DE3506334A1 - Hydraulic drive for control rods in nuclear reactors - Google Patents

Hydraulic drive for control rods in nuclear reactors

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Pramod Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Batheja
Istvan Dr.-Ing. 8506 Langenzenn Erdoedy
Werner Dipl.-Ing. Meier (FH), 8551 Kunreuth
Peter Dipl.-Ing. Rau (FH), 8551 Leutenbach
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    • G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
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Abstract

Hydraulic drives for control rods in nuclear reactors can comprise a cylinder (3) which moves with respect to a piston (1), a plurality of successive projections (15) and depressions (16) being provided at right angles to the direction of motion on the piston and/or cylinder. Hydraulic centring which prevents interlocking of the piston (1) and cylinder (3) can be obtained adjacent to some projections (15) and depressions (16) with the aid of a guide surface (19) whose length in the direction of motion is greater than the spacing of two projections (15) and whose diameter (D) is between that of the projections (D1) and depressions (D2). The invention comes into consideration particularly for small reactors. <IMAGE>

Description

Hydraulischer Antrieb für Steuerstäbe in KernreaktorenHydraulic drive for control rods in nuclear reactors

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb für Steuerstäbe in Kernreaktoren, mit einem gegenüber einem Kolben beweglichen Zylinder, wobei an Kolben und/ oder Zylinder mehrere hintereinanderliegende Vorsprünge und Vertiefungen quer zur Bewegungsrichtung vorgesehen sind.The invention relates to a hydraulic drive for control rods in nuclear reactors, with a cylinder movable with respect to a piston, with an Pistons and / or cylinders have several projections and depressions lying one behind the other are provided transversely to the direction of movement.

Ein solcher, auch als "Grobhydraulik" bezeichneter Antrieb wird ständig von Hydraulikflüssigkeit durchströmt.Such a drive, also known as "coarse hydraulics", is constant hydraulic fluid flows through it.

Bei einer bestimmten mittleren Strömungsmenge reicht der Strömungswiderstand aus, zwischen Kolben und Zylinder eine Haltekraft zu entwickeln, mit deren Hilfe die beiden Teile ihre Lage zueinander beibehalten.At a certain average flow rate, the flow resistance is sufficient from developing a holding force between the piston and cylinder, with the help of which the two parts maintain their position to one another.

Verringert man die Strömung gegenüber diesem Haltewert, so bewegen sich Zylinder und Kolben zum Beispiel unter dem Einfluß des Gewichts der Steuerstäbe in der einen Richtung. Eine entsprechende Vergrößerung über den Haltewert hinaus ergibt eine Bewegung in der anderen Richtung. Fur diese Wirkungsweise ist eine gute Zentrierung von Kolben und Zylinder vorteilhaft, die angesichts der langen Hubbewegungen von Steuerstäben in der Größenordnung von einigen Metern Mühe bereiten kann.If you reduce the flow compared to this hold value, move The cylinder and piston, for example, move under the influence of the weight of the control rods in one direction. A corresponding increase beyond the hold value results in movement in the other direction. For this mode of action is a good one Centering of piston and cylinder advantageous, given the long stroke movements of control rods on the order of a few meters can cause trouble.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, hydraulische Antriebe der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Zentrierung sichergestellt ist. Dazu ist erfindungsgemäß im Anschluß an einige Vorsprünge und Vertiefungen eine zylindrische Führungsfläche vorgesehen, deren Länge in Bewegungsrichtung größer als der Abstand von zwei Vorsprüngen ist und deren Durchmesser zwischen dem der Vorsprünge und Vertiefungen liegt.The object of the invention is therefore to provide hydraulic drives of the initially to train said type so that the centering is ensured. This is according to the invention following some projections and depressions a cylindrical Guide surface is provided, the length of which in the direction of movement is greater than the distance of two protrusions and their diameter between that of the protrusions and depressions lies.

Bei der Erfindung ergibt die ständige Strömung der Hydraulikflüssigkeit an der erfindungsgemäßen Führungsfläche eine zentrierende Kraft. Sie ist um so größer, je kleiner der mit der Führungsfläche gebildete Ringspalt gegenüber dem anderen Antriebsteil ist. Vorteilhaft kann deswegen der Durchmesser der Führungsfläche gleich dem arithmetischen Mittel der Durchmesser von Vorsprüngen und Vertiefungen sein.In the invention, the constant flow of hydraulic fluid results a centering force on the guide surface according to the invention. She is the bigger the smaller the annular gap formed with the guide surface compared to the other Drive part is. The diameter of the guide surface can therefore advantageously be the same be the arithmetic mean of the diameter of protrusions and depressions.

Um eine für die Zentrierung günstige große Führungslänge zu erhalten, kann man vorteilhaft so vorgehen, daß im Anschluß an einige Vorsprünge und Vertiefungen je eine Führungsfläche symmetrisch auf beiden Seiten vorgesehen ist.In order to obtain a long guide length that is favorable for centering, one can advantageously proceed so that following some projections and depressions a guide surface is provided symmetrically on both sides.

Die Führungsfläche kann von der Wand einer hohlzylindrischen Büchse gebildet werden, die in den Zylinder eingesetzt oder auf den Kolben aufgeschoben wird, weil dies eine einfache Bearbeitung ermöglicht.The guide surface can be from the wall of a hollow cylindrical sleeve are formed, which are inserted into the cylinder or pushed onto the piston because it allows easy editing.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in Fig. 2 dargestellt und einem ohne die Erfindung ausgebildeten Antrieb gegengestellt ist, den die Fig. 1 zeigt. Für übereinstimmende Teile werden gleiche Bezugszeichen verwendet.For a more detailed explanation of the invention is based on the drawing Embodiment described, shown in Fig. 2 and one without the invention trained drive is opposed, which Fig. 1 shows. For matching Parts are given the same reference numbers.

Der vereinfacht dargestellte hydraulische Antrieb dient zum Betätigen nicht gezeichneter Steuerstäbe in Kernreaktoren in vertikaler Richtung. Nach unten erfolgt die Bewegung durch die Schwerkraft. Haltestellung und Hubbewegung nach oben werden durch die Hydraulik bestimmt. Der Antrieb umfaßt einen Hohlkolben 1, der an einer Tragplatte 2 befestigt ist. Uber den Hohlkolben gleitet ein Zylinder 3 unter der Einwirkung einer Hydraulikflüssigkeit, vorzugsweise der Kühlflüssigkeit eines flüssigkeitsgekühlten Kernreaktors. Diese strömt, wie der Pfeil 6 andeutet, von unten durch den in vertikaler Richtung verlaufenden Hohlkolben 1 unter die Oberseite 7 des Zylinders 3. Dort kehrt sie sich in Richtung der Pfeile 8 um und tritt am unteren Ende des Hohlzylinders 3 in Richtung der Pfeile 9 aus.The hydraulic drive shown in simplified form is used for actuation Control rods not shown in nuclear reactors in the vertical direction. Downward he follows the movement by gravity. Holding position and lifting movement upwards are determined by the hydraulics. The drive comprises a hollow piston 1, which is attached to a support plate 2. A cylinder slides over the hollow piston 3 under the action of a hydraulic fluid, preferably the cooling fluid of a liquid-cooled nuclear reactor. This flows, as the arrow 6 indicates, from below through the hollow piston 1 running in the vertical direction under the top 7 of the cylinder 3. There it turns around in the direction of the arrows 8 and occurs on lower end of the hollow cylinder 3 in the direction of the arrows 9.

Der Hohlkolben 1 ist über seine ganze Länge mit gleichförmig angeordneten Vorsprüngen 12 versehen, die durch Vertiefungen 13 voneinander getrennt sind. Der Durchmesserunterschied beträgt zum Beispiel 0,6 mm bei einem kleinsten Durchmesser von 37,9 mm. Der Hohlzylinder 3 ist gleichfalls mit drei Vorsprüngen 15 versehen, die durch zwei Vertiefungen 16 gleichmäßig voneinander distanziert sind. Hier beträgt der Durchmesserunterschied 1,1 mm bei einem kleinsten Durchmesser von 38,9 mm.The hollow piston 1 is arranged uniformly over its entire length Projections 12 are provided, which are separated from one another by depressions 13. Of the The difference in diameter is, for example, 0.6 mm for the smallest diameter of 37.9 mm. The hollow cylinder 3 is also provided with three projections 15, which are evenly spaced from one another by two depressions 16. Here amounts to the diameter difference 1.1 mm with a smallest diameter of 38.9 mm.

Im Anschluß an die Vorsprünge 15 ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung symmetrisch auf beiden Seiten eine Zentrierbuchse 18 vorgesehen. Sie hat einen Innendurchmesser D von 39,5 mm. Er beträgt somit das arithmetische Mittel der Durchmesser D1 der Vorsprünge 15 und D2 der Vertiefungen 16. Die Länge der Zentrierbuchsen ist mit ca. 90 mm größer als der Abstand von zwei Vorsprüngen 15, der 12 mm beträgt.Following the projections 15 is shown in FIG Embodiment of the invention symmetrically on both sides a centering bush 18 provided. It has an inside diameter D of 39.5 mm. It is therefore that arithmetic mean of the diameters D1 of the projections 15 and D2 of the depressions 16. At approx. 90 mm, the length of the centering bushes is greater than the distance between two Projections 15, which is 12 mm.

Mit den Zentrierbuchsen 18 werden im Hohlzylinder 3 den Hohlkolben 1 eng umfassende Führungsflächen 19 gebildet, die einen engen Ringspalt von etwa einem Zehntel bis zu einem Vierzigstel des FUhrungsflächen-Durchmessers begrenzen. In diesem Spalt übt die hindurchströmende Hydraulikflüs sigke it eine zentrierende Kraft aus. Sie verhindert, daß sich die Vorsprünge 15 des Hohlzylinders 3 mit den Vorsprüngen 12 des Hohlkolbens 1 verhaken, wenn seitliche Kräfte auftreten.With the centering bushes 18 in the hollow cylinder 3 the Hollow piston 1 closely encompassing guide surfaces 19 formed, which form a narrow annular gap from about one tenth to one fortieth of the guide surface diameter limit. In this gap, the hydraulic fluid flowing through it exercises a centering force. It prevents the projections 15 of the hollow cylinder 3 hook with the projections 12 of the hollow piston 1 when lateral forces occur.

4 Patentansprüche 2 Figuren - Leerseite -4 claims 2 figures - blank page -

Claims (4)

Patentansprüche ()k Hydraulischer Antrieb für Steuerstäbe in Kernreaktoren, mit einem gegenüber einem Kolben beweglichen Zylinder, wobei an Kolben und/oder Zylinder mehrere hintereinanderliegende Vorsprünge und Vertiefungen quer zur Bewegungsrichtung vorgesehen sind, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Anschluß an einige Vorsprünge (15) und Vertiefungen (16) eine zylindrische Fuhrungsfläche (19) vorgesehen ist, deren Länge in Bewegungsrichtung größer als der Abstand von zwei Vorsprüngen (15) ist und deren Durchmesser zwischen dem der Vorsprünge (15) und Vertiefungen (16) liegt.Claims () k Hydraulic drive for control rods in nuclear reactors, with a cylinder movable with respect to a piston, with pistons and / or Cylinder several projections and depressions lying one behind the other transversely to the direction of movement are provided, d a -d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that following some projections (15) and depressions (16) a cylindrical guide surface (19) is provided whose length in the direction of movement is greater than the distance of two Projections (15) and their diameter between that of the projections (15) and Depressions (16) is located. 2. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Durchmesser der Führungsfläche (19) gleich dem arithmetischen Mittel der Durchmesser von Vorsprüngen (15) und Vertiefungen (16) ist.2. Hydraulic drive according to claim 1, d a d u r c h g e k e n It should be noted that the diameter of the guide surface (19) is equal to the arithmetic Mean is the diameter of projections (15) and depressions (16). 3. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Anschluß an einige Vorsprünge (15) und Vertiefungen (16) je eine Führungsfläche (19) symmetrisch auf beiden Seiten vorgesehen ist.3. Hydraulic drive according to claim 1 or 2, d a -d u r c h g e k e n n n e i c h n e t that following some projections (15) and depressions (16) a guide surface (19) is provided symmetrically on both sides. 4. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Führungsfläche (19) von der Wand einer hohlzylindrischen Büchse (18) gebildet wird.4. Hydraulic drive according to claim 1, 2 or 3, d a d u r c h it is noted that the guide surface (19) from the wall of a hollow cylindrical Sleeve (18) is formed.
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HU200026B (en) 1990-03-28

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