DE1138170B - Steuereinrichtung fuer die Belademaschine eines Kernreaktors - Google Patents

Description

• Steuereinrichtung für die Belademaschine eines Kernreaktors Für die Beschickung von Kernreaktoren mit neuen Brennelementen sind Belademaschinen mit besonderen Steuereinrichtungen vorgesehen. Dabei sind oftmals Fahrwege bis zu einigen Metern nach zwei Koordinatenrichtungen erforderlich, wobei die Belademaschine mit größter Präzision über der jeweiligen Arbeitsposition, die nach der Inbetriebnahme des Reaktors wegen der starken Strahlung nicht mehr zu-,oränglich ist, zum Stillstand kommen muß. Durch 3 Temperatureinwirkungen, Bestrahlung und andere Einflüsse, ist es dabei möglich, daß die Beladem aschine von den Elementen der Programmsteuerung nur ungenau an ihre jeweilige Arbeitsposition geführt wird.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für die Belademaschine eines Kernreaktors. Erfindungsgemäß sind die verschiedenen Arbeitspositionen und die Belademaschine zur genauen Festlegung ihrer gegenseitigen Lage mit kontaktlosen Meßanordnungen versehen, die aus Marken und entsprechenden Erkennungseinrichtungen bestehen.
• Die Fig. 1 bis 5 dienen der näheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Zuordnung von Lademaschine und Ladeposition eines Kernreaktors; Fig. 2 und 3 zeigen eine schematische Darstellung der an Arbeitsposition und Lademaschine angebrachten kontaktlosen Meßanordnung, und Fig. 4 zeigt eine Kurzdarstellung der elektrischen Schaltung dieser Meßanordnung; gegenüber diesen konzentrisch angeordneten Einrichtungen zeigen die Fig. 5 und 6 erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele mit seitlich an der Lademaschine angebrachten Erkennungseinrichtungen.
• In Fig. 1 ist das Reaktorgefäß mit 2, die Arbeitspositionen bzw. Beschickungskanäle mit 3 bezeichnet. Darüber befindet sich die Lademaschine 4, die an der Laufkatze 5 eines Deckenkranes mit den Laufwerken 6 befestigt ist. Am vorderen Ende der Lademaschine befinden sich in nächster Nähe der Deckelplatte 21 des Reaktorgefäßes 2 vier Erkennungseinrichtungen 7.
• Fig. 2 zeigt in einem Querschnitt die Lage dieser vier, jeweils um 901 versetzt angeordneten Erkennungseinrichtungen 71 bis 74 am Umfang des vorderen Endes der Belademaschine 4. Diese Lage entspricht der Anordnung der Meßmarken 81 bis 84 am Kanal 3, wie sie aus Fig. 3 schematisch hervorgeht. Die beiden Pfeile geben dabei die Komponenten der Bewegung der Lademaschine an.
• Die Wirkungsweise der kontaktlosen Meßanordnung beruht dabei darauf, daß bei genauer Stellung der Lademaschine über der Arbeitsposition in sämtlichen vier Erkennungseinrichtungen 71 bis 74 gleiche Widerstands- oder gleiche Spannungsverhältnisse herrschen. Bei einem Vergleich von aus je- weils zwei gegenüberliegenden Erkennungseinrichtungen stammenden elektrischen Größen in je einer Brückenschaltung gemäß Fig. 4 ist dann der Ausschlag des Meßinstrumentes M gleich Null. Befindet sich dagegen die Belademaschine nicht in der Endposition, so wird kein Brückengleichgewicht herrschen, und das Meßinstrument wird einen entsprechenden Ausschlag aufweisen. Dementsprechend kann entweder von Hand oder automatisch eine Nachstellung der Lademaschine erfolgen. Dieser Vorgang sei am Beispiel der induktiven Meßmethode näher erläutert.
• Die Meßmarken 81 bis 84 bestehen aus ferromagnetischem Material, die, wenn die Umgebung - also die Deckelplatte 21 - ebenfalls aus ferromagnetischem Material bestehen sollte, erhaben über derselben - gemäß der Fig. 3 in symmetrischer Anordnung um die jeweilige Arbeitsposition3 - angeordnet sind.
• Die Erkennungseinrichtungen 71 bis 74 bestehen aus wechselstromgespeisten Induktionsspulen. Diese sind gemäß Fig. 4 zu einer Brückenanordnung zusammengeschaltet, in der Gl und G2 die Wechselspanungsquellen, R 71 (73) und R 72 (74) die genannten Induktionsspulen und Ro Spannungsteilerwiderstände darstellen. Bei der Annäherung der Induktionsspulen R 71 (73) und R 72 (74) an die Meßmarken verändert sich deren Wechselstromwiderstand, so daß an den Spannungsteiler-Widerständen unterschiedliche Spannungen entstehen, die über die Gleichrichter Gl 1 und Gl 2 sowie über die Glättungskondensateren Kl und K2 in einer Brückenschaltung, die außer den bereits genannten Spannungsteiler-Widerständen Ro noch die Justierwiderstände RZI(3) und RZ2(4) enthält, miteinander verglichen werden.
• Im Brückenzweig befindet sich das Meßinstrument M mit den Endkontakten E 1 (3) und E 2 (4). (Die in Klammern gesetzten Indizes beziehen sich je- weils auf die zweite Brückenschaltung, der das um 900 gegenüber dem ersten Induktionsspulenpaar versetzte zweite Induktionsspulenpaar angehöft) Die Endkontakte werden dabei zweckmäßigerweise in die Verriegelungsstromkreise der Belademaschinensteuerung eingeschleift, d. h., bei Ansprechen derselben wird jede weitere Bewegung der Belademaschine blockiert, so daß damit mögliche Beschädigungen mit Sicherheit vermieden werden können. Gleichzeitig spricht eine Signaleinrichtung an, durch die das Bedienungspersonal veranlaßt wird, die genaue Einrichtung der Belademaschine von Hand durchzuführen.
• Die erfindungsgemäße kontaktlose Meßanordnung läßt sich auch auf kapazitiver Basis ausführen. Dabei befinden sich an der Belademaschine vier jeweils um 90' versetzt nebeneinanderliegende, wechselstromgespeiste Plattenpaare eines Differentialkondensatorsystems, dessen jeweils dritte Elektrode von entsprechend erhabenen flächenartigen metallischen Meßmarken an der Arbeitsposition gebildet wird. Die elektrische Schaltung ist analog derjenigen bei der induktiven Meßmethode.
• Die kontaktlose Meßanordnung kann jedoch auch so aufgebaut werden, daß an der Lademaschine elektromagnetische Strahlungsquellen angeordnet sind, deren Strahlung von vier um die Arbeitsposition herum verteilten Meßmarken reflektiert und von an der Belademaschine angebrachten vier entsprechenden Strahlungsempfängern, von denen jeweils zwei den geschilderten Brückenschaltungen angehören, aufgenommen wird. In diesem Fall werden die WechselspannungsgeneratorenG1 und G2 sowie die Bauelemente R 71 (73) bzw. R 72 (74) nicht mehr benötigt, es gelten vielmehr die in Fig. 4 gestrichelt einge7eichneten Verbindungsleitungen zu den Bauelementen X71 (73) und X72 (74), z. B. Fotozellen, die selbst als Spannungs- bzw. Stromquellen fungieren.
• An Stelle von elektromagnetischen Strahlungsquellen können auch andere Strahlungsquellen oder auch Ultraschallquellen mit entsprechenden Reflektoren neben den Arbeitspositionen und Empfängereinrichtungen an der Lademaschine Verwendung finden.
• Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der bisher besprochenen Meßanordnung. Dabei sind die Erkennungseinrichtungen 71 bis 74 seitlich an der Lademaschine 4 angeordnet und starr mit derselben verbunden. Dementsprechend befinden sich in gleichem Abstand und gleicher Richtung neben den Arbeitspositionen nur je eine Meßmarke, die in ihrer Ausbildung dem jeweils angewandten Meßprinzip entspricht.
• Nach Fig. 6, die eine Draufsicht darstellt, ist es weiter möglich, bei einer der Fig. 5 ähnlichen Anordnung nur zwei Erkennungseinrichtungen 76 und 77 zu verwenden. Die zugehörige Brückenschaltung gibt die Position der Lademaschine 4 in der einen Koordinatenrichtung an, eine zusätzliche Einrichtung zur Feststellung des Maximums bzw. des Minimums der Ausgangsströme einer der beiden Erkennungseinrichtungen 76 und 77 zeigt die genaue Lage der Lademaschine in der anderen, senkrecht zur ersteren, verlaufenden Koordinatenrichtung.
• Wenn sich die Belademaschine über neutralem Gelände ohne Meßmarken, also nicht in der Nähe einer Arbeitsposition befindet, sind die beiden Brückenschaltungen ebenfalls im Gleichgewicht. Zur Vermeidung eines dadurch möglichen Mißverständnisses hinsichtlich der Position der Lademaschine 4 ist es notwendig, wenn keine z. B. optische Grobüberwachung der Lademaschinenbewegung möglich ist, zusätzlich in einem Brückenzweig eine Strommessung durchzuführen, mit der Maßgabe, daß erst mit Unterschreitung bzw. überschreitung eines bestimmten Stromwertes die Anzeigeeinrichtung eingeschaltet wird.
• Bei der induktiven Meßmethode wird in der Nähe der Meßmarke der Wechselstromwiderstand der Induktionsspule größer und damit der Strom kleiner, so daß also in diesem Fall die Unterschreitung, bei der kapazitiven Methode oder durch Strahlungsreflexion dagegen die Überschreitungr eines bestimmten Wertes desselben als Kriterium gilt.
• Neben der bisher erwähnten manuellen Nachjustierung der Lademaschinenposition sind natürlich auch für eine automatische Nachjustierung alle Voraussetzungen gegeben, so daß zur Durchführung derselben nur verhältnismäßig einfache, jedem Fachman geläufige, zusätzliche Maßnahmen zu treffen sind.
• Die Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtungen ist nicht nur bei Kemreaktoren angebracht, sondern empfiehlt sich auch überall dort, wo es darauf ankommt, die genaue Ortung empfindlicher Maschinenteile in unzugänglichen bzw. gefährlichen Betriebsbedingungen unterworfenen Räumen durchzuführen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Steuereinrichtung für die Belademaschine eines Kernreaktors, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Arbeitspositionen und die Belademaschine zur genauen Feststellung ihrer gegenseitigen Lage mit kontaktlosen Meßanordnungen, die aus Marken und entsprechenden Erkennungseinrichtungen bestehen, versehen sind.
2. 2. Steuereinrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung aus vier jeweils um 901 versetzten, an die Belademaschine angebauten, wechselstromgespeisten Induktionsspulen, die zu zwei die Steuereinrichtung beeinflussenden Brückenschaltungen gehören, besteht und die Arbeitspositionen mit ebenfalls vier entsprechenden ferromagnetischen Meßmarken versehen sind. 3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung aus vier jeweils um 90' versetzten, an die Belademaschine angebauten, wechselstromgespeisten Plattenpaaren eines Differentialkondensatorsystems besteht und die jeweils dritten Kondensatorelektroden dieser Systeme aus vier entsprechend erhabenen, flächenartigen Meßmarken, die symmetrisch zur eweiligen Arbeitsposition liegen, gebildet sind. 4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung aus vier zu je zwei Brückenschaltungen gehörenden Strahlungsempfängem besteht, welche die von an der Belademaschine angebrachten elektromagnetischen Strahlungsquellen ausgehenden und von vier um die Arbeitsposition herum verteilten Meßmarken reflektierte Strahlung aufnehmen. 5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle einer elektromagnetischen Strahlungsquelle eine andere Strahlungsquelle oder eine Ultraschallquelle mit entsprechenden Reflektoren und Erkennungs- bzw. Empfängereinrichtungen vorgesehen ist. 6. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur je eine seitlich der Arbeitspositionen in stets gleichem Abstand angeordnete Meßmarke vorgesehen ist und das System der vier Erkennungseinrichtungen dementsprechend an der Seite der Lademaschine starr angebracht ist. 7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Erkennungseinrichtungen und eine dazugehörige Brückenschaltung sowie eine Einrichtung zur Feststellung des Strommaximums bzw. Stromminimums bei einer der beiden Erkennungseinrichtungen vorgesehen sind. 8. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnungen zusätzlich Glieder zur Strommessung enthalten. 9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, cr daß die Meßanordnungen erst mit Unterschreitung bzw. überschreitung eines bestimmten Stromwertes zur Stellungsanzeige und C übernahme der Steuerung der Antriebseinrichtungen der Belademaschine vorgesehen sind.