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Kernreaktor-Beschickungsvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung
zur Bedienung der Brennstoffkanäle eines Kernreaktors, bei welcher an einer Hauptbeschickungsröhre
im unteren Teil derselben eine bewegliche Beschickungsröhre mit freiem Ende so angeordnet
ist, daß sie aus einer eingezogenen Stellung innerhalb der Hauptbeschickungsröhre
in eine Stellung, in welcher ihr unteres, freies Ende in einen Querabstand von der
Achse der Hauptbeschickungsröhre zu liegen kommt, ausspreizbar ist.
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Es ist bereits bekannt, eine Beschickungsvorrichtung zur Bedienung
mehrerer um die Einsatzstelle der Beschickungsvorrichtung herum liegender Brennstoffkanäle
so auszubilden, daß die an der Einsatzstelle senkrecht angeordnete Hauptbeschickungsröhre
im unteren Teil eine bewegliche Beschickungsröhre mit freiem Ende aufweist, die
aus einer eingezogenen Stellung innerhalb der Hauptbeschickungsröhre durch Ausspreizung
in radialer Richtung ausgefahren und auf den jeweils zu bedienenden besonderen Beschickungskanal
ausgerichtet werden kann.
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Bei Anordnungen dieser Art besteht ein Problem hinsichtlich des Antriebs
für die Ausspreizbewegung der beweglichen Beschickungsröhre. Bei den bekannten Ausführungen
sind hierzu beispielsweise Gelenkgestänge vorgesehen, welche mittels Schubstangen,
die in der Hauptbeschickungsröhre in axialer Richtung verlaufen, oder mittels eines
hydraulischen Antriebs zur Veranlassung der Ausspreizbewegung betätigt werden. Diese
bekannten Vorrichtungen sind zum Teil kompliziert und befriedigen unter den besonderen
Arbeitsbedingungen des Reaktorbetriebes, bei denen im Hinblick auf die Strahlungsgefährdung
eine möglichst geringe Störanfälligkeit der Beschickungsvorrichtung und ihrer Zubehörteile
wesentlich ist, nicht.
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Es ist bereits eine Kernreaktor-Beschickungsmaschine mit spreizbarem
bzw. ausschwenkbarem Beschickungsarm bekannt, bei welcher eine kuppelbare Antriebsvorrichtung
vorgesehen ist, welche die Ausspreizbewegung des Beschickungsarmes bei einer axialen
Verschiebung der Beschickungsröhre hervorruft. Eine Steuerung der Ausspreizbewegung
durch Verdrehung der Beschickungsvorrichtung ist nicht vorgesehen.
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Zur Vermeidung der geschilderten Nachteile der bekannten Anordnungen
ist bei der Beschickungsvorrichtung nach der Erfindung eine kuppelbare Antriebsvorrichtung
vorgesehen, welche die genannte Ausspreizbewegung automatisch bei einer Drehung
der Beschickungsvorrichtung als Ganzes um ihre Achse hervorruft. Der Grundgedanke
der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Antrieb für die Ausspreizbewegung
der versenkbaren unteren Beschickungsröhre durch eine Verdrehung der Beschickungsvorrichtung
als Ganzes um ihre Achse zu bewirken; die Verdrehung der Beschickungsvorrichtung
als Ganzes kann dabei in einfacher Weise von außen erfolgen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Beschickungsvorrichtung
nach der Erfindung weist die kuppelbare Antriebsvorrichtung ein an der Hauptröhre
drehbar angebrachtes Zahnrad auf, das nur bei einer bestimmten vorgegebenen Stellung
der Überladevorrichtung innerhalb des Reaktors mit einem in dem Reaktor fest angeordneten
gezahnten Teil in Eingriff gelangt und das mit der Ausspreizvorrichtung für die
bewegliche Röhre in Wirkverbindung steht.
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Der Gegenstand der Erfindung ist an Hand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt in schematischer Längsschnittdarstellung eine in einem
gasgekühlten Kernreaktor mit Graphitmoderator in Stellung gebrachte Beschikkungsvorrichtung;
Fig. 2 zeigt in vergrößerter Schnittdarstellung den unteren Teil der Hauptbeschickungsröhre;
Fig. 3 zeigt in Schnittdarstellung eine Ausführungsform einer Verriegclungsvorrichtung,
die im oberen Teil der Hauptbeschickungsröhre vorgesehen ist.
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In Fig. 1 ist die Beschickungsröhre als Ganzes mit 10 bezeichnet.
Die biologische Abschirmung, das
Druckgefäß, die Beschickungspfanne
und der Moderatoraufbau des Kernreaktors sind mit den Bezugsziffern 11, 12, 13 und
14 bezeichnet. Mit 15 sind Brennstoffkanäle und mit 16 ist ein den Zugang darstellendes
Standrohr bezeichnet.
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Die Beschickungsröhre weist eine Hauptüberladeröhre 17 und eine innere
Röhre 18 auf, die mittels Gelenk 19 mit einer beweglichen schwanenhalsförmigen überladeröhre
20 verbunden ist. Die Hauptröhre 17 ist am unteren Ende so ausgeschnitten, daß die
bewegliche Röhre 20 auswärts geschwenkt werden kann, und ist mit der inneren Röhre
18 oberhalb des Gelenks 19 verkeilt.
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Aus Fig. 2, in welcher für entsprechende Teile die gleichen Bezugsziffern
wie in Fig. 1 verwendet sind, ergibt sich, daß die Hauptröhre 17 eine Basisplatte
21 besitzt, welche einen mit einer Innenverzahnung 23 versehenen Flansch 22 aufweist.
Ein Fixierknauf 24 ist mittels Kugellagern 25 an der Basisplatte 21 befestigt. Der
Knauf 24 ist in der Bohrung 26 der Beschickungspfanne 13 fixiert.
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Am oberen Ende der Bohrung26 ist einstückig mit der Beschickungspfanne
13 ein mit Zahnung versehener Flansch 27 vorgesehen, wobei der Rollkreisdurchmesser
dieser Zahnung mit dem der Zahnung 23 an dem Flansch 22 der Basisplatte 21 übereinstimmt.
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Innerhalb der Hauptröhre 17 ist mittels Kugellagern 29 eine drehbare
Welle 28 angeordnet, die auf einem Teil ihrer Länge in der dargestellten Weise mit
einem Schraubgewinde versehen ist. Am unteren Ende der Welle 28 ist ein Ritzel 30
befestigt, das mit einem Zwischenritze131 kämmt, welches seinerseits mittels Kugellagern
auf einem an der Basisplatte 21 befestigten Bolzen 33 gelagert ist. In der gezeigten
Stellung kämmt das Zwischenritze131 mit der Zahnung des Flansches 27 an der Beschickungspfanne.
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Zwei Gestänge 34 sind mit dem unteren Ende der beweglichen Röhre 20
mittels eines in zwei Schlitzen 36 geführten Stiftes 35 und ferner an einer Kugelmutter
37 befestigt, welche im Eingriff mit dem Gewindeteil der Welle 28 steht.
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In Fig. 3, in welcher entsprechende Teile ebenfalls wieder mit den
gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, ist eine als Ganzes mit 38 bezeichnete Verriegelungsvorrichtung,
die im Oberteil der Hauptröhre 17 untergebracht ist, dargestellt. Diese Verriegelungsvorrichtung
weist einen in einem Drehpunkt 40 an der Hauptröhre 17 befestigten L-förmigen Hebel
39 auf. Der Hebel 39 ist an seinem einen Ende über ein Zwischenglied 42 mit
einem Kolben 41 verbunden und an seinem anderen Ende mit einem Ansatz 43 versehen.
Der Ansatz 43 trägt eine Druckfeder 44, die gegen die Hauptröhre 17 anliegt: Der
Kolben 41 wirkt mit einer Ringnut 45 in einem einstückig mit der inneren Röhre
18 ausgeführten Flansch 46 zusammen. Ein Flansch 47 am oberen Ende der Hauptröhre
17 steht im Eingriff mit einem anderen Flansch 48 an der inneren Röhre 18.
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Der Hebel 39 der in der Fig. 3 dargestellten Verriegelungsvorrichtung
38 steht geringfügig über eine Abstufung 49 in dem Standrohr 16 vor. Die Relativstellung
von Beschickungsröhre und Beschickungspfanne entspricht dabei der in, der Fig.2
dargestellten Stellung.
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Der Arbeitsablauf geht wie folgt vor sich: Die Beschickungsröhre wird
in die in der Fig. 2 gezeigten Stellung herabgelassen, derart, daß das Zwischenritzel
31 mit dem gezahnten Flansch 27 kämmt. Die Beschickungsröhre wird sodann als Ganzes
gedreht, wodurch die Ritze131 und 30 zu einer Umdrehung zusammen mit der Welle 28
veranlaßt werden. Die Kugelmutter 37 bewegt sich abwärts und veranlaßt die bewegliche
Röhre 20 mittels der Glieder 34 zu einer Schwenkung nach außen. Die Drehung wird
fortgesetzt, bis das freie Ende der beweglichen Röhre auf den gewünschten Brennstoffkanalkreis
ausgerichtet ist. Hierauf wird die Beschickungsröhre angehoben, derart, daß das
Zwischenritze131 vom Eingriff mit der Verzahnung des Flansches 27 freikommt. Danach
wird die Beschickungsröhre gedreht, um die bewegliche Röhre auf den gewünschten
Brennstoffkanal auszurichten. Anschließend wird die Beschikkungsröhre so weit herabgelassen,
daß die Flansche 22 und 27 in Eingriff miteinander gelangen und dadurch die Beschickungsröhre
gegen eine Drehbewegung blockieren. Bei dieser Abwärtsbewegung der Beschickungsröhre
kommt der Hebel 39 der Verriegelungsvorrichtung 38 in Eingriff mit der Stufe
49 des Standrohres 16, so daß der Hebel 39 im Gegenuhr: zeigersinn verdreht
wird und der Kolben 41 aus der Ringnut 45 in der inneren Röhre 18 freikommt. Die
Basisplatte 21 der Beschickungsröhre sitzt somit auf dem Zahnflansch 27 auf, während
die innere Röhre 18 und die bewegliche Röhre 20 unabhängig von der äußeren Röhre
17 so weit herabgelassen werden, bis das freie Ende der beweglichen Röhre in Eingriff
mit der Mündung des benachbarten Brennstoffkanals gelangt. Diese unabhängige Bewegung
wird durch die Verkeilung der äußeren Röhre mit der inneren und durch die Verschiebung
des Bolzens 35 in den Schlitzen 36 ermöglicht. Die Drehung und die Vertikalverschiebungen
der Beschickungsröhre werden durch zwei Antriebe bewerkstelligt, die entweder in
der Beschickungsmaschine oder aber in der Beschickungsröhre selbst vorgesehen sind.