DE1285633B - Absorberstab zur Regelung und Notabschaltung von gasgekuehlten Kernreaktoren - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Absorberstab zur Regelung und Notabschaltung von gasgekühlten Kernreaktoren, mit einer durch den Reaktorkern zur Feinregulierung bewegten, rohrförmigen Hülse; in deren Inneren nur insgesamt bewegbares Absorbermaterial axialbeweglich angeordnet ist, dessen Lage relativ zur Hülse bei Normalbetrieb durch eine Haltevorrichtung fixiert ist, die zur Notabschaltung das Absorbermaterial freigibt und auf Grund eines Eigengewichts in den Reaktorkern einfallen läßt.
• Es sind Absorberstäbe zur Regelung und Notabschaltung gasgekühlter Kernreaktoren bekannt (deutsche Auslegeschriften 1236 676 und 1125 089), bei denen eine durch den Reaktorkern bewegte rohrförmige Hülse vorhanden ist, deren Bewegung der Feinregulierung dient, in der das nur insgesamt bewegbare Absorbermaterial . axialbeweglich angeordnet und nur im Normalbetrieb relativ @ zur Hülse fixiert ist, und bei denen das Absorbermaterial durch sein Eigengewicht antreibbar ist und bei denen das Absorbermaterial mittels einer sich bei Notabschaltung lösenden Vorrichtung an der Hülse befestigt ist. Das Absorbermaterial dieser bekannten Absorberstäbe ist in Form von Kugeln vorhanden, welche im Notfall in den Reaktorkern hineinfallen. Ihre Beschleunigung ist also höchstens gleich der Erdbeschleunigung.
• Ferner sind Absorberstäbe bekannt, bei denen Hydraulikmittel unter einen den Absorberstab bewegenden Kolben gepreßt wird, so daß dieser in den Kern des Reaktors hineinbewegt wird. Das Hydraulikmittel befindet sich beispielsweise in einem unter hohem Druck stehenden Tank, dessen Absperrventil im Notfall geöffnet wird. Bei derartigen Absorberstäben ist die Totzeit vom Eintritt des Notfalles bis zum Wirksamwerden des Absorberstabes im Reaktorkern zum Zwecke der Notabschaltung beträchtlich. Diese Totzeit wird bedingt durch die Meß-, Signalleitungs- und Signalverarbeitungsglieder, die zwischen dem zu überwachenden und dem Absorberstab liegen, beispielsweise durch den Druckaufbau in der Leitung zwischen Tank und dem den Absorberstab bewegenden Kolben. Genauere Unfallanalysen zeigen, daß insbesondere bei gasgekühlten Reaktoren geringste Totzeiten anzustreben sind.
• Die Augabe der Erfindung ist es, einen Absorberstab anzugeben, dessen Totzeit, verglichen mit dem bekannten hydraulisch betätigten Absorberstab, wesentlich geringer ist und dessen Beschleunigung in den Reaktorkern größer als die Erdbeschleunigung ist.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß innerhalb der Hülse und oberhalb des Absorbermaterials ein Energiespeicher angeordnet ist, der die Notabsehaltungsbewegung des Absorbermaterials beschleunigt und dessen Haltevorrichtung aus einer an der Hülse befestigten Verklinkung besteht und dessen Hülse Öffnungen für den Durchtritt des Gases bei Bewegung des Absorbermaterials relativ zur Hülse aufweist.
• Es ist an der Hülse eine Entklinkvorrichtung befestigt, die einen mit dem Arretierbügel starr verbundenen Kolben besitzt, der in einem Zylinder gleitet, der über eine definierte kleine Öffnung und/oder ein Rückschlagventil einstellbare Ansprechdruckdifferenz mit dem Kühlmittelraum verbunden ist. In einem Bauelement vereinigt sind hier die Funktionen des Messens des durch einen Kühlmittelverlustunfall auftretenden Druckverlustes sowie das Auslösen der Notabschaltung.
• Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. . F i g.1 zeigt einen Querschnitt des Absorberstabes mit Energiespeicher; F i g. 2 zeigt eine Aufsicht auf Verklinkung- und Entklinkvorrichtung.
• Der Energiespeicher 6, der die Notabschaltungsbewegung beschleunigt, besteht aus einer gespannten Schraubenfeder. Eine Verklinkung 5 hält die Feder in gespanntem ,Züstand. Das Absorbermaterial 1 ist mit einem Führungsstab 4 fest verbunden, und dieser Führungsstab wird durch die Verklinkung 5 so gehalten, daß die Feder gespannt ist.
• Mit dem Absorbermaterial 1 ist der Folgestab 7 fest verbunden, der einen Eingriff für einen Teleskopheber 16 besitzt. Damit ist nach erfolgter Notabschaltung möglich, die Feder über den Absorberstab wieder zu spannen. Ferner besitzt die im Reaktorkern 17 befindliche Hülse 2 große Öffnungen 3, die bewirken, daß bei sehr schnellen Bewegungen des Absorbermaterials 1 und des Folgestabes 7 innerhalb der Hülse keinerlei Dämpfung durch komprimierte Gasmengen entsteht. Die Hülse 2 wird von einem Hubteller 8 getragen, der mit einem Antrieb zur Feinregelung des Kernreaktors verbunden ist.
• Gemäß der F i g. 2 ist der Arretierbügel 11 an einer Seite drehbar an der Hülse 2 befestigt. Der Arretierbügel wird durch die Feder 10 und den Anschlag 20 in der Kerbe 9 des Führungsstabes 4 eingerastet gehalten. Der Führungsstab 4 ist fest mit dem Absorbermaterial verbunden. An dem Arretierbügel 11 greifen zwei unabhängig voneinander arbeitende Pntklinkvorrichtungen 12 und 13 an. Die Entklinkvorrichtung 12 wird durch eine nicht näher beschriebene konventionelle Hydraulik oder Pneumatik betätigt. Die auf einen unmittelbaren Druckverlust in ihrer Umgebung ansprechende Entklinkvorrichtung 13 besteht aus einem Zylinder mit einer definiert kleinen öffnung 10, in dem ein Kolben 15 beweglich ist und der über einen Stift 14 den Arretierbügel 11 in die Richtung bewegt, in der eine Entklinkung erfolgt. An Stelle der definiert kleinen Öffnung 19 oder zusammen mit dieser kann ein Rückschlagventil vorgesehen werden, das auf eine einstellbare Druckdifferenz anspricht. Im Normalbetireb baut sich über die Öffnung 19 in dem von dem Zylinder umschlossenen Raum der gleiche Druck auf, der auch im Kühlmittelraum 18 des Reaktors herrscht. Da dieser Druck auf beide Flächen des Kolbens 15 wirkt, bewegt sich der Kolben im Normalbetrieb nicht. Sobald ein starker Druckverlust im Kühlmittelraum des Reaktors auftritt, kann sich der in dem Zylinder aufgebaute Innendruck infolge der kleinen Öffnung 19 oder des Rückschlagventils nicht so schnell abbauen, wie der Druck im Kühlmittelraum 18. Dadurch bewegt sich der Kolben 15 praktisch ohne Totzeit gegen die Spannung der Feder 10 und löst die Verklinkung, indem er den Arretierbügel 11 aus der Kerbe 9 im Führungsstab 4 herausbewegt.
• Die Entklinkvorrichtung 13 ist für jeden Steuerstab vorhanden und bedarf keinerlei Bedienung oder Ansteuerung. Ferner ist die Totzeit um so kürzer, je schneller der Kühlmittelverlust eintritt. Auch ist die statistische Wahrscheinlichkeit, daß eine Entklinkvorrichtung dieser Art ausfällt, schon auf Grund der konstruktiv sehr einfachen Ausbildung gering.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Absorberstab zur Regelung und Notabschaltung von gasgekühlten Kernreaktoren, mit einer durch den Reaktorkern bei Feinregulierung bewegten rohrförmigen Hülse, in deren Inneren nur insgesamt bewegbares Absorbermaterial axialbeweglich angeordnet ist, dessen Lage relativ zur Hülse bei Normalbetrieb durch eine Haltevorrichtung fixiert ist, die zur Notabschaltung das Absorbermaterial freigibt und auf Grund seines Eigengewichts in den Reaktorkern einfallen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Hülse (2) und oberhalb des Absorbermaterials (1) ein Energiespeicher (6) angeordnet ist, der die Notabschaltungsbewegung des Absorbermaterials beschleunigt, daß die Haltevorrichtung aus einer an der Hülse (2) befestigten Verklinkung (5) besteht und daß die Hülse (2) Öffnungen (3) für den Durchtritt des Gases bei Bewegung des Absorbermaterials relativ zur Hülse aufweist.
2. 2. Absorberstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher (6) eine Feder ist.
3. 3. Absorberstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verklinkung (5) einen Arretierbügel (11) besitzt, der an seinem einen Ende drehbar an der Hülse (2) angebracht ist und der in eine Kerbe (9) einrastet, die sich an einem fest mit dem Absorbermaterial verbundenen Führungsstab (4) befindet.
4. 4. Absorberstab nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arretierbügel (11) durch mindestens eine Haltefeder (10) und einen Anschlag (20) in der Kerbe (9) eingerastet gehalten wird.
5. 5. Absorberstab nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entklinkvorrichtung an der Hülse (2) befestigt ist, die einen mit dem Arretierbügel starr verbundenen Kolben (15) besitzt, der in einem Zylinder beweglich ist, der über eine definierte kleine Öffnung (19) und/oder ein Rückschlagventil einstellbarer Ansprechdruckdifferenz mit dem Kühhnittelraum (18) verbunden ist.
6. 6. Absorberstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorbermaterial (1) auf auf seiner dem Energiespeicher (6) entgegengesetzten Seite mit einem Folgestab (7) fest verbunden ist, der einen Eingriff für einen Teleskopheber (16) aufweist.