DE1282202B - Absorber rod drive for the emergency shutdown of steam or gas-cooled nuclear reactors - Google Patents
Absorber rod drive for the emergency shutdown of steam or gas-cooled nuclear reactorsInfo
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Description
Absorberstabantrieb zur Notabschaltung von dampf- oder gasgekühlten Kernreaktoren Die Erfindung bezieht sich auf einen Absorberstabantrieb zur Notabschaltung von dampf- oder gasgekühlten Kernreaktoren mit expandierendem Gas als Antriebsmittel, bei dem ein Ende des Absorberstabes oder ein starr an den Absorberstab angekuppeltes Betätigungsteil als Kolben mit einem bei Notabschaltung ortsfesten Rohr als Zylinder zusammenwirkt und einen sich bei Bewegung des Absorberstabes in den Kern vergrößernden Hohlraum bildet, der strömungsmäßig mit dem im Inneren eines Druckgefäßes befindlichen Kühlmittelraum in Verbindung steht.Absorber rod drive for emergency shutdown of steam or gas-cooled Nuclear reactors The invention relates to an absorber rod drive for emergency shutdown of steam- or gas-cooled nuclear reactors with expanding gas as the drive means, at which one end of the absorber rod or one rigidly coupled to the absorber rod Actuating part as a piston with a stationary tube as a cylinder in the event of an emergency shutdown cooperates and one which increases in size when the absorber rod moves into the core Forms a cavity that is fluidly connected to that located inside a pressure vessel Coolant space is in communication.
Im Falle eines Kühlmittelverlustunfalles, z. B. Rohrbrüchen in einer Hauptdampfleitung eines Reaktors, sind sehr schnelle Absorberstabbewegungen erforderlich. Das gilt insbesondere für schnelle gas-oder dampfgekühlte Reaktoren. Es ist ein möglichst verzögerungsfreies Einschießen des Absorberstabes in den Reaktorkern für den Fall der Notabschaltung bei Kühlmittelverlustunfällen erforderlich.In the event of a coolant loss accident, e.g. B. Broken pipes in one Main steam line of a reactor, very fast movements of the absorber rod are required. This applies in particular to fast gas-cooled or steam-cooled reactors. It is a Shooting the absorber rod into the reactor core with as little delay as possible for in the event of an emergency shutdown in the event of a loss of coolant accidents.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1210 960 ist ein pneumatischer oder hydraulischer Absorberstabantrieb bekannt, der zur Feineinstellung eine mechanische Steuervorrichtung aufweist. Die übertragung der Stellkraft auf den Absorberstab erfolgt über ein mechanisches Verstellgestänge, auf welches gegebenenfalls der Antrieb einwirkt. Bei Normalbetrieb des Kernreaktors bewirkt die mechanische Steuerung, daß sich der Absorberstab langsam aus dem Kern heraus- oder in diesen hineinbewegt. Im Gefahrenfall bewirkt der hydraulische Antrieb ein schnelles Einfahren des Stabes in den Reaktorkern, um den sicheren Zustand des Reaktors herbeizuführen.From the German Auslegeschrift 1 210 960 a pneumatic or hydraulic absorber rod drive is known which has a mechanical control device for fine adjustment. The transfer of the actuating force to the absorber rod takes place via a mechanical adjustment linkage, on which the drive may act. During normal operation of the nuclear reactor, the mechanical control causes the absorber rod to slowly move out of or into the core. In the event of danger, the hydraulic drive causes the rod to move quickly into the reactor core in order to ensure that the reactor is in a safe state.
Durch die deutsche Auslegeschrift 1162 006 ist eine Vorrichtung zur Schnellabschaltung von Atornkernreaktoren bekannt, bei der der Absorberstab in einem ortsfesten Rohr beweglich angeordnet ist und bei der im Fall eines Schnellabschaltkommandos strömendes Reaktorkühlmittel den Absorberstab in die Abschaltlage treibt. Das Schnellabschaltkommando wird durch ein Magnetventil gegeben, das das Ab- strömen von Kühlmittel aus dem Rohrinneren unterhalb des als Kolben ausgebildeten Absorberstabes freigibt. Bei einem Kühlmittelverlustunfall bewegt sich der Absorberstab nicht selbsttätig in den Reaktorkern, sondern es muß erst dafür gesorgt werden, daß ein Schnellabschaltkommando über das Magnetventil gegeben wird.From the German Auslegeschrift 1162 006 a device for the rapid shutdown of nuclear reactors is known in which the absorber rod is movably arranged in a stationary tube and in the case of a rapid shutdown command flowing reactor coolant drives the absorber rod into the shutdown position. The Schnellabschaltkommando is passed through a solenoid valve that the exhaust flow of coolant from the interior of the tube below the designed as a piston rod absorber releases. In the event of a coolant loss accident, the absorber rod does not move automatically into the reactor core, but it must first be ensured that a quick shutdown command is given via the solenoid valve.
Durch die deutsche Auslegeschrift 1178 526 ist ein hydraulischer oder pneumatischer Antrieb für Regelstäbe von Atomkernreaktoren bekannt, bei dem der Regelstab an einem in einem Rohr bewegbaren Kolben befestigt ist und der einen von einem Antriebsmittel durchströmten Spalt zwischen Kolben und Rohrwand aufweist. Von Kolben und Rohr wird ein Hohlraum gebildet, der über eine Leitung mit dem Reaktorkühlmittelraum in Verbindung steht. Dieser Entgegenhaltung ist jedoch nicht zu entnehmen, daß die im Hohlraum eingeschlossene Kühlmittelmenge den Absorberstab in seine Abschaltstellung treibt.A hydraulic or pneumatic drive for control rods of atomic nuclear reactors is known from the German Auslegeschrift 1178 526 , in which the control rod is attached to a piston movable in a tube and which has a gap between the piston and the tube wall through which a drive means flows. A cavity is formed by the piston and tube and communicates with the reactor coolant space via a line. However, it cannot be inferred from this citation that the amount of coolant enclosed in the cavity drives the absorber rod into its shut-off position.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1227 576 ist ein Regelstabantrieb für Kernreaktoren bekannt, bei dem ein mit dem Absorberstab verbundener, beidseitig druckmittelbeaufschlagter Kolben angeordnet ist, der außerdem durch eine Feder in Abschaltrichtung druckbeaufschlagt ist. Die Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens ist dabei derart ausgebildet, daß dieser im Normalfall von dem im Reaktorgefäß herrschenden Druck gegen den Verstellkolben des hy- draulischen Antriebs gedrückt wird. Bei einem Kühlmittelverlustunfall treibt die Feder den Absorberstab in den Reaktorkern hinein. Ein Antrieb durch das Kühlmittel selbst findet nicht statt.From the German Auslegeschrift 1227 576 a control rod drive for nuclear reactors is known, in which a piston connected to the absorber rod, pressurized on both sides, is arranged, which is also pressurized by a spring in the shutdown direction. The pressurization of the piston is designed in such a way that it is normally pressed against the adjusting piston of the hydraulic drive by the pressure prevailing in the reactor vessel. In the event of a coolant loss accident, the spring drives the absorber rod into the reactor core. There is no drive by the coolant itself.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, den Absorberstab ohne Verzögerung nach dem Eintreten des Kühlmittelverlustunfalls in den Reaktorkern einschießen zu können. Die Energie zum Antrieb des Absorberstabes in seine Abschaltstellung soll dabei dem Kühlmittel selbst entnommen werden.The object of the invention is the absorber rod without delay shoot into the reactor core after the coolant loss accident has occurred can. The energy to drive the absorber rod in its switch-off position should taken from the coolant itself.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in dem Hohlraum während des Reaktorbetriebes eine derart große Kühlmittelmenge eingeschlossen und der Strömungswiderstand der Verbindung zum Kühlmittelraum so groß gewählt ist, daß der bei Druckabfall im Druckgefäß infolge eines Kühlmittelverlustunfalls dem Hohlraum entstehende überdruck den Absorberstab in seine Abschaltlage treibt.This object is achieved in that in the cavity during the Reactor operation included such a large amount of coolant and the flow resistance the connection to the coolant chamber is chosen so large that the pressure drop in the Pressure vessel overpressure created in the cavity as a result of a coolant loss accident drives the absorber rod into its shutdown position.
Die Totzeit dieses schnellen Antriebs ist gering, besondere Apparate zur Energieversorgung werden nicht benötigt, der Aufbau ist einfach. In weiterer Ausgestaltung des obigen Absorberstabantriebes greift an dem als Kolben wirkenden Betätigungsteil ein mechanischer Antrieb zur Feineinstellung über ein Verstellgestänge an, so daß normale Stellbewegungen und auch schnelle Bewegungen im Gefahrenfall mit Hilfe des mechanischen Antriebs möglich sind.The dead time of this fast drive is short, special apparatus for energy supply are not required, the structure is simple. In Another embodiment of the above absorber rod drive engages as a piston acting actuating part a mechanical drive for fine adjustment via a Adjusting rods on, so that normal adjusting movements and also fast movements are possible with the aid of the mechanical drive in the event of danger.
Die Zeichnung zeigt mit ihren Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung. In F i g. 1 ist ein von unten angetriebener und durch Gasexpansion einschießbarer Absorberstab dargestellt; in F i g. 2 ist ein von unten angetriebener, jedoch von oben in den Reaktorkern einschießbarer Absorberstab dargestellt.The drawings show exemplary embodiments of the invention with their figures. In Fig. 1 shows an absorber rod driven from below and injectable by gas expansion; in Fig. 2 shows an absorber rod which is driven from below but can be inserted into the reactor core from above.
In F i g. 1 ist am Ende des Absorberstabes 10 ein auf diesen einwirkender Hohlraum 14 vorhanden, der mit dem Kühlmittelraum 13 über eine öffnung 15 bestimmter Größe in Verbindung steht.In Fig. 1 , at the end of the absorber rod 10, there is a cavity 14 which acts on the latter and which communicates with the coolant space 13 via an opening 15 of a certain size.
Der Hohlraum 14 wird mittels eines an einem Ende offenen ortsfesten Rohres 17 gebildet, auf dem sich ein rohrförmiger Ansatz des mit dem Absorberstab 10 verbundenen Betätigungsteiles 11 abstützt. Dieses ortsfeste Rohr 17 ist an seinem einen Ende mit dem Verstellgestänge 16 verbunden und wird mit seinem anderen Ende von dem rohrförinigen Ansatz des Betätigungsteiles umschlossen. Es sind also zwischen dem Hohlraum 14 und dem Absorberstab 10 keine Räume mit kompressiblen Medien, wie z. B. Flüssigkeitsleitungen, vorhanden.The cavity 14 is formed by means of a stationary tube 17 which is open at one end and on which a tubular extension of the actuating part 11 connected to the absorber rod 10 is supported. This stationary tube 17 is connected at one end to the adjusting rod 16 and is enclosed at its other end by the tubular extension of the actuating part. So there are no spaces between the cavity 14 and the absorber rod 10 with compressible media, such as. B. liquid lines available.
Der Hohlraum 14 ist mit dem Kühlmittelraum 13 strömungsmäßig verbunden, so daß bei Normalbetrieb der Druck in den Räumen 13, 14 gleich groß sein wird. Sinkt der Druck im Reaktor-Druckgefäß nun infolge eines Kühlmittelverlustunfalls plötzlich ab, man muß mit mehreren 10 ata je Zehntelsekunde rechnen, so wirkt sich im gleichen Maße der Druck im Hohlrium 14 auf den Absorberstab 10 aus und schießt diesen in den Reaktorkern. Als Totzeit ist nur die Zeitspanne zu betrachten, die benötigt wird, um den überdruck aufzunehmen, der das Gewicht des Absorberstabes kompensiert. Dieser ist jedoch vergleichsweise gering.The cavity 14 is fluidically connected to the coolant space 13 , so that during normal operation the pressure in the spaces 13, 14 will be the same. If the pressure in the reactor pressure vessel suddenly drops as a result of a coolant loss accident, several tens of atmospheres per tenth of a second must be expected, the pressure in the cavity 14 affects the absorber rod 10 to the same extent and shoots it into the reactor core. Only the period of time that is required to absorb the excess pressure that compensates for the weight of the absorber rod is to be regarded as dead time. However, this is comparatively low.
An dem Absorberstab 10 greift ein Verstellgestänge 16 an, auf das ein mechanischer und/oder hydraulischer Antrieb einwirkt. Während des Normalbetriebes des Kernreaktors wird der Absorberstab 10 durch das Verstellgestänge 16 langsam aus dem Kein 12 heraus- oder hineinbewegt, während im Gefahrenfall, der nicht gerade ein Kühlmittelverlustunfall ist, auch ein schnelles Hineinbewegen in den Kern erfolgen kann.An adjusting rod 16 acts on the absorber rod 10 , and a mechanical and / or hydraulic drive acts on it. During normal operation of the nuclear reactor, the absorber rod 10 is slowly moved out of or in by the adjusting rod 16 , while in the event of danger, which is not a loss of coolant accident, it can also be moved quickly into the core.
Das Verstellgestänge 16 wirkt in F i g. 1 über das Rohr 17 auf den Regelstab 10 ein. Das Rohr 17 ist dabei so auszubilden, daß es fest und dicht mit dem Verstellgestänge verbunden ist. Außerdem muß der rohrförmige Ansatz des Betätigungsteiles 11 derart ausgebildet sein, daß nicht die Drosselwirkung der öffnung 15 bei Notabschaltung durch zu großes Spiel zwischen Betätigungsteil 11 und Rohr 17 beeinträchtigt wird. Die öffnung 15 ist vorteilhafterweise eine Düse oder ein anderer Strömungswiderstand.The adjustment linkage 16 acts in FIG. 1 on the control rod 10 via the tube 17 . The tube 17 is to be designed so that it is firmly and tightly connected to the adjustment rod. In addition, the tubular extension of the actuating part 11 must be designed in such a way that the throttling effect of the opening 15 in the event of an emergency shutdown is not impaired by excessive play between the actuating part 11 and the tube 17 . The opening 15 is advantageously a nozzle or some other flow resistance.
Aus der F i g. 1 ist ersichtlich, daß der Aufbau dieses Absorberstabantriebs äußerst einfach ist. Er ist störunanfällig und leicht zu montieren. Es sind keine verzögerungsbehafteten Antriebe mit separaten Energieversorgungsapparaten erforderlich. Der Antrieb ist wartungsfrei und funktionssicher. In F i g. 2 wird der Hohlraum 14 mittels eines an einem Ende offenen Rohres 21 gebildet, in das der Absorberstab 10 zumindest teilweise und längsbeweglieh eintaucht. Der Absorberstab 10 ist über ein Betätigungsteil 18 mit dem Verstellgestänge 20 verbunden. Es wird bei Normalbetrieb langsam in dem Kern 12 bewegt und im Gefahrenfall, der nicht ein Kühlmittelverlustanfall ist, mit dem Gestänge 20 über die Klaue 22 in den Kein hineingezogen. Damit der Absorberstab vom Hohlraum 14 aus im Fall der Notabschaltung schnell in den Reaktorkern 12 eingeschossen werden kann, ist zwischen Absorberstab und Verstellgestänge eine lösbare Zugverbindung in Form der Klaue 22 vorgesehen, so daß der Absorberstab oder das starr angekuppelte Betätigungsteil bei Notabschaltung über das Verstellgestänge 20 geschoben werden kann. Der Absorberstab 10 bzw. das Betätigungsteil 10 wird hohl ausgeführt. Um den Absorberstab 10 im Normalbetrieb aus dem Reaktorkern 12 hinausfahren zu können, ist eine Membran 23 im hohlen Betät#gungsteil vorgesehen, mit der dieses auf dem Verstellgestänge aufliegt. Die Meinbran 23 ist so bemessen, daß sie das Gewicht des Absorberstabes aushält und ün Fall der Notabschaltung bricht. Eine andere Lösung ist es, das Verstellgestänge 20 bei Notabschaltung zusammenstauchbar auszubilden, während es im Normalbetrieb eine starre Verbindung darstellt.From FIG. 1 it can be seen that the structure of this absorber rod drive is extremely simple. It is not susceptible to interference and easy to assemble. No delay-prone drives with separate energy supply devices are required. The drive is maintenance-free and functionally reliable. In Fig. 2, the cavity 14 is formed by means of a tube 21 which is open at one end and into which the absorber rod 10 is at least partially immersed in a longitudinally movable manner. The absorber rod 10 is connected to the adjusting rod 20 via an actuating part 18. During normal operation it is moved slowly in the core 12 and in the event of danger, which is not a loss of coolant, it is pulled into the hole with the rod 20 via the claw 22. So that the absorber rod can be shot quickly into the reactor core 12 from the cavity 14 in the event of an emergency shutdown, a releasable connection in the form of the claw 22 is provided between the absorber rod and the adjustment rod, so that the absorber rod or the rigidly coupled actuating part can be operated via the adjustment rod 20 in the event of an emergency shutdown can be pushed. The absorber rod 10 or the actuating part 10 is made hollow. In order to be able to move the absorber rod 10 out of the reactor core 12 during normal operation, a membrane 23 is provided in the hollow actuating part with which it rests on the adjusting rod. The Meinbran 23 is dimensioned so that it can withstand the weight of the absorber rod and breaks in the event of an emergency shutdown. Another solution is to make the adjusting rod 20 collapsible in the event of an emergency shutdown, while it represents a rigid connection in normal operation.
Die Bewegungsgeschwindigkeit des Absorberstabes 10 wird ebenso wie die Totzeit durch die Dimensionierung des Strömungswiderstandes der Verbindung 15, 19 sowie des Volumens des Druckspeicherraumes 14 vor und nach dem Bewegen des Absorberstabes bestimmt. Die Beschleunigungsdauer des Absorberstabes 10 wird durch mindestens eine weitere Verbindung 24 zwischen Hohlraum 14 und Kühlmittelraum 13 bestimmt, die, axial von der Verbindung 15 beabstandet, im Rohr 17 angebracht ist.The speed of movement of the absorber rod 10 , like the dead time, is determined by the dimensioning of the flow resistance of the connection 15, 19 and the volume of the pressure storage space 14 before and after the movement of the absorber rod. The acceleration time of the absorber rod 10 is determined by at least one further connection 24 between the cavity 14 and the coolant chamber 13 , which is attached in the tube 17 , axially spaced from the connection 15.
Claims (2)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEL56190A DE1282202B (en) | 1967-04-07 | 1967-04-07 | Absorber rod drive for the emergency shutdown of steam or gas-cooled nuclear reactors |
| DEL56902A DE1300173B (en) | 1967-04-07 | 1967-07-04 | Absorber rod drive for the emergency shutdown of steam or gas-cooled nuclear reactors |
| DEL57131A DE1300176B (en) | 1967-04-07 | 1967-08-01 | Absorber rod drive for the emergency shutdown of steam or gas-cooled nuclear reactors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEL56190A DE1282202B (en) | 1967-04-07 | 1967-04-07 | Absorber rod drive for the emergency shutdown of steam or gas-cooled nuclear reactors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1282202B true DE1282202B (en) | 1968-11-07 |
Family
ID=7277555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEL56190A Pending DE1282202B (en) | 1967-04-07 | 1967-04-07 | Absorber rod drive for the emergency shutdown of steam or gas-cooled nuclear reactors |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1282202B (en) |
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- 1967-04-07 DE DEL56190A patent/DE1282202B/en active Pending
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