DE3047128C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung des Neutronenflusses eines Kernreaktors mit einem durch ei­ nen biologischen Schild erstreckten Kanal, wobei in dem Kanal ein auf einen Träger angeordneter Meßdetektor mit Hilfe einer Vorschubeinheit in eine vorgeschobene Meßpo­ sition verfahrbar ist, wobei weiterhin in dem Kanal eine ortsveränderliche Abschirmblende angeordnet ist, die nach dem Zurückfahren des Meßdetektors aus seiner vorgescho­ benen Meßposition die dem Kernreaktor zugewandte Kanal­ öffnung zu verschließen vermag, und wobei ein Meßleiter vom Meßdetektor zu einer Schaltwarte führt.

Eine derartige Einrichtung ist aus der FR-PS 73 582 be­ kannt. Dort wird der Meßdetektor über ein teleskopartig wirkendes Gestänge in Meßposition gebracht. Dabei wird auch das Meßkabel zusammen mit Abschirmelementen bewegt. Aufgrund der zum Teil aus Blei bestehenden bewegbaren Abschirm­ elemente ist die Einrichtung nur mit entsprechendem Kraftaufwand in die Meßposition zu bewegen. Ferner ist aufgrund des schräg eingebrachten Kanals beim Versagen der Gegenkraft ein unerwünschtes Abgleiten der relativ schweren Abschirmelemente nicht auszuschließen.

Ferner ist aus der Zeitschrift "IEEE Transactions on Nuclear Science" NS-17 (1970) Seite 572 bis 580 eine Einrichtung zum Messen des Neutronenflusses bekannt, bei der eine mit mehreren Detektoren bestückte Sonde paral­ lel zur Achse des Kernreaktors verfahren wird.

Es stellt sich die Aufgabe, bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art eine vorteilhafte Ausgestaltung der Meßleiterführung zu dem Detektor anzugeben. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Kanal an seiner dem Kernreaktor abgewandten Seite von einem Außendom gasdicht abgeschlossen ist, daß von dem Meßdetektor ausgehend starre, mineralisolierte Meßleiter entlang des Trägers verlaufen, die an dem Kernreaktor abgewandten Ende des Trägers in ein flexibles Leiterbün­ del übergehen, und daß im Außendom eine mit einem Schlitz für die Durchführung des flexiblen Leiterbündels ausgestattete stationäre Abschirmblende angeordnet ist, die zu einer der stationären Abschirmblende nachgeordne­ ten Aufwickeleinrichtung im Außendom führt.

Die Trennung der Meßleiter in starre und flexible Berei­ che mit nachgeordneter Aufwickelvorrichtung unterstützt ein reibungsarmes Verfahren der Einrichtung.

Der Träger ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ein Meßwagen, der ein Verbindungsrohr umfaßt, das an jedem Ende eine Führungsplatte trägt, und die mineralisolierten Meßleiter sind durch dem Verbindungsrohr zugeordnete Halte­ ringe geführt und gehen an der äußeren Führungsplatte mittels Koaxialsteckverbindungen auf das flexible Lei­ terbündel über, das über die der stationären Ab­ schirmblende nachgeordnete Aufwickelvorrichtung und durch Durchführungen im Außendom zu den Meßanzeigein­ strumenten der Schaltwarte geführt ist.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen­ standes anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht der in einem Kernreaktor eingebauten Einrich­ tung,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht bei C in Fig. 1 mit Außendom-Meßwagenantriebsvorrichtung und Meßkabel-Aufwickelvorrichtung,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht bei D in Fig. 1 mit in Meßposition befindlichem Meß­ wagen,

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht bei E in Fig. 1 mit in Meßposition befindlichen Detektoren,

Fig. 5 einen Schnitt entlang I-I in Fig. 3,

Fig. 6 einen Schnitt entlang A-A in Fig. 3 (Abschirmblende),

Fig. 7 eine Ansicht in Richtung B in Fig. 2,

Fig. 8 den Meßwagen in Meßposition,

Fig. 9 den Meßwagen in Ruheposition.

Die Meßvorrichtung ist untergebracht in einem in den Klöpperboden 10 (thermischer Seitenschild) hineinreichenden, aus mehreren Teilen 14 bestehenden Außenrohr 16 (Linerfort­ setzung) mit einer Erweiterung 17 und einem in der Betonbe­ hälter-Seitenwand 18 angeordneten Panzerrohr 20, das eine Erweiterung 22 (Blendentasche) aufweist, durch die Reaktor­ mittelwand 24 hindurchragt und als vorderes Führungsrohr 26 innerhalb des Außenrohres 16 weitergeführt ist, wobei Panzerrohr 20 und Führungsrohr 26 zu einem Stück miteinander verbunden sind. Mit einem an der Betonbehälter-Seitenwand 18 angeordneten, mittels eines Flansches 29 mit dem Panzerrohr 20 fest verbundenen Außendom 28 mit Deckel 27 ist zusammen mit Panzerrohr 20 und Führungsrohr 26 eine gasdichte Kapsel (Meßkolonne) zur Aufnahme der Meßvorrichtung gebildet (vgl. Fig. 1). Das Führungsrohr 26 reicht mit seinem einen Ende bis in den Reaktor-Innenraum 12 und ist von einem im thermischen Seitenschild 10 eingebauten Graphitreflektor 11 umgeben.

Die Meßvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem mit mehreren Meßdetektoren 30, 32 (Fig. 4) bestückten, axial hin- und herverschiebbaren Meßwagen, der mittels zweier, durch ein Verbindungsrohr 44 verbundener Führungsplatten 34, 36 im ersten Führungsrohr 26 und in einem zweiten Führungsrohr 38 gleitend oder auf Rollen (nicht gezeigt) geführt ist, wobei beide Führungsrohre 26, 38 den gleichen Innendurchmesser haben. Die axiale Führung des Wagens, d.h. seiner zwei Führungsplatten 34 und 36 in den Führungsrohren 26 und 38 kann mittels bekannter, nicht gezeigter Führungselemente (wie z. B. Keil oder Schraube, die in eine Nut oder Schlitz eingreifen), bewerkstelligt werden. Die Detektoren 30, 32 dienen zur Messung und Überwachung des niedrigen Neutronen­ flusses im Anfahrbetrieb und des hohen Neutronenflusses im Leistungsbetrieb des Reaktors. Über elektrische Meß- und Steuer­ leitungen 40, 42 sind die Detektoren mit entsprechenden An­ zeigeinstrumenten in der Meß- und Steuerwarte direkt verbun­ den. Die Hin- und Herbewegung des Meßwagens 34, 36, 44 bewirkt eine von einem im Außendom 28 untergebrachten Motor 46 über ein Antriebskettenrad 48 angetriebene Transportkette 50, die über ein am anderen Ende des Führungsrohres 38 ange­ ordnetes Umlenkkettenrad 52 läuft. Der Motor 46 ist ein Getriebemotor mit einstellbarer Drehmomentabschaltung. Er hat ein vorgeschaltetes Winkelgetriebe und ist seitlich von der Öffnung des Panzerrohres bzw. Führungsrohres 20 ange­ ordnet, und zwar außerhalb des Bereiches der aus dem Führungs­ rohr 20 tretenden Strahlung. Beide Kettenräder 48, 52 sind so angeordnet, daß die Kette 50 einerseits im Inneren des Führungsrohres 38 selbst und andererseits im Zwischenraum zwischen Führungsrohr 38 und Panzerrohr 20 verläuft. Die Mit­ nahme des Meßwagens 34, 36, 44 erfolgt über einen in die Antriebs­ kette 50 eingreifenden Mitnahmezahn 37 der äußeren Wagenfüh­ rungsplatte 36 (Fig. 8). Das Antriebskettenrad 48 ist in einem Gabelkopf 49 gelagert,der unter der einstellbaren Federkraft einer Kettenspannvorrichtung 51 steht. Das Füh­ rungsrohr 38 ist an seinem inneren, in die Blendentasche 22 hineinragenden Ende mittels eines am Führungsrohr 38 ange­ schweißten Halterings 60 und an seinem anderen, in den Außen­ dom 28 hineinragenden Ende mittels einer am Flansch 29 befestigten Lagerplatte 62 konzentrisch im Panzerrohr 20 ge­ halten. Zur Unterstützung des Führungsrohres 38 sind mehrere mit dem letzteren verschweißte, in Abständen voneinander ange­ ordnete Stützringe 64 vorgesehen.

Zur Abschirmung des bei herausgefahrenem, d.h. in Ruheposi­ tion befindlichen Meßwagens aus dem inneren Führungsrohr 26 austretenden Neutronenflusses ist eine in der Blendentasche 22 schwenkbar angeordnete Abschirmblende 70 vorgesehen. Diese kann mittels einer von einem Motor 72 über einen Antriebs­ hebel 74, eine ausziehbare Doppelgelenkwelle 76 und einen Betätigungshebel 78 verdrehbaren Betätigungswelle 80 vor die Öffnung des inneren Führungsrohres 26 und vor den Meßwagen verschwenkt werden. Die Betätigungswelle 80 ist einenendes im Haltering 60 und anderenendes in der Lagerplatte 62 dreh­ bar gelagert.

Zur Halterung der elektrischen Meßleiter 40, 42 sind mehrere in Abstand voneinander am Verbindungsrohr 44 angeschweißte Halteringe 81 vorgesehen. Die als flaches Leiterbündel 82 von einer Aufwickeleinrichtung kommenden, durch das Panzerfüh­ rungsrohr 38 axial hindurchgeführten Meßleiter sind von einer an der einen Wagenführungsplatte 36 mittels einer Stange 85 befestigten Zugentlastungs- und Führungsklemme 84 gleit­ fähig gehalten und von hier getrennt durch die Führungsplatte 36 und die Halteringe 80 hindurch zu den Detektoren 30, 32 geführt. Die am Meßwagen in den Führungsplatten 34 und 36 und durch die Halteringe 80 hindurchgeführten Meßleiter 40, 42 sind starre, mineralisolierte Leitungen, die bis über ca. 260°C temperaturbeständig sind, da zwischen Reaktorzwischen­ wand und thermischem Seitenschild 10 Kühlgastemperaturen von ca. 260° auftreten.

Diese Leiter ragen über das vordere Wagenende, d.h. über die Führungsplatte 36 hinaus und sind mittels Koaxial-Steckver­ bindungen 83 mit den zu einem Leiterbündel 82 zusammenge­ faßten Koaxialkabel verbunden. Dieses Leiterbündel 82 ist jedoch flexibel und führt zur Aufwickelvorrichtung im Außendom 28 und vom Leitblech 99 an als Einzelleiter 150 bis zu den im Deckel 27 des Außendoms angeordneten Druckglasdurchführungen 152, 154. Die Koaxialsteckverbin­ dungen 83 ragen in Ruheposition des Meßwagens so weit aus dem Führungsrohr 38 bzw. aus der dieses Rohr an seinem Ende umgebenden, am Panzerrohrflansch 29 befestigten Lagerplatte 62 heraus, daß sie zwecks Demontage leicht gelöst werden können.

Die Aufwickelvorrichtung, die der Speicherung der für die Wagenbewegung benötigten Kabellänge dient, ist im Außendom 28 untergebracht und besteht im wesentlichen aus einer großen Trommel 90, einer mit dieser fest verbundenen, kleinen Trommel 92, einer Umlenkrolle 94, einer Spannrolle 96, einer Führungsrolle 98 sowie einem Leitblech 99.

Die Wirkungsweise der Meßeinrichtung ist folgende:

Zur Vornahme einer Messung im Anfahrbetrieb oder Leistungs­ betrieb des Reaktors wird der Antriebsmotor 46 von der Haupt­ warte aus eingeschaltet, worauf der Detektormeßwagen von der Antriebskette 50 in die gezeichnete Meßposition "M" gefahren wird, indem der Mitnahmezahn 37 der Wagenführungsplatte 36 vom Kettenbolzen 39 mitgenommen wird (Fig. 3 und 8). Wann diese Position erreicht ist, wird von einem den Antriebs­ motor 46 schaltenden elektrischen Endschalter 110 bestimmt, der von einem an der Kette 50 befestigten Schaltnocken 112 betätigt wird. Wenn sich umgekehrt der Wagen aus dieser Meßposition durch Mitnahme des Mitnahmezahns 37 vom Ketten­ bolzen 35 in seine Ruheposition "R" bewegt, wird diese Position ebenfalls durch einen von einem Nocken 116 der Kette 50 betätigten Endschalter 114 bestimmt (Fig. 9). Bei einem eventuellen Versagen der Endschalter 110, 114 läuft die Wagenführungsplatte 36 bei Bewegung des Meßwagens in die eine oder andere Richtung, jeweils auf einen der an den Enden des Führungsrohres 38 befestigten Endanschläge 120, 122 auf. Der dadurch sofort entstehende Drehmomentanstieg am Antriebs­ motor 46 löst dann dessen entsprechend eingestellte Drehmoment­ abschaltung aus.

Die durch die Endschalter 110, 114 oder die Motordrehmoment­ abschaltung des Antriebsmotors 46 bewirkte Unterbrechung des Motor-Stromkreises erscheint gleichzeitig als sichtbare Anzeige der entsprechenden Wagenposition in der Hauptschaltwarte.

Sobald der Meßwagen seine in Fig. 9 gezeigte Ruheposition erreicht hat und gleichzeitig mit der vorgenannten Unter­ brechung des Stromkreises des Kettenantriebsmotors 46, wird der Stromkreis des Blendenantriebsmotors 72 geschlossen; die die Abschirmblende 70 in der Meßposition des Wagens 34, 36, 44 und während der Wagenbewegung in der in Fig. 6 gezeigten ausgeschwenkten Stellung haltende, elektrische Verriegelung wird damit aufgehoben, so daß die Blende 70 vom Motor 72 über die Doppelgelenkwelle 76, den Betätigungshebel 78 und die Betätigungswelle 80 vor die Öffnung des Führungsrohres 26 bzw. vor das hintere Wagenende, d.h. in den in Ruheposi­ tion des Wagens entstandenen Zwischenraum zwischen Führungs­ rohr 26 und der das hintere Wagenende bildenden Detektoren- Halteplatte 31 in ihre Abschirmposition geschwenkt wird. Sobald die Blende diese ihre Ruhe- und Abschirmposition erreicht hat, wird ein auf der Lagerplatte 62 angeordneter Endschalter 130 vom Betätigungshebel 78 geschaltet und der Stromkreis des Blendenantriebsmotors 72 dadurch unterbrochen. Bei Versagen des Endschalters 130 läuft der Betätigungshebel gegen einen Anschlag 131 auf, so daß durch die sofort ent­ stehende Drehmomenterhöhung am Getriebemotor 72 die Drehmoment­ abschaltung ausgelöst wird. Der nicht gezeigte Endschalter am Motor 72 übernimmt in diesem Fall die Funktion des ausge­ fallenen Endschalters 130. Analog wird umgekehrt, in etwa gleichzeitig mit der Einschaltung des Wagen-Antriebsmotors 46 zwecks Bewegung des Meßwagens 34, 36, 44 aus seiner Ruheposition, auch der Blendenantriebsmotor 72 eingeschaltet und die Blende 70 zurück in ihre ausgeschwenkte, in Fig. 6 gezeigte Ruheposition gebracht. Diese Position wird ebenfalls entweder von einem Endschalter 132 oder einem Anschlag 133 bestimmt. Gleichzeitig mit Erreichen der Endstellungen der ein- oder ausgeschwenkten Blende erscheinen ebenfalls diese Blendenpositionen als sichtbare Anzeige in der Haupt­ schaltwarte.

Bei Versagen der elektrischen Verriegelung der Blende und/oder versehentlicher Betätigung der Blendensteuerung verhindert eine an der der Abschirmblende zugewandten Wagenseite angeordnete, nicht gezeigte Schutzleiste, daß die einschwenkende Blende den fahrenden Wagen beschädigt. Die Blende rutscht dann auf der Schutzleiste entlang, und der Blendenantrieb wird durch die Drehmomentabschaltung stillgelegt.

Während und infolge der Bewegung des Detektormeßwagens 34, 36, 44 in seine Ruheposition (in der Zeichnung nach rechts) wickelt sich das über die Führungsrolle 98 laufende flexible Kabelbündel 82 zuerst auf die von einer nicht gezeigten Feder gedrehten großen Trommel 90 und danach auf die kleine Trommel 92 auf, und zwar in einer Gesamtlänge, die dem zurückgelegten Weg des Detektorwagens entspricht. Von der kleinen Trommel 92 läuft das Leiterkabelbündel 82 über die Umlenkrolle 94 und die der Längenkompensation dienende, gewichtsbelastete Spannrolle 96 sowie das Leitblech 99 und von hier an als einzelne Leiter 150 zu den Durchführungen 152, 154 und aus dem Außendom hinaus zu den Meßanzeigestellen in die Hauptschaltwarte.

Während und infolge der umgekehrten Bewegung des Detektor­ wagens in seine Meßposition wickelt sich das Leiterbündel 82 von den Trommeln 90, 92 wieder ab, und zwar gegen die Kraft der Aufzugsfeder, so daß stets ein leichter Zug auf das Leiter­ bündel ausgeübt wird; damit ist ein störungsfreies Auf- und Ab­ wickeln der Meßleiter gewährleistet. Zwischen der Führungs­ rolle 98 und der großen Aufwickeltrommel 90 ist eine Abschirm­ platte 97 angeordnet, die zur Abschirmung der aus Panzerrohr 20 und Führungsrohr 38 heraustretenden Strahlung dient. Das Kabelbündel 82 ist durch einen zur Strahlungsrichtung schräg verlaufenden Schlitz 95 der Abschirmplatte 97 geführt.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Messung des Neutronenflusses eines Kernreaktors mit einem durch einen biologischen Schild erstreckten Kanal, wobei in dem Kanal ein auf einem Träger angeordneter Meßdetektor mit Hilfe einer Vorschubeinheit in eine vorgeschobene Meßposition ver­ fahrbar ist, wobei weiterhin in dem Kanal eine ortsver­ änderliche Abschirmblende angeordnet ist, die nach dem Zurückfahren des Detektors aus seiner vorgeschobenen Meßposition die dem Kernreaktor zugewandte Kanalöffnung zu verschließen vermag, und wobei ein Meßleiter vom Meß­ detektor zu einer Schaltwarte führt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kanal an seiner dem Kernreaktor abge­ wandten Seite von einem Außendom (28) gasdicht abge­ schlossen ist, daß von dem Meßdetektor (30, 32) ausge­ hend starre, mineralisolierte Meßleiter (40, 42) entlang des Trägers verlaufen, die an dem Kernreaktor abgewand­ ten Enden des Trägers in ein flexibles Leiterbündel (82) übergehen, und daß im Außendom eine mit einem Schlitz (95) für die Durchführung des flexiblen Leiterbündels (82) ausgestattete stationäre Abschirmblende (97) ange­ ordnet ist, die zu einer der stationären Abschirmblende (97) nachgeordneten Aufwickeleinrichtung im Außendom führt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Träger ein Meßwagen ist, der ein Ver­ bindungsrohr (44) umfaßt, das an jedem Ende eine Füh­ rungsplatte (34, 36) trägt, und daß die mineralisolier­ ten Meßleiter (40, 42) durch dem Verbindungsrohr (44) zugeordnete Halteringe (81) geführt sind und an der äu­ ßeren Führungsplatte mittels Koaxialsteckverbindung (83) auf das flexible Leiterbündel (82) übergehen, das über die der stationären Abschirmblende (97) nachgeordnete Aufwickel­ einrichtung und durch Durchführungen (152, 154) im Au­ ßendom zu den Meßanzeigeinstrumenten der Schaltwarte geführt ist.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwickeleinrichtung von einer großen Wickeltrommel (90), einer damit starr ver­ bundenen kleinen Aufwickeltrommel (92), einer Führungs­ rolle (98), einer Umlenkrolle (94) sowie einer gewichts­ belasteten Spannrolle (96) und einem Leitblech (99) ge­ bildet ist, wobei die große Trommel (90) von einer Auf­ zugsfeder in Aufwickelrichtung drehbar ist.