DE7033936U

DE7033936U - DEVICE FOR REGULATING THE POSITION OF DEVICES FOR ACCEPTING SAMPLES TO BE IRRADIATED IN SWIMMING POOL NUCLEAR REACTORS.

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Publication number: DE7033936U
Application number: DE7033936U
Authority: DE
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1969-09-12
Filing date: 1970-09-11
Publication date: 1971-01-21
Also published as: BE755894A; GB1254098A; CH520388A; FR2065641A1

Description

PAT E'NTAN WALT;PAT E'NTAN WALT;

DR. HANS ULRICH MAY D 8 MÖNCHEN 2, OTTOSTRASSE 1 β TELEGRAMS. MAYPATENT MUNICH TELEPHONE COSlO SC3682 S 3352.3 F? Munich »September 11th 1970

CG 352/888 Dr .ACG 352/888 Dr. A.

Commissariat a 1 * Energie Atomique in Paris / France

Vorrichtung zur Regelung der Stellung von Einrichtungen zur Aufnahme von zu bestrahlenden Proben in Schwimmbad-Atoakernreaktoren.Device for regulating the position of devices for recording of samples to be irradiated in swimming pool atomic nuclear reactors.

Die Neuerung betrifft Vorrichtungen, die »wj? Aufnahme von Proben verwendet werden, die in der Nähe des Coz-cs von Schwinrabad-Atomkernreaktoren bestrahlt werden sollen. Sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung, welche die Regelung des Abstandes von im folgenden "Hülsen" genannten senkrechten rohrförmigen Aufnahmegefäßen, die zur Aufnahme der zu bestrahlenden Proben verwendet werden und ist allgemeinen selbst in einer als "Wassergasten" bezeichneten wassergefüllten Kammer angeordnet sind» vom Gore des Kernreaktors ermöglichen.The innovation affects devices that »wj? Taking samples used near the coz-cs of Schwinrabad nuclear reactors should be irradiated. It relates in particular to a device which controls the distance from below "Sleeves" called vertical tubular receptacles, which are used to hold the samples to be irradiated and is generally itself referred to as "water guests" Water-filled chamber are arranged »from the gore of the nuclear reactor enable.

Vers ichsbestrahlungen von Proben in Forschungsreaktoren erfordern fast stets eine genaue Regelung der spezifischen Leistungen und der Temperaturen der die Proben einschließenden Hüllen.Require irradiation of samples in research reactors almost always an exact regulation of the specific performances and the temperatures of the casings enclosing the samples.

Die Temperatur der Hülle kann für ein gegebenes Leistungsniveau durch Eigenmittel der Bestrahlungskapsel geregelt werden, die eine Probe enthält, deren Verhalten unter Bestrahlung untersucht werden soll. Dagegen kann die in der Probe abgegebene LeistungThe temperature of the shell can be regulated for a given level of performance by means of the radiation capsule's own resources contains a sample whose behavior under irradiation is to be investigated. On the other hand, the power delivered in the sample can

nur durch Regelung des die Kapsel umgebenden Neutronenfluss beeinflußt werden.influenced only by regulating the neutron flux surrounding the capsule will.

Zur Durchführung dieser Regelung verden die Kapseln, welche zu bestrahlende Proben enthalten, in den Kernreaktor umgebenden Hülsen angeordnet, welche die Verschiebung dieser Kapseln bezüglich des Cores des Kernreaktors in einem Bereich, wo der Gradient des Neutronenfluss die Auswahl einer Stellung in Abhängigkeit von der gewünschten nuklearen Leistung ermöglicht, gewährleisten.To carry out this regulation, the capsules which contain samples to be irradiated are placed in the surrounding nuclear reactor Sleeves arranged, which the displacement of these capsules with respect to the core of the nuclear reactor in an area where the gradient the selection of a position depending on the neutron flux of the desired nuclear power enables, ensure.

Es sei bemerkt, daß eine gewählte Anfangsstellung nicht endgültig ist, und daß jederzeit Hachjregulierungen in Abhängigkeit von der Entwicklung bestimmter Parameter zweckmäßig oder erforderlich sein können.It should be noted that a chosen initial position is not final and that there are always adjustments depending on the Development of certain parameters may be appropriate or necessary.

Außerdem kann es in bestimmten Fällen erforderlich sein, zu bestimmten Zeitpunkten auf die kernenergetische Leistung selbst einzuwirken, beispielsweise kann ein Programm von Wärmezyklen vorgesehen sein, welches das Fallen von Sicherheitsstäben simuliert, wobei die Wärmezyklen durch Herausziehen der Kapseln aus dem Bereich des Neutronenflußes durchgeführt werden.In addition, in certain cases it may be necessary to use certain Points in time to act on the nuclear power itself, for example a program of heat cycles can be provided which simulates the falling of safety bars, the thermal cycling being carried out by pulling the capsules out of the region of the neutron flux.

Die Vorrichtung zur Verschiebung der Kapseln muß auf jeden Fall die genaue Regelung der Stellung jeder Hülse ermöglichen und diese Stellung muß jederzeit verändert werden können, während der Kernreaktor in Betrieb ist. Außerdem müssen die Hülsen in jeder Stellung durch Wasserkreislauf gekühlt werden können. Schließlich muß der seitliche Raumbedarf der Verschiebungsvorrichtung so gering wie möglich sein, um die optimale Ausnützung der Bestrahlungsplätze su ermöglichen.The device for moving the capsules must in any case allow the exact regulation of the position of each sleeve and this It must be possible to change the position at any time while the nuclear reactor is in operation. In addition, the sleeves must be in every position can be cooled by water circulation. Finally, the lateral space requirement of the displacement device must be as small as be possible in order to enable the optimal utilization of the irradiation places see below.

Es sind bereits Vorrichtungen zur Regelung der Stellung der BestrahlungshUlsen bekannt. Eine solche Vorrichtung» die insbesondere für Schvimmbad-Reaktoren bestimmt ist, besteht im wesentlichen aus einem Wagen, der durch eine von der Schwimmbadoberflache her ferngesteuerte Spindel bewegt wird. Die Kühlung der Hülse erfolgt durch ein mit ihr einheitliches System, das durch außenliegende Pumpen gespeist wird.There are already devices for regulating the position of the irradiation sleeves known. Such a device, which is intended in particular for swimming pool reactors, essentially exists from a car passing through a pool surface remote controlled spindle is moved. The sleeve is cooled by a system that is uniform with it, the external one Pumps is fed.

Eine andere bekannte Vorrichtung besteht aus einem um eine waagerechte Achse beweglichen trapezförmigen Kasten. Die durch eine auf einen Hebel wirkende Spindel bewirkte Kippbewegung ermöglicht die Regelung der Stellung der von der Spitze des Kastens her geführten Hülse. Die Kühlung der Hülse erfolgt durch Ansaugen von Wasser durch ein Lochgitter des Kastens, wobei das Wasser durch ein Führungsrohr um die Hülse herum geleitet und die Abdichtung im Oberteil des Kastens durch eine Gelenkverbindung erhalten wird. Der Hauptnachteil dieser bekannten Vorrichtung beruht darauf, daß diese Gelenkverbindung keine Verringerung des Raumbedarfs in mindestens der Seitenrichtung eines Lochgitters ermöglicht.Another known device consists of a horizontal one Axis movable trapezoidal box. The tilting movement caused by a spindle acting on a lever is made possible the regulation of the position of the led from the top of the box Sleeve. The sleeve is cooled by sucking in water through a perforated grid of the box, the water through a guide tube is passed around the sleeve and the seal in the upper part of the box is obtained by an articulated connection will. The main disadvantage of this known device resides in the fact that this articulation does not reduce the space requirement in at least the lateral direction of a perforated grid.

Gemäß der Neuerung soll nun unter Behebung der Nachteile der bisher bekannten Vorrichtungen eine Vorrichtung zur Regelung der Stellung von Bestrahlungshülsen bezüglich des Cores eines Atomkernreaktors geschaffen werden, die eine genaue Regelung dieser Stellung in der seitlichen Richtung und eine einfache Kühlung der Hülsen bei einem geringen seitlichen Raumbedarf ermöglicht.According to the innovation, while eliminating the disadvantages of the previous known devices a device for regulating the position of irradiation sleeves with respect to the core of an atomic nuclear reactor be created, which a precise regulation of this position in the lateral direction and a simple cooling of the Allows sleeves with a small side space requirement.

Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung durch eine Vorrichtung zur Regelung der Stellung der Bestrahlungshülsen, welche zur Aufnahme von zu bestrahlenden Proben dienen und in einem tfasserkasten ent-According to the innovation, this task is achieved by a device for regulating the position of the irradiation sleeves which are used for receiving of samples to be irradiated are used and

halten sind, vorgeschlagen, die sich im wesentlichen dadurch auszeichnet, daß sie ein mit dem Wasserkasten verbundenes Gestell und mehrere identische Verschiebungssysteme aufweist, von denen jedes aus einem zwischen zwei Sätzen von Schienen mit gekreuzten Rollen verschiebbaren Wagen und zwei entgegengesetzt wirkenden» dsa Vorschub und Rücklauf einer Hülse bewirkenden hydraulischen Kolben besteht, wobei die Hülse zur senkrechten Führung am Vorderende des Wagens freitragend befestigt ist.are proposed, which is essentially characterized by that it has a frame connected to the water tank and several identical displacement systems, one of which each consisting of a carriage that can be moved between two sets of rails with crossed rollers and two oppositely acting » dsa hydraulic feed and return of a sleeve Piston consists, the sleeve being attached in a cantilevered manner for vertical guidance at the front end of the carriage.

Bei einer besonderen und günstigen Ausführungsform der Neuerung weist jeder Wagen eine Rinne auf, die zur Aufnahme und Führung des waagerechten Teils einer Bestrahlungsschleife bestimmt ist* deren senkrechter Teil in die entsprechende Hülse eingeführt wird*In a special and favorable embodiment of the innovation, each carriage has a channel for receiving and guiding of the horizontal part of a radiation loop is determined * whose vertical part is inserted into the corresponding sleeve *

Schließlich sind in dem Wasserkasten neben den Hülsen nachgiebige, an ihrem oberen Teil offene Schläuche angeordnet, die durch Konvektion den Wasserumlauf im Wasserkasten und dadurch <lie Kühlung der Hülsen gewährleisten, in denen die Proben während der Bestrahlung Wärme abgeben.Finally, in the water box next to the sleeves, flexible, Open hoses are arranged on their upper part, which by convection circulate the water in the water tank and thereby allow cooling of the sleeves in which the samples give off heat during irradiation.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Neuerung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform, die nur als Beispiel und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen angegeben ist. In den Zeichnungen zeigen:
* Fig. 1 eine abgedeckte Schrägansicht der Vorrichtung gemäß derFurther properties and advantages of the innovation emerge from the following description of an embodiment, which is given only as an example and with reference to the accompanying drawings. In the drawings show:
* Fig. 1 is a covered oblique view of the device according to the

Neuerung;
κ Innovation;
κ

Fig. 2 einen senkrecht zur Richtung der Rinnen verlaufenden Querschnitt dieser Vorrichtung und2 shows a cross section running perpendicular to the direction of the channels this device and

Fig. 3 eine schematische Darstellung der hydraulischen Kreise eines Vorschub- und des entsprechenden RücklaufZylinders.Fig. 3 is a schematic representation of the hydraulic circuits of a Feed cylinder and the corresponding return cylinder.

Die in den Figuren gezeigte Vorrichtung weist ein Gerüst 1 und einen Sockel 2 auf, die mit einem Wasserkasten 19 verbunden sind, der die zur Aufnahme der zu bestrahlenden Proben bestimmten Hülsen 10 enthält. Mehrere Systeme (in den Figuren vier Systeme) dienen je zur Verschiebung einer Kapsel« und jedes dieser Systeme «eist einen Wagen 3 auf, der sich zwischen zvei Schienengruppen 4 und 5 mit gekreuzten Rollen verschiebt, vobei zvei entgegengesetzt wirkende Hydraulikzylinder 6 und 7 den Vorschub bzv. den Rücklauf einer Hülse 10 bewirken.The device shown in the figures has a frame 1 and a base 2, which are connected to a water tank 19, which contains the sleeves 10 intended for receiving the samples to be irradiated. Several systems (four systems in the figures) are used each for moving a capsule and each of these systems has a carriage 3, which is between two groups of rails 4 and 4 5 moves with crossed rollers, two oppositely acting hydraulic cylinders 6 and 7 the feed or. the rewind cause a sleeve 10.

Die Vervendung von Schienen 4, 5 mit gekreuzten Rollen gestattet eine reibungslose Verschiebung der Wagen 3 unabhängig von der Richtung ihrer Belastung.The use of rails 4, 5 with crossed rollers is permitted a smooth movement of the carriages 3 regardless of the direction of their load.

Die Anwendung von Hydraulikzylindern 6 und 7 gestattet einen sichereren und leichter zu steuernden Betrieb als mit den Spindeln der bekannten Vorrichtungen, da diese Spindeln sich festfressen konnten und ihre Fernbetätigung von der Oberfläche des Schwimm· bad-Kernreaktors schwierig war. Die Abdichtung der Hydraulikzylinder 6 und 7 erfolgt durch (nicht gezeigte) Balgen aus rostfreiem Stahl.The use of hydraulic cylinders 6 and 7 allows a safer and easier to control operation than with the spindles the known devices, since these spindles could seize and their remote control from the surface of the swimming bad nuclear reactor was difficult. The sealing of the hydraulic cylinder 6 and 7 are through stainless steel bellows (not shown).

In Fig. 1 ist eine rohrförmige Umhüllung 20 gezeigt, welche die zu bestrahlenden Elemente enthält und einen senkrechten, in eine der Hülsen 10 eingeführten Teil aufweist (der infolgedessen in der Figur nicht sichtbar ist), einen auf einer der Rinnen 11 ruhenden waagerechten Teil 9 und einen nur teilweise sichtbaren senkrechten Abschnitt 8, der sich bis über die Oberfläche des Wassers im Schwimmbad erstreckt. Im Vfassez-kasten 19 sind nachgiebi-In Fig. 1, a tubular casing 20 is shown which the contains elements to be irradiated and has a vertical part inserted into one of the sleeves 10 (which is consequently shown in FIG the figure is not visible), a horizontal part 9 resting on one of the channels 11 and an only partially visible part vertical section 8 that extends above the surface of the water in the swimming pool. In the Vfassez box 19 are flexible

ge Schläuche 21 vorgesehen, die in ihrem oberen Abschnitt offen sind und durch umlauf des Wassers im Wasser käst en die Kühlung der HUlsen 10 gevährleisten.ge hoses 21 are provided, which are open in their upper section and by circulating the water in the water käst the cooling of the sleeves 10.

Zu jedem Paar entgegengesetzt wirkendeer Hydraulikzylinder 6 r 7 gehört ein hydraulischer Kreis (Fig. 3). Dieser weist für jeden der Hydraulikzylinder 6 und 7 ein normalerweise geschlossenes Abschluß-Elektroventil (12, 13) und ein den Hydraulikzylinder mit diesem Elektroventil und mit einem Flüssigkeit mit einem darüber stehenden Gaspolster enthaltenden Vorratsgefäß (16, 17) verbindendes dünnes Rohr (14, 15) auf. Ein Vierweg-Elektroventil mit Vorwahl (18) ist mit den beiden Vorratsbehältern der Hydraulikzylinder 6 und 7 verbunden.For each pair of oppositely acting hydraulic cylinders 6 r 7 belongs to a hydraulic circuit (Fig. 3). This has a normally closed one for each of the hydraulic cylinders 6 and 7 Final electrovalve (12, 13) and a hydraulic cylinder with this solenoid valve and with a liquid with a gas cushion above it containing storage vessel (16, 17) connecting thin tube (14, 15). A four-way electrovalve with preselection (18) is with the two reservoirs of the hydraulic cylinder 6 and 7 connected.

Die Regelung der Stellung einer Kapsel 8 erfolgt einzig durch Steuerung der Flüssigkeitsmenge, die in jedem der entsprechenden Hydraulikzylinder 6 und 7 vorhanden ist.The regulation of the position of a capsule 8 takes place solely through Control of the amount of fluid present in each of the hydraulic cylinders 6 and 7, respectively.

More precisely, the regulation takes place as follows:

1) Die Verschiebungsrichtung wird mittels des Vierweg-Elektroventils 18 durch Vorwahl festgelegt;1) The direction of displacement is determined by means of the four-way solenoid valve 18 determined by area code;

2) die Verschiebung wird bewirkt, indem die beiden Abschluß-Elektroventile 12, 13 geöffnet werden. Das Strömen der Flüssigkeit durch das Abschluß-Elektroventil, das dünne Rohr und gegebenenfalls eine Blende bestimmt die Verschiebungsgeschwindigkeit der Kapsel 8.2) the displacement is effected by opening the two final solenoid valves 12, 13 can be opened. The pouring of the liquid The displacement speed is determined by the final electrovalve, the thin pipe and, if necessary, a diaphragm the capsule 8.

Die Betätigung jedes der Systeme, welche die Vorrichtung gemäß der Neuerung bilden, ist soweit möglich vereinfacht, um eine möglichst einfache Benutzung zu ermöglichen· Die BetätigungThe operation of each of the systems that make up the device according to the innovation is simplified as far as possible by one To enable the simplest possible use · The operation

erfolgt mittels nur zweier Druckkni't>fe für Vorschub und Rücklauf (nicht gezeigt) und einen Wählschalter, der die Wahl der Verschiebungsweiie (langsam, rasch oder automatisch) ermöglicht. Die rasche Verschiebung der Kapsel 8 geschieht \n* folgt: Ia der Ruhestellung befindet sich das Vierweg-Voi-wahleleV irov^nti 18 in der RücklaufStellung. Die Abschiuß-Elektrcventiia 12, 13 sind geschlossen.takes place by means of only two push buttons for feed and return (not shown) and a selector switch that controls the selection of the shift mode (slowly, quickly or automatically). The rapid displacement of the capsule 8 occurs \ n * as follows: Ia der The four-way Voi-WahleleV irov ^ nti 18 is at rest in the return position. The final electrcventiia 12, 13 are closed.

Durch Drücken eines der beiden Druckknöpfe wird zunächst gegebenenfalls das Umschalten des Vorwahl-Elektroventils (auf Vorschub) und, nach einer Verzögerung von einigen Dutzend Sekunden, das öffnen der Abschluß-Elektroventile 12, 13 ausgelöst. Bei Loslassen des Druckknopfes werden die Abschluß-Elektroventile geschlossen, was die Verschiebung unterbricht, und das Vorwahl-Elektroventil gelangt zurück in die RücklaufStellung.By pressing one of the two pushbuttons, if necessary the switching of the preselection electrovalve (to feed) and, after a delay of a few dozen seconds, the opening of the final electrovalves 12, 13 triggered. When you let go pressing the button closes the final electrovalves, which interrupts the movement, and the preselection electrovalve returns to the return position.

Die Verschiebung der Umhüllung 20 erfolgt kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 cm/s so lange, wie nach der Verzögerung der Druckknopf gedrückt wird.The sheath 20 is shifted continuously at a rate of about 1 cm / s for as long as after the deceleration the push button is pressed.

Die langsame Verschiebung geschieht durch die gleichen Handgriffe wie die rasche Verschiebung mit dem Unterschied, daß die Abschluß-Elektroventile 12,13 sich stoßweise mit einer regelbaren Frequenz und Öffnungszeit öffnen. Die Impulsdauer kann von 0,1 bis 1 Sekunde und die Frequenz von 2 bis 10 Impulsen pro Minute eingestellt werden.The slow shift is carried out in the same way as the rapid shift, with the difference that the closing electrovalves 12.13 intermittently with an adjustable frequency and opening hours. The pulse duration can be set from 0.1 to 1 second and the frequency from 2 to 10 pulses per minute will.

Unter Berücksichtigung der Trägheit der Vorrichtung kann man Verschiebungen von 0,5 mm pro Impuls und mittlere Verschiebungsgeschwindigkeiten der Kapsel 8 von 1 mm pro Minute erhalten.Taking into account the inertia of the device, one can see displacements of 0.5 mm per pulse and mean displacement speeds of the capsule 8 of 1 mm per minute.

Für die automatische Steuerung der Verschiebungsbewegung d^r Umhüllung 20, die vom Betrieb her gesehen identisch mit der langsamenFor the automatic control of the displacement movement of the envelope 20, which in terms of operation are identical to the slow one

It is conclusive that the snap fasteners are through the minimum and K maximum disks of a measuring device replaced. You can do it automatically

die Stellung der Umhüllung 20 regeln, indem man sie innerhalb eines gegebenenfalls recht engen Bereiche durch einen Versuchs-regulate the position of the envelope 20 by placing it within a possibly very narrow range by means of a test

S parameter (thermocouple or flow probe) controls.

Obgleich die Schienen 4 und 5 für erhebliche Lasten vorgesehen sind und die Hydraulikzylinder 6 und 7 große Abmessung besitzen, sollen die auf die Vorrichtung einwirkenden Kräfte, vor allem Torsionskräfte oder Seitenkräfte der Umhüllung 20 begrenzt werden. Insbesondere zu diesem Zweck besitzt die Umhüllung 20 einen waagerechten Abschnitt 9 und verlängert sich von diesem Abschnitt her nach oben durch einen nachgiebigen Schlauch, der ihr Gewicht verringert und selbst durch eine starre Stange bis zur Oberfläche des Schwimmbads des Reaktors verlängert ist.Although the rails 4 and 5 are intended for considerable loads and the hydraulic cylinders 6 and 7 have large dimensions, the forces acting on the device, especially torsional forces or side forces of the casing 20, are to be limited. For this purpose in particular, the casing 20 has a horizontal section 9 and is extended from this section up through a flexible hose that reduces its weight and even through a rigid rod to the surface the swimming pool of the reactor is extended.

Beispielsweise hat eine Ausftthrungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung die folgenden Eigenschaften: Verschiebungsweg = 180 mmFor example, one embodiment of the innovation according to the invention Device has the following properties: displacement path = 180 mm

Kapazität der Vorrichtung: Vier Kapseln mit einem Maximaldurchmesser von 32 mm und 700 mm Länge,Device capacity: four capsules with a maximum diameter of 32 mm and 700 mm length,

seitlicher Saumbedarf für vier Kapseln: 164 mm.Side seam requirement for four capsules: 164 mm.

Claims

Protection claims

1. Provision for regulating the position of in a Vassbox enth »! len irradiation sleeves in swimming pool nuclear reactors, characterized by a frame connected to the water tank (19) (1) and several equal displacement systems, each of which consists of a between two sets of signs (4, 5) with crossed Rollers displaceable trolleys (3) and two counteracting trolleys that cause the carriage to move forward and backward Hydraulic cylinders (6 * 7), the vertical guide sleeve (10) being attached to the front end of the carriage in a cantilevered manner.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that each Vagen has a channel (11) which is intended to receive and guide the horizontal section (9) of an irradiation loop whose vertical section is inserted into the corresponding sleeve (10).

3 * device according to one of claims 1 and 2, characterized in that that flexible hoses (21), which are open at their upper portion, arranged in the water tank next to the sleeves are and by convection the circulation of the water in the water tank and thus ensure the cooling of the sleeves in which the samples emit heat in the course of the irradiation.