DE7100063U

DE7100063U - Kenterklinkensystem fuer einen magnetischen schrittheberantrieb fuer regelstaebe in kernreaktoren

Info

Publication number: DE7100063U
Application number: DE19717100063U
Authority: DE
Original assignee: Combustion Engineering Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1970-01-05
Filing date: 1971-01-02
Publication date: 1971-05-27
Also published as: FR2075928A7; US3902963A; FR2075928B3; GB1298641A

Description

Beschreibung zum Getrauchsmustergesuch

der Combustion Engineering Inc., Windsor, Connecticut o6o95, USA

betreffend

Kenterklinkensystem für einen magnetischen Schri*' "" "?rantrieb für Regelstäbe in Kernreaktoren.

Die Erfindung betrifft eine Kenterklinkenanordnung für magnetische Schrittheberantriebe von Regelstäben in Kernreaktoren mit einem oder mehreren, axial beweglichen Hubankern für die Regelstäbe; einem oder mehreren an dem Hubanker oder den Hubankeren angebrachten Klinkenelementen; und einer Betätigungsvorrichtung, durch welche das Klinkenelement oder die Klinkenelemente mit dem Regelstab in Eingriff gebracht werden.

Die Erfindung betrifft also Kernreaktoren und insbesondere magnetische Sohrittheberantriebe für Regelstäbe. Ein Herausschleudern des Regelstabes bei einem Unfall wird vermieden, während bei derartigen Anordnungen gleichzeitig jederzeit ein rasches Einfahrendes Regelstabes möglich ist.

Bei magnetischen Schrittheberantrieben für Regelstäbe wird der Regelstab in Form einer Vielzahl von Schritten bewegt. Elektromagnetische Spulen umgeben das Regelstabgehäuse und werden nacheinander betätigt, so dass sich eine Anzahl von Hub- oder Senkschritten ergibt. Bestimmte Spulen betätigen Greifvorrichtungen, welche in mit axialem Abstand angeordnete Vertiefungen an einer Regelstabverlängerung eingreifen.

Andere Spulen dienen dazu, wenigstens eine der Greifvor-· richtungen um ein kurzes Stück zu heben oder zu senken. Andere Greifer können betätigt werden, durch welche der Regelstab in der betreffenden Stellung gehalten wird, so dass der erste Greifer ausser Eingriff gebracht und fgr einen neuen Greif- und Hebeschritt vorbereitet werden kann. Diese Greifer sind so angeordnet, dass sie bei einem Abschalten der elektrischen Stromversorgung mit dem Regeletab ausser Eingriff kommen, so dass der Reaktor auch dann durch ein Absenken des Regelntabes unter dem Einfluss der Schwerkraft heruntergefahren werden kann, wenn die Kraftversorgung für den Schrittheberantrieb unterbrochen ist. Das Herunterfahren erfolgt dadurch, dass man den Regelstab unter dem Einfluss der Schwerkraft herunterfallen lässt.

Im Falle eines plötzlichen Druckanstieges innerhalb des Reaktors ist es möglich, daß die Regelstäbe unter dem Einfluß dieses Druckes nach oben aus dem Reaktorcore herausgetrieben werden. Hierdurch wird ein rascher Leistungsanstieg im Core bewirkt, wodurch Beschädigungen des Reaktors und der Umgebung hervorgerufen werden können. Wenn der magnetische Schrittheberantrieb im Augenblick des Druckanstieges in Eingriff ist, werden die Regelstäbe durch den Schrittheberactrieb selbst im Core gehalten. Wenn der Sehrittheberantrleb jedoch nicht unter Strom stehen sollte, kann der Regelstab herausgeschleudert werden. Es ist erwünscht, dass einerseits ein Herausschleudern von Regelstäben verhindert wird, das3 aber auf der anderen Seite einem freien Fallen der Regelstäbe kein oder nur ein geringer Widerstand entgegengesetzt wird, so dass der Reaktor bei einem Unfall schnell haruntergefahren werden kann« Durch die Deutsche Patentschrift 1 2o6 1o2 ist ein Schrittheberantrieb für RegelstSbe mit drei getrennt betätigten Elektromagneten bekannt geworden. Ein Elektromagnet bringt eine Halteklinke ineine Ealtestellung, ein zweiter Elektromagnet bringt eine Hubklinke in eine Haltestellung mit dem Hubanker und dem Regelstab. Ein dritter Elektromagnet

bewegt den Hubanker nach oben ^d löst gleichzeitig eine Kenterklinke, so dass die KenterLxinke stets ausgeschaltet ist oder sich in Kicht-Haltestellung befindet, wenn der Embanker elektromagnetisch nach oben bewegt wird. Dieser Mechanismus wird vollständig elektromagnetisch betätigt. Es ist keinerlei Verbindung, weder elektromagnetischer noch sonstiger Art zwischen der Halteklinke oder der Hubklinke vorgesehen.

Durch die USA-Patentschrift 3 48o 8o7 ist eine ähnliche Vorrichtung "bekannt geworden, ausser, dass hier die Kenterklinke einen eigenen Elektromagneten hat. Ausserdem ist eine andere Vorrichtung vorgesehen, d'irch welche die Kenterklinke mittel", des Greifer-Betätigungsmechanismus in und ausser Eingriff gebracht werden kann. Bei der abgewandelten Vorrichtung nach dieser Patentschrift ist die Kenterklinke an einem Paar von Drenstiften gelagert, welche beide in Axj.alrichtung eines geradlinig beweglichen Elementes bewegbar sind. Die Kenterklinke wird durch die Feder in Ratscheneingriff gebracht, welche die Greifer betätigt. Es ist also keine unabhängige Vorrichtung vorgesehen, durch welche die Kenterklinke in Eingriff gebracht und die Ratschenwirkung ermöglicht wird.

Bei den bisher bekannten Vorrichtungen zum Verhindern des Herausschleuderns von Regelstäben aus einem Kernreaktor beim Auftreten eines Überdruckes im Reaktorgehäuse sind also eine Ratschenschaltung mit einer Kenterklinke vorgesehen. Der Mechanismus, durch den die Kenterklinke ausgeschaltet wird, so dass der Regelstab bei Regelbewegungen in aus dem Reaktorgehäuse herausführender Richtung bewegt werden kann, hat bei einer der bekannten Vorrichtungen die Form eines unabhängig betätigten Mechanismus. In anderen Fällen wird die Kenterklinke dadurch ausgeschaltet, dass der Schrittheberantrieb für eine Auswärtsbewegung des Regelstabes betätigt wird«¹ In diesen Fällen gibt es keine direkte

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Verbindungzwiachen dem Greifermechanismua für den Regelstab lind der Kenterklinke, so daaa die Kenterkl \rk:e ausgeschaltet werden kann, obwohl der Greif ermechanissius das Schrittheberantriebee ebenfalls in Rühesteilung.ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen unabhängigen Mechanismus für die Betätigung der Kenterklinke und für das Lösen der Greifer oder Klinkerelemente zu schaffen, welcher eine Torrichtung umfasst, durch welche die Kenterklinken ausgeschaltet werden, wenn die HubJtlinken oder Hubgreifer des Regelstabes in Eingriff gebracht werden, Dabei soll die Kenterklinke betätigt werden, wenn lediglich die Klinkenanker in eine Stellung gebracht werden, in der sie die Klinkenelementο ausser Eingriff bringen. Weiterhin soll eine mechanische Verbindung mit einem toten Gang zwischen der Kenterklinke und dem Klinkenankersystem für die Regelstäbe geschaffen werden.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst durch eine an einem einzelnen, gegen eine Längsbewegung an einem Träger des Regelstabes festgelegten Drehstift schwenkbar gelagerte Kenterklinke, welche Teil einer Ratschenanordnung ist und eiü' Bewegung des Stabes in einer Richtung verhindert; ei- ie Ratschenanordnung unter Spannung setzende Torrichtung, durch welche die Kenterklinke mit dem Regelstab in Eingriff gebracht wird; eine von der die Kenterklinke spannenden Vorrichtung unabhängige, das Klinkenelemente oder die Klinkenelemente mit dem Regelstab ausser Eingriff drückende Vorrichtung; und eine Ausschaltvorrichtung, welche durch die Klinkenanker betätigt wird und die Kenterklinke entgegen der Wirkung der unabhängigen, die Kenterklinke in Eingriff drückenden Vorrichtung mit dem Regelstab ausser Eingriff druckt, wobei die Ausschaltvorrichtung einen Mechanismus aufweist, welcher die Klinkenanker und die Kenterklinke kraftSchlussig miteinander verbindet und eine Arbeitsstellung besitzt, in welcher er mit der Kenterklinke in Berührung

ist sine Bewegung der Kenterklinke verhindert, aowie eint Bestellung, in welcher der Mechanismus mit der Kenterklinken- oder RatschenanOrdnung nicht in Berührung steht.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung sind also zwei magnetisch betätigte, wechselnd arbeitende Hubanker vorgesehen, von denen jeder einen unabhängig betätigten Klinkenmechanismus trägt, durch welchen der Hubanker mit dem Stab verbunden oder die Verbindung des Hubankers mit dem Stab gelöst wird. Es sind keine gesonderten Halteklinken erforderlich, da bei normalem Betrieb stets eines der KlinJcenelemente den Regelstab lüit einem der Hubanker verbindet und die Hubanker nur eine sehr begrenzte Bewegung ausführren können. Eine Kenterklinke, welche unter Federeinwirkung in eine ratschenartige Verbindung mit dem Regelatab gebracht wird, ist mit einem festen Abschnitt des an Reaktor vorgesehenen Regelstabgehäuses verbunden, um eine nach auswärts ^k oder rückwärts gerichtete Bewegung des Regelstabes EU verhindern,wenn die Kenterklinke sich in ihrer Arbeitsetellung befindet. Die Kenterklinke gleitet in Art einer Ratschenschaltung am Regelstab ab, so dass eine nach innen gerichtete Bewe^ing des Regelstabes möglich ist. Den Klinkenankern der Hubanker wird eine mechanische Vorrichtung zugeordnet, durch welche bei einer Einklinkbewegung des Klinkenankers eines der Hubanker die Kenterklinke entgegen der Einwirkung der Kenterklinkenfeder ausgeschaltet wird, indem sie in eine Ruhestellung gebracht wird. Die Erfindung wird in Verbindung mit einem Schiittheberantrieb erläutert, welcher fünf getrennte Elektromagnete aufweist. Ein einzelner, zentraler Elektromagnet wird verwendet, um den oberen Hubanker nach unten und den unteren Hubanker nach oben zu ziehen. Getrennte Magnete werden zur Betätigung jedes Klinkenankers der Hubanker verwendet. Ein weiterer einzelner Magnet wird zum Heben des oberen Hubankers und ein letzter Magnet zum Senken oder Herunterziehen des unteren Hubankers verwendet.

Gegenüber den bekannten Vorrichtungen hat die erfindunga-*· gemässe Vorrichtung den Vorteil, dass der Kliakeranker bzw. der Hubanker direkt mit der Ausschaltvorrichtung für die Kenterklinke verbunden wird. Hierdurch wird es erreicht, dass die Kenterklinke ausgeschaltet wird, wenn der Hubank c durch den Klinkenanker mit dem Regelstab in Eingriff gebracht wird, Wenn der Klinkenanker jedoch in Nicht-Eingriffsstellung sich befindet, wobei der Hubanker vom Regelstab getresnt wird, wird die Kenterklinke in Eingriff gebracht, wodurch ein Herausschleudern des Regelstabes verhindert wird. Zwischen den Klinkenankern und der Ausschaltvorrichtung für die Kenterklinke ist eine direkte mechanische Verbindung vorgesehen, welche zuverlässig arbeitet und von den elektrischen Schaltkreisen des Schrittgheber^ir-iebes vollständig unabhängig ist« Durch diese Konstruktion ist eine Vorrichtung geschaffen, bei welcher der Regeistan stets mit dem Trägergehäuse für den Regelstab verbunden ist, und zwar entweder durch die Klinken des Schrittheberantriebes oder durch die Kenterklinke, so dass bei einem Versagen der elektrischen Stromversorgung der Regelstab nicht infolge eines im Kernreaktorgehäuse herrschenden Oberdruckes herausgeschleudert werden kann. Diese Vorrichtung arbeitet sicherer und zuverlässiger ^r~ " die bekannten Vorrichtungen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden BeSchreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindungim einzelnen besenrieben sind.

Figur 1

zeigt in der Seitenansicht, teilweise geschnitten und teilweise fortgebrochen, eine Kenterklinke und das damit zusammen· wirkende, an dem Regelstab ausgebildete Rillensystem sowie den Betätigungsmechanismus für die Klinke.

Figur 2

ein anderes Ausführungsbeispiel eines Greifers mit einem Betätigungssystem im teilweisen Schnitt, fortgebrochen, wobei der Hub grosser ist als in Figur¹ 1,

Figur 3

zeigt im teilweisen Schnitt, fortgebrochen, die Schaltratsche Ton Figur 2, wobei der tote Gang zu erkennen ist, welcher den grösseren Hub von Figur 2 aufnimmt,

Figur 4

zeigt eine ähnliche Darstellung wie in Figur 3, bei der die Schaltratsche jedoch unwirksam ist.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsljeispiel der Erfindung ist ein Träger 1o in Form einer gasdichten Röhre an seinem unteren Ende gasdicht mit dein Gehäuse eines Kernreaktors (nicht dargestellt) verbunden, An seinem oberen Ende 4 ist der Träger 1o geschlossen, so dass ein luftdicht abgeschlossenes Gehäuse für einen Regelstab 12 gebildet ist, der, von dem Träger 1o umgeben, in den Reaktor hineinragt. Der Regelstab ist in axialer Richtung unter der selektiven Einwirkung von Spulen A, B, C, D und E schrittweise bewegbar, welche aussen rings um den Trägers angeordnet sind. Ein rohrförmiges Teilstück, welches im ganzen mit 14 bezeichnet ist, ist innerhalb des Trägers 1o der-

art angeordnet, dass es den Regelstab 12 umgibt. Dieses rohr-

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dem oberen Abschnitt des Trägers 1o verbunden, und dient als Halterung für den inneren Betätigungsmechanismus für die axiale Bewegung und das Halten des Regelstabes. Der Regelstab 12 kann innerhalb des Rohres 14 eine geradlinige, axiale Gleitbewegung ausführen.Das rohrförmige Teilstück 14 weist ein Rohr 16 auf, welches aus magnetischem oder unmagnetischem Material bestehen kann, jedoch vorzugsweise aus unmagnetischem Material hergestellt ist. Das Rohr 16 ist an seinem unteren Ende in eine Hülse 18 aus magnetischem Material und an seinem oberen Ende in eine Hülse 2o, ebenfalls aus magnetischem Material, eingeschraubt. Ein dem Rohr 16 ähnliches Rohr 22 ist an der gegenüberliegenden Seite in die Hülse 2o eingeschraubt und ist an seinem anderen Ende in eine Hülse 24 eingeschraubt, Auf die obere Fläche der Hülse 24 wirkt eine Unterlegscheibe 26, welche durch eine Mutter 28 nach innen gepresst wird, die in den Träger 1o eingeschraubt ist. Hierdurch wird die Hülse 2o nach unten gegen eine Schulter 3o im Träger 1o gedrückt, wodurch das ganze rohrförmige Teilstück 14 im Träger 1o gehalten wird,

Due Hülsen 18 und 2o, die aus magnetischem Material bestehen, sind auf diese Weise in ihrer Stellung im Träger 1o fixiert. Eine Hülse 32 aus magnetischem Material ist ebenfalls in fester Stellung an der Hülse 16 des rohrförmigen Teilstückes 14 zwischen den Hülsen 18 und 2o befestigt. Auf dem rohrförmigej Teilstück 14 ist ein oberer Regelstab-Hubanker 34 aus magnetischem Material gleitbar angebracht, dessen eines Ende nahe der Hülse 2o und dessen anderes Ende nahe der Hülse 32 liegt, so dass er zwischen den beiden Hülsen eine Hin- und Herbewegung ausführen kann, für welche die beiden Hülsen als Anschlag und Begrenzung dienen. Ein unterer Hubanker 36 ist an dem rohrförmigen Teilstück 14 in axialer Richtung gleitbeweglich angeordnet, wobei dessen oberes Ende nahe der Hülse 32 und dessen unteres Ende nahe der Hülse 18 liegt, so dass er eine axiale

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Bewegung zwischen den "beiden Hülsen ausführen kann, welche durch die ala Anschlag dienenden Hülsen begrenzt wird.

Wenn die Spuel A erregt wird, wird der Hubanker 34 nach oben gegen die Hülse 2o gezogen. Wenn die Spule C erregt wird, wird der Hubanker 34 nach unten gegen die Hülse 32 gezogen. Eine Erregung der Spule C verursacht auch eine Aufwärtsbewegung des Hubankers 36 gegen die Hülse 32, während eine Erregung der Spule E eine Abwärtsbewegung des Hubankers 36 in Richtung auf die Hülse 18 bewirkt, ^ "cse Weise können die Hubanker 34 und 36 durch die Spuli C und D zwischen ihren jeweiligen Anschlägen in zwei gegengesetzten Richtungen bewegt werden.

An dem Hubanker 34 ist ein Klinkenelement 38 schwenkbeweglich angebracht. Ein das Klinkenelement betätigender Klinkenanker 4o ist> in axialer Richtung gleitbeweglich, auf dem oberen Hubanker 34 angeordnet und wird mittels einer Feder 42 nach unten gedrückt. Ein Gelenkarm 44 ist an seinem ^inen Ende schwenkbeMflglich am Klinkenanker 4o und an seinem ande ren Ende schwenkbeweglich am Klinkenelement 38 angebracht, so dass bei einer in Axialrichtung erfolgenden Bewegung des Klinkenankers 4o im Verhältnis zum oberen Hubanker 34 entweder das Klinkenelement 38 mit dem Regelstab 12 in Eingriff gebracht und der Hubanker 34 mit dem Regelstab 12 verbunden oder aber das Klinkenelement zurückgezogen wird, so dass die Verbindung zwischen dem Hubanker 34 und dem Regelstab 12 unterbrochen wird, Der Regelstab 12 weist durch rillenartige Vertiefungen getrennte Vorsprünge 46 auf, welche mit dem Klinkenelement 38 zusammenwirken, wodurch der erforderliche Eingriff hergestellt wird. Wenn das Klinkenelement 38 sich mit dem Regelstab 12 in Eingriff befindet, wird der Regelstab 12 bei einer axialen Bewegung des Hubankers 34 in der gewünschten Richtung mitgenommen, wobei der Regelstab 12 sich nur soweit bewegen kann, wie es die Bewegung des Hubankers 34 zwischen seinen Anschlägen zulässt.

-Ιοί Der untere Hutanker 36 weist ein schwenkbare Klinkenelement

] Ί8 auf ^ einen das ElinkfinRTsniBnt betätigenden Klinkenanker

4o, eine auf den Klinkenanker einwirkende Feder 52 und einen Gelenkarm 54 auf, welcher den Klinkenanker 5o mit dem Klinkenelement 48 verbindet und das Klinkenelement in derselben Weise betätigt, wie es vorstehend in Verbindung mit dem oberen Hubanker 34 beschrieben wurd?. Bei einer Erregung der Spule B wird der Klinkenanker 4o, der aus magnetischem Material bestehen, in Richtung auf den oberen Abschnitt des Hubankers 34 gezogen, /odurch das Klinkenelement 38 mit dem Regelstab 12 in Eingriff gebracht wird. Unter Einwirkung der Feder 42 and der Schwerkraft wird der Klinkenanker 4o nach unten bewegt, um den Eingriff des Klinkenelements 38 5?u lösen- In ähnlicher Weise wird der aus magnetischem Material bestehende Klinkenanker 5o bei einer Erregung der Spule D entgegen der Wirkung der Feder 52 in Richtung auf den oberen Abschnitt des Hubankers 36 bewegt, wodurch das Klinkenelement 48 mit dem Regelstab 12 in Eingriff gebracht wird, Unter der Einwirkung der Feder 52 und unter dem Einfluss der Schwerkraft wird der Klinkenanker 5o aach unten gedrückt, wodurch das Klinkenelement 48 aus der Eingriffsstellung gebracht wird,

Am oberen Abschnitt des rohrförmigen Teilstückes 14 ist eine Hülse 56 befestigt, welche zwischen einer Schulter 58 am Rohr 22 und der auf das Rohr 22 aufgeschraubten Hülse 2o eingeklemmt ist. An der Hülse 2o ist eine Klinke 6o mittels eines Stiftes 62 schwenkuar befestigt. Eine am Rohr 22 in Axialrichtung gleitbeweglich angebrachte Hülse 64 wird durch eine Feder 66 einseitig vorgespannt, wodurch eine Unterfläche 68 der Hülse 64 gegen einen Vorsprung 7o der Klinke gedruckt wird, Hierdurch wird die Klinke 6o mit den Vorsprüngen 46 am Regelstab 12 in einen ratschenartigen Eingriff gebracht .

Wenn der Regelstab 12 nach innen gedrückt wird, beispielsweise unter der Einwirkung der Schwerkraft, wir* die Klinke

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durch die Vorsprünge 46 um den Stixt 61 verschwenkt, wodurch sie gegen die Kraft der Feder 66 -?cr. dem Regelstab 12 fortbewegt wird, so dass der Regelstab 12 seine Einwärtsbewegung fortsetzt"= kann. Wenn der Regelstab sich nach aussen odar nach oben bewegen will, wird die-ü-inke 6o durch die Vorsprünge 46 in entgegengesetzter Richtung gedreht, wodurch die Klinke dichter gegen den Regelstab gedrückt wird, wodurch die Aus-r wärtsbewegung verhindert wird.

Um eine Auswärtsbewegung des Regelstabes zu ermöglichen, ist eine Vorrichtung vorgesehen, mittels derer die Klinke 6o ausser Eingriff gebracht werden kann. Diese Vorrichtung weist eine gleitbar an der Hülse 56 angebracht«? Hülse 72 auf, welche mittels einer Feder 74 nach unten gedrückt wird. Die Hülse 72 weist nahe ihrem oberen Ende eine Anschlagfläche 76 auf, welche mit der Unterfläche eines mit der Klinke 6o einstückig ausgebildeten, nach aussen vorspringenden Armes 7ö zueammenwirkt. Bei einer Aufwärtsbewegug der Hülse 72 gegen die Wirkung der Feder 74 wird die Klinke 6o um den Stift 62 sowie gegen die Wirkung der Feder 66 verschwenkt, wodurch die Klinke 6o mit den Vorsprüngen 46 ausser Eingriff gebracht wird. Soweit es auf die Klinke 6o ankommt, ist dann eine freie Bewegung des Regelstabes 12 in beiden Richtungen möglich. Ein rohrförmiger Stössel 8o erstreckt sich durch die feststehende Hülse 2o und durch den oberen Hubanker 34. An seinem unteren Ende ist der Stössel, beispielsweise durch Verschrauben, mit dem Klinkenelement 38 betätigenden Klinkenanker 4o verbunden. Der rohrförmige Stössel 8o endet an seinem oberen Ende derart nahe der unteren Fläche der Hülse 72, dass die Hülse 72 nach oben bewegt wird, wenn der Klinkenanker 4o das Klinkenelement 38 mit dem Regelstab 12 in Eingriff bringt, wodurch die Klinke 6o ausgeschaltet wird, indem sie mit den Vorsprüngen 46 ausser Eingriff gebracht wird,

Eine an seinem unteren Ende mit dem Klinkenanker 5o beispiels-

weise durch 7erschrauben verbundener Stössel 82 erstrekct sich durch den unteren Hubanker 36, die feststehende Hülse 32, den oberen Hubanker 34, den Klinkenankei 4-0 und den rohrförmigen Stossel So aufwärts und Sendet nahe der Unterfläche der die Klinke aussei Eingriff bringenden Hülse in einer derartigen Stellung, dass bei einer Aufvartebewegung des unteren Klinkenankers, durch welche das Klinkenelement 48 aus seiner unwirksamen Stellung in eine Greifstellung gebracht wird, die Hülse 72 nach oben gedrückt und hierdurch die Klinke 6o ausgeschaltet wird,

Bei dem in dieser Anmeldung bezeichneten Ausführungsbeispiel sind die Stössel 8o und 82 so angeordnet, dass bei einer Aufwärtsbewegung des oberen Klinkenankers 4o, des unteren Klinkenankers 5o, des oberen Hubankers 34- oder des unteren Hubankers 36 die Klinke 6o ausgeschaltet, d.h. ausser Eingriff gebracht wird. Bei einer derartigen Anordnung-fe trägt die Betätigungsabfolge der verschiedenen Spulen dazu bei, sicherzustellen, dass die Obke 6o nur dann ausser Eingriff gebracht wird, wenn die Klinkenelemente 38 oder 48 in Eingriff sind.

Auegehend von der in der Zeichnung daffitellten Stellung, α he die Rutschstellung darstellt, in der alle Spulen untrregt sind, so dass der Regeläfab 12 unter dem Einfluss der Schwerkraft infolge seines eigenen Gewichtes frei fallen kann und in der die Hubanker 34 und 36 und die Klinkenanker 4o und 5o sich in ihrer unteren Stellung befinden, um den Regelstab 12 zu heben, würde zuerst die Spule D betätigt werden, um den K- das Klinkenelement 48 betätigenden Klinkenanker 5o an zuheben und das Klinkenelement 48 nach innen zu drücken, so dass e& den Regelstab 12 ergreift. Der untere Hubanker 36 würde hierdurch mit dem Regelstab 12 verbunden.Bei einer Betätigung der Spule D wird der Klinkenanker 5o angehoben, wodurch der Stössel 82 und damit die Hülse 72 nach oben gedrückt werden, so dass die Klinke oder Kenterklinke 6o ausser Eingriff gebracht wird. Bei einer Erregung der Spule C wird dann der

Regele , 12 angehoben. Die Spule C würde alsdann "betätigt, um den ν eren Hubanker 36 und den damit verriegelten Regelstab 12 anzuheben. Dann würde die Spule B betätigt werden, um den Klinkenanker 4o anzuheben und die oberen Klinkenelemente 38 mit dem Regelstab 12 in Eingriff zu bringen», so dass dann beide Klinkenelemente in Eingriffsstellung sind. Dann wird die Spule D abgeschaltet, um das Klinkenelement 48 zu lösen, wodurch der Klinkenanker 5o nach unten fallen kann» Anschliessend wird die Spule G abgeschaltet, während die Spule A erregt wird, um den oberen Hubanker 34 zusammen mit dem Regelstab 12 anzuheben. Die Spule E wird erregt, um den unteren Hubanker 36 nach unten zu ziehen. Anschliossend wird die Spule erregt, um das Klinkenelement 48 erneut in Eingriff zu bringen, so dass beide Klinkenelemente alsdann in Greifstellung sind. Dann wird die Spule B abgeschaltet, um das Klinkenelement 38 zu lösen. Die Spulen A und E werden abgeschaltet. Dann wird die Spule C erregt, um den unteren Hubanker 36 und den Regelstab 12 anzuheben, wodurch ein neuer Zyklus beginnt.

Hieraus geht hervor, dass der Regelstab in einer schrittweisen Bewegung angehoben werden kann, wobei er stets gegen eine unerwünschte Bewegung in beiden Richtungen gesichert ist, solange die Spulen betätigt werden. Sobald die Spulen nicht mehr arbeiten, fallen der obere und der untere Hubanker sowie der obere und der untere Klinkenanker in ihre untere Stellung, Die Kenterklinke 6o kann dann unter der Einwirkung der Feder 66 unbehindert ihre Eingriffsstellung einnehmen. Bei der in der Zeichnung gezeigten Stellung i&t der Regelstab in sei¹"' r untersten Stellung.

Vorstehend wurde beschrieben, auf welche Weise der Regelstab angehoben wefden kann. Es ist offensichtlich, dass der Regelstab schrittweise abgesenkt werden kann, indem die Abfolge der Erregung der verschiedenen Spulen umgekehrt wird.

Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die

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geometrischen Verhältnisse so gewählt, dass die Hubanker und 36 im wesentlichen den gleichen Bewegungsapielraum haben wie die Klinkenanker 4o und 5o, so dass bei einor Aufwärtebewegng irgendeines dieser Teile die Klinke oder Kenterklinke 6o abgeschaltet wird.

Bei dem in Figur 2, 3 und 4 gezeigten Ausfflarungsbeispiel sind die geometrischen Abmessungen der verschiedenen Teile so gewählt, dass die Klinkenanker einen grösseren Bewegungsspielraum haben als die Hubanker. Die in Ftgur 2, 3 und 4 gezeigte Vorrichtung stimmt im wesentlichen mit der in Figur 1 gezeigten überein, ausser, dass Teile modifiziert worden sind, um den Betätigungsvorrichtungen für die Klinkenelemente einen grösseren Hub zu geben als den Hubaiikem. für den Regelstab, wobei ein gewisser toter Gang vorr^~^n ist. In Figur 2, 3 und 4 haben die Teile, welche Teilen in Figur 1 bis auf eine Änderung in der Grosse oder in der Geometrie entsprechen, ein Bezugszeichen, welches um die Zahl 1oo grosser ist als bei dem entsprechenden Teil in Figur 1. In Figur 2 ist der Gelenkarm 144 verlängert. Die Lagerpunkte ffcr die Schwenkbewegung sind auf dem Klinkenelement 138 zurückverlegt, so dass der das Klinkenelement 138 betätigende Klir^enankbr bei der Bewegung des Klinkenelementes aus einer Eingriffssteliung mit dem Rc^^stab 12, in der es mit einem der in Axialrichtung mit Abstand angeordneten Vorsprünge 46 in Eingriff steht, in eine gelöste oder Nicht-Eingriffsstellung, in welcher es mit aen Vorsprüngen nicht in Eingriff steht und der Regelstab 12 nicht mit dem Hubanker 134 in Verbindung steht, einen grösseren Hub hat. Zusätzlicher Spielraum ist zwischen dem oberen Ende des Klinkenankers 14o und dem Hubanker 134 vorgesehen,um den vergrösserten Hub zu ermöglichen. Der Abstand zwischen dem Hubanker 134 und der Hülse 2o sowie der Hub des Hubankers 134 bleiben erhalten, so dass bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Hub des Klinkenankers 14o grosser ist als der Hub des zugeordneten Hubankers 34. Dieselben Änderungen sind in der Gelenkverbindung

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des Klinkenelementes, im Klinkenanker und im Hubanker der unteren Yorriuiituug zur Regel st abb ewe guisg in dsm la Figur 2, 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen.

Der axiale Abstand der Vorsprunge oder Zähne 46 am Regelstab 12 bestimmt normalerweise den im Regelstabantrieb vorgesehenen Hub, wobei der Hub gleich dem oder etwas grosser als der Abstand der Zähne ist. Infolgedessen kann'der Hub des Klinkenankers auch dadurch langer gemacht werden als der Hub des Hubankers, indem der Zahnabstand und damit der Hut des Hubankers kleiner gemacht werden als der Zahnabstand und der Hub des Klinkenankers.

Der in Pigur 3,UBu 4 gezeigte Kenterklinksn=Satrisgelu2gs= mechanismus ist gegenüber dem in Figur 1 gezeigten abgewandelt, um einen toten Gang in der mechanischen Verbindung zwischen der Kenterklinke und den Klinkenankern vorzusehen. Hierzu ist die Hülse 172 verkürzt, so dass sie nicht mit dem Arm 78 der Klinke 6o in Kontakt steht. Die volle Bewegung der die RegelstabböWegung bewirkenden Hubanker 34 und 36 wird durch den toten Gang aufgenommen, wobei die Hubanker auch in ihrer höchsten Stellung die Kenterklinke 6o nicht ausser Eingriff bringen können.

Die Stössel 8c und 82 stehen mit der Hülse 72 oder 172 oder mit der Klinke 6onicht in physischer Verbindung, sondern sind hiermit wegen des mechanischen Kontaktes, welcher die Klinke ausschaltet, mechanisch betätigbar verbunden. Die oberen Enden der Stössel 8o und 82 sind so angeinkö^ordnet, dass ein toter Gang zwischen der Hülse 172 und dem Arm der Klinke 6o vorgesehen ist, welcher im wesentlichen der Bewegung der Hubanker 34 und 36 entspricht, so dass bei einer Aufwärtsbewegung der Hubanker allein, wobei die Klinkenanker in der Nichteingriffsstellung bleiben, die Xenterklinke nicht ausser Eingriff gebracht würde, obwohl die Klinkenanker 4o und 5o mitgeführt würden. Da die Klinkenanker 14o und

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{,in modifizierter Form) einen weiteren Weg habenn als der Regelttab, haben die üubanker 34 und 56 ausreichenden Spielraum, um den toten Gang im Entriegelungsmechanismus für die Kenterklinke zu überwinden und die die Klinke ausser Eingriff bringende Hülse 172 mit dem Vorsprung 78 in Kontakt zu bringen und hierdurch die Klinke 6o auszuschalten, auch wenn die Hubanker 34 und 36 in ihrer unteren Stellung sind. Der einzige Lagerstift 62 der Klinke 6o ist an der Hülse 56 gegen die axiale oder gegen eine Querbewegung festgelegt und ist dementsprechend auch gegen eine Bewegung bezüglich des Regelstabträgers fixiert. Die Hülse 172 dreht die Klinke um den Stift entgegen der Einwirkung der Feder 66, wobei die Klinke ausser Eingriff gebracht wird. Indem die Innenfläche der Hülse 172 hinter den Arm 78 gleitet, dient diese als Anschlag, gegen den die Klinke durch die Feder 66 in Ruhestellung gehalten iwrd. Der tote Gang könnte zwischen den Enden der Stössel 8o und 82 einerseits und der Hülse 172 vorge sehen sein. Gegenwärtig wird es jedoch vorgezogen, den toten Gang zwischen der Hülse 172 und dem Arm 78 der Klinke 6o vorzusehen. Bei einer derartigen räumlichen Anordnung würde die Klinke 6o nur dann ausser Eingriff gebracht werden, wenn wenigstens eine der Klinkenelemente 38 und 48 mit dem Regelstab 12 in Eingriff ist.

Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel unterstützt die Feder 74» welche durch die Hülse 72 und die Stössel 8o und 82 wirkt, die Federn 5 42 und 52 dabei, die Klinkenanker 4o und 5o und die Klinkenelemente 38 und 48 in ihre nicht verriegelte Stellung zu drücken. Auch drückt die Feder 74 die beiden Hubanker 34 und 36 in ihre untere Stellung. Dieselbe Funktion tritt bei dem in Figur" 2, 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel auf, bei dem der Klinkenanker einen grö-Äeren Hub hat als der zugehörige Hubanker, wobei zwischen der die Kenterklinke 6o ausser Eingriff bringenden Hülse 172 und den Arm 78 der Klinke 6o der tote Gang vorgesehen ist, Wenn der tote Gang zwischen den oberen Enden der Stössel So und 82 und der unteren Fläche der Hülse 72 vorgesehen ist,

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indem ein Anschlag für die Abwärtsbewegung der Hülse 72 geschaffen ist, würde die Feder 74 die Abwärtsbewegung der Hu/banVfiT· 54 und 36 nur dann unt er stützen, wenn die Klinkenanker 4o oder 5o in ihrer Eingriffsstellung sind. Die Federn 42 und 52 würden nur in einem Teilabschnitt ihres Abwärtshubes unterstützt werden.

Während nur von einer einzigen Klinke 6o-, einem einzigen Klinkenelement 38, einem einzigen Klinkenelement 48, einem einzigen Stössel 8o und einem einzigen Stössel 82 vorstehend die Rede war, so versteht es sich doch, sass ar -si oder mehr derartiger Klinken, Stösseee-c -, vorzugsweise jeweils drei, rings um den Regelstab .,oordnet werden können.

Das Rohr 22 weist einen durchgehenden Schlitz 84 auf, durch welchen die Klinke 6o hindurchgeht. Die Hülse 56 weist einen ähnlichen durchgehenden Schlitz auf, in dem die Kenterklinke 6o aufgenommen ist und in der sie sich um den Stift 62 drehen kann. Das Rohr 16 weist einen Schlitz 88 auf, durch den das Klinkenelement 38 hindurchgeht. Im oberen Hubanker 34 ist das Klinkenelement 38 in einem Schlitz 9o befestigt. Der Klinkenanker 4o ist bei 92 geschlitzt, um den Gelenkarm 44 aufz-.mehmen und dessen Schwenkbewegung zu ermöglichen. Das Rohr 16, der untere Hubanker 36 und der untere Klinkenanker 5o sind mit ähnlichen Schlitzen versehen.

Während der gezeigte uechanisinus zwei mit axialen Abstand angeordnete Hubanker aufweist, kann der untere Hubanker auch durch eine Halteklinke ersetzt werden. Die Erfindung kann dann dazu verwendet werden, die Kenterklinke ausser Eingriff zu bringen, wenn entweder die Hubklinke oder die Halteklinke in Eingriff sind und die Kenterklinke zu lösen, um eine Auswärtsbewegung oder ein Herausschleudern des Regelstabes 12 zu verhindern, wenn sowohl die Hubklinke als auch die Halteklinke ausser Eingriff sind.

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Von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind innerhalb des Erfindungsgedankens verschiedene Umgestaltungen und Abwandlungen möglich.

Claims

Schutzansprüche

1. K ;erklinkenanordnung für magnetische Schrittheberantr-v'be von Regelstäben in Kernreaktoren mit einem oder mehreren, axial beweglichen Hubankern für die Regelstäbe; einem oder mehreren an dem Hubanker oder den Hubankern angebrachten Klinkenelementen und einer Betätigungsvorrichtung, durch welche das Klinkenelement oder die Klinkenelemente mit dem Regelstab in Eingriff gebracht werden, gegekennzeichnet durch eine gegen eine Längsbewegung an einem

• Träger (io) des Regelstabes (12) gesicherte Kenterklinke

(6o), welche Teil einer Ratschenanordnung ist und eine Bewegung des Stabes (12) in einer Richtung verhindert, eine die Ratschenanordnung unter Spannung setzende Vorrichtung (66), durch welche die Kenterklinke (6o) mit dem Regelstab (12) in Eingriff gebracht wjrd, eine von der die Kenterklinke spannenden Vorrichtung (66) unabhängige, das

; Klinkenelement (38) oder die Onkenelemente (38, 48) mit

dem Regelstab (12) ausser Eingriff drückende Vorrichtung, und eine Ausschaltvorrichtung (72,74), welche durch die Klinkenanker (4o, 5o) betätigt wird und die Kenterklinke (6o) entgegen der Wirkung der unabhängigen, die Kenterklinke in Eingriff drückenden Vorrichtung (66) mit dem Regelstab ausser Eingriff drückt, wobei die Ausschaltvorrichtung (72, 74; einen wechanismus (72,So,82) aufweist, weIt eher die Klinkenanker (4o, 5o) und die Kenterklinke (6o)

, kraftSchlussig miteinander verbindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ; der Mechanismus (72, 8o) einen toten Gang aufweist; und

dass eine Einzelfeder (74) vorgesehen ist, welche die Ausschaltvorrichtung (72) in Ruhestellung drückt.

'.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich

net, dass die Ratschenanordnung aus einer an einem einzelnen, an dem Träger (I07 befestigten Drehstift schwenkbar gelagerten Kenterklinke (60) besteht; daps die Vorrichtung zum Vorspannen der Kenterklinke eine Feder 1,66)

ist; und dass die Ausschaltvorrichtung auf einem mechanischen Verbindungsstück (72) "besteht, welches die Kenterklinke (6o) entgegen der Wirkung der Klinkenfeder (66) um ihren festen Drehpunkt (62) zu drehen versucht und einen Anschlag bildet, welcher eine Bewegung der Kenterklinke (6o) du ^h die Feder (66) verhindert.

Torrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, äs gekennezeichnet durch 2wei einzelne, selektiv und abwechselnd betätigbare Hubanjcer (34-, 36); und einen .jedem Habanker (34, 36) augeordneten einzelnen Klinkenanker (4o, 5o) wobei die durch die Klinkenanker (4o, 5o) betätigten Vorrichtungen durch jeden der Klinkenanksr (4o, 5o) unabhängig betätigte Einrichtungen (8o, 82) aufweisen, durroü .-/eiche die Kenterklinke jeweils unabhängig mit dem Regeistab (12) ausser Eingriff gebracht wird.

Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelstab (12) aenkrecht angeordnet ist und die Vorrichtung, durch welche die Kenterklinke (6o) ausser Eingriff gebracht wird» eine Vorrichtung (72) aufv.aist, welche durch eine Aufwärtsbewegung des Hubankers (34) mitder Ken klinke (6o) in Berührung gebracht wird,

Vorrichtung nach einem der vorangehendem Ansprüche, gekennzeichnet durch l'ubanker, durch welche der Stab selektiv axial in entgegengesetzen Richtungen um eine begrenzte Strecke bewegt werden kann; mit den Hubankern (34, 36) bewegbare Klinkenanker (4o, 5o), mittels derer die Hubanker selektiv mit dem Stab (12) verbunden und von diesem gelcat werden können; und durch Jinrichtungen (8o, 82), welche lediglich dadurch betätigt werden, dass die Klinkenaoker (4o, 5o) die Hülanker mit dem Regelstab in Eingriff bringen, wobei die Ausschaltvorrichtung (72) in die Ausschaltstellung gebracht wird,

7. Vorrichtung nach Anspruch. 6, gekennzeichnet durch, eine 41? Kenterklinke (6o) in Arbeitsstellung drückende Vorrichtung (66); einen Anschlag (72) mit einer Haltestellung, welcher der die Kenterklinke in Arbeitsstellung drückenden Vorrichtung (66) gegenüber liegt und eine die Kenterklinke (6o) ausser Eingriff bringende Bewegung verhindert; und mit den Klinkenankern (4o, 5o) betätigbar verbundene Einrichtungen (8o, 82), welche dann betätigt werden, wenn die Klinkenanker die Hubanker (34_} 36) ausser Eingriff bringen, wobei die Einrichtungen (89 82) den Anschlag (72) aus seiner Anschlägstellung bewegen und die Ratschenanordnung der Kenterklinke wirksam werden lassen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch zwei getrennte, selektiv betätigbare Hubanker, von denen jeder einen eigenen Klinkenanker (40, 5o) sowie eine jeweils unabhängig von einem der Klinkenanker betätigte Einrichtung (80, 82) zum Ausschalten der Kenterklinke am (60) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen senkrecht stehenden, in axialer Richtung beweglichen Regelstab (12) mit ratschenartigen Zähnen oder Vorsprüngen (46), welcher sich in das Druckgehäuse eines Reaktors erstreckt und an einem Ende dem in dem Gehäuse herrschenden Druck ausgesetzt ist; den Regelstab (12) umgebende Hubanker; magnetische Antriebsvorrichtungen (A, B, C, D, E) zur axialen Bewegung der Hubanker (34,

36) bezüglich des Regelstabes; lösbare Klinkenelemente (38, 48) welche die Hubanker (34, 36) mit dem Regelstab verbinden; mit dem Stab und mit den Hubankern in axialer Richtung bezüglich des Regelstabes bewegliche Klinkenanker (4o, 5o), mittels derer die Klinkenelemente (38, 48) mit dem Regelstab in und ausser Eingriff gebracht werden können; eine an dem Reaktorgehäuse befestigte Kenterklinke, welche das Herausschleudern des Regelstabes verhindert; eine Feder (66), durchweiche die Kenterklinke (60) mit den Zähnen oder Vorsprüngen (46) des Regelstabes in Ratscheneingriff

gebracht wird, um eine Auswärtsbewegung des Stäben zu verhindern: und einen Mechanismus (72, 80, 82), welcher in eine Arbeitsstellung gebracht werden kann, inder er die Klinkenanker (4o, 5o) und die Kenterklinke (60) kraftschltts- eig verbindet, um entgegen der Einwirkung der Feder (66) die Kenterklinke (60) mit den Vorsprüngen (46) dann aus3er Eingriff zu bringen, wenn die Klinkenanker (40, 5o) die Hubanker (34, 36) mit dem Regelstab in Eingriff bringen, während die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Mechanismus und der Kenterklinke gelöst wird, wenn die Klinkenanker die Verbindung zwischen den Hubankern und dem Regelstab lösen.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubanker (34, 36) zur selektiven, axialen Bewegung des Regelstabes (12) in zwei entgegengesetzten Richtungen einen begrenzten Hub haben; dass die Klinkenanker (14o, 5o;, welche mit den und bezüglich der Hubanker (134,36) beweglich sind, bezüglich der Hubanker zum selektiven in Eingriff bringen und ausser Eingriff bringen der Hubanker mit dem Stab (12) einen Hub haben, welcher grosser ist als der Hub der Hubanker (134,36); und dass die Ausschaltvorrichtung (72) sowohl durch die Hubanker (134, 36) als auch durch die Klinkenanker (14o, 5o) bewegbar ist, wobei die Ausschaltvorrichtung so eingerichtet und angeordnet ist, dass der begrenzte Hub der Hubanker nicht ausreicht, um die Ausschaltvorrichtung in ihre Ausschaltstellung zu bringen, dass jedoch der grossere Hub der Klinkenanker (I4o,5o) ausreicht, die Ausschaltvorrichtung in ihre Ausschaltstellung zu bringen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschaltvorrichtung (72, 80, 82) einen toten Gang aufweist, welcher v/enigstens dem begrentzen Hub entspricht, bei dem die Ausschaltvorrichtung unwirksam ist.