CH662900A5 - Flexibler steuerstab fuer einen kernreaktor. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betriff einen flexiblen Steuerstab für einen Kernreaktor. Der Steuerstab ist aus mehreren Absorberflügeln aufgebaut, die von einem Steuerstabschaft getragen werden.

Bei bestimmten Arten von Kernreaktoren, deren Leistung mit Hilfe von in den Reaktorkern hineingeschobenen Steuerstäben geregelt wird, ist es von grosser Bedeutung, dass die Steuerstabkanäle zwischen den Brennelementbündeln im Kern so schmal wie möglich gemacht werden können. Die Breite dieser Kanäle wird teils von der Dicke der Absorberflügel und teils dadurch bestimmt, dass zwischen den Absorberflügeln und den Begrenzungsflächen des Kanals ein gewisses Spiel vorhanden sein muss. Dieses Spiel ist notwendig, damit die Steuerstäbe aufgrund einer Verziehung oder einer Deformation der Brennelementkanäle oder aus anderen Gründen nicht im Kanal festgeklemmt werden. Wenn der Steuerstab sehr steif ist, kann es erforderlich werden, die Kanäle so zu dimensionieren, dass sie erheblich breiter werden als die Absorberflügel dick sind, was wiederum bedeutet, dass die Brennstoffökonomie schlechter wird.

Es ist also angelegen, das genannte Spiel auf ein Minimum zu reduzieren. Es ist bekannt, dass man dies dadurch erreichen kann, dass der Steuerstab eine grössere Flexibilität bekommt, damit er trotz eines gewissen Verziehens einen schmaleren Kanal passieren kann, ohne darin festgeklemmt zu werden. Die bekannten Ausführungen der flexiblen Steuerstäbe haben jedoch im allgemeinen eine Konstruktion gehabt, aufgrund welcher sie viel zu weich wurden, was ja auch nicht wünschenswert ist.

Der Steuerstab nach der Erfindung ist auf bekannte Weise aus einem länglichen ersten, zweiten, dritten und vierten Absorberflügel aufgebaut, welche Flügel kreuzförmig angeordnet sind. Jeder Flügel ist durch Nuten, die im wesentlichen rechtwinklig zur Kreuzungslinie der Flügel verlaufen, in eine Anzahl Flügelelemente aufgeteilt. Kennzeichnend für die Erfindung ist, dass der erste und der dritte Flügel in einer ersten Ebene angeordnet sind, wobei die Nuten in diesen Flügeln paarweise in Linie miteinander plaziert sind, und dass der zweite und der vierte Flügel in einer zweiten Ebene angeordnet sind, wobei die dazugehörigen Nuten auch paarweise in Linie miteinander plaziert sind, und dass die Nuten in der ersten Ebene relativ zu den Nuten in der zweiten Ebene in der Höhe parallelverschoben sind, und dass die Flügelemente in ihrem an die Kreuzungslinie der Flügel angrenzenden Teil mit Aussparungen versehen sind.

Bei der bekannten Ausführung, bei der eine quergestellte Nut in einem Absorberflügel auf demselben Niveau verlegt ist, wie die entsprechenden Nuten in den übrigen Flügeln, wird der Steuerstab in diesen Punkten mehr oder weniger abgeschnitten und also zu flexibel.

Durch die gemäss der Erfindung vorgeschlagene Anordnung werden höchstens zwei Nuten auf demselben Niveau liegen, und hierdurch erhält man gleichzeitig eine geeignete Flexibilität und Steifheit im Steuerstab. Die Regelung der Flexibilität des Steuerstabes geschieht dadurch, dass die Flügelelemente in ihrem an die Kreuzungslinie der Flügel angrenzenden Teil mit Aussparungen versehen werden. Indem man die Aussparungen längs der Kreuzungslinie länger oder kürzer macht, kann die Flexibilität im Steuerstab erhöht oder reduziert werden.

Um eine gleichmässig verteilte Biegbarkeit im Steuerstab zu bekommen, wird vorgeschlagen, dass die Nuten ungefähr um eine halbe Elementlänge verschoben werden, wodurch die Abstände zwischen Punkten, in denen zwei in verschiedenen Ebenen liegende Nuten die Kreuzungslinie treffen, längs des ganzen Steuerstabes im wesentlichen dieselben werden.

Eine gewisse Versteifung des Steuerstabes erzielt man dadurch, dass die Breite der Nuten mittels in den Nuten angeordneter Distanzstücke reduziert wird. Wird die Versteifung zu gross, so kann sie leicht dadurch verringert werden, dass die Höhe der Distanzstücke reduziert wird.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die heiligenden schematischen Zeichnungen näher erklärt werden.

Es zeigen:

Fig. 1 den Steuerstab von vorn gesehen,

Fig. 2 den Steuerstab von der Seite gesehen, und

Fig. 3 denselben Steuerstab, der hier jedoch mit Distanzstücken in den Nuten versehen ist.

In den Figuren 1 und 2 bezeichnet 1 einen Teil eines flexiblen Steuerstabes, der unten mit einem nicht gezeigten Steuerstabschaft zur Verbindung mit einer ebenfalls nicht gezeigten Antriebsvorrichtung versehen ist. Der Steuerstab besteht aus vier Absorberflügeln 2, 3, 4 und 5, die kreuzförmig angeordnet und längs der Kreuzungslinie 6 miteinander zusammengefügt sind. Jeder Flügel ist durch Nuten 7, die im wesentlichen winkelrecht zur Kreuzungslinie 6 verlaufen, in Flügelelemente 8a, b, c und d aufgeteilt.

Gemäss der Erfindung werden die Flügelelemente 8a und b in derselben Ebene und auf derselben Höhe angeordnet, so dass die Nuten 7 zwischen den Elementen in Linie liegen. Ebenfalls die Flügelelemente 8a und d werden in derselben Ebene und auf derselben Höhhe angeordnet, doch werden sie relativ zu den Elementen 8a und b in der Höhe parallelverschoben. Der Steuerstab erhält dadurch eine grössere Flexibilität, dass die Elemente 8 in ihrem an die Kreuzungslinie 6 der Flügel angrenzenden Teil mit Aussparung 9 versehen werden. Ferner ist es zweckmässig, diese Aussparungen so zu plazieren, dass sie die Nut 7 in einer winkelrecht dazu liegenden Flügelebene überbrücken. Zwischen den Aussparungen 9 sind die Flügelelemente 8 längs der Krezungslinie 6 aneinander fixiert. Hierdurch erhält der Steuerstab quer über die Nuten 7 Deformationszonen von einer Länge, die ungefähr der Länge der überbrückenden Aussparung entspricht.

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Um eine gleichmässig verteilte Biegbarkeit im Steuerstab zu erhalten, wird vorgeschlagen, dass die Nuten 7 in den Flügeln 2 und 4 ungefähr eine halbe Elementlänge im Verhältnis zu den Nuten in den Flügeln 3 und 5 verschoben werden.

Fig. 3 zeigt schliesslich, wie man die Flexibilität des Steuer- 5

stabes variieren kann, indem man die Nuten 7 mit Distanzstücken 10 versieht. Bei Biegen des Steuerstabes tritt nämlich ein Kontakt zwischen den Distanzstücken 10 auf, wobei man eine Zugbelastung in dem biegenden Flügelelement 8 erhält. Hierdurch wird das Widerstandsmoment des Steuerstabes grösser.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

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1. Flexibler Steuerstab für einen Kernreaktor, der aus einem länglichen ersten (2), zweiten (3), dritten (4) und vierten (5) Absorberflügel aufgebaut ist, welche Flügel kreuzförmig angeordnet sind, wobei jeder Flügel durch Nuten (7), die im wesentlichen rechtwinklig zur Kreuzungslinie (6) der Flügel verlaufen, in eine Anzahl Flügelelemente (8) aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (2) und der dritte (4) Flügel in einer ersten Ebene angeordnet sind, wobei die Nuten (7) in diesen Flügeln paarweise in Linie miteinander plaziert sind, und dass der zweite (3) und der vierte (5) Flügel in einer zweiten Ebene angeordnet sind, wobei die dazugehörigen Nuten (7) auch paarweise in Linie miteinander plaziert sind, wobei die Nuten (7) in der ersten Ebene relativ zu den Nuten (7) in der zweiten Ebene in der Höhe parallelverschoben sind, und dass die Flügelelemente (8) in ihrem an die Kreuzungslinie (6) der Flügel angrenzenden Teil mit Aussparungen (9) versehen sind.

2. Flexibler Steuerstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aussparung (9) in einem Flügel dazu vorgesehen ist, eine Nut (7) in einem anderen Flügel zu überbrücken.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Flexibler Steuerstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Nuten (7) in der Nähe der Kreuzungslinie (6) der Flügel durch in den Nuten (7) angeordnete Distanzstücke (10) reduziert ist.

4. Flexibler Steuerstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutenverschiebung ungefähr einer halben Flügelelementlänge entspricht.