DE1589468A1

DE1589468A1 - Regelstab fuer Kernreaktoren

Info

Publication number: DE1589468A1
Application number: DE19671589468
Authority: DE
Inventors: Hellman Erik Rune
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1966-09-16
Filing date: 1967-08-23
Publication date: 1970-04-09
Also published as: US3448008A; CH457636A; DK118618B; NO117646B

Description

Regelstab für .Kernreaktoren

Die Erfindung betrifft einen Regelstab für Kernreaktoren mit mehreren, von einer Kupplungsstange getragenem Absorberplatten, die zur Aufnahme des Absorbermaterials mehrere sion im wesentlichen winkelrecht zur längs richtung des Stabes erstreckende und hermetisch abgeschlossene Hohlräume haben.

Regelstäbe dieser Art haben viele Vorteile verglichen mit Regelstäben, in denen das Absorbermaterial in rohrförmigen Elementen angebracht ist, die in der Längsrichtung des Stabes angeordnet sind, u.a. den, dass die Absorberelemente verhältnismäßig kurz werden. Da die Hohlräume zudem meist horizontal liegen, verursacht das Gewicht des gewöhnlich pulverförmigen Absorbermaterials keine nennenswert ungleichmäßige Packungsdichte.

Bei bekannten Regelstäben, die nach diesem Prinzip ausgeführt sind, bestehen die Absorberplatten aus einer grossen Zahl .rohrförmiger, winkelrecht zur Längsachse des Regelstabes angeordneter Absorberelemente. Diese Elemente sind gewöhnlich in führungsnut en einer zentralen Srägersäule und eines, äu-e-

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seren Hahraens befestigt, wobei z.B. jedes zehnte Element an der Trigersäule· bzw. am Sahmen festgisonweißt ist, wUnrend die übrigen Elemente lose in den Juten liefen. Diese Konstruktion erfüllt in der -rfegel nicht die Anforderungen an rfteif-' heit, die an eine Absorberplatte gestellt werden müssen. Eine solche Platte ist gewöhnlich verhältnismäßig lang, z.B. 4 m, und sie muß in einen schmalen Spalt mit sehr kleinen i'oleranzen eingeschoben werden können. In gewissen Fällen, z.B. bei einem dchnellstopperi aes ^eaictors, muß sie außeraei.. sehr schnell verschoben .,^reraen .tonnen und wird dabei großen jeanspruchungen ausgesetzt, -υie bekannte- Konstruktion </ird außerdem verhältnismäßig kosxspielig in der verstellung, da sie eine große Anzahl verschiedener Arbeitsgänge verlange.

der Erfindung werden die !,!angel des genannten Jtabes dadurch vermieden, daß jede Aosorberplatte aus einer ocer nur wenigen massiven blatten und iiierin eingeorachten ilohlräumen zur Aufnahme des ÄDSoroermaterials besteht. x»ie flohlriiurae sind in erster Linie gebohrte Kanäle. Diese Ausfülirung ergibt eine sehr steife Konstruktion und ermöglicht gute ner&teUungs toleranzen und wesentlich niedrigere Herstellungskosten.

Als Absorber wird gewöhnlich ein pulverförmiges x<.aterial, z.B. Borkarbid, benutzt. Jenn dieses Material einer Bestrahlung ausgesetzt wird, bildet sich Heliumgas, wobei in den xionlräumen ein hoher innerer Überdruck entstenen kann-. i3ei der -beschriebenen bekannten Konstruktion ist jedes Absoroerelement hermetisch verschlossen. Da die Absorberplatterf keiner gleich-

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maßi-gen Bestrahlung ausgesetzt werden, werden dabei einige -¹"- derüleiffente einem verhältnismäßig hohen inneren Gasdruck ' ausgesetzt, während der Gasdruck in den anderen Elementen '·' relativ mäßig ist. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausbildung ermöglicht-jedoch, daß man in einer einfachen v/eise einen vollsxÄndigen Ausgleich des Heliumdruckes erreichen kann, indem man die Hohlräume mit Organen verschließt, die eine Gasströmung ^wischen den verschiedenen Hohlräumen in ^ einer Absorberplatte zulassen. Dadurch erhält man einen niedrigeren maximalen Druck in den Hohlräumen, wodurch die Beanspruchungen des Stabes abnehmen. *

Das Verschließorgan kann zweckmäßig eine Schiene sein, die * in einem an der Außenkante der Platte«ausgebildeten Schlitz angebracht ist. Sin weiterer Ausgleich des Gasdruckes im Regele tab kann dadurch erhalten werden, daß Druckausgleichkanäle zwischen Hohlräumen angeordnet werden, die zu verschiedenen . Absorberplatten gehören. Bin zusätzlicher Sxpansioneraum für die Heliumgase kann übrigens in einer oesonders einfachen Weise nach einer Weiterentwicklung der Erfindung dadurch erhalten werden, daß die Hohlräume in den Absorberplatten über einen

, - Verbindungskanal iait einem Raum in der Kupplungsstange in Verbindung stenea, die zu diesen Zweck rohrförmig ausgeführt

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uttei Ausfüiirungsbelcoiele der irfindunjg sind im folgenden

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anhand- der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigen :

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Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt eines '

erfindungsgemäßen Hegelstabes,. . ■

Fig. 2 einen Querschnitt des Stabes und Fig. 3 eine Einzelheit einer zweiten Ausfuhrungsform, bei der die Absorberhonirauine mit dem Raum in ei- _ ner rohrförmigen .K-upplungse-tange in Verbindung stehen.

Der in i'ig. 1 und 2 gezeigte jxegelstab ist im wesentlichen aus.rostfreiem qtahl hergestellt und oestent aus einem Abcorüerteil 2, der von einer ViertiKral angeoruneten Kupplungsstange 1 getragen .virci. J^er Aosorberteix bestent aus vier Absoruerplatten 3 bis b, sie bilden ein rechtv/inkj-iges Kreuz, deS-Seh ..ittellinie mit 'uer aer ^upplaugsstange 1 zusamiiieni'illt. Lie Αοε orb er platten 3 una 5 bestehen aus einer einzigen Platte, an dieser sind die blatten 4- und 6 angeschweißt, üie blatten naben eine große Zahl gebonrter Kanäle 7> die sich v/inxcelrecnt :3ur Längsrichtung des Stabes erstrecken. Die Kanäle sind mit einem pulverförmigen Ausorberma-cerial 8 gefüllt, 2.B. BorJcaroid. Jede blatte hat an ihrem äußeren Rand einen Schlitz 9» in diesem liegt eine Jcniene 10 mit halbkreisföriuigen Querschnitt. Die zu beiden Seiten der Schiene liegenden Seitenwände des Schlitzes sind um die Schiene 10 herucigebogen und zusammengeschweißt. Ide Schiene 10 verscnließt die Kanäle 7 so, daß das durcn Bestrahlung des Absorbermaterials gebildete Heliumgas zv;ischen verschiedenen Kanälen 7 in der Platte zirkulieren kann, !lan erhält so einen vollständigen ~ ;' "'.

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Ausgleich des Gasdrucks in der Platte. Durch, das Zusammenschweißen der Seitenwände des Schlitzes sind Jedoch die Ab-.'sorberholilräuiiie gasdicht verschlossen.

-Zur Führung des Regelstabes in den verhältnismäßig schmalen Spalten zwischen den Brennstoffstaben des Reaktors, tragt der Stab oben Graphitplatten 11. Außerdem hat er einen Ausschnitt 12 für die Montage des Stabes. An seinem unteren Ende trägt der Stab einen Kupplungskopf 13, über den der Stab mit einem Führungsorgan verbunden werden kann.

Fig. 3 zeigt schematiscii, wie die Äbsorberhohlräume 7 in den verschiedenen Platten durch Druckausgleichskanäle 14 miteinander verbunden .-/erden können. ,Veiter geht aus der Fig. 3 hervor, wie die Hohlräume mit einem Raum in der rohrförmigen Kupplungsstange 1 durch einen Verbindungskanal 15 verbunden .sind. Im unteren Teil des Absorberteils 2 ist dabei ein zylindrischer becherförmiger Teil 16 befestigt, an dessen Rand 17 die Kupplungsstange festgeschweißt wird. Durch diese Anordnung wird in einfacher7/eise ein wesentlich größerer Sxpansionsrauffi für die durch bestrahlung des Aosorbermaterials gebildeten xieliumgaae erhalten. Dieses trägt wiederum άθ,ζμ bei, die mechanisciieü Jeanspruchungen des citabes zu verhindern.

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Claims

Patentansprüche ;

1. Regelstab für Kernrealetor en nit mehreren von einer Kupplungsstange getragenen Absorberplatten, deren Aösorbermaterial in mehreren sich im v/es entlichen winkelrecht zur Längsrichtung der otange erstreckenden und hermetisch verschlossenen Hohlräumen angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß .jede Absorberplatte. (3 bis 6) aus einer oder aus einigen v/enigen massiven Platten mit hierin eingebrachten Hohlräumen (7) besteht.

2. Begelstab. nacxi Anspruch 1, dadurch gekennzeicnnet, daß in die Platten Löcher (7) gebohrt sind.

3. Regelstab nach Ansprucn 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (7) mit Organen (10) verschlossen sind, die eine Gasströmung zwischen den verschiedenen I-Ionlräucer (7) einer Absorberplatte zulassen,

4. Regelstab naon Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dais die Bonrungen (7) an der Außenkante jeder Platte durch einen Schlitz (9) verbunden sind und zum Verschließen der bohrungen eine Schiene (10) dient, die im Schlitz (9) der Platte angebracht ist.

5. Regelstab nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu.beiden oeiten der Schiene (10) liegenden öeitenwände des Schlitzes um die Schiene herumgebogen und gasdicht zusammengeschweißt ö

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6. Hegels -tab. nach einem der vorhergenenden Ansprüche, dadurcn gekennzeichnet, daJ? Druckausgleichskanile (H) zwischen Hohlriuuen angeordnet sind, die zu verschiedenen Absorberplatten gehören. "■♦ .

7. Regelstab nach eiaera der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ^Kennzeichnet, daß die in den Ab.-orO-irjlaiten angeordneten -lohlräume (7) über einen Verbindun^bkanal (15) mit einem innerhalb der Kupplungsstange (1) an^eo-ineten und v3rsclilorL-3nen dxpansioiisrauni in Verbindung stehen.

ö. iiegelsi;ac nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurcn aeichiie-D, da:i die i_tupp-.ungcstange (1) roiirförLiig ist.

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