DE3347261C2

DE3347261C2 -

Info

Publication number: DE3347261C2
Application number: DE3347261A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dr. 5860 Iserlohn De Rausch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1983-12-28
Publication date: 1987-10-08
Also published as: DE3347261A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Regelstab für einen Kernreaktor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Regelstab ist aus der DE-OS 20 49 981 bekannt.The present invention relates to a control rod for a Nuclear reactor According to the preamble of claim 1. Such a control rod is known from DE-OS 20 49 981.

Ein prinzipielles Problem derartiger Kernreaktoren, das bereits in der DE-AS 26 06 371 zum Ausdruck gekommen ist, besteht darin, wie durch geeignete Ausbildung des Regel stabes bewirkt werden kann, daß die beim Einfahren der Regelstäbe in der Schüttug der Betriebselemente bewirkte Verdichtung beim Ausfahren der Regelstäbe wieder rückgängig gemacht werden kann.A fundamental problem of such nuclear reactors, which is already in DE-AS 26 06 371 has been expressed, consists of how through appropriate training of the rule stabes can be caused that when retracting the Rulers in the bulk of the operating elements Compression when extending the control rods is reversed can be made.

Dieses Problem wird bei der DE-AS 26 06 371 durch die geometrische Formgebung der Regelstäbe gelöst, indem der Querschnitt der Regelstäbe derart vermindert bzw. vergrößert wird, daß eine Wirkung nach Art eines rotationssymmetrisch ausgebildeten Widerhakens in bezug auf die kugelförmigen Betriebselemente eintritt. Im Vergleich zu den üblichen in Kernreaktoren mit einer Schüttung kugelförmiger Betriebselemente verwendeten Regelstäben, die weitgehend zylindrisch ausgebildet, am unteren Ende konisch zugespitzt und, gemäß dem nach DE-OS 20 49 981 bekannten Stand der Technik, an der Spitze mit einer konkaven Ausnehmung zur Aufnahme eines Betriebs elementes versehen sind, bewirken entsprechende Regelstäbe mit zonenweise vergrößertem Querschnitt gemäß Fig. 1 und Fig. 2 von DE-AS 26 06 371 beim Einfahren eine erhöhte Verdichtung der Schüttung der Betriebselemente. Eine ent sprechende Wirkung vergrößerter Verdichtung tritt auch dann ein, wenn, gemäß Fig. 3 von DE-AS 26 06 371, der Quer schnitt der Regelstäbe nach Erreichen des Nennwertes kurz oberhalb der konischen Spitze zunächst deutlich verringert wird und sich dann weiter oberhalb erneut auf das Nennmaß vergrößert. Da jede Zone zunehmenden Querschnitts zu der Verdichtung beiträgt wird unter diesen Umständen beim Einfahren eine vergrößerte Verdichtung durch Mehrfachwirkung von Zonen zunehmenden Querschnitts bewirkt.This problem is solved in DE-AS 26 06 371 by the geometrical shape of the control rods by reducing or increasing the cross section of the control rods in such a way that an effect in the manner of a rotationally symmetrical barb occurs with respect to the spherical operating elements. Compared to the usual control rods used in nuclear reactors with a bed of spherical operating elements, which are largely cylindrical, tapered at the lower end and, according to the prior art known from DE-OS 20 49 981, with a concave recess at the tip for receiving of an operating element are provided, corresponding control rods with a zone-wise enlarged cross-section according to FIG. 1 and FIG. 2 of DE-AS 26 06 371 bring in an increased compression of the bed of operating elements when retracting. A corresponding effect of increased compression also occurs when, according to FIG. 3 of DE-AS 26 06 371, the cross section of the control rods is initially significantly reduced after reaching the nominal value just above the conical tip and then further above again the nominal size increased. Since each zone of increasing cross-section contributes to the compression, under these circumstances, when entering, an increased compression is brought about by the multiple action of zones of increasing cross-section.

Das genannte Problem wird bei dem eingangs vorausgesetzten Regelstab nunmehr erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst.The above-mentioned problem is assumed in the above Control rod now according to the invention by the in the characteristic Part of claim 1 listed measures solved.

Um die geschilderte Verdichtung beim Einfahren möglichst gering zu halten, wird der Regelstab so ausgebildet, daß Zonen vergrößerten Querschnitts durch Anbringung derartig ausgebildeter beweglicher Teile an den Regelstäben gebildet werden, die sich beim Einfahren in die Schüttung entweder eng an die Oberfläche des Regelstabes anlegen oder auch ganz oder teilweise in entsprechende Ausnehmungen der Regelstäbe eintauchen, so daß sie beim Einfahren nicht oder nur geringfügig zu einer Verdichtung der Schüttung beitragen. Beim Ausfahren hingegen spreizen sich diese beweglichen Teile entweder unter dem Einfluß der Schwerkraft oder unter der Wirkung äußerer Kräfte nach Art beweglicher Widerhaken von der Oberfläche des vorwiegend zylindrischen Regelstabs nach außen ab, so daß damit die erwünschte zonenweise Querschnittsvergrößerung eintritt, die zu der beim Ausfahren erwünschten Wirkung der Wiederauf lockerung der Schüttung der Betriebselemente führt und damit die vorangegangene, durch das Einfahren der Regel stäbe bewirkte Verdichtung der Schüttung ganz oder über wiegend rückgängig macht.To the described compression when entering keeping the rule low designed so that zones of enlarged cross section through Attachment of such trained moving parts to the Rulers are formed, which change when entering the fill either closely to the surface of the control rod create or completely or partially in corresponding Immerse recesses of the control rods so that they are at Retraction does not or only slightly leads to compaction contribute to the fill. However, spread out when extending these moving parts either under the influence by gravity or under the action of external forces like movable barbs from the surface of the predominantly cylindrical control rod from the outside, so that the desired zone-wise cross-sectional enlargement that occurs to the desired effect of reopening when extending loosening the fill of the operating elements leads and thus the previous one, by breaking in the rule bars caused compression of the fill completely or over undoing.

Das Problem der Verdichtung von Schüttungen kugelförmiger Reaktorbrennelemente beim Einfahren von Regel- bzw. Abschaltstäben ist zwar aus DE-AS 21 58 178 und DE-AS 26 06 371 bekannt wird aber hier ohne relativ zum Regelstab bewegliche Teile zu lösen versucht.The problem of compaction of spherical fill Reactor fuel elements when retracting control or Shutdown rods is from DE-AS 21 58 178 and DE-AS 26 06 371 but is known here without relative to the rule tried to solve moving parts.

Andererseits sind bewegliche Teile an Regelstäben ebenfalls aus DE-AS 19 11 400 sowie DE-OS 20 49 981 bekannt, dienen jedoch hier einem anderen Zweck und erzielen nicht die durch den Anmeldungsgegenstand beabsichtigte Wirkung.On the other hand, there are also moving parts on control rods known from DE-AS 19 11 400 and DE-OS 20 49 981 serve but here another purpose and do not achieve that effect intended by the object of registration.

Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention are now based on the Figures explained. It shows

Fig. 1 eine Ausführungsform des Stabes 1, bei welcher die beweglichen Teile 2 in Form zweier konischer Halbschalen an der Stabspitze angebracht sind, und zwar Fig. 1a die Einfahrphase (geschlossene Form) und Fig. 1b die Ausfahrphase (gespreizte Form) im Längsschnitt, Fig. 1a′ und 1b′ im Querschnitt, Fig. 1 shows an embodiment of the rod 1, wherein the movable parts 2 are mounted in the form of two conical shells of the rod tip, namely Fig. 1a, the start-up phase (closed form) and Fig. 1b, the Ausfahrphase (spread form) in longitudinal section; FIG. 1a 'and 1b' in cross-section,

Fig. 2 eine Ausführungsform des Stabes 1, bei welcher die beweglichen Teile 2, die löffelförmig ausgebildet sind, an dem zylindrischen Schaft des Regelstabes vorzugsweise in der Nähe der konischen Stabspitze angebracht sind und zwar Fig. 2a in der Einfahrphase (geschlossene Form) und Fig. 2b in der Ausfahrphase (gespreizte Form) im Längsschnitt, Fig. 2a′ und 2b′ im Querschnitt, Fig. 2 shows an embodiment of the rod 1 , in which the movable parts 2 , which are spoon-shaped, are attached to the cylindrical shaft of the control rod, preferably in the vicinity of the conical rod tip, and Fig. 2a in the run-in phase (closed shape) and Fig . 2b in the Ausfahrphase (spread form) in longitudinal section, Fig. 2a 'and 2b' in cross-section,

Fig. 3 eine Ausführungsform des Stabes 1, bei welcher die gesamte Stabspitze als beweglicher Teil 2 ausgebildet ist, dergestalt, daß die Spitze beim Einfahren in die Schüttung eingefahren ist (Fig. 3a) und beim Ausfahren aus der Schüttung in achsialer Richtung aus dem Stabkörper um eine Distanz ausgefahren ist (Fig. 3b), die zwischen 0,5 bis 5 Durchmessern der kugelförmigen Betriebselemente 3 betragen kann, im Längsschnitt, Fig. 3a′ und Fig. 3b′ im Querschnitt. Fig. 3 shows an embodiment of the rod 1 , in which the entire rod tip is designed as a movable part 2 , such that the tip is retracted into the bed when entering ( Fig. 3a) and axially out of the bed from the rod body is extended by a distance ( Fig. 3b), which can be between 0.5 to 5 diameters of the spherical operating elements 3 , in longitudinal section, Fig. 3a 'and Fig. 3b' in cross section.

Claims

1. Control rod for a nuclear reactor with a core consisting of a bed of spherical fuel elements, the control rod being able to be moved into and out of the bed from above and the control rod tapering conically at its lower end and concave at its tip with a radius of the operating elements approaching radius, characterized in that the control rod ( 1 ) has at its lower end one or more relative to the remaining parts of the control rod between two end movable parts ( 2 ) that the first end position when retracting the control rod and the second end position is assumed when the control rod is extended and that the movable parts ( 2 ) in the second end position when the control rod is extended can exert a larger upward force component for operating elements ( 3 ) adjacent to the control rod than in the first end position.

2. Control rod according to claim 1, characterized in that the movable parts ( 2 ) depending on the direction of movement, the corresponding end position under the influence of mechanical, hydraulic, pneumatic, electromagnetic forces or by friction, spring or gravity or under the action of under the Accept the pressure of the operating element ( 3 ) or a combination of such forces.