DE1194074B - Stossabsorbierende Vorrichtung fuer sich bewegende Koerper in Kernreaktoren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

G 21

Deutsche KL: 21g-21/31

Nummer: 1194074

Aktenzeichen: G 30831 VIII c/21 g

Anmeldetag: 1. November 1960

Auslegetag: 3. Juni 1965

Die Erfindung betrifft eine stoßabsorbierende Vorrichtung für sich bewegende Körper in Kernreaktoren, die aus einem plastisch verformbaren rohrförmigen Element besteht, das zwischen Auflagern an zwei zueinander bewegbaren Teilen eingepaßt ist und bei 5 durch den stoßenden Körper verursachter Bewegung dieser Teile zueinander zusammengepreßt wird.

Für die Abschaltstäbe eines Kernreaktors müssen Mittel vorgesehen werden, die den Stab anhalten, falls er zum Außerbetriebsetzen des Reaktors freigesetzt wird, sowie Mittel, die den Stoß beim Anhalten absorbieren, damit der Stab nicht beschädigt wird. Nach einer an sich bekannten Konstruktion besteht der Stab aus zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen, von denen der eine mit einem Arretierungsglied beispielsweise in Form einer Führungspfanne in Eingriff gelangt, die die Stange arretiert, und ist mit einer stoßabsorbierenden Vorrichtung in Form eines plastisch verformbaren Rohres versehen. Diese stoßabsorbierende Vorrichtung läßt eine Fortsetzung der Bewegung des anderen Teiles zu und bringt diesen schließlich zum Stillstand. Das verformbare Rohr ist so ausgebildet, daß es bei Nachgeben der Rohrwandung in erne Reihe Falten axial zusammenklappt. Jedoch ist es möglich, daß bei einer solchen Konstruktion die Verformungsfestigkeit abhängig von einer kleinen Änderung der charakteristischen Eigenschaften des Rohrmaterials und der innerhalb des Reaktors herrschenden Temperaturbedingungen beträchtlich variieren kann. Daher kann diese Anordnung zu unzuverlässiger Arbeitsweise führen.

Es ist jedoch von Wichtigkeit, daß solche stoßabsorbierenden Vorrichtungen selbst bei den verhältnismäßig hohen Temperaturen oberhalb des Reaktorkerns zuverlässig arbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten stoßabsorbierenden Vorrichtung der obigen Art, die unter den in einem Kernreaktor vorherrschenden Betriebsbedingungen zuverlässig arbeitet.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die erwähnten zwei zueinander bewegbaren Teile aus einem Rohr und einem in diesem axial beweglich gelagerten, langgestreckten Kolbenelement bestehen und das erwähnte verformbare Element in Form eines um das Kolbenelement gewickelten Wendelrohres ausgebildet ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Teil eines senkrechten Schnittes eines ersten Abschaltstabes, wobei die stoßabsorbierende Vorrichtung in der Normalstellung dargestellt ist, S'toßabsorbierende Vorrichtung für sich
bewegende Körper in Kernreaktoren

Anmelder:

The General Electric Company Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,

Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:

Derek Boyd Jeffery, Erith, Kent (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 3. November 1959 (37 296)

F i g. 2 eine der F i g. 1 ähnliche Darstellung, die die stoßabsorbierende Vorrichtung zeigt, nachdem diese wirksam geworden ist, und

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des Abschaltstabes mit einer stoßabsorbierenden Vorrichtung.

Wie aus den F i g. 1 und 2 der Zeichnungen zu ersehen ist, weist der Abschaltstab einen Bauteil 1 auf, der ein nicht dargestelltes Neutronen absorbierendes Mittel enthält. Dieser Bauteil ist am oberen Ende in ein röhrenförmiges Glied 3 eingeschraubt und in dieser Lage mittels einer Schraube 2 festgehalten. Am oberen Ende des röhrenförmigen Gliedes 3 ist ein Flanschglied 4 eingeschraubt, durch das der Körperteil mit einem Tragkopf 5 lösbar verbunden ist, welches Flanschglied 4 mit einem ringartigen Teil 6 im Innern des Tragkopfes durch Abscherstifte? verbunden ist. Der Kopf 5 weist einen nach außen vorstehenden Flansch 8 auf, der mit einem Brems- oder Aufhalteglied, beispielsweise in Form einer Führungspfanne, in Eingriff gelangt, wenn der Stab zum Außerbetriebsetzen des Reaktors freigesetzt wird, sowie einen pilzförmigen Teil 9, mit dessen Hilfe der Stab von einer Bedienungsmaschine wieder zurückgezogen werden kann. Zwischen dem Tragkopf 5 und dem röhrenförmigen Glied 3 ist eine Druckfeder 10 angeordnet, deren Enden am Teil 6 und an einer Schulter 11 am Tragkopf anliegen. Am Tragkopf ist ein kolbenartiges Glied 12 befestigt, das axial in das röhrenförmige Glied 3 hineinragt und am unteren Ende mit einem Kragen 13 versehen ist.

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Um das kolbenartige Glied ist ein Wendelrohr 14 aus nichtrostendem Stahl gewunden, dessen Enden am Flanschglied 4 und am Kragen 13 anliegen. Die Windungen der Wendel liegen aneinander an und werden verformt, wenn die Wendel zwischen den genannten s Teilen zusammengepreßt wird. Die Wendel ist an beiden Enden offen.

Wird der Stab im Betrieb zum Abschalten des Reaktors freigesetzt, so wird dessen Bewegung von beispielsweise der Führungspfanne gelenkt, die am Flansch 8 angreift, während die kinetische Energie des Stabes am Ende der Bewegung von der Feder 10 absorbiert wird, die zwischen dem Teil 6 und der Schulter 11 zusammengedrückt wird. Übersteigt jedoch der Stoß beim Aufprall einen vorherbestimmten Wert, der von der Abscherfestigkeit der Stifte 7 bestimmt wird, so werden diese abgeschert, so daß der Stab seine Bewegung in bezug auf den Tragkopf 5 fortsetzen kann. Bei dieser relativen Bewegung wird das Wendelröhr zwischen dem Flanschglied 4 und dem Kragen 13 zusammengepreßt und plastisch verformt und greift zugleich am kolbenartigen Glied reibungsmäßlg an. Auf diese Weise wird die kinetische Energie des Stabes in Wärme umgewandelt.

Es ist verhältnismäßig einfach, das Wendelrohr so as auszubilden und zu bemessen, daß der Hub des kolbenartigen Gliedes auf einen geeigneten Wert beschränkt wird. So kann beispielsweise -der Hub des kolbenartigen Gliedes dadurch bestimmt werden, daß der Durchmesser der Wendel oder der Durchmesser des Rohres oder das Kaliber des Rohres oder auch der Spielraum zwischen Rohr und Kolbenglied verändert wird. Außerdem kann das Rohr an den Enden zum Teil geschlossen werden, wodurch das Entweichen der Luft eingeschränkt wird, wobei der Druck im Innern des Wendelrohres ansteigt, wenn dieses zusammengepreßt wird.

Dte Fig/3 zeigt eine zweite Ausführung eines Abschaltstabes mit einer stoßabsorbierenden Vorrichtung, bei der ein Bauteil 21 besteht, an dessen oberem Ende em Tragkopf 22 angebracht ist, während am unteren Ende em kolbenartiges Aufprallglied 23 vorgesehen ist. Der Bauteil 21 trägt am Oberen Eftde einen Bauteil 24 mit einem keilförmigen Sitz, in den normalefweise die Sperrklinken 25 einsifen, die von einem Gleitring 26 in dieser Stellung ehalten werden, wodurch der Bauteil 21 fixiert wird. Der Ofeitrmg 26 wird normalerweise am Tragkopf 22 von den Abscherstiften 7 festgehalten.

Wird der Stab zwecks Abschaltung des Reaktors freigesetzt, so -gelangt der Gleitring 26 mit einem Brems- oder AttfiialtegKed in Eingriff, wobei die Stifte 7 abgeschert werden, so daß der Gleitring 26 nach oben rutscht. Hierbei lösen sich die Sperrklinken 25 vom Glied 24, und der Bauteil 21 setzt seinen Fall fort. Der Stab wird schließlich von einem (nicht dargestellten) Brems- oder Aufhalteglied am unteren Ende des Regelstabkanals abgebremst, das gegen das Aufprallglied 23 stößt. Wie zuvor wird der Stoß beim Aufprallen von dem plastisch deformierbaren Wendelrohr 14 absorbiert, welches Rohr um ein am Glied 23 befestigtes hohles Kolbenglied 12 herumgewunden ist. Das Kolbenglied 12 ist in einem ortsfesten Kragen 30 gleitbar gelagert, so daß das Wendelrohr 14 zwischen diesem Kragen und dem oberen Teil des Aufprallgliedes 23 zusammengepreßt wird.

Bei einer anderen Anordnung ist die stoßabsorbierende Vorrichtung anstatt am Stab im Innern des Kanals im Reaktorkern für den Stab angebracht. In diesem Falle ist einer der relativ bewegbaren Teile ortsfest in bezug auf den Reaktorkern angeordnet, während der andere Teil ein Brems- oder Aufhalteglied bildet, das mit einem entsprechenden Glied am Stab zusammenwirkt.

Die Erfindung kann auch bei Bremsvorrichtungen für andere Körper als für Abschaltstäbe Anwendung finden, beispielsweise zum Abbremsen von fallenden Brennelementen, um eine Beschädigung zu verhindern. Hierbei würde die stoßabsorbierende Vorrichtung einer ortsfesten Bremseinrichtung zugeordnet oder in diese eingebaut werden, die im Kanal für das Brennelement oder dem Fallschacht angeordnet ist, um den Stoß beim Abbremsen des Brennelementes zu absorbieren.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Stoßabsorbierende Vorrichtung für sich bewegende Körper in Kernreaktoren, die aus einem plastisch verformbaren rohrförmigen Element besteht, das zwischen Auflagern an zwei zueinander bewegbaren Teilen eingepaßt ist und bei durch den stoßenden Körper verursachter Bewegung dieser Teile zueinander zusammengepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile aus einem Rohr und einem in diesem axial beweglich gelagerten langgestreckten Kolbenelement bestehen und das verformbare Element in Form eines um das Kolbenelement gewickelten Wendelrohres ausgebildet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Belgische Patentschrift Nr. 570 842.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   509 578/293 5.65 © Bundesdruckerei Berlin