Kupplung für Brenn- und/oder Moderatorelemente eines Kernreaktors
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung für Brenn- und/oder Moderatorelemente
eines Kernreaktors, dessen im Reaktordeckel sitzende Stopfen mit den im Core befindlichen
Brennelementen bzw. dessen frei im Core stehenden Moderatorelemente mit einer unteren
Gitterplatte lösbar verbunden sind, mit zwei ringförmigen und übereinandergreifenden
Kupplungsteilen.Coupling for fuel and / or moderator elements of a nuclear reactor
The invention relates to a coupling for fuel and / or moderator elements
of a nuclear reactor whose stoppers in the reactor lid match those in the core
Fuel elements or their moderator elements standing freely in the core with a lower one
Grid plate are releasably connected, with two annular and overlapping
Coupling parts.
Brenn- und/oder Moderatorelemente von Kernreaktoren sind bekanntlich
mit Kupplungen versehen, die z. B. als Bajonettverschluß, Verschraubung, Kugelgelenk
ausgebildet sind. Kupplungen dieser Art dienen beispielsweise zum Verriegeln an
einer unteren Gitterplatte oder zum Ankuppeln eines Absorberteiles. Solche Kupplungen
benötigen zum Betätigen erheblichen Raum. Außerdem ist nachteilig, daß bekannte
Kupplungen infolge ihrer Bauweise eine große Stahlmasse aufweisen. Dies muß aus
neutronenökonomischen Gründen vermieden werden. Bei natriumgekühlten Reaktoren besteht
auch die Schwierigkeit, daß die Kupplungen nicht sicher arbeiten.Fuel and / or moderator elements of nuclear reactors are known
provided with couplings that z. B. as a bayonet lock, screw connection, ball joint
are trained. Couplings of this type are used, for example, to lock
a lower grid plate or for coupling an absorber part. Such clutches
require considerable space to operate. It is also disadvantageous that known
Couplings have a large steel mass due to their design. This must be done
be avoided for reasons of neutron economy. In the case of sodium-cooled reactors, there is
also the difficulty that the clutches do not work safely.
Kupplungen dieser Art werden vor allem dann angewandt, wenn das Brennelement
an einen Stopfen anzukuppeln ist, der im Reaktordeckel sitzt. Beim Verklemmen im
Moderatorelement wäre es ohne eine derartige Kupplung zwischen Stopfen und Brennelement
nicht mehr möglich, den Reaktordeckel zu entfernen. In diesen Fällen soll die Möglichkeit
geschaffen werden, durch den Stopfen zu entkuppeln und diesen allein zu ziehen.
Dabei kann der aktive Teil später mit dem Moderatorelement zusammengezogen werden.Couplings of this type are mainly used when the fuel assembly
is to be coupled to a plug that sits in the reactor lid. When jammed in
It would be a moderator element without such a coupling between the plug and the fuel assembly
no longer possible to remove the reactor cover. In these cases the possibility should be
be created to uncouple through the stopper and pull this alone.
The active part can later be pulled together with the moderator element.
Ein bekannter Kupplungstyp arbeitet mit umfangsverteilt angeordneten
klinkenartigen Kuppelgliedern, deren Klauen in eine Ringnut des zu kuppelnden Ringteils
eingreifen. Diese Kupplung ist zwar fernbetätigbar, sie kuppelt jedoch nur in einer
Achsrichtung formschlüssig und bedarf zur Verriegelung in der anderen Achsrichtung
noch einer besonderen und unabhängigen zweiten Kuppelvorrichtung. Bei einer anderen
bekannten, nicht fernbetätigbaren Kupplung zwischen den zylindrischen Mantelteilen
von Brennelementen sind zwei zu kuppelnde ringförmige Mantelteile übereinandergreifend
zusammengesteckt und mittels mehrerer umfangsverteilter, in Ausnehmungen der zu
kuppelnden Teile gehaltener Kugeln formschlüssig miteinander verbunden. Zum Kuppeln
muß ein mit Gewinde versehener Haltering entfernt werden, so daß die Kugeln aus
den Ausnehmungen des einen Mantelringes zurücktreten können.A known type of coupling works with circumferentially distributed ones
pawl-like coupling elements, the claws of which in an annular groove of the annular part to be coupled
intervention. This coupling can be operated remotely, but it only couples in one
Axial direction form-fit and requires locking in the other axial direction
another special and independent second coupling device. With another
known, not remotely operated coupling between the cylindrical shell parts
of fuel assemblies are two ring-shaped shell parts to be coupled overlapping one another
plugged together and by means of several circumferentially distributed, in recesses of the to
coupling parts of held balls positively connected to one another. For coupling
a threaded retaining ring must be removed so that the balls come out
can withdraw from the recesses of a jacket ring.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von dem zuletzt genannten
Kupplungstyp eine Ausbildungsweise zu schaffen, die es ermöglicht, den Kuppelvorgang
ohne zusätzliche Hilfsmittel oder manuelles Eingreifen völlig fernbetätigt durchzuführen.
Auch bei dieser Aufgabenstellung besteht die weitere Forderung, eine in höchstem
Maße betriebssichere Kupplung zu schaffen, die auch in einem Flüssigmetall, beispielsweise
Natrium, als Kühlmittel eine möglichst geringe Störanfälligkeit aufweist und deshalb
sowenig als möglich bewegte Teile besitzt. Außerdem soll eine solche Kupplung möglichst
wenige Stahlteile umfassen, die als parasitäre Absorber wirken und daher neutronenökonomisch
ungünstig sind.The object of the invention is based on the last-mentioned
Coupling type to create a training method that enables the coupling process
to be carried out completely remotely without additional tools or manual intervention.
With this task, too, there is a further requirement, one of the highest
Dimensions to create a reliable coupling, which can also be used in a liquid metal, for example
Sodium, as a coolant, has the lowest possible susceptibility to failure and therefore
has as few moving parts as possible. In addition, such a coupling should be as possible
contain few steel parts which act as parasitic absorbers and are therefore neutron economical
are unfavorable.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in radialen
Führungen des inneren Kupplungsteils Kugeln gleiten, die durch Axialverschiebung
einer innerhalb des inneren Kupplungsteils gleitenden Betätigungshülse mittels an
dieser angebrachter Schiebekurven aus einer ausgerückten Stellung in die Kupplungsstellung
verschiebbar und in dieser verriegelbar sind, in der sie in eine Ringnut des übergreifenden
Kupplungsteils eingreifen.This object is achieved according to the invention in that in radial
Guides of the inner coupling part balls slide by axial displacement
an actuating sleeve sliding within the inner coupling part by means of
this attached sliding cams from a disengaged position into the clutch position
are displaceable and lockable in this, in which they are in an annular groove of the overlapping
Engage the coupling part.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten Kupplung
ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt und F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie
C-C nach Fig. 1.An embodiment of the coupling designed according to the invention
is shown schematically in the drawing and described in more detail below.
It shows F i g. 1 shows a longitudinal section and FIG. 2 shows a cross section along the line
C-C of Fig. 1.
Die als Kuppelelemente dienenden Kugeln 18 sind in als Durchbrechungen
der Elementhülse 16 ausgebildeten radialen Führungen 6 verschiebbar und greifen
in eine Ringnut der Führungshülse 13 in eingekuppeltem Zustand ein. Durch axiale
Verschiebung der Betätigungshülse 9 gelangen die Kugeln in den Bereich der Schiebekurven
19, die in dieser Betätigungshülse angebracht sind. Sie können nach innen
zurücktreten
und verlassen daher die Ringnuten 12, so daß die Kupplung aufgehoben ist.The balls 18 serving as coupling elements are in the form of openings
the element sleeve 16 formed radial guides 6 displaceable and grip
into an annular groove of the guide sleeve 13 in the coupled state. By axial
Displacement of the actuating sleeve 9, the balls get into the area of the sliding cams
19, which are mounted in this actuating sleeve. You can go inside
step back
and therefore leave the annular grooves 12, so that the coupling is canceled.