FR2495814A1 - Drive unit for control rods in nuclear reactor - where rods can be dropped into reactor core if emergency occurs, and be locked in the core even if the reactor is in capsized ship - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif permettant de commander la montée et la chute d'une ou plusieurs barres absorbantes d'un deuxième système d'arrêt d'urgence équipant un réacteur nucléaire. Plus précisément, la présente invention se rapporte aux moyens de manoeuvres permettant, dans un tel dispositif, de remonter les barres absorbantes afin de les placer en position d'attente au-dessus du coeur du réacteur. The present invention relates to a device for controlling the rise and fall of one or more absorbent bars of a second emergency stop system equipping a nuclear reactor. More specifically, the present invention relates to maneuvering means allowing, in such a device, to raise the absorbent bars to place them in the waiting position above the reactor core.
On sait que les réacteurs nucléaires sont équipés d > un système de pilotage comportant des barres absorbantes normalement utilisées pour le pilotage du rédacteur. De plus, en cas de déclenchement des systèmes de sécurité, ces barres peuvent chuter rapidement dans le coeur du réacteur, ce qui a pour effet d'abaisser instantanément la réactivité à l'intrieur du coeur et, par conséquent, d'arrêter le réacteur. Le système de pilotage assure donc aussi la fonction de premier système d'arrêt, dont la mise en oeuvre intervient lorsqu'il est nécessaire de procéder à un arrêt de sécurité du réacteur. It is known that nuclear reactors are equipped with a control system comprising absorbent bars normally used for controlling the editor. Moreover, in the event of safety systems being tripped, these rods can fall rapidly into the reactor core, which has the effect of instantly lowering the reactivity inside the core and, consequently, of stopping the reactor . The control system therefore also performs the function of the first stop system, the implementation of which occurs when it is necessary to perform a safety shutdown of the reactor.
Pour des raisons de sécurité et tenant compte notamment de la double fonction assurée par le système de pilotage qui rend relativement complexes et, par conséquent, faillibles les éléments qui le constituent, on peut prévoir un deuxième système d'ar rêt d'urgence ayant pour seule fonction d'assurer, en cas- de besoin, l'arrêt immédiat du réacteur. A cet effet, un tel système comprend essentiellement des moyens pour commander la chute des barres absorbantes et des moyens pour commander la montée ou la remontée des barres en position d'attente au-dessus du coeur. For reasons of safety and taking into account in particular the dual function provided by the control system which makes relatively complex and therefore fallible the elements that constitute it, there can be provided a second emergency stop system having for the sole function of ensuring, in case of need, the immediate shutdown of the reactor. For this purpose, such a system essentially comprises means for controlling the fall of the absorbent bars and means for controlling the raising or raising of the bars in the waiting position above the core.
La présente invention a pour objet un dispositif de commande d'une ou plusieurs barres absorban tes d'un deuxième système d'arrêt d'urgence ne présentant pas les inconvénients des dispositifs de commande plus compliqués utilisés par exemple pour les barres de pilotage et de sécurité. De façon plus précise, l'invention a pour objet un dispositif de commande dont les moyens de manoeuvre commandant la montée ou la remontée des barres au-dessus du coeur sont suff i- samment simples et peu encombrants pour pouvoir être disposés à ltintér-eur de la cuve du réacteur évitant ainsi la présence de traversée de la cuve par des arbres tournants et l'encombrement autour de la cuve de C. ispositifs plus complexes
A cet effet et conformément à l'invention, il est proposé un dispositif de commande d'au moins une barre absorbante d'un deuxième système d'arrêt d'urgence pour un réacteur nucléaire, ce dispositif comprenant au moins un arbre de commande dont la rotation commande le déplacement vertical de la barre absorbante par l'intermédiaire d'un ensemble pignoncrémaillère, des moyens de manoeuvre pour entraîner l'arbre de commande en rotation dans le sens correspondant à la montée de la barre absorbante et des moyens de contrôle pour commander la chute de la barre absorbante, caractérise' en ce que les moyens de ma r.oeuzre comprennent un système moteur imprimant un mouvement alternatif de va-et-vient à une tige de commande assurant, lors de son mouvement aller et par l'insermndiaire d'un enseiiiile cliquet-roue dentée, la rotation pas-à-pas de l'arbre de commande dans le sens correspondant a la montée de la barre absorbante, et en ce que des moyens de maintien sont prévus pour empêcher la rotation de l'arbre de commande dans le sens
nverse lors du mouvement retour de la tige de commande.The subject of the present invention is a device for controlling one or more absorbent bars of a second emergency stop system which does not have the drawbacks of the more complicated control devices used, for example, for the control and steering rods. security. More specifically, the subject of the invention is a control device whose maneuvering means controlling the raising or raising of the bars above the core are sufficiently simple and compact to be able to be arranged in the interior. of the reactor vessel thus avoiding the presence of passage through the tank by rotating shafts and congestion around the tank of C. more complex ispositifs
For this purpose and in accordance with the invention, there is provided a device for controlling at least one absorbent bar of a second emergency stop system for a nuclear reactor, this device comprising at least one control shaft of which the rotation controls the vertical movement of the absorbent bar via a rack and pinion assembly, operating means for driving the control shaft in rotation in the direction corresponding to the rise of the absorbent bar and control means for controlling the fall of the absorbent bar, characterized in that the means of my work include a motor system reciprocating reciprocating movement to a control rod ensuring, during its forward movement and by the inserting a ratchet-toothed gear, the step-by-step rotation of the control shaft in the direction corresponding to the rise of the absorbent bar, and in that holding means are provided to prevent rotation of the control shaft in the direction
nverse during the return movement of the control rod.
Selon une première va iwan de réalisation, le système moteur est un système électromagnétique comportant au moins un bobinage dans lequel est reçu un noyau plongeur solidaire de ladite tige de commande. According to a first va iwan embodiment, the motor system is an electromagnetic system comprising at least one coil in which is received a plunger integral with said control rod.
Selon une seconde variante de réalisation, le système moteur est un système pneumatique comportant au moins un piston solidaire de ladite tige de commande. According to a second variant embodiment, the motor system is a pneumatic system comprising at least one piston secured to said control rod.
Enfin, selon une troisième variante de réalisation, le système moteur est un système hydraulique comportant au moins un piston solidaire de ladite tige de commande. Finally, according to a third variant embodiment, the motor system is a hydraulic system comprising at least one piston integral with said control rod.
On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en perspective illustrant de façon schématique un dispositif de commande d'une barre absorbante d'un système d'arrêt d'urgence, ce dispositif de commande étant réalisé conformément à l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe d'un mode de réalisation préféré de la partie mécanique du dispositif de commande représenté sur la figure 1,
- la figure 3 est une vue en coupe à plus grande échelle montrant plus en détail les différents éléments de la partie mécanique représentée sur la figure 2,
- la figure 4 est une vue en coupe verticale schématique montrant la disposition des moyens de manoeuvre électromagnétique et des moyens de commande électromagnétique par rapport à la partie mécanique représentée sur les figures 2 et 3,
- la figure 5 est une vue en coupe horizontale selon la ligne V-V de la figure 4,
- la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 3 montrant les moyens de blo cage en rotation de la roue empêchant la rotation de l'arbre de commande dans le sens correspondant à la descente de la barre absorbante, et
- la figure 7 est-une vue en coupe selon la ligne -VII-VII de la figure 3 montrant les moyens de blocage en rotation de l'arbre de commande de la barre absorbante dans le sens correspondant à la montée de la barre.A particular embodiment of the invention will now be described, by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawings in which:
FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating a device for controlling an absorbent bar of an emergency stop system, this control device being produced in accordance with the invention,
FIG. 2 is a sectional view of a preferred embodiment of the mechanical part of the control device represented in FIG. 1,
FIG. 3 is a sectional view on a larger scale showing in greater detail the various elements of the mechanical part shown in FIG. 2,
FIG. 4 is a schematic vertical sectional view showing the arrangement of the electromagnetic actuation means and the electromagnetic control means with respect to the mechanical part shown in FIGS. 2 and 3,
FIG. 5 is a horizontal sectional view along the line VV of FIG. 4,
- Figure 6 is a sectional view along line VI-VI of Figure 3 showing the means for locking in rotation of the wheel preventing the rotation of the control shaft in the direction corresponding to the descent of the absorbent bar , and
- Figure 7 is a sectional view along line -VII-VII of Figure 3 showing the rotational locking means of the control shaft of the absorbent bar in the direction corresponding to the rise of the bar.
Comme le montre schématiquement la figure 1, le dispositif de commande selon l'invention comprend un arbre de commande horizontal 10 portant un pignon 12 qui s'engrène sur une crémaillère verticale 14 dont l'extrémité inférieure (non représentée) porte une barre absorbante. Bien entendu, l'arbre 10 pourrait porter plusieurs pignons 12 et commander ainsi simultanément plusieurs barres absorbantes. Dans ce cas, en raison de la nécessité de ne pas entraver l'accès à certaines parties du coeur, les pignons 12 peuvent être portés par plusieurs arbres, par exemple parallèles, reliés en rotation par des ensembles chainesroues dentées ou encore par des systèmes de pignons. As shown schematically in Figure 1, the control device according to the invention comprises a horizontal control shaft 10 carrying a pinion 12 which meshes with a vertical rack 14 whose lower end (not shown) carries an absorbing bar. Of course, the shaft 10 could carry several gears 12 and thus simultaneously control several absorbent bars. In this case, because of the need not to impede access to certain parts of the core, the pinions 12 can be carried by several shafts, for example parallel, connected in rotation by toothed belt sets or by systems of rotation. sprockets.
Le dispositif de commande selon l'invention est logé en totalité à l'intérieur de la cuve du réacteur, chacun des pignons 12, ou le pignon 12 de chaque dispositif étant disposé verticalement au-dessus du coeur du réacteur, de telle sorte que les barres pénètrent dans ce dernier lors de leur chute. The control device according to the invention is housed entirely within the reactor vessel, each of the pinions 12, or the pinion 12 of each device being disposed vertically above the reactor core, so that the bars enter the latter when they fall.
Conformément à l'invention, des moyens de manoeuvre désignés par la référence générale 16 permettent de commander la montée pas-à-pas de la barre absorbante par l'intermédiaire de l'arbre 10, du pignon 12 et de la crémaillère 14. Ces moyens de manoeuvre comprennent un système moteur 18 constitué par un système électromagnétique dans la variante représentée. Ce système électromagnétique est constitué par un bobinage à axe vertical 20 à l'intérieur duquel se déplace un noyau plongeur 22 solidaire d'une tige verticale 24. According to the invention, maneuvering means designated by the general reference 16 make it possible to control the step-by-step rise of the absorbent bar via the shaft 10, the pinion 12 and the rack 14. operating means comprise a motor system 18 constituted by an electromagnetic system in the variant shown. This electromagnetic system is constituted by a vertical axis winding 20 inside which moves a plunger core 22 integral with a vertical rod 24.
Dans une autre variante non représentée, le système moteur 18 peut être constitué par un système pneumatique tel qu'un vérin à double effet. Ce système comprendrait alors un cylindre à axe vertical dans lequel serait reçu en coulissement un piston sensible à deux pressions pneumatiques opposées pour effectuer un mouvement alternatif de va-et-vient dans le cylindre. In another variant not shown, the motor system 18 may be constituted by a pneumatic system such as a double-acting cylinder. This system would then comprise a cylinder with a vertical axis in which a piston sensitive to two opposite pneumatic pressures would be slidably received to reciprocate back and forth in the cylinder.
La tige verticale 24 serait alors solidaire du piston.The vertical rod 24 would then be integral with the piston.
Dans une troisième variante non représentée, le système moteur 18 peut être constitué par un système hydraulique tel qu'un vérin à double effet. Un tel vérin présenterait une structure voisine de celle du vérin pneumatique qui vient d'être décrit, la seule différence tenant au fait que le piston serait alors soumis à deux pressions hydrauliques antagonistes. In a third variant not shown, the motor system 18 may be constituted by a hydraulic system such as a double-acting cylinder. Such a cylinder would have a structure similar to that of the pneumatic cylinder just described, the only difference being that the piston would then be subjected to two opposing hydraulic pressures.
Toujours selon l'invention, l'extrémité libre de la tige 24 est articulée en 26 sur une couronne 28 montée libre en rotation autour de l'arbre 10. La couronne 28 porte un cliquet 30 qui s'engrène sur une roue à denture inclinée 32 également montée libre en rotation autour de l'arbre 10. La structure des moyens de manoeuvre 16 ainsi constitués est telle qu'un déplacement alternatif du noyau 22 (ou du piston correspondant) et de la tige 24 de haut en bas et de bas en haut résultant d'excitations et de désexcitations successives du bobinage 20 (ou de la mise sous pression alternée des faces opposées du piston) fait tourner pas-à-pas la roue à denture inclinée 32 autour de l'arbre 10 dans le sens indiqué par la fleche F1 sur la figure 1. Still according to the invention, the free end of the rod 24 is articulated at 26 on a ring 28 mounted freely to rotate about the shaft 10. The ring 28 carries a pawl 30 which meshes with an inclined gear wheel 32 also mounted free to rotate about the shaft 10. The structure of the maneuvering means 16 thus formed is such that an alternating displacement of the core 22 (or the corresponding piston) and the rod 24 from top to bottom and bottom at the top resulting from successive excitations and deexcitations of the winding 20 (or the alternating pressurization of the opposite faces of the piston) rotates step by step the inclined gear 32 around the shaft 10 in the indicated direction by the arrow F1 in FIG.
Dans la variante représentée, la roue à denture inclinée 32 est solidaire d'un pignon 34 qui s'engrène sur les petits pignons 36a de deux planétaires 36 dont les axes sont portés par une roue 33 moins tée librement sur l'arbre 10. Les grands pignons 36b des planétaires 36 s'engrènent sur un pignon 40 fixé à l'arbre 10. In the variant shown, the inclined toothed wheel 32 is integral with a pinion 34 which meshes with the small pinions 36a of two sun gears 36 whose axes are carried by a wheel 33 less free on the shaft 10. large pinions 36b of the sun gears 36 are meshing with a pinion 40 fixed to the shaft 10.
Pour compléter le mécanisme d'entrainement en rotation de l'arbre 10 par les moyens de manoeuvre 16 dans le sens correspondant à la montée de la barre absorbante, des moyens de verrouillage représentés schématiquement sur la figure 1 sont prévus pour immobiliser en rotation la roue 38 autour de l'arbre 10 au cours de la mise en oeuvre des moyens de manoeuvre 16. To complete the rotational drive mechanism of the shaft 10 by the operating means 16 in the direction corresponding to the rise of the absorbent bar, locking means shown schematically in Figure 1 are provided to immobilize in rotation the wheel 38 around the shaft 10 during the implementation of the maneuvering means 16.
Ces moyens de verrouillage se composent d'un verrou 42 susceptible de venir s'engager dans une denture 44 formée à la périphérie de la roue 38. Ces moyens de verrouillage permettent d'assurer la transmission a 11 arbre 10 du mouvement de rotation pas-a-pas de la roue dentée 32 dans le sens de la flèche F1 imparti par les moyens de manoeuvre 16. Cette transmission s'effectue par l'intermédiaire du pignon 34, du planétaire 56 et du pignon 40. I1 en résulte une rotation du pignon 12 dans le sens de la flèche F2 conduisant à une montée de la barre absorbante portée par la cré- maillère 14.These locking means consist of a latch 42 capable of being engaged in a toothing 44 formed at the periphery of the wheel 38. These locking means make it possible to ensure the transmission to the shaft 10 of the rotational movement of the wheel. the gear wheel 32 in the direction of the arrow F1 imparted by the operating means 16. This transmission is effected by means of the pinion 34, the sun gear 56 and the pinion 40. This results in a rotation of the pinion 12 in the direction of the arrow F2 leading to a rise of the absorbent bar carried by the rack 14.
Conformément à l'invention, au cours du déplacement vers le bas du noyau 22 (ou du piston correspondant) et de la tige 24 conduisant à la rotation de la couronne 28 dans le sens inverse de la flèche F1 il est nécessaire de verrouiller en rotation l'arbre 'O dans la sens correspondant à la descente de la crémaillère 14 et de la barre absorbante afin d'empêcher que la roue à denture inclinée 32 ne tourne elle aussi dans le sens inverse de la flèche F1 sous l'ef fet des forces de gravité agissant sur le pignon 12. According to the invention, during the downward movement of the core 22 (or the corresponding piston) and the rod 24 leading to the rotation of the ring 28 in the opposite direction of the arrow F1 it is necessary to lock in rotation the shaft O in the direction corresponding to the descent of the rack 14 and the absorbent bar to prevent the inclined gear 32 from rotating in the opposite direction to the arrow F1 under the effect of gravity forces acting on pinion 12.
Ce resultat est obtenu à l'aide de moyens de maintien qui se composent d'ur. cliquet 50 qui coopère avec un pignon à denture inclinée 52 fixé à l'arbre 10, de telle sorte que ce dernier ne peut pas tourner dans le sens inverse de la flèche F2. Sur la variante représentée, le cliquet 50 est porté par une couronne dentée 46 sur laquelle est normalement engrené un verrou 48.This result is obtained by means of holding means which consist of ur. pawl 50 which cooperates with an inclined gear 52 fixed to the shaft 10, so that the latter can not rotate in the opposite direction of the arrow F2. In the variant shown, the pawl 50 is carried by a ring gear 46 on which a lock 48 is normally engaged.
Lors de la montée de la barre absorbante résultant de la mise en oeuvre des moyens de manoeuvre 16 et au cours du fonctionnement normal du réacteur pendant lequel la barre absorbante doit être maintenue en position haute, les verrous 42 et 48 doivent être respectivement en appui sur la denture 44 de la roue 38 et sur la denture de la couronne 46. Le relâchement simultané de ces deux verrous permet de commander la chute par gravité de la barre absorbante. En effet, l'arbre 10 peut alors tourner dans le sens inverse de la flèche F2 puisque la roue 46 est libre en rotation.De plus, par le fait que la roue 38 qui porte les axes des planétaires 36 peut aussi tourner librement, la rotation-du pignon 40 avec l'arbre 10 dans le sens inverse de la flèche F2 est rendue possible et a seulement pour conséquence de faire tourner les planétaires 36 autour du pignon 40 en dépit de l'immobilisation en rotation du pignon 34. Des moyens de commande 54, qui seront décrits plus en détail par -la suite, permettent de manoeuvrer simultanément les deux verrous 42 et 48. Ces moyens de commande sont constitués dans la variante représentée par un système électromagnétique qui comprend un bobinage 56 à axe vertical et un noyau plongueur 58 maintenu normalement en position haute par l'excitation du bobinage 56. Dans cette position, le système électromagnétique assure l'engagement des verrous 42 et 48 contre la denture 44 de la roue 38 et la couronne 46 respectivement.Comme le systeme électromagnétique 18, le système électromagnétique 54 pourrait être remplacé par tout système moteur équivalent tel qu'un système hydraulique ou pneumatique. During the rise of the absorbent bar resulting from the implementation of the operating means 16 and during normal operation of the reactor during which the absorbent bar must be held in the high position, the latches 42 and 48 must respectively bear on the teeth 44 of the wheel 38 and the teeth of the ring 46. The simultaneous release of these two locks allows to control the fall by gravity of the absorbent bar. Indeed, the shaft 10 can then rotate in the opposite direction of the arrow F2 since the wheel 46 is free to rotate.Furthermore, by the fact that the wheel 38 which carries the axes of the planetaries 36 can also rotate freely, the rotation-of the pinion 40 with the shaft 10 in the opposite direction of the arrow F2 is made possible and only has the effect of rotating the planetaries 36 around the pinion 40 despite the immobilization in rotation of the pinion 34. Means 54, which will be described in more detail later, allow to operate simultaneously the two latches 42 and 48. These control means are constituted in the variant represented by an electromagnetic system which comprises a coil 56 with a vertical axis and a plunger core 58 normally maintained in the high position by the excitation of the coil 56. In this position, the electromagnetic system ensures the engagement of the latches 42 and 48 against the toothing 44 of the wheel 38 and the neck As for the electromagnetic system 18, the electromagnetic system 54 could be replaced by any equivalent motor system such as a hydraulic or pneumatic system.
La suppression du signal électrique d1ali- mentation du bobinage 56 a alors pour conséquence la chute par gravité du noyau plongeur 58 entraînant le relâchement des verrous 42 et 48. Dans une variante non représentée, on peut adjoindre à cette chute par gravité l'action d'un ressort améliorant encore la réponse du système. The deletion of the electrical signal for feeding the winding 56 then results in the gravity drop of the plunger 58 causing the latches 42 and 48 to relax. In a variant not shown, it is possible to add to this drop by gravity the action of a spring further improving the response of the system.
Dans le cas où le réacteur nucléaire équipé d'un système d'arrêt d'urgence commandé par le dispositif selon l'invention est embarqué sur un navire, le chavirement de ce navire intervenant après la mise en oeuvre du système d'arrêt d'urgence peut avoir pour conséquence la sortie par gravité des barres absorbantes hors du coeur du réacteur. Afin de supprimer ce risque, on a prévu un dispositif anti-chavirement permettant de maintenir les barres absorbantes en position basse après leur chute dans le coeur du réacteur. In the case where the nuclear reactor equipped with an emergency stop system controlled by the device according to the invention is shipped on a ship, the capsizing of this ship occurring after the implementation of the stop system of emergency can result in the gravity outlet of the absorbent bars out of the reactor core. In order to eliminate this risk, an anti-capsizing device has been provided to keep the absorbent bars in the low position after their fall in the reactor core.
Ce dispositif anti-chavirement est constitué par des moyens de verrouillage empechant la rotation de l'arbre de commande 10 dans le sens de la flèche F2 lorsqu'ils sont mis en oeuvre. Ces moyens de verrouillage se composent d'un verrou 60 susceptible de venir s'engager sur une couronne dentée 62 montée libre en rotation autour de l'arbre 10. La couronne dentée 62 porte un cliquet 64 qui s'engrène sur un pignon à denture inclinée 66 fixée à l'arbre 10, de telle sorte que la rotation de l'arbre 10 dans le sens de la flèche F2 est empêchée lorsque le verrou 60 est engagé sur la denture de la couronne 62. On peut remarquer que ce dispositif -anti-chavirement remplit également une fonction anti-éjection aussi bien dans le cas d'un réacteur terrestre (notamment en cas de séisme) que dans le cas d'un réacteur embarqué. This anti-capsizing device is constituted by locking means preventing the rotation of the control shaft 10 in the direction of the arrow F2 when they are implemented. These locking means consist of a latch 60 engageable on a ring gear 62 rotatably mounted around the shaft 10. The ring gear 62 carries a pawl 64 which meshes with a toothed gear inclined 66 fixed to the shaft 10, so that the rotation of the shaft 10 in the direction of the arrow F2 is prevented when the latch 60 is engaged on the toothing of the ring 62. It may be noted that this device - anti-capsizing also performs an anti-ejection function as well in the case of a terrestrial reactor (especially in the event of an earthquake) than in the case of an onboard reactor.
Comme les verrous 42 et 48, le verrou 60 est commandé par les moyens de commande 54, mais en opposition par rapport aux verrous 42 et 48. En d'autres termes, lorsque le bobinage 56 est excité et maintient le noyau plongeur 58 en position haute, c'est-à-dire lors de la mise en oeuvre des moyens de manoeuvre 16 et lors du fonctionnement normal du réacteur, le verrou 60 est maintenu éloigné de la denture de la couronne 62. La rotation de l'arbre 10 dans le sens de la montée de la barre absorbante est alors permise. Au contraire, lorsque le signal électrique aux bornes du bobinage 56 disparaît, entrainant la descente par gravité (éventuellement assistée par un ressort) du noyau 58, le verrou 60 vient s'engager sur la denture de la couronne 62.Toute sortie des barres absorbantes après leur chute dans le coeur du réacteur résultant du déblocage des roues 42 et 48 est alors rendue impossible même en cas de chavirement ou de séisme ou de dépressurisation par suite d'une rupture en partie haute de la cuve. Like the latches 42 and 48, the latch 60 is controlled by the control means 54, but in opposition to the latches 42 and 48. In other words, when the coil 56 is energized and keeps the plunger 58 in position high, that is to say during the implementation of operating means 16 and during normal operation of the reactor, the latch 60 is kept away from the toothing of the ring 62. The rotation of the shaft 10 in the direction of the rise of the absorbent bar is then allowed. On the contrary, when the electrical signal across the winding 56 disappears, causing the descent by gravity (possibly assisted by a spring) of the core 58, the latch 60 is engaged on the teeth of the ring 62.All output of the absorbent bars after their fall in the reactor core resulting from the unblocking of the wheels 42 and 48 is then made impossible even in case of capsizing or earthquake or depressurization due to a rupture in the upper part of the tank.
Dans un mode de réalisation préféré du dispositif de commande que l'on vient de décrire dans son principe en se référant à la figure 1 et comme le montrent les figures 2 à 7, la partie mécanique de ce dispositif de commande est logée dans un bottier 68. In a preferred embodiment of the control device which has just been described in principle with reference to FIG. 1 and as shown in FIGS. 2 to 7, the mechanical part of this control device is housed in a box 68.
Plus précisément, l'arbre de commande horizontal 10 est supporté de façon tournante à l'intérieur du bot- tier 68 par deux roulements à billes 70 disposés aux deux extrémités de l'arbre 10. L'arbre 10 porte dans sa partie centrale le pignon 12 qui s'engrène sur la crémaillère verticale 14. Le plateau 38 est monté tournant sur l'arbre 10 entre le pignon 12 et le pignon 40. I1 porte des axes 72 sur lesquels sont montés libres les pignons satellites 36 qui viennent s'engrener, d'une part, sur le pignon 40 lie à l'arbre 10 et, d'autre part, sur le pignon 34 qui lui est monté tournant sur l'arbre 10 entre le pignon 40 et l'un des roulements 70.La roue à denture inclinée 32 est réalisée d'une seule pièce avec le pignon 34 et prolonye ce dernier radialement vers l'extérieur au-delà de l'extrémité des pignons satellites 36. La couronne 28 qui entoure la roue dentée 32 tourne dans un alésage 74 forme à l'intérieur du boîtier 68. L'axe 26 de la tige 24 est articulée sur la couronne 28 dans une chape 76 solidaire de celle-ci Cette chape 76 fait saillie radialement vers l'extérieur par rapport à la couronne à l'intérieur d'un évidement latéral 78 formé dans le bottier 68.More specifically, the horizontal control shaft 10 is rotatably supported inside the casing 68 by two ball bearings 70 arranged at both ends of the shaft 10. The shaft 10 carries in its central part the pinion 12 which meshes with the vertical rack 14. The plate 38 is rotatably mounted on the shaft 10 between the pinion 12 and the pinion 40. It carries pins 72 on which are mounted free the planet pinions 36 which come meshing, on the one hand, on the pinion 40 connected to the shaft 10 and, on the other hand, on the pinion 34 which is rotatably mounted on the shaft 10 between the pinion 40 and one of the bearings 70. The inclined toothed wheel 32 is made in one piece with the pinion 34 and prolonates the latter radially outwards beyond the end of the planet pinions 36. The ring 28 which surrounds the toothed wheel 32 rotates in a longitudinal direction. bore 74 forms inside the housing 68. The axis 26 of the rod 24 is hinged The clevis 76 projects radially outwards with respect to the ring within a lateral recess 78 formed in the casing 68.
De l'autre cote du pignon 12, et sensiblement à gale distance de ce pignon et de l'autre roulement 70, l'arbre 10 porte c8te à côte les deux pignons à dentures inclinées en sens inverse 52 et 66. On the other side of the pinion 12, and substantially equal distance from this pinion and the other bearing 70, the shaft 10 bears side by side the two tooth gears inclined in opposite directions 52 and 66.
Les couronnes dentées 46 et 62 sont montées tournantes sur l'arbre 10 respectivement entre les pignons 12 et 52 et entre le pignon 66 et le roulement 70 et elles font saillie au-dessus des pignons 52 et 66 de façon à pouvoir coopérer avec ces derniers par l'intermédiaire des cliquets 50 et 64.The toothed rings 46 and 62 are rotatably mounted on the shaft 10 respectively between the pinions 12 and 52 and between the pinion 66 and the bearing 70 and they project above the pinions 52 and 66 so as to be able to cooperate with the latter. through pawls 50 and 64.
Les verrous 42 et 48 sont pratiquement identiques et scul le verrou 48 est représenté sur la figure 6 Ce verrou 48 est Ce3nStitué par un levier sensiblement vertical monté pivotant à son extrémité in férieure autour d'un axe 82 parallèle à l'axe de l'arbre 10 et dont l'extrémité opposée est munie d'une denture 8a susceptible de venir s'engréner sur la denture de la couronne 46.Le déplacement du noyau plongeur 58 commande le déplacement du levier 48 par l'intermédiaire d'une tige verticale 86 qui pénètre dans le boîtier 68 et d'une biellette 88 dont les deux extrémités sont articulées par des axes 90 et 92 à l'extrémité de la tige 86 et à l'extrémité du levier 48 portant la denture 84. De plus, l'extrémité inférieure de la tige 86 porte une pièce 94 munie comme l'illustrent notamment les figures 2 et 3 d'un guidage rectiligne à billes formé dans le boltier 68 afin d'assurer le guidage du déplacement vertical de la tige 86. Un ressort 96 sollicite normalement la tige 86 vers le bas et se trouve donc comprimé-lorsque le bobinage 56 du système électromagnétique 54 est excité, comme on l'a représenté en traits pleins sur la figure 6.Comme on le voit sur cette figure, l'axe d'articulation 90 de la biellette 88 sur la tige 86 est disposé à un niveau légèrement inférieur à celui de l'axe d'articulation 92 de cette biellette sur le levier 48, même lorsque le bobinage 56 est excité. I1 en résulte, comme on l'a représenté en traits mixtes, que la suppression du signal-électrique d'excitation du bobinage 56 fait pivoter le levier 48 autour de son axe 82 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre en considérant la figure 6, de telle sorte que la denture 84 se trouve dégagée de la denture correspondante formée sur la couronne 46. The latches 42 and 48 are virtually identical and the latch 48 is shown in FIG. 6. This latch 48 is Ce3n. It is constituted by a substantially vertical lever pivotally mounted at its lower end about an axis 82 parallel to the axis of the latch. shaft 10 and whose opposite end is provided with a toothing 8a engageable on the teeth of the ring 46.The displacement of the plunger 58 controls the movement of the lever 48 via a vertical rod 86 which enters the housing 68 and a rod 88 whose two ends are hinged by pins 90 and 92 at the end of the rod 86 and at the end of the lever 48 bearing the toothing 84. Moreover, lower end of the rod 86 carries a piece 94 provided as illustrated in particular in Figures 2 and 3 of a rectilinear guide ball formed in boltier 68 to ensure the guiding of the vertical displacement of the rod 86. A spring 96 requests nor malement rod 86 downwards and is therefore compressed-when the coil 56 of the electromagnetic system 54 is excited, as shown in solid lines in Figure 6. As can be seen in this figure, the axis d articulation 90 of the rod 88 on the rod 86 is disposed at a level slightly lower than that of the hinge axis 92 of this rod on the lever 48, even when the coil 56 is energized. As a result, as shown in phantom, the suppression of the electrical excitation signal of the coil 56 rotates the lever 48 about its axis 82 in the counterclockwise direction by considering the 6, such that the toothing 84 is disengaged from the corresponding toothing formed on the ring 46.
Sur la figure 2, on voit la tige de commande 98, la biellette 100 et la pièce 102 assurant le guidage de la tige 98 qui correspondent respectivement à la tige 86, à la biellette 88 et à la pièce 94 sur la figure 6. In FIG. 2, the control rod 98, the rod 100 and the piece 102 guiding the rod 98, which correspond respectively to the rod 86, the rod 88 and the piece 94 in FIG.
Comme le montre la figure 7, la structure du verrou 60 est identique à celle des verrous 42 et 48 mais son système de commande est agencé de façon telle que le verrouillage de la couronne 62 soit réalisé lorsque la roue 38 et la couronne 46 sont déverrouillées et inversement. De façon plus précise, le verrou 60 est également constitué par un levier sensiblement vertical articulé autour d'un axe 104 parallèle à l'axe de l'arbre 10 et dont ltextrémité libre porte une denture 106 susceptible de s'engager sur la denture de la couronne 62. Le déplacement du levier 60 est également obtenu au moyen de la tige verticale 86 et d'une biellette 110 articulée par des axes 112 et 114 respectivement à l'extrémité inférieure de la tige 86 et à l'extrémité supérieure du levier 60 portant la denture 106.Le guidage ce l'extrémité inférieure de la tige 86 s'effectue au moyen de la pièce 94 déjà décrite. A la différence des biellettes 88 et 100 commandant le déplacement des verrous 48 et 42, la biellette 110 est inclinée de telle sorte que son axe d'articulation 112 sur la tige de commande 86 est disposé au-dessus de son axe d'articulation 114 sur le verrou 60 même lorsque.la tige 86 est en paoition basse, c'est-à-dire lorsque le bobinage 56 n'est pas excité. il en résulte, comme l'illustre la figure 7, que la denture 106 du levier 60 est normalement maintenue éloignée de la denture de la couronne 62 lorsque le bobinage 56 est excité, le blocage de la couronne 62 n'intervenant que lorsque le signal électrique alimentant le bobinage 56 est supprimé. Le déblocage de la roue 62 ne peut se produire lors d'un chavirement en raison de l'action du ressort 96 supérieure au poids du noyau plongeur 58. As shown in Figure 7, the structure of the latch 60 is identical to that of the latches 42 and 48, but its control system is arranged such that the locking of the ring 62 is achieved when the wheel 38 and the ring 46 are unlocked and vice versa. More specifically, the latch 60 is also constituted by a substantially vertical lever articulated about an axis 104 parallel to the axis of the shaft 10 and whose free end carries a toothing 106 capable of engaging the teeth of the ring 62. The displacement of the lever 60 is also obtained by means of the vertical rod 86 and a rod 110 articulated by pins 112 and 114 respectively at the lower end of the rod 86 and at the upper end of the lever 60 bearing the toothing 106.The guiding the lower end of the rod 86 is effected by means of the piece 94 already described. Unlike the links 88 and 100 controlling the displacement of the locks 48 and 42, the rod 110 is inclined so that its axis of articulation 112 on the control rod 86 is disposed above its hinge axis 114 on the latch 60 even when the rod 86 is in low paoition, that is to say when the coil 56 is not excited. As a result, as shown in FIG. 7, the toothing 106 of the lever 60 is normally kept away from the toothing of the ring gear 62 when the winding 56 is excited, the locking of the ring gear 62 intervening only when the signal electrical feeding the coil 56 is removed. The unlocking of the wheel 62 can not occur during a capsize due to the action of the spring 96 greater than the weight of the plunger 58.
Comme l'illustrent notamment les figures 3 et 5, afin d'assurer son guidage lors de son déplacement transversal, la crémaillère 14 est munie de trois méplats sur lesquels prennent appui des rouleaux 118 portés par le bottier 10. As illustrated in particular in Figures 3 and 5, to ensure its guidance during its transverse displacement, the rack 14 is provided with three flat surfaces on which bear rollers 118 carried by the casing 10.
Enfin, et comme l'illustre la figure 4, les systèmes électromagnétiques 54 et 18 sont disposés l'un au-dessus de i'autre et au-dessus de la partie mécanique qui vient d'être décrite. Plus précisément, le système 18 est disposé au-dessus du système 54, l'axe vertical du bobinage 20 étant confondu avec celui du bobinage 56. Chacun des noyaux plongeurs 22 et 58 est creux afin de permettre le passage de la crémaillère 14 portant la barre absorbante à son extrémité inférieure. Les tiges de commande 86 et 98 des verrous prolongent verticalement vers le bas le noyau plongeur 58 comme le montre schématiquement la figure 4. De même, la tige de commande 24 des moyens de manoeuvre 16 prolonge verticalement vers le bas le noyau plongeur 22.Une disposition possible de ces tiges, selon laquelle une échancrure 120 est formée dans le noyau 58 pour permettre le passage de la tige 24 est représentée à titre d'exemple sur la figure 5. Finally, and as illustrated in FIG. 4, the electromagnetic systems 54 and 18 are arranged one above the other and above the mechanical part which has just been described. More specifically, the system 18 is disposed above the system 54, the vertical axis of the winding 20 coinciding with that of the winding 56. Each of the plunger cores 22 and 58 is hollow in order to allow the rack 14 to pass therethrough. absorbent bar at its lower end. The control rods 86 and 98 of the locks vertically extend the plunger 58 as shown schematically in FIG. 4. Similarly, the control rod 24 of the operating means 16 extends the plunger core 22 vertically downwards. possible arrangement of these rods, according to which a notch 120 is formed in the core 58 to allow the passage of the rod 24 is shown by way of example in Figure 5.
Le fonctionnement du mode de réalisation qui vient d'entre décrit en -se référant aux figures 2 à 7 est identique à celui qui a été décrit précédemment de façon théorique en se référant à la figure 1, de sorte qu'il ne sera pas décrit à nouveau. The operation of the embodiment which has just been described with reference to FIGS. 2 to 7 is identical to that which has been previously described theoretically with reference to FIG. 1, so that it will not be described. again.
Dans le cas (non représenté) où le dispositif de commande selon l'invention contrôle plusieurs barres absorbantes par l'intermédiaire d'un arbre unique ou de plusieurs arbres solidarisés en rotation par des moyens appropriés, on comprendra que ce dispositif peut être identique au dispositif décrit à la seule différence que le ou les arbres 10 portent alors plusieurs pignons du type du pignon 12. Cependant, si l'on souhaite, d'une part, que le coincement accidentel de l'une des barres n'entraîne pas le blocage des autres barres en position haute et, d'autre part, que les moyens de manoeuvre puissent assurer la montée d'une partie seulement des barres absorbantes (notamment en cas de divergence réduite), quelques modifications doivent être apportées au dispositif décrit.Le pignon 34 peut notamment être rendu solidaire de l'ar- bre 10 de telle sorte que les moyens de manoeuvre as surent directement la rotation de ce dernier dans le sens de la montée des barres, les moyens do maintien 50, 52 empêchant la rotation de l'arbre 10 dans le sens correspondant à la descente des barres absorbantes lors du mouvement retour (vers le bas sur la figure 1) de la tige 24 étant alors constitués par un cliquet porté directement par une pièce fixe et venant s'engrener sur un pignon à denture inclinée solidaire de l'arbre 10. In the case (not shown) where the control device according to the invention controls several absorbent bars via a single shaft or several shafts rotationally secured by appropriate means, it will be understood that this device may be identical to the device described with the only difference that the shaft (s) 10 then carry a plurality of pinions of the pinion type 12. However, if it is desired, on the one hand, that the accidental jamming of one of the bars does not cause the blocking of the other bars in the high position and, secondly, that the operating means can ensure the rise of only part of the absorbent bars (particularly in case of reduced divergence), some modifications must be made to the device described. pinion 34 can in particular be made integral with the shaft 10 so that the actuating means have ate directly the rotation of the latter in the direction of the rise of the bars, the means holding set 50, 52 preventing rotation of the shaft 10 in the direction corresponding to the descent of the absorbent bars during the return movement (downwards in FIG. 1) of the rod 24 then being constituted by a pawl carried directly by a fixed piece and meshing with a toothed gear inclined fixed to the shaft 10.
La chute individuelle des barres absorbantes peut alors être obtenue en plaçant entre chacun des pignons 12 solidaires de 1'arbre de commande et les crémaillères 14 correspondantes au moins un pignon satellite dont l'axe est porté par une roue montée tournante sur l'arbre, ce pignon satellite s'engrenant à la fois sur le pignon 12 et sur une couronne dentée montée libre sur l'arbre 10 et solidaire d'un autre pignon venant lui-même s'engrener sur la crémaillère 14. Des moyens de blocage individuels du type du verrou 42 dans la variante de réalisation décrite précédemment bloquent normalement chacune des roues portant les pignons satellites. Des moyens de commande indivis duels du type des moyens 54 permettent de commander indépendamment le relâchement de chacun des verrous, autorisant ainsi la chute individuelle de chacune des barres. Un cliquet empeclaant la rotation des roues dans le sens correspondant à la montée des barres peut être associé a chacune des roues pour assurer la tenue anti-chavirement lorsque le réacteur est embarqué sur un navire ou la tenue anti-éjection dans tous les cas. The individual fall of the absorbent bars can then be obtained by placing between each of the pinions 12 integral with the control shaft and the corresponding racks 14 at least one planet pinion whose axis is carried by a wheel rotatably mounted on the shaft, this pinion gear meshing both on the pinion 12 and on a ring gear mounted free on the shaft 10 and secured to another pinion itself coming to mesh with the rack 14. individual locking means of the type of latch 42 in the embodiment described above normally block each of the wheels carrying the planet gears. Dual means of control of the type of the means 54 can independently control the release of each of the locks, allowing the individual fall of each of the bars. A pawl preventing the rotation of the wheels in the direction corresponding to the rise of the bars may be associated with each of the wheels to ensure the anti-capsize behavior when the reactor is on board a ship or the anti-ejection suit in all cases.
Claims (5)
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|---|---|---|---|
| FR8026192A FR2495814A1 (en) | 1980-12-10 | 1980-12-10 | Drive unit for control rods in nuclear reactor - where rods can be dropped into reactor core if emergency occurs, and be locked in the core even if the reactor is in capsized ship |
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| FR8026192A FR2495814A1 (en) | 1980-12-10 | 1980-12-10 | Drive unit for control rods in nuclear reactor - where rods can be dropped into reactor core if emergency occurs, and be locked in the core even if the reactor is in capsized ship |
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| Publication Number | Publication Date |
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| FR2495814A1 true FR2495814A1 (en) | 1982-06-11 |
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ID=9248898
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| FR8026192A Granted FR2495814A1 (en) | 1980-12-10 | 1980-12-10 | Drive unit for control rods in nuclear reactor - where rods can be dropped into reactor core if emergency occurs, and be locked in the core even if the reactor is in capsized ship |
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|---|---|
| FR (1) | FR2495814A1 (en) |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2495814B1 (en) | 1985-03-22 |
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |