die Kontrollstäbe können auch in einer genauen Stellung ausgehend von dem Augenblick stillgesetzt werden, in dem das Zahnrad drehfest gehalten werden kann.

Zum Auslösen der Notabschaltung muß die Zahnstange von ihrem Antrieb gelöst werden. Dazu wurden Eingriffs- und Freigabesysteme für das Zahnrad vorgeschlagen, die eine Freigabe der Zahnstange im Augenblick der Notabschaltung ermöglichen; vgl. die DD-PS 95 065. Derartige Vor­ richtungen setzen jedoch eine bewegliche Lagerung des Zahnrads voraus, was die Vorrichtung verkompliziert und ihren Betrieb weniger sicher macht.

Aufgabe der Erfindung ist es bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art die sichere Notabschaltung des Kernreaktors durch einfache Mittel zu gewährleisten.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt der Vorrichtung mit Zahnrad und Zahnstange zur Verschiebung des Kontroll­ stabs;

Fig. 2 einen Schnitt A-A von Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein zylindrisches Gehäuse 1, das eine Vorrichtung zur Verschiebung eines Kontrollstabes umschließt, die mit vertikaler Achse am Oberteil eines Reaktorbehälters ange­ ordnet ist. Das Gehäuse von kräftiger Dicke widersteht dem Druck und steht über sein Unterteil mit dem Innenraum des Reaktorbehälters in Verbindung.

Das Gehäuse 1 ist an seinem in Fig. 1 nicht dargestellten Oberteil dicht angeschlossen.

Eine in Achsrichtung des Gehäuses 1, das heißt mit ihrer Achse vertikal, angeordnete Kontrollstange 2 ist an ihrem in Fig. 1 nicht dargestellten Unterteil mit dem Oberteil eines Kontrollstabs vereinigt, der bei seinen vertikalen Bewegungen mit der Kontrollstange fest verbunden ist.

Auf einem Teil der Kontrollstange ist in Längsrichtung eine Zahnstange 3 eingearbeitet.

Mit der Zahnstange steht ein Zahnrad 5 in Eingriff, dessen Achse zur Achse der Kontrollstange senkrecht ist.

Die Zahnstange nimmt eine solche Länge der Kontrollstange ein, daß das Zahnrad 5 die Kontrollstange mittels der mit ihr im Eingriff stehenden Zahnstange nach oben bis zu der Stellung der Kontrollstange verschieben kann, die der maxi­ malen Ausziehstellung des Kontrollstabs entspricht.

Die Zahnstange ist an der Kontrollstange nach oben auf einer ausreichenden Länge derart ausgearbeitet, daß das Zahnrad mit der Zahnstange in Eingriff bleibt, wenn sich der Kontroll­ stab in seiner maximalen Einfahrstellung befindet, z. B. bei einer Notabschaltung.

Das Zahnrad 5 bleibt unabhängig von der Stellung der Kontrollstange 2 ständig in Eingriff mit der Zahnstange 3.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist das Zahnrad 5 auf einer Welle 7 drehbar gelagert, die ihrerseits in einem Träger 8 für die Verschiebe­ vorrichtung des Kontrollstabs zum Beispiel durch zwei Wälz­ lager 9 und 10 drehbar gelagert ist.

Das Zahnrad 5 ist auf der Welle 7 durch Wälzlager 11 und 12 gelagert, deren Innenringe mit der Welle 7 fest ver­ bunden sind. Auf diese Weise behält das Zahnrad 5 eine feste Stellung gegenüber der Zahnstange 3, wobei die Welle 7 durch einen Anschlag 14 und die Rückseite eines Kegelzahnrads 15 axial festgelegt ist, wobei der Anschlag 14 und das Kegel­ zahnrad 15 mit der Welle 7 fest verbunden sind.

Das Kegelzahnrad 15 steht seinerseits in Eingriff mit einem Kegelzahnrad 16, das mit einer Welle 18 fest verbunden ist, die im Träger 8 drehbar gelagert und an ihren dem Kegelzahn­ rad 16 entgegengesetzten Ende mit einem Zahnrad 19 fest verbunden ist.

Das Zahnrad 19 ist drehfest mit einem Ring 20 verbunden, der mit dem Ausgang eines Untersetzungsgetriebes 21 verbunden ist, dessen Eingang mit dem angetriebenen Teil einer in Fig. 1 nicht gezeigten Magnetkupplung verbunden ist. Die Antriebsvorrichtung für den Antrieb der Welle 7 durch die Magnetkupplung des Untersetzungsgetriebes und die beschriebene Anordnung von Zahnrädern besteht aus einem außerhalb des Gehäuses 1 gelegenen Dreiphasenmotor, der bei fehlender Spei­ sung eine Stellungsfestlegung ausführt.

Der Dreiphasenmotor für den Antrieb überträgt seine Drehbewe­ gung auf den getriebenen Teil der Magnetkupplung über das Gehäuse 1, das daher völlig dicht und gegenüber der Außen­ umgebung isoliert bleibt.

Wenn der Dreiphasenmotor in Drehung versetzt ist, überträgt sich die Drehbewegung auf die Welle 7, die solange in Bewegung bleibt, wie der Dreiphasenmotor gespeist wird, und die sich in ihrer Stellung festlegt, wenn der Dreiphasenmotor nicht mehr gespeist wird.

Gemäß Fig. 2 enthält die Welle 7 auf einem Teil ihrer Länge Nuten 24, wobei eine als Antriebsrad 25 ausgebildete Mit­ nahmevorrichtung auf ihrer Innenbohrung entsprechende Nuten aufweist.

Das Antriebsrad 25 ist derart auf die Welle 7 gesetzt, daß es mit dieser drehfest verbunden, jedoch in axialer Richtung verschiebbar ist.

Das Antriebsrad 25 ist derart auf die Welle 7 gesetzt, daß seine Vorderseite während der Vorwärtsverschiebung des An­ triebsrads 25 mit der Rückseite 27 des Zahnrads 5 in Berührung kommt, deren axiale Stellung auf der Welle 7 feststeht.

Die Vorderseite 26 des Antriebsrads 25 und die Rückseite 27 des Zahnrads 5 haben entsprechende Klauen, die am Bewegungs­ ende in Eingriff kommen.

Auf diese Weise sind die Welle 7, das Antriebsrad 25 und das Zahnrad 5 drehfest verbunden, wenn das Antriebsrad 25 sich gemäß Fig. 2 in seiner vorderen Stellung befindet.

Ein Umlenker 30 ist über eine Achse 31 am Träger 8 der Ver­ schiebevorrichtung für den Kontrollstab angelenkt, wobei eines seiner Enden am Unterteil eines Rohres 32 angelenkt ist, das zur Kontrollstange 2 koaxial ist und sich bis zum Oberteil der Verschiebevorrichtung fortsetzt.

Gemäß Fig. 1 wird das Rohr 32 in seiner oberen Stellung durch eine nicht gezeigte Magnetspule gehalten, die am Oberteil der Vorrichtung angeordnet ist und auf ein mit dem Unterteil des Rohrs 32 verbundenes magne­ tisches Teil wirkt.

Das Rohr 32 ist an seiner Basis mit einem Betäti­ gungsring 34 verbunden, an dem bei 35 einer der Arme des Winkelhebels oder Lenkers 30 angelenkt ist, dessen anderes Ende durch eine Betätigungsgabel 36 gebildet wird, die über zwei Rollen 37 und 38 mit dem Antriebsrad 25 in Eingriff steht.

Das Rohr hält in seiner in Fig. 1 dargestellten oberen Stellung das Antriebsrad 25 durch den Lenker 30 in der vorgeschobenen Stellung gemäß Fig. 1 und 2. In dieser Stellung ist die Verzahnung der Vorderseite des Antriebsrads 25 in Eingriff mit der Verzahnung der Rückseite des Zahnrads 5 der Zahnstange.

Solange die Magnetspule zum Halten des Rohrs 32 in der oberen Stellung gespeist wird, stehen das Zahnrad 5 in mechanischer Verbindung mit dem Antriebsrad 25 und die Welle 7 in mechanischer Verbindung mit der Drehantriebsein­ richtung.

In dieser Stellung kann der Kontrollstab somit dadurch ver­ schoben werden, daß eine gesteuerte Drehung des Zahnrads durch den Dreiphasenmotor und die gesamte beschriebene kine­ matische Kette erfolgt.

Ebenfalls kann der Kontrollstab in seiner Stellung gehalten werden, da der Dreiphasenmotor gegen Drehung verriegelt ist, wenn er nicht gespeist wird. Durch Steuerung der Speisung des Dreiphasenmotors kann somit jede Verschiebung und jedes Instellunghalten des Kontrollstabs erfolgen.

Wenn die Speisung der Haltespule in der oberen Stellung des Rohrs 32 unterbrochen wird, fällt dies durch sein Eigengewicht nach unten und nimmt den Lenker 30 drehend mit, so daß die Gabel 36 das Antriebsrad nach hinten mitnimmt und somit die Mitnahmezähne der Teile 5 und 25 außer Eingriff stehen.

Das auf der Achse 7 gelagerte Zahnrad 5 hält dann die Zahnstange 3 und den Kontrollstab 2 nicht mehr in ihrer Stellung, der durch sein Eigengewicht herabfallen kann, bis er zusammen mit der mit ihm verbundenen Kontrollstange 2 in seine maximale Einsetzstellung im Reaktorkern gelangt.

Man kann somit die Notabschaltung des Kernreaktors durch Unter­ brechen der Speisung der Magnetspule für das Halten des Rohrs 32 erzielen.

Die Kontrollstange 2 wird während aller ihrer Bewegungen durch Rollen 40 und 41 geführt, die auf mit dem Träger 8 fest verbundenen Achsen gelagert sind.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Leistungssteuerng und Notabschaltung eines Kernreaktors,

• - mit einer vertikal angeordneten Kontrollstange, deren unteres Ende mit einem Neutronen absorbierenden Kontrollstab der in den Reaktorkern einschiebbar ist, verbunden ist und der eine in Längsrichtung der Kontrollstange ver­ laufende Zahnstange aufweist,
• - mit einem ständig mit der Zahnstange (3) in Eingriff stehenden Zahnrad (5), das auf einer horizontal gelager­ ten Welle (7) drehbar angeordnet und mit einer Antriebs­ vorrichtung zur Drehung verbunden ist und
• - mit einer Kupplungsvorrichtung zwischen Antriebsvorrich­ tung und Zahnrad,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß als Kupplungsvorrichtung eine mit der Welle (7) drehfest verbundene Mitnahmevorrichtung (25) auf der Welle (7) axial verschiebbar ist zwischen einer ausge­ kuppelten Stellung, in der die Mitnahmevorrichtung (25) und das Zahnrad (5) voneinander entfernt sind, und einer eingekuppelten Stellung, in der das Zahnrad (5) und die Mitnahmevorrichtung (25) durch mechanischen Eingriff miteinander verbunden sind, und
• - daß die horizontale Verschiebebewegung der Mitnahmevor­ richtung (25) durch einen Umlenker (30) gesteuert wird, der mit einem vertikal verschiebbaren Betätigungsorgan (32) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan für den Umlenker (30) durch ein zur Kontrollstange (2) koaxiales Rohr (32) gebildet ist, das an seinem oberen Ende ein magnetisches Teil aufweist, wel­ ches von einer Magnetspule in der oberen Stellung gehalten wird, in der der Umlenker (30) die Mitnahmevorrichtung (25) in der eingekuppelten Stellung hält, wobei eine Stromunterbrechung der Magnetspule das Herabfallen des Rohres (32) und eine Verschiebung des Umlenkers (30) sowie der Mitnahmevorrichtung (25) in die Entkupplungsstellung verursacht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstellfeder mit dem koaxialen Rohr (32) zu dessen Rückstellung in die untere Stellung verbunden ist.