DE1110333B

DE1110333B - Schliessvorrichtung fuer Kanaele in Kernreaktoren

Info

Publication number: DE1110333B
Application number: DEC21376A
Authority: DE
Inventors: Leon Le Flem; Daniel Voelthel; Jacques Jouin
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1959-05-05
Filing date: 1960-05-05
Publication date: 1961-07-06
Also published as: NL251204A; LU38591A1; US3124516A; FR1234173A; CH363729A; BE590350A; GB947592A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

C21376Vnic/21g

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFTs

5. MAI 1960

6. JULI 1961

Die Erfindung betrifft eine Schließvorrichtung für Kernreaktorkanäle, die ein Beschicken und Entladen derselben ermöglichen, selbst wenn der Reaktor in Betrieb ist, und die den Strahlenschutz und gegebenenfalls die Kühlung des Kanals durch ein Strömungsmittel aufrechterhält.

Es ist bereits eine Beschickungsanordnung bekannt, bei der ein Einlaßkanal sich von der Außenfläche zur Innenfläche einer massiven Schutzwand erstreckt und bei der ein Auslaßrohr sich von der Innenfläche dieser Wand zur Außenfläche erstreckt, wobei beide Kanäle gekrümmt verlaufen und ein solches Gefalle aufweisen, daß am oberen Ende eingeführte Kugeln zum unteren Ende fallen, falls ein Kanal nicht verschlossen ist, daß eine gerade Bohrung sich zwischen Einlaß- und Auslaßkanal durch die Wand erstreckt und mit den beiden Kanälen an deren inneren Enden in Verbindung steht, daß ein drehbarer und längsbeweglicher Einsatz in der Bohrung vorgesehen ist sowie darin befindliche Aufnahmebehälter für Kugeln und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Bewegung dieser Kugeln zu steuern.

Eine solche Vorrichtung läßt sich zwar bei laufendem Reaktor betreiben, sie ist jedoch im wesentlichen zum Einbringen von kugelförmigen Proben in den Reaktorkern gedacht und läßt sich nicht auf die Beschickung und Entladung von Brennstoffhülsen anwenden.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung sind die Brennstoffkanäle jeweils zu dritt zusammengefaßt, und zwar derart, daß die drei Kanäle in bezug auf eine gemeinsame Achse einen Winkelabstand von 90° haben. An diese Kanäle schließen sich Rohrfortsätze an, die mit den Kanälen fluchten, und die gesamte Anordnung ist durch ein Gehäuse zusammengehalten. Die einzelnen Rohransätze sind durch Stopfen verschlossen. Zwischen den Kanälen und den Rohransätzen befindet sich eine auf einer Welle befestigte drehbare Scheibe, deren Achse mit der Achse der drei Kanäle zusammenfällt und die eine Öffnung aufweist von gleicher Größe und gleichem radialem Abstand wie die Öffnungen der Kanäle. Durch Verstellen der Scheibe läßt sich die Verbindung jeweils eines Rohransatzstückes mit dem dazugehörigen Kanal herstellen, so daß man dann das Beschicken und Entladen ausführen kann. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie insbesondere keine gleichmäßige Verteilung der Reaktorkanäle ermöglicht.

Die Erfindung offenbart eine Anordnung, die vorteilhaftere Eigenschaften aufweist, insbesondere eine gleichmäßige Verteilung der Reaktorkanäle ermög-Schließvorrichtung für Kanäle
in Kernreaktoren

Anmelder:
Commissariat ä l'Energie Atomique, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 5. Mai 1959

Leon Le Flem, Enghien-Les-Bains, Seine-et-Oise,

Daniel Voelthel, Paris,
und Jacques Jouin, Chaville, Seine-et-Oise

(Frankreich),
sind als Erfinder genannt worden

licht und einen besseren Strahlenschutz gewährleistet.

Die Schließvorrichtung gemäß der Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie eine äußere und eine innere Trommel aufweist, wobei jede Trommel allein als Strahlenschutz dienen kann und mit wenigstens einem Längskanal versehen ist, und daß beide Trommeln in einer rohrförmigen Hülse, die den Strahlenschutzblock des Reaktors an der Seite des zu verschließenden Kanals durchquert, in Achsrichtung hintereinanderliegend drehbar angeordnet sind und die Hülse in bezug auf den Kanal exzentrisch angeordnet und mit Einrichtungen zum Verstellen der Winkellage der beiden Trommeln gegeneinander versehen ist, so daß in einer Schließstellung der äußeren Trommel die entsprechenden Kanäle der beiden Trommeln nicht in einer Achse liegen, und daß bei einer Öffnungsstellung der äußeren Trommel die Längskanäle der beiden Trommeln sowie der Kanal des Reaktors miteinander fluchten.

Im vorhergehenden ist mit dem Ausdruck »Verstellung der Winkellage« der Vorgang verstanden, daß sich nach Verdrehen der äußeren Trommel um einen bestimmten Winkel auch die innere Trommel

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in gleicher Weise, jedoch um einen davon verschiede- Proben bestrahlt werden können, die in Probenhainen Winkel gedreht hat. Dieser Unterschied der tern 4 angeordnet sind. Diese Probenhalter werden Drehwinkel der beiden Trommeln kann auf konti- mittels einer Betätigungsvorrichtung in die Reaktornuierliche Weise erhalten werden, z. B. dadurch, daß kanäle — die paarweise angeordnet sind — hineinsich die Trommeln in einem bestimmten Verhältnis 5 gebracht oder herausgezogen, ohne daß es nötig ist, zueinander drehen, oder auf diskontinuierliche Weise, den Reaktorbetrieb zu unterbrechen,
indem z. B. zuerst die äußere Trommel allein eine Jeder Kanal weist zwei konzentrische Einsätze 5 Drehung ausführt und danach die innere Trommel und 6 aus Aluminium auf, und die zu zwei zugeordmitnimmt. neten Kanälen, z. B. 1 und 2, gehörenden Einsätze

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des io sind fest mit einem Teil 17 verbunden, das wiederum Gegenstandes der Erfindung ordnet man eine einzige an einem Gerüst 8 befestigt ist. Auf dem Teil 7 ist Schließvorrichtung mit zwei Trommeln mehreren Re- eine dichte Hülse 9 befestigt, die eine oberhalb des aktorkanälen zu. Deren Achsen sind dann Vorzugs- Reaktors gelegene obere Kammer 10 sowie einen weise gleichmäßig über einen Kreiszylindermantel Strahlenschutzblock 11 durchquert. Im Innenraum verteilt, dessen Achse mit der gemeinsamen Achse 15 der Hülse 9 befinden sich eine innere Trommel 12 der Trommeln zusammenfällt, und man bestimmt die und eine äußere Trommel 13, die um dieselbe Anzahl und die Winkelstellung der Längskanäle jeder Achse x-x' gegeneinander drehbar angeordnet sind. Trommel in Abhängigkeit des Bewegungsgesetzes der Die äußere Trommel 13 ruht auf einem Kegelrollengegenseitigen Drehbewegung beider Trommeln derart, lager 14, das von der inneren Trommel 12 getragen daß in der gänzlich geschlossenen Stellung der 20 wird, die wiederum durch ein von dem Teil 7 ge-Schließvorrichtung jeder Kanal des Reaktors mit tragenes Lager 15 gehalten ist. Jede Trommel ist geeinem vollen Abschnitt wenigstens einer Trommel gössen und weist zwei Längskanäle 16 a und 17 a fluchtet und daß in dem Zustand, wo ein Reaktor- bzw. 16b und 17b auf, die denselben Achsabstand kanal gleichzeitig mit je einem Kanal der beiden wie die Kanäle 1 und 2 und einen genügend großen Trommeln fluchtet, die anderen Kanäle des Reaktors 25 Durchmesser haben, um den Durchtritt der Probendann vorzugsweise in Fluchtung mit einem vollen halter 4 zu ermöglichen. Eine Verschlußplatte 18 Abschnitt wenigstens einer Trommel sind. oben an der Reaktoranordnung hat in der Ver-

Wie bereits oben erwähnt, hält eine solche Vor- längerung der Kanäle 1 und 2 Öffnungen 19, die richtung in der Schließstellung den Strahlenschutz durch Verschlußstopfen 20 verschlossen sind, wofür alle Kanäle des Reaktors aufrecht. Wenn eine 30 bei diese eine Abdichtung gewährleisten, wie in einzige Schließvorrichtung mit mehreren Kanälen zu- Fig. 1 in der Verlängerung des linken Kanals 1 zu sammenwirkt, gilt dies für alle Kanäle, mit Ausnahme sehen ist. Diese Abdichtung ist in der Schließstellung desjenigen, der beladen oder entladen wird. Man kann der Anordnung (Fig. 2) mit Hilfe eines beweglichen außerdem noch leicht Hilfseinrichtungen vorsehen, Teiles 21 verdoppelt, das eine Ringdichtung 22 aufum irgendwelche Kanäle der äußeren Trommel, z. B. 35 weist, welche in der oberen Trommel 13 unterdiejenigen, die nicht in der Öffnungsstellung sind, gebracht ist und durch eine Feder 23 in Anlage an flüssigkeits- oder gasdicht abzudichten. die Verschlußplatte 18 kommt.

Der Kanal der äußeren Trommel kann in der Öff- Außerdem sind die Probenhalter 4 durch zirku-

nungsstellung mit einem dichten äußeren Behälter in lierendes Kohlendioxydgas gekühlt, das durch eine

Verbindung gebracht sein, von dem aus die Hand- 40 Rohrleitung 24 eintritt, im Innenraum der inneren

habung des entsprechenden Reaktorkanals geschieht. Hülsen 5 abwärts strömt, dabei die Probenhalter 4

Die Erfindung wird an Hand einer beispielsweisen kühlt und sodann durch den Ringraum zwischen den

Ausführung näher erläutert. Hülsen S und 6 wieder aufwärts strömt und durch

Fig. 1 ist ein Längsschnitt einer Schließvorrichtung eine Rohrleitung 25 austritt. Der Druck des Kohlen-

mit zwei vertikalen Kanälen eines Kernreaktors, der 45 dioxydgases, das in den Längskanälen 16 a, 16 b,

durch Kohlendioxyd-Druckgas gekühlt ist; 17 a und 17 & der Trommeln 12 und 13 aufsteigt,

Fig. 2 ist ein Längsschnitt des oberen Bereiches drückt gegen die innere Fläche 21a der beweglichen

der Vorrichtung in der Schließstellung; Dichtungsteile 21, wie in Fig. 2 dargestellt ist.

Fig. 3 ist eine Draufsicht der Anordnung in der Beim Beschicken und Entladen eines Kanals muß

Stellung nach Fig. 2; 50 der Strahlenschutz gewährleistet sein, wobei Leck-

Fig. 4 ist ein Querschnitt entlang der Linie IV-IV Verluste von Kohlendioxydgas vermieden und der

in Fig. 1; Probenhalter dauernd gekühlt werden muß. Dies

Fig. 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie V-V wird einesteils durch Verwendung einer dichten — an

in Fig. 4; sich bekannten — Betätigungsvorrichtung gewähr-

Fig. 6 zeigt einen Aufriß eines Aggregates von 55 leistet und zum anderen durch die Schließvorrichtung

sechs Reaktorkanälen, die mit einer einzigen Schließ- mit zwei Trommeln gemäß der Erfindung.

Vorrichtung mit zwei Trommeln gemäß der Erfindung Um einen Probenhalter zu entladen, verfährt man

bedient werden; wie folgt:

Fig. 7 zeigt den Aufriß der inneren Trommel der Man entfernt den zu dem zu entladenden Kanal

Schließvorrichtung; 60 gehörigen Verschlußstopfen 20, wobei die Abdich-

Fig. 8 zeigt den Aufriß der äußeren Trommel der tung dann durch die Ringdichtung 22, die durch das

Schließvorrichtung; bewegliche Teil 21 gegen die Platte 18 gedrückt wird,

Fig. 9 ist eine Teilansicht, die die zwischen den gewährleistet ist.

Trommeln angeordnete Mitnahmeeinrichtung zeigt. Man bringt die Betätigungsvorrichtung in die ent-

Das in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Beispiel bezieht 65 sprechende Stellung, von dem ein Dichtungsrohr 26 sich auf einen Kernreaktor mit einer bestimmten An- herabgelassen wird und z. B. in die freigelegte Auszahl von vertikalen Kanälen, z. B. 1 und 2 (Fig. 1), nehmung des Verschlußstopfens 20 eingreift, wie es die sich in den Reflektor 3 erstrecken und in denen an der rechten Seite von Fig. 2 gezeigt ist.

Mit Hilfe einer nicht gezeigten mechanischen Vorrichtung, mit der die Betätigungsvorrichtung ausgestattet ist, dreht man die äußere Trommel 13. Nach einer Drehung von 60° kommt ein Fortsatz 27, der an der Unterseite der Trommel 13 (Fig. 3) befestigt ist, mit der Kante einer kreisbogenförmigen Ausnehmung 28 in Berührung, die in die Oberseite der inneren Trommel 12 eingearbeitet ist, welche dann beim weiteren Drehen der äußeren Trommel um weitere 60° mitbewegt wird. Die innere Trommel sowie die äußere Trommel werden durch einen Fortsatz 29 festgelegt, der sich an der Unterseite der inneren Trommel (Fig. 4 und 5) befindet und sich in einer kreisbogenförmigen Ausnehmung 30 bewegt, die in das Teil 7 eingearbeitet ist. In dieser Stellung sind die Längskanäle 16 a und 16 b sowie 17 a und 17 b der beiden Trommeln in Fluchtung mit dem Kanal 1 bzw. 2. Ein zangenartiges Gerät kann nunmehr heruntergebracht werden, um den Probenhalter 4, der sich in dem Kanal 1 oder 2 befindet, oberhalb dessen das dichte Rohr 26 liegt, heraufzuholen. Durch Drehen in umgekehrter Richtung werden die Trommeln wieder in ihre ursprüngliche Lage gebracht.

Aus den Fig. 6 bis 9 erkennt man, daß mit der hier vorgeschlagenen Schließvorrichtung in gleicher Weise vorteilhafterweise auch eine große Anzahl von Kanälen bedient werden kann.

In Fig. 6 ist z. B. ein Aufriß von sechs vertikalen Kanälen C₁ bis c₆ schematisch dargestellt, die um die gemeinsame Achse x-x' einer inneren Trommel b_t und einer äußeren Trommel b_e gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

Fig. 7 zeigt die innere Trommel b_i in schematischer Aufsicht mit drei Längskanälen Z₁, L₂ und Z₈, die gleichmäßig verteilt um die Achse x-x' angeordnet - sind.

Fig. 8 ist eine Draufsicht der äußeren Trommel b_e, die zwei Längskanäle e_x und e₂ aufweist, die in bezug auf die Achse x-x' um 60° gegeneinander versetzt sind und im gleichen Abstand von der Achse angeordnet sind wie die Kanäle C₁ bis C₀ und Z₁ bis z₃.

Die Anzahl und die Winkelstellung der verschiedenen Kanäle Z₁ bis i₃ sowie O₁ und e₂ sind unter Berücksichtigung des Umstandes gewählt, daß beim Drehen der äußeren Trommel b_e auch die innere Trommel b₍ im gleichen Sinne, jedoch mit halber Geschwindigkeit mitgenommen wird.

Dies wird z. B. mit einer Einrichtung nach Fig. 9 ausgeführt: Am Rande der unteren Seite der äußeren Trommel b_e ist ein Zahnkranz 31 vorgesehen, mit dem eine Anzahl von Zahnrädchen 32 im Eingriff steht, die lose auf den Achsen 33, die am Umfang der Hülse 34 verteilt angeordnet sind, laufen. Die Zahnrädchen 32 sind fest mit Zahnrädchen 35 von halbem Durchmesser gekuppelt, welche Zahnrädchen 36 von gleichem Durchmesser antreiben, die wiederum mit einem Zahnradkranz 37 am Rande der oberen Seite der inneren Trommel &,- im Eingriff stehen.

Dreht man nun die äußere Trommel b_e im Uhrzeigersinne nacheinander jeweils um 120°, wobei diesen Drehungen ähnliche Drehungen der inneren Trommel b_t im gleichen Sinne um 60° entsprechen, so werden nacheinander die verschiedenen Kanäle in der in der Tabelle angegebenen Reihenfolge geöffnet.

	e.	Innere Trommel	h	k	k	Geöffneter
Winkelstellungen	60°	0°	120°	240°	Kanal
	180°	60°	180°	300°
der verschiedenen Längskanäle	300°	120°	240°	0°	^Cl
Äußere Trommel	60°	180°	300°	60°	^C4
ei	180°	240°	0°	120°	^C5
0°	300°	300°	60°	180°	C₂
120°		*^cl*
240°
0°
120°
240°

60

Die Winkelstellung der Trommel b_e und b_t und Kl bi id hl

g _{e t}

der Kanäle C₁ bis c₆ gegeneinander ist derart gewählt, daß bei einer Ausgangsstellung die Kanäle C₁, Z₁ und e_x in Fluchtung sind. Es ist dann nur ein Zugang zu dem Kanal C₁ vorhanden, und die anderen Kanäle C₂ bis C₆ sind in Fluchtung mit vollen Abschnitten wenigstens einer der beiden Trommeln b_e und £>,·.

Wenn man alle Kanäle zugleich verschließen will, genügt es, ausgehend von einer Lage der äußeren Trommel b_e, in der ein Kanal C₁ bis c₆ geöffnet ist, die äußere Trommel um 60° und also die innere Trommel um 30° zu drehen. Man sieht, daß dann die Kanäle C₁ bis c_e alle in Fluchtung mit vollen Abschnitten der beiden Trommeln b_P und b, sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schließvorrichtung für Kanäle in Kernreaktoren, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine äußere und eine innere Trommel (13, 12) aufweist, wobei jede Trommel allein als Strahlenschutz dienen kann und mit wenigstens einem Längskanal versehen ist, und daß beide Trommeln in einer rohrförmigen Hülse (9), die den Strahlenschutzblock des Reaktors an der Seite des zu verschließenden Kanals durchquert, in Achsrichtung hintereinanderliegend drehbar angeordnet sind und die Hülse (9) in bezug auf den Kanal (16 a, 16Zj) exzentrisch angeordnet und mit Einrichtungen zum Verstellen der Winkellage der beiden Trommeln gegeneinander versehen ist, so daß in einer Schließstellung der äußeren Trommel die entsprechenden Kanäle der beiden Trommeln nicht in einer Achse liegen, und daß bei einer Öffnungsstellung der äußeren Trommel die Längskanäle der beiden Trommeln sowie der Kanal des Reaktors miteinander fluchten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Schließvorrichtung mit zwei Trommeln mehreren Reaktorkanälen zugeordnet ist, welche in einem geraden Zylinder von kreisförmigem Querschnitt, dessen Achse mit der gemeinsamen Achse der Trommeln zusammenfällt, gleichmäßig verteilt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl und die Winkelstellung der Längskanäle jeder Trommel unter Berücksichtigung der Relativbewegung der beiden Trommeln gegeneinander derart gewählt sind, daß in der Schließstellung der Schließvorrichtung jeder Kanal des Reaktors mit

einem vollen Abschnitt wenigstens einer Trommel fluchtet.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stellung, in der ein Reaktorkanal jeweils mit einem Kanal jeder Trommel fluchtet, die anderen Reaktor-

kanäle in Fluchtung mit einem vollen Abschnitt wenigstens einer Trommel sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 868 706; 2 828 875.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen