DE2357978A1

DE2357978A1 - Greifvorrichtung fuer steuerstaebe in kernreaktoren

Info

Publication number: DE2357978A1
Application number: DE2357978A
Authority: DE
Inventors: Andrew James Anthony; Thomas Alan Jones
Original assignee: Combustion Engineering Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1972-12-01
Filing date: 1973-11-21
Publication date: 1974-06-06
Also published as: ES198203Y; ES198203U; FR2211719A1; US3857599A

Description

20. .10. 1973 cl/k

Anmelder: Combustion Engineering, Inc. Windsor Connecticut, U.S.A.

Greifvorrichtung für Steuerstäbe in Kernreaktoren

Die Erfindung bezieht'sich auf eine Greifvorrichtung für Steuerstäbe in Kernreaktoren, wie sie im Oberbegriff des Anspruches- 1 näher definiert ist.

Beim Betrieb und der Unterhaltung von Kernreaktoren ist es nötig, Gruppen von Brennstoffstäben in bestimmten Zeitabschnitten zu demontieren und den Reaktor neu zu bestücken. Zu diesem Zweck muss der Kopf des Reaktordruckgefässes zusammen mit dem Antrieb für die Steuerstäbe demontiert werden, um die Gruppen von Brennstoffstäben und die Gruppen von Steuerstäben, die sich im Druckgefäss befinden, frei zu legen. Diese Gruppen von Steuerstäben erstrecken sich in der Regel nach oben von den Brennstoffstäben aus gesehen und sind so eingerichtet, dass sie mit ihrem Antrieb verbunden werden können. Oft ist es nötig, die Steuerstäbe selbst aus der Gruppe von Steuerstäben auszubauen. Zu diesem Zweck müssen die Steüerstäbe oder"Steuerelemente vollständig in der Stellung festliegen, in der sie in den Kern eingefahren sind und gleichzeitig muss der Kopfteil des

/»09 823/0799

Druckgefässes und die anderen Teile des Reaktors, die sich oberhalb der Brennstoffeinheiten befinden, entfernt werden, um den Reaktor neu bestücken zu können. Durch diese Trennung können auch die Steuerstäbe in ihrer Lage und Anordnung untereinander bzw. in Bezug auf die Gruppen von Steuerstäben neu geordnet werden.

Es ist nötig, dass besonders bei magnetisch gesteuerten Antrieben die Verbindungsglieder die Steuerstäbe sehr starr festhalten und jede vertikale oder horizontale Bewegung während des Betriebes und der dadurch bedingten Stösse und Prellungen verhindern. Es ist auch wünschenswert fest schliessende Verbindungsglieder vorzusehen, um grösseren Verschleiss während der häufigen Neubeschickung während des langjährigen Betriebes des Reaktors zu vermeiden.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, den Antrieb; für die Gruppen von Steuerstäben durch schnelle genaue und starre Greif- und Auslösglieder zur Verbindung der Steuerstäbe mit dem Antrieb und zur Lösung davon anzugeben.

Gemäss der Erfindung werden diese Schwierigkeiten und diese Aufgabe . . behoben bzw. gelöst durch eine Greiferanordnung, wie sie im Kennzeichen des Anspruches definiert ist.

Gemäss dem' Kennzeichen des Anspruches 2 sind die schrägen Flächen, die einander gegenüberliegen und in Längsrichtung Abstand voneinander haben, die einzigen, die beim Greif— Vorgang in Eingriff kommen und es gelingt so eine sehr genaue und starre Verbindung zwischen dem Steuerstab und dem Greifer herzustellen.

409823/0799

Die Betätigungsglieder, wie sie im Kennzeichen des Anspruches 3 beschrieben sind und die Sperrglieder nach den Ansprüchen 4 und 6 sind zusätzliche Mittel um die Stellung der Greifvorrichtung zu sichern. Gemäss Anspruch 5 ist eine Gruppen konstrulction möglich-, mit deren Hilfe eine Anzahl von Greifern einem einzigen Antrieb zugeordnet werden können um . so die Anordnung zu vereinfachen. .

In den Ansprüchen 7 bis 9 ist eine sehr einfache Kon- ."-struktion für die Sperrglieder definiert.

Es sei nochmals wiederholt, dass, die einzigen Oberflächen, die in Eingriff miteinander stehen, die schräg gegenüber der Längsrichtung und in der gleichen Richtung im Abstand voneinander angeordneten, einander gegenüberliegenden Greifflächen sind, die durch eine in schräger Richtung wirkende Kraft festgehalten werden. Auf diese Weise wird die Gruppe von Steuerstäben nach dem GreifVorgang starr gegen jede Bewegung in vertikaler oder horizonta1-er Richtung gehalten. Dies ist ein entscheidender Unterschied ,gegenüber bekannten Greifvorrichtungen, bei denen im besten Falle eine Kraft senkrecht zur Längsrichtung der Greifvorrichtung angreift. Da diese in der Regel senkrecht liegt, ist die Gruppe von Steuerstäben nicht fest gegenüber einer Kraft in senkrechter Richtung und verhältnismässig leicht zu bewegen.

Diese und ,weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung " ergeben sich bus der Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele. Die Zeichnungen stellen dar:

Λ038 23/07 99

Figur 1: eine Seitenansicht die teilweise aufgeschnitten ist und den Kernreaktor darstellt bei dem die vorliegende Erfindung verwirklicht wird;

Figur 2: ist eine Seitenansicht der unteren Hälfte des Greifers und des Steuerelementes in der ausgekühlten Stellung des Greifers.

Figur 3: stellt einen Teil der Figur 2 dar, und zwar in der Stellung des Greifers, in der er sich in Eingriff ' mit dem Steuerglied befindet;

Auch die Figur 4 zeigt ähnlich wie die Figur 3 den /·.'. . Greifer in Eingriff mit dem Steuerelement;

Figur 5: ist eine Seitenansicht der oberen Hälfte des ·; Greifers, die teilweise geschnitten ist;

Figur 6: zeigt den Querschnitt entlang der Linie 6-6 der Figur. 5;

Figur 7: ist eine Seitenansicht entlang der Linie 7-7 der Figur 6;

Figur 8: ist eine Seitenansicht die teilweise im Schnitt eine abgeänderte Ausführungsform des Greifers darstellt, bei der die Finger eines jeden Steuerelementes einzeln vom Greifer erfasst werden, und zwar in dessen ausgeklinkter Stellung;

Figur 9: zeigt eine der Figur 8 ähnliche Ansicht in der der Greifer verklinkt istj

409823/0799

Figuren 10, 11, 12 zeigen Ansichten die denen der Figuren

5, 6, und 7 ähnlich sind aber eine abgewandelte Ausführungsform für die Sperrvorrichtung darstellen.

In Figur 1 ist ein Kernreaktor 20 mit einem Druckbehälter 21 und dessen Kopfteil 22 dargestellt. Der Druckbehälter 21 enthält eine Vielzahl von Gruppen 24 von Brennstoffstäben, die den Kern des Reaktors bilden und in den hinein sich eine Vielzahl von Gruppen 28 von Steuerstäben sich erstrecken, die den Kernreaktor betrieblich sicher steuern. Die senkrecht bewegliche Gruppe 28 von Steuerstäben - nachstehend Steuergruppe 28 genannt - werden entsprechend der Führungseinrichtung 26, die in einer älteren nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung offenbart ist, in den Kern eingeführt. Im Prinzip besteht diese Führungsvorrichtung 26 aus zwei, in Abstand voneinander angeordneten.Platten 112, 114 (Figur 8), die durch eine Vielzahl von Röhren 116 miteinander verbunden sind. Die Finger 36 der Steuerelemente der Steuergruppen 28 (siehe Figuren 8 und 9) erstrecken sich in und.durch die Rohre 116 und werden durch Joche 38 (Figur 2) gehalten, die in senkrechter Richtung oberhalb der oberen Rohrplatte 112 beweglich sind. Eine. Vielzahl von Greifern 32, von denen einer in Figur angedeutet ist, verbinden die Steuergruppen 28 mit einer Vielzahl von Antriebsgruppen 30, die auf dem Kopfteil des Druckbehälters 21 angeordnet sind, um die Steuergruppen .28 in den- Kern des Reaktors in senkrechter Richtung ein und aus ihm auszufahren. Die Antriebsgruppen können in bekannter Weise ausgebildet sein; man kann z. B. einen Zahnstangentrieb oder eine magnetische Hebevorrichtung vorsehen, wie sie bei Kernreaktoren benutzt werden.

40982 3/07 99

Während der Erneuerung des Brennstoffes eines Reaktors gemäss Figur 1 müssen die Steuergruppen 28 aus den Führungen 26 und dem Reaktordruckbehälter ausgefahren sein, um die Brennstoffgruppen 24 zugänglich zu machen. Diese kann erreicht werden, ohne dass der Reaktor"kritisch" wird, wenn Einrichtungen vorhanden sind, um eine Giftlösung z. B. eine hochkontentrierte Lösung von Bor in Wasser zum Fluten des Reaktorkerns und des Druckbehälters oder zur Einspritzung vorgesehen sind. Diese Giftlösung tritt dann anstelle des Giftes in den Steuergruppen Solch ein Verfahren ist in der oben erwähnten älteren Patentanmeldung beschrieben. Auch wenn die Zuführung neuen Brennstoffes erfolgt, während die Steuergruppen in den Führungen 26 sich befinden, ist es notwendig, dafür Sorge zu tragen,· dass der Greifer 32 von den Steuergruppen 28 gelöst werden kann.

Bei Betrachtung der Figur 1 ergibt sich nämlich, dass die Längserstreckung der Kupplung 32 veränderlich sein muss, je nach dem in welcher radialen Lage innerhalb des Reaktors die Kupplung sich befindet. Oft muss nämlich die Stärke des Giftes' und die Anzahl der Steuerfinger 36 je Steuergruppe 28 verändert werden, und zwar im ganzen Bereich des Kerns und gelegentlich kann es auch nötig sein die radiale Lage verschiedener Steuergruppen 28 innerhalb des Reaktors zu ändern. Daraus ergibt sich, dass auch bei dem oben zuletzt beschriebenen Verfahren neuen Brennstoff zuzuführen, die Kupplungen 32 von den zugeordneten Steuergruppen 28 lösbar sein müssen.

409823/0799

"— 7 —

Der Greifer 32 kann die Steuergruppe 28 gegen vertikale und horizontale Bewegung festhalten wenn er im Eingriff ist;; er ist auch zugänglich und aus der Ferne steuerbar, in dem Sinne, dass die Steuergruppen 28 freigegeben werden können wenn es gewünscht wird. Dieser neue Greifer, der besonders der Benutzung in einem Reaktor' gemäss Figur 1 angepasst ist, ist in den Figuren 2 bis 7 dargestellt. Ih Figur 2 ist der untere Teil des Greifers 32 noch ausser Eingriff mit dem oberen Teil einer typischen Steuergruppe 28 gezeigt. Die Steuergruppe 28 besteht aus einer Vielzahl von länglichen in seitlichem Abstand zueinander angeordneten Steuerstäben oder - Fingern 36 - die von einem Joch 38 getragen sind das seinerseits ein senkrecht nach Oben gerichtetes Verbindungsglied 34 besitzt. Dieses Verbindungsglied 34 endet oben in einem Kupplungskopf 35 mit einem eingeschnürten Hals'40, der einander gegenüberliegende obere und untere Eingriff,sflachen 42 und 44 besitzt. Diese Eingriffs- . flächen '42 und 44 verlaufen schräg im Bezug auf die Längsachse des Kupplungskopfes und auch schräg im Bezug auf eine zylindrische Oberfläche 46, die sich zwischen den Eingriffsflächen 42 und 44 befindet. Der Greifer 32 besteht aus länglichen Greifgliedern 48 und einem Betätigungsglied 68. Die Greifglieder 48 bilden einen rohrförmigen Zylinder 49, dessen Achse mit der Längsachse des Kuppelkopfes 35 übereinstimmt. Zwischen den Greifgliedern 48 sind innerhalb des Zylinders 49 längliche Schlitze 50 angeordnet, so dass die Greifglieder eine Vielzahl von '. Greiffingern 52 bilden« Beide Ausführungsformen nach den Figuren 2, 3 und 4 sind sechs Schlitze 50 vorgesehen, die den Zylinder 59 in sechs Greiffinger 52 teilt. Jeder Greiffinger 52 ist an seinem untere« Ende mit nach innen gerichteten einander gegenüber-

409823/0799

liegenden und in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordneten oberen und unteren Greifflächen 54 und 56 versehen, die voneinander in Längsrichtung durch die Oberfläche 58 getrennt sind. Die oberen und unteren Greifflächen 54 und 56 sind beide schräg gegenüber der Längsrichtung des rohrförmigen Teiles 49 angeordnet und stellen die einzigen Greifflächen dar, die mit dem Kupplungskopf 35 der Steuergruppe 28 in Eingriff kommen. Der rohrförmige Zylinder 49 ist an seinem oberen Ende starr mit einem Verbindungsglied 62 verbunden das seinerseits mit seinem oberen Ende in einem oberen rohrförmigen Träger 63 endet, dessen innere Oberfläche mit einem Gewinde versehen ist, dessen Zweck weiter unten beschrieben wird.

Das Betätigungsglied 68 für den Greifer ist ein Rohr 69 das den rohrförmigen Zylinder 49 koaxial umgibt. Das ;Rohr 69 erstreckt sich nach unten weiter als das untere Ende des Zylinders 49 und besitzt an seinem unteren Ende eine schräge Oberfläche 76. Diese Schräge verläuft von einer Stelle, deren Durchmesser grosser ist als der äussere Durchmesser des Zylinders 49 zu einer unteren Stelle, deren innerer Durchmesser kleiner ist als der äussere Durchmesser des Zylinders 49. Bei einer aufwärts gerichteten Längsbewegung des Rohres im Bezug auf den Zylinder 49 kommt die Oberfläche mit der Fläche 60 auf der äusseren Oberfläche der Greiffinger 52 in Eingriff und erzwingt eine Bewegung der .Finger 52 nach innen. An seinem untersten Ende ist das Rohr mit einer schräg nach unten gerichteten Schulterfläche 78 versehen, die zur Lösung der Kupplung dient. Bei seiner in Bezug auf den Zylinder 49 ab-

wärts gerichteten Längsbewegung des Rohres 69 kommt die Auslösefläche 78 mit einer entsprechenden schrägen Fläche 79 an dem Verbindungsglied 34 in Berührung, 409823/0799

um dadurch den Kupplungskopf 35 der Steuergruppe aus dem Zugriff der beweglichen Greiffinger 52 herauszubringen.

Die Längsbewegung des Betätigungsgliedes 68 für den Greifer wird durch einen Stab 72 bewirkt, der innerhalb des tragenden Gliedes 63 längs beweglich ist. Das untere Ende des Stabes 72 ist mit einem Tauchkolben verbunden, der innerhalb eines rohrförmigen Zwischengliedes 62 gleiten kann. Dieses Zwischenglied 62 besitzt zwei einander gegenüberliegende längliche Schlitze 66, in die ein Stift 74 eingreift, der sowohl mit dem Tauchkolben 70 als auch mit dem Rohr 69 verbunden ist. Dementsprechend folgt aus einer Längsbewegung des Stabes 72 eine daraus abgeleitete Längsbewegung des Rohres 69 . .Die Grosse dieser Bewegung wird durch die Höhe der Schlitze 66 in dem rohrförmigen Zwischenglied 62 bestimmt.

Nachstehend wird nunmehr beschrieben, wie die Finger den Kupplungskopf 35 ergreifen und festhalten. Ursprünglich ist das Rohr 69 in seiner untersten Stellung in Bezug auf den rohrförmigen Zylinder 49. Der Greifer wird dann abwärts bewegt, bis die Auslösfläche 78 des Rohres 69 mit der entsprechenden Oberfläche 79 des Kopfes 35 der Steuergruppe in Verbindung kommt. Dann wird der rohrförmige Zylinder 49 in Längsrichtung abwärts bewegt, indem das Tragglied 63 - wie im einzelnen unten beschrieben - durch seine Bewegung soweit herabführt, dass die oberen Greifflächen 54 der Finger 52 die obere Greiffläche 44 des Kupplungskopfes 35 ergreifen. Diese Stellung ist in Figur 3 gezeigt. Der Stab 72 wird stetig weiter nach oben bewegt und nimmt dementsprechend das Rohr 69 mit, so dass die Oberfläche 76 stetig eine schräggerichtete Kraft

409823/0799

auf die schwenkbaren Finger 52 ausübt. Dadurch kommen die oberen und unteren Greifflächen 54 und 56 in Eingriff mit den Flächen 44 und 42 des Kupplungskopfes 35. Wie aus Figur 4 ersichtlich, befindet sich zwischen den senkrechten Trennflächen der Greiffinger 52 und 46 des Kupplungskopfes ein Spalt, der sicherstellt, dass die Steuergruppe 28 an jeder vertikalen und horizontalen Bewegung in Bezug auf die Greiffinger 52 gehindert werden.

In den Figuren 5, 6 und 7 ist ein Rohr 84 dargestellt, dessen mit einem Gewinde 86 versehenes untere Ende mit dem oberen Tragglied 63 verbunden ist. (Figur 2) Eine Verzahnung 88 ist auf der äusseren Oberfläche des Rohres 84 vorgesehen, die mit Antriebsritzeln (nicht dargestellt) in den Antrieben 30 (Figur 1) in Eingriff kommen, um das Tragglied 63 und die Steuergruppe 28 in vertikaler Richtung in den Reaktorkern ein- oder aus zu fahren. Ein zweites Rohr 92 ist am oberen Ende des Rohres 84 durch eine mit einem Gewinde versehenen Manschette 96 verbunden. Die Gewinde in der Manschette 96 sind gegenläufig und entsprechen den mit Gewinde versehenen Enden 90 und 94 der beiden zylindrischen Rohre 84 und 92. Bei Drehung der Manschette 96 in einer Richtung, werden daher die beiden Rohre 84 und 92 aneinander angenähert und bei Drehung in der Gegenrichtung voneinander entfernt. Auf diese Weise kann in Längsrichtung die Höhenlage des oberen Rohres gegenüber dem unteren Rohr 84 genau eingestellt werden. Wenn diese Einstellung einmal erfolgt ist, wird die Manschette 96 mit Hilfe von Stiften 102 und Gegenmuttern 98 und 100 festgelegt, so dass die gegenseitige Stellung der beiden Rohre 92 und 84 starr festgelegt ist.

409823/0799

Der Stab 72 erstreckt sich nach oben in und durch die zylindrischen Tragrohre 63, 84 und 92 hindurch. Das obere Ende des Rohres 92 ist mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Schlitzen 104 versehen, wie dies besonders aus Figur 7 ersichtlich ist. Die Schlitze 104 besitzen einen länglichen Schenkel 106 mit einem hakenförmigen Teil 105 am oberen Teil des Schenkels 106. Der Stab 72 ist mit einem .im wesentlichen senkrechten Stift 110 versehen, der den Stab 72 durchdringt und in den Schlitzen 105 beweglich ist, und zwar zwischen dem hakenförmigen Teil 105 und dem länglichen' Schenkel 106. Diese Anordnung von Schlitzen und Stiften sorgt für eine ausreichend kräftige Verriegelung des Betätigungsgliedes 68 für den Greifer in seiner oberen Stellung in Bezug auf die länglichen Greiffinger 48. Die Wirkungsweise ist folgende. Wenn sich der Stift 110 im länglichen Schenkelteil 106 des Schlitzes 104 befindet, dann ist das.Betätigungsglied '69 für den Greif er frei, sich in der Längsrichtung und in Bezug auf die schwenkbaren Finger 52 zu bewegen. Um die Letzteren in Greifverbindung mit dem Kupplungskopf der Steuergruppen 28 zu bringen, wird der. Stab 72 nach oben bewegt, dabei wird auch der Stift 110 im länglichen Teil 106 mitgenommen, bis die Finger 52.den Kupplungskopf 35 zu ergreifen beginnen. In dieser Lage befindet sich das untere Ende des Stiftes 110 eintoenig unterhalb des unteren Endes des hakenförmigen Teiles 105 des Schlitzes 104. Der Stab 72 wird dann gespannt, und zwar durch Drehung im Uhrzeigersinne, so dass der Stift in den haken- . förmigen Teil 105· des Schlitzes 104 herabfällt. In dieser Stellung;des Stiftes 110 ist der Stab noch unter Spannung, weil der Stift 110 die. entsprechende Höhe überschreitet, wenn die Finger 52 zu greifen beginnen. Auf diese Weise wird eine schräggerichtete Kraft dauernd auf die schrägen Flächen 60 der Finger 52 wirken, um den festen Griff aufrecht zu erhalten.

409823/0799

Es Ist leicht erkennbar, dass die gegenseitige Stellung des Stiftes 110 und des Schlitzteiles 105 von Bedeutung ist, wenn es sich darum handelt, die Elastizitätsgrenze des Stabes 72 nicht zu überschreiten. Aus diesem Grunde ist die mit gegenläufigen Gewinden versehene Manschette 96 vorgesehen, um die gegenseitige Lage des oberen Rohres 92 in Bezug auf das untere Rohr 84 sowie des Stiftes auf dem Stab 72 festzulegen.

Um sicher zu stellen, dass der Stift 110 nicht zufällig aus dem hakenförmigen Teil 105 des Schlitzes 104 austritt, steht der Stab 72 durch Verdrehung seines oberen Endes gegenüber dem unteren untereiner ständigen Torsionsspannung. Diese Spannung ist kleiner wenn der Stift 110 sich in dem hakenförmigen Teil 105 befindet und grosser, wenn der Stift 110 sich in dem länglichen Schenkel 106 befindet; es ist deshalb nötig, die Drehung zu verstärken, wenn der Stift in den länglichen Schenkel 106 gebracht werden so-ll, um dadurch die schräggerichtete Kraft auf die Finger 52 auszulösen. °

Um diese Vorspannung und Drehung des Stabes 72 zu erzielen, ist ein Werkzeug vorgesehen - das nicht dargestellt ist - und das in die Löcher 108 des Rohres 92 und auch in ein Formstück 109 (block) auf dem Stab 72. eingreift. Durch Betätigung dieses Werkzeugs kann in bekannter Weise eine Relativbewegung zwischen dem Stab 72 und dem Rohr 92 herbeigeführt werden.

Wie oben ausgeführt, ist es möglich, alle Steuergruppen 28 bei der Erneuerung des Brennstoffes im Reaktor zu entfernen, wenn eine andere Art von Gift anstelle der Steuerglieder 36 verwendet wird. Wenn es jedoch nicht möglich ist, bei einem Reaktor des in Figur 1 gezeigten Aufbaus das Gift zu ersetzen, dann ist es nötig, einen

40982 370799

Greifer zu benutzen, der jeden Steuerstab 36 individuell ergreift. Solch eine Anordnung, die die oben beschriebene Greiferkonstruktion benutzt, ist in den Figuren 8 und 9 beschrieben. Die Brennstoffgruppen sind mit aufwärtsgerichteten hohlen Stäben 118 versehen, die in die unteren Teile der Rohre 116 der ■Führungsvorrichtung 26 passen. Auch die Rohre 116 sind hohl und nehmen die Steuerstäbe 36 der Steuergruppen 28 auf.

Die Figur 8 zeigt insgesamt einen Hauptgreifer 119, der acht Einzelgreifer 120 besitzt, der acht Steuerstäbe 36 mit einer Antriebsgruppe verbindet. Jeder

Steuerstab 36 besitzt einen Kopf 121, der fest mit seinem oberen Ende verbunden ist. Der Kupplungskopf 121 ist mit einem eingeschnürten Hals. =40, unteren und oberen Eingriffsflächen 42 und 44 und einer Trennfläche 46 versehen. Zusätzlich besitzt der Kopf 121 eine Vielzahl von länglichen Schlitzen 132 in seinem oberen Ende, so dass das Ende des Kopfes radial nach innen gedruckt werden kann, wie dies im einzelnen weiter unten beschrieben wird. Der Kopf 121 besitzt auch zwei diametral gegenüberliegende Öffnungen 123, durch die ein Stift 123 hindurchdringt, der seinerseits mit einem Ring 124, der einen Teil des Kopfes 121 umgibt, verbunden ist. Der Ring 124 kann an dem Kopf 121 entlanggleiten, weil der Stift 122 in den Öffnungen 123 vertikal verschiebbar ist. Der Ring 124 wird durch eine spiralförmige Druckfeder 126 in der Kammer 130 am unteren Ende des Kopfes durch Federspannung gehalten. Das untere Ende der Feder wirkt auf eine Plattel28, die mit dem Stift 122 verbunden ist. Der Ring 124 liegt auf dem oberen Ende des Einstellstäbes 118 auf und entsprechend der Vorspannung durch die Feder 126 wird der Steuerstab 36 einwenig oberhalb seiner untersten Stellung gehalten.

409823/0799

Die funktionelle Aufgabe der Feder 126 besteht darin sicher zu stellen, dass das Kuppeln eines jeden Fingers der Steuerstäbe 36 nicht durch eine Änderung der Höhe zwischen den Brennstoffgruppen oder durch eine Änderung der Länge zwischen den Fingern der Steuerstäbe erfolgt.

Der Greifer 48 und sein Betätigungsglied 68 sind im wesentlichen den oben beschriebenen gleich, mit der Ausnahme, dass für jeden Steuerstab 36 und Kupplungskopf 121 ein Greifer vorgesehen ist. Jeder längliche Greifer besitzt einen rohrförmigen Zylinder 49 mit einer Mehrzahl von länglichen Schlitzen 50, die den Zylinder in eine Vielzahl von flexiblen Greiffinger aufteilen. Die Ausführungsform nach Figur 8 zeigt vier Längsschlitze und vier flexible Finger 52, für jeden Zylinder 48. Jeder Finger 52 besitzt an seinem unteren Ende eine innere Oberfläche mit jeweils gegenüberliegenden und schräg angeordneten oberen und unteren Greifflächen 54, 56, die durch die Oberfläche 58 voneinander getrennt sind. An seiner äusseren Oberfläche besitzt jeder Finger eine abwärtsgerichtete schräge Fläche 6O. Jedes Betätigungs— glied 68 für den Greifer besitzt ein Rohr 69, das an seinem unteren Ende eine Auslösefläche 68 besitzt, die mit einer entsprechenden Fläche 79 auf einem Kupplungskopf 121 zusammenarbeitet. Die Betätigungsglieder 68 besitzen ein Rohr 69, das an seinem untersten Ende eine Auslösefläche 78 hatp die ihrerseits mit einer entsprechenden Fläche 69 auf dem Kupplungskopf 121 zusammenarbeitet. Für jeden Greifer 120 ist das obere Ende des Zylinders 49 mit einem Verbindungszylinder 136 verbunden, der seinerseits an einem Stab 138 befestigt ist, der sich nach oben erstreckt und durch ein gemeinsames oberes Joch 140 getragen wird. In Längsrichtung kann der Stab 138 in Bezug auf das Joch 140 mit Hilfe einer

409823/0799

Schraube 140 eingestellt und befestigt werden. Das Joch 140 hat einen nach oben gerichteten rohrförmigen Teil 142, dessen innere Oberfläche am oberen Ende mit einem Gewinde versehen ist. Jedes der acht Rohre 69 der Greifergruppe 119 ist mit einem hohlen Verbindungsstück 144 versehen, das den Stab 138 umgibt, sich nach oben erstreckt und mit dem gemeinsamen Joch 146 verbunden ist. Dieses untere Joch 146 besitzt einen nach oben gerichteten mit ihm verbundenen Stab 72, der durch den rohrförmigen Teil des oberen Joches 140 hindurchtritt. Auf diese Weise können die beiden Joche 140 und 146 eine Mehrzahl - im vorliegenden Falle acht einzelne Greifer 120 - tragen. Die obere Hälfte der Greifvorrichtung 119 ist mit der in den Figuren 5-7 beschriebenen identisch, bei dem der Zylinder 84 mit dem hohlen Rohrteil 142 verschraubt wird. ...

Zur Beschreibung der Wirkungsweise des Greifers 120 wird von der Ausgangslage der beiden Joche 140 und 146 ausgegangen, die in dieser Stellung einen Abstand voneinander' haben und als Einheit herabgelassen werden, so dass die Greiffinger und die Betätigungsglieder 68 für den Greifer soweit in die Rohre 116 der Führungen 26 eingefahren werden, bis die Auslöseflächen 78 der Rohre 69 mit den Oberflächen 79 eines jeden Kupplungskopfes 121 des Steuerstabes 36 in Eingriff kommen. Dies ist in Figur 8 dargestellt. Dann wird das obere Joch 140 in Richtung auf das untere Joch 146 abwärts bewegt, so dass die Oberflächen 60 eines jeden rohrförmigen Zylinders 49 mit den Oberflächen 76 eines jeden Rohres 69 in Eingriff kommen, so dass die Finger 52 jedes Zylinders 69 mit den Kupplungsköpfen 121 in Eingriff kommen. Das ist in Figur 9 dargestellt. Da, wie dargestellt, die Lage des Stabes 138 gegenüber dem Joch 140 so verändert werden kann, dass bei Berührung der beiden Joche 140 und 146 das Betätigungs-

409823/0799

glied 68 für die Greifer eine schräg gerichtete Kraft auf die Greiffinger 52 eines jeden Zylinders 49 ausübt. Die beiden Joche 140 und 146 und dementsprechend auch der Greifer 48 und dessen Betätigungsglied 68 können in dieser Eingrifsstellung gesperrt werden, und zwar auf die gleiche Weise, wie es oben beschrieben ist.

Es ist unpraktisch, die Höhe der einzelnen Greifey zu verändern, wenn sie einmal eingestellt wurden, und zwar sowohl wegen der Zugänglichkeit als auch wegen der Strahlung. Da jede Änderung der Höhe eine ungenaue Greifersteilung zur Folge hätte, ist es wünschenswert, dass eine solche Veränderung keine nachteiligen Folgen hat. Zu diesem Zweck ist jeder Kupplungskopf 121 der Steuerstäbe 36 mit einer Mehrzahl von Schlitzen an dem oberen Ende versehen. Die gegenseitige Stellung der beiden Joche 140 und 146 wird mit Hilfe eines nicht dargestellten kugelförmigen Messkörpers'eingestellt, dessen 'Durchmesser einwenig kleiner ist als der Solldurchmesser der "Pingerspitzen"(finger tips) der Steuergruppe. Die Schlitze" 132 im Kupplungskopf 121 stellen auf diese V/eise, sicher, dass "die Kupplung satt sitzt unabhängig von allen Ab w eichungen in der Grosse der Durchmesser des Kupplungskopfes 121, der Längen der Steuerstäbe 36 und der gegenseitigen Stellung der Greifer 48 und der Betätigungsglieder 68 für die Greifer.

Die Figuren 10, 11 und 12 zeigen ein abweichendes " ΰ Ausführungsbeispiel für den oberen Teil des Greifers 119, das benutzt werden kann,, um die relativen oberen und unteren Stellungen sv/isehen dem Betätigungsglied für die Greifer und den Greifer 43 selbst zu sichern. Die Anordnung ist der in Figur 5 gezeigten ähnlich. Es v/erden auch zwei zylindrische Rohre 34 und 92 benutzt, die mit einer Manschette 96 verbunden werden.

403823/0799

Am oberen Ende des Rohres 92 in Figur 10 jedoch werden zwei diametral einander gegenüberliegende Schlitze 150 vorgesehen, von denen jeder einenlänglichen Schenkel 153 und zwei hakenförmige Teile 151 und 152 sowohl am oberen als am unteren Ende des Schenkels 153 besitzt. Wenn der Stift 110 des Stabes 72 im Bereich des oberen Hakens sich befindet, wird der Stab 72, wie oben beschrieben, unter Spannung gehalten und dadurch sichergestellt, dass die Betätigungsglieder 68 für die Greifer sich in ihrer höchsten Stellung in Bezug auf die Greifer 48 befinden. Die Betätigungsglieder 68 für die Greifer werden"in ihrer untersten Stellung in Bezug auf die Greifer 48 gesichert, wenn der Stift 110 sich in dem unteren hakenförmigen Teil 152 des Schlitzes befindet. Der Stift wird in seiner Stellung durch das Gewicht der Rohre92.und 84 gehalten. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft- bei .der Greiferanordnung 119 gemäss Figuren 8 und 9, bei der es nötig ist, den Abstand der beiden Joche 14Ό und 146 zu sichern, wenn die Greiferanordnung 119 zum ersten Mal in die Führung 26 eingeführt wird. Auch in diesem Fall wird der Stift in seiner Stellung innerhalb der hakenförmigen Teile 151 und 152 gehalten, weil der Stab eine kleinere Torsion auch in diesen Bereichen ausübt als im Schenkelteil 153 des Schlitzes.

• 409823/0799

Claims

- 18 BW 670/CE 3261 · .2357378

Patentansprüche

(l.Xifereifvorrichtung mit fernbetätigten länglichen und beweglichen Greiffingern, deren Greifflächen einander .gegenüber liegen und steuerbar mit einem Kupplungskopf zusammenarbeiten, insbesondere' für in senkrechter Richtung bewegliche Steuerstäbe oder Gruppen davon in Kernreaktoren, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung der Greiffinger (52) obere (54) und untere (56) Greifflächen schräg im Abstand voneinander angeordnet sind und dass die Greiffinger (52) zum Eingriff mit komplementären oberen (42) und unteren Flächen des Kupplungskopfes (35, 121) in radialer Richtung zwischen einer Greifstellung (z. B. Figur 4) und einer Auslösestellung (z. B. Figur 2) steuerbar sind.
2.) Greifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen den Greiffingern (52) und dem Kupplungskopf (35, 121) ausschliesslich über den schrägen Flächen (42, 44, 54, 56) unter Einfluss einer entsprechend schräg zur Längsrichtung des Greifers'erzeugten Kraft erfolgt.
3.) Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Betätigungsglieder (68, 140) für die Greiffinger (52) vorgesehen sind, die gegenüber deren Halteglieder (84, 140) längs beweglich zwischen zwei Endstellungen (Figur 4, Figur 2) sind, die denen der Greifflächen entsprechen.

409823/0799

23S7978
4.) Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder .2, dadurch gekennzeichnet, dass Sperrglieder (104, 110) vorgesehen sind, die die Betätigungsglieder (68, 146) für die Greiffinger (52) in der Greifstellung (Figur 4) verriegeln.
5.) Greifvorrichtung nach Anspruch 1, bei der Gruppen von Greifern gemeinsam betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifer von einem ersten Joch (140) getragen werden, das mit dem oben liegenden Antrieb durch ein Rohr (84) verbunden ist und dass die Betätigungsglieder für die Greifer (52) an einem zweiten Joch (146) befestigt sind, dessen Antriebsstab (72) durch das Verbindungsrohr (84) hindurchgeführt ist, so dass durch eine relative Verstellung des Rohres (84) gegenüber dem Stab'(72) alle Greifer (52) der Gruppe von der einen in die andere Endstellung bewegt werden=
6«) Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder 4 oder 5_? dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrglieder (15O₅ 110, Figur 12) so ausgebildet sind, dass die Greifer (52) oder die Gruppe* (Figur 8, Figur 9) der Greifer auch in der Auslösestellung verriegelt sindo
7_e) Greifvorrichtung nach Anspruch 1, 4, 5 oder 6₉ dadurch gekennzeichnet, dass aur Sperrung ein beim GreifVorgang in Längs- und Drehrichtung beweglicher Stab (72, Figuren 7 und 12) mit einem Raststift (110) vorgesehen ist, der in mindestens zwei festen parallelen Schlitzen (104, 105) geführt ist und in Drehrichtung unter Wirkung einer Vorspannung aus dem ersten (104) in den zweiten (105) Schlitz geführt wird, wenn der Stab (72) die entsprechende Stellung in der Längsrichtung erreicht hato

409 82 3/07 99-
8.) Greifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Schlitze, der (die)
die Sperrung bewirkt (bewirken) ein hakenförmiger Fortsatz (151, 152) des bzw. der Schlitze (104, 153) sind, die der Führung der Stifte dienen.
9.) Greifvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der oberen und unteren Endstellung des Raststiftes je ein hakenförmiger Fortsatz (151, 152) vorgesehen ist.
10.) Greifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied jeweils koaxial zu den Greiffingern (52) als Rohr (69) ausgebildet ist, das am unteren Ende eine schräge Fläche (68) besitzt.

409823/0799

Leerseite