DE2046705A1

DE2046705A1 - Reaktorrohren Endverschluß

Info

Publication number: DE2046705A1
Application number: DE19702046705
Authority: DE
Inventors: James Rostron Pinawa Manitoba Wright (Kanada)
Original assignee: Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Current assignee: Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Priority date: 1969-09-22
Filing date: 1970-09-22
Publication date: 1971-04-01
Also published as: SE335185B; DE2046705C3; DE2046705B2; GB1328379A; JPS5117669B1; US3629069A

Description

Ee aktοrröhren-EndverSchluß

Die ürfindung betrifft einen Reaktorröhren-Endverschluß.

Ilonvontioaelle Kernreaktoren weisen einen Kern mit einer Vielzahl von sich aufrecht erstreckenden Brennstoffröhren bzw. Brennstoffkanälen auf, wobei jeder Brennstoffkanal Bündel von Brennstoffelementen enthält, die übereinander verbunden sind, um einen Brennstoffträger zu bilden. Ein primärοε Kühlmittel unter Druck wird im allgemeinen aufwärts entlang den Brennstoffkanälen und um die Brennstoffelemente geführt, um durch diese erhitzt zu werden, und dann über Wärmeaustauscherröhren geführt, um sie aufzuheizen und in ihnen Dampf zu erzeugen. Während der Lebensdauer der Brennelemente ist es erforderlich, sie hin und her zu schieben bzw. zu versetzen, indem sie von einem Gore-Kanal in einem Teil des Cores entfernt werden und in einen anderen Core-Kanal in einem anderen Teil des Cores eingesetzt werden, um so genau wie möglich eine einheitliche Temperatur über das Gore aufrechtzuerhalten und einen gleichförmigen Abbrand zu fördern. Weiterhin ist es während dieses WMerumsetzens erforderlich, abgebrannte Brennelemente aus den Core-Kanälen zu entfernen und sie durch frische Brennelemente zu ersetzen.

1098U/1S79

Dr. MSIiar-Bori Dr. Menifi · Dr. DauM · Dipt.-Ing. Finttarwald Dlpl.-Ing. Orflmkow

Es sind verschiedene Vorschläge gemacht worden für das Hin-und Her -Versetzen und Ersetzen der Brennele'mente in einem Reaktor-Core, während der Reaktor sich im Betrieb befindet, d;h. während die Core-Kanäle ein Primärkühlmittel unter Druck enthalten und der Reaktor unter Last läuft. Dadurch ist insofern ein Problem entstanden, als Reaktorröhren- bzw. Reaktorkanal-Endtrer Schlüsse für die Brennstoffkanäle vorgesehen werden müssen, die von ferne durch eine Brennstoffbeladungseinrichtung betätigt werden können, um entweder den Brennstoffkanal abzudichten oder von diesem entfernt zu werden, so daß ein hindernisfreier Durchgang für die Entfernung und das Wiedereinsetzen eines Brennstoffträgers vorgesehen ist. Eine Brennstoffbeladungseinrichtung für die Brennstofferneuerung bei einem Reaktor unter Last muß dicht mit einem Brennstoffkanal verbunden und unter Druck gesetzt werden, bevor der Reaktorkanal-EndVerschluß dichtungsmäßig von dem Brennstoffkanal gelöst wird, und es ist somit erforderlich, daß der Reaktorkanal-Endverschluß von einem abgelegenen Punkt von außerhalb des Cores durch beispielsweise einfache und zuverlässige Linear- und Drehbewegungen betätigt werden kann.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Reaktorkanal-EndverSchlüsses, der von ferne durch eine Brennstoffbeladungseinrichtung betätigt werden kann, um entweder einen Brennstoffkanal abzudichten oder von diesem entfernt zu werden, um einen hindernisfreien Durchgang für die Entfernung und Wiedereinsetzung eines Brennstoffträgers vorzusehen, während der Reaktor unter Last läuft.

Weiterhin ist Ziel der Erfindung die Schaffung eines Reaktorkanal-Endverschlusses, der aus der Ferne von außerhalb des Gores durch einfache und zuverlässige Linear- und Drehbewegungen betätigt werden kann, während sich der Reaktor unter Last befindet.

Ebenso ist Ziel der Erfindung die Schaffung eines Reaktorkanal-Endverschlusses mit dem ein Reaktorkanal in einem Reaktorcore,

1098U/1579

— 2 —

der für Experimente und für eine Instrumentierung benutzt wird, abgedichtet werden kann und ein Zugang zu diesem geschaffen werden kann.

ErfindungGjjeuäß ist ein Reaktorkanal-Endverschluß vorgesehen mit einer; kappenffirmigen Verschlußkörper für ein Einsetzen in den Kanal, der um das geschlossene Ende eine abgecchrägte Kante aufweist zu Bildung einer Dichtungsfläche für ein Eingreifen mit einer konischen Fläche auf der Innenseite des Kanals in der Nahe des Eintrittes, mit einer Gewindespindel, die sich in den Innenraum des Körpers erstreckt und an dem geschlossenen Ende drehbar befestigt ist, mit einem Bundring mit Innengewebe auf einem Teil der Spindel, der in ™ dem Innenraum angeordnet ist, mit Einrichtungen, die den Bundring gleitbar mit dem Körper verbinden, um eine relative Drehung zwischen diesen zu verhindern, mit einerVielzahl von federbelasteten Streben, die eine Spannzangeneinrichtung bilden und an verschiedenen Stellen um den Bundring angeordnet und von dem Innenraum weg von der Spindel zu den außerhalb des Innenraumes angeordneten freien Enden der Streben auswärts geneigt sind, mit in eine Aussparung eingreifenden Blocken bzw. VorSprüngen, die an den freien Enden vorgesehen sind und durch die Federvorbelastung der Streben für ein Eingreifen in einen ausgesparten Teil in der Innenseite des Kanals nach außen gedruckt werden, und mit Einrichtungen zur Jj Verbindung der Spindel mit einem drehbaren Antriebsglied einer Brennstoffbeladungseinrichtung, wodurch bei einer Drehung der Spindel in einer Richtung durch das Antriebsglied der Bundring und das geschlossene Ende enger gezogen werden.um die Streben in das Innere des Körpers und gegen die Lippe bzw. Kante des Körpers zu ziehen und jeden Vorsprung aus der Aussparung zurückzuziehen.

Die Erfindung betrifft also einen Reaktorkanal-Endverschluß mit einem kappenförmigen Verschlußkörper, der eine abgeschrägte

- 3 -1098U/1579

Kante für ein Eingreifen mit einer konischen Fläche auf der Innenseite eines Reaktorkanals aufweist. Eine in den Körper "befestigte drehbare Gewindespindel trägt einen Bundring mit Innengewinde, der eine Vielzahl von nach außen gedrückten, federbelasteten Streben trägt.. Die Streben bilden eine Spannzangeneinrichtung, wobei jede Strebe einen Block bzw. Vorsprung an ihrem äußeren Ende für ein Eingreifen in eine Aussparung in dem Reaktorkanal aufweist. Durch Drehen eines geriffelten bzw. gezahnten Rades auf der Spindel in einer Richtung können die Streben in den Körper zurückgezogen werden, um den Körper außer Eingriff von der konischen Fläche und die Vorsprünge außer Eingriff von der Aussparung zu bringen; oder das Rad kann in der anderen Richtung gedreht werden, um die Vorsprünge in die Aussparung eingreifen zu lassen und dann den Körper gegen die konische Fläche zu drücken.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben;

In der einzigen Figur der Zeichnung ist eine Querschnittsansicht eines Reaktorkanal-EndVerschlusses gezeigt, der einen Reaktor-Brennstoffkanal abdichtet.

In der Zeichnung ist ein Reaktorröhren-EndVerschluß mit einem kappenförmigen Verschlußkörper 1 gezeigt, der in eine Reaktor-Brennstoffrohrebzw. einen Reaktor-Brennstoffkanal 2 eingesetzt istj der Körper 1 weist um sein geschlossenes Ende 3 eine abgeschrägte Kante 5 auf, die eine Dichtungsfläche "bildet für ein Eingreifen mit einer in ähnlicher Weise spitz zulaufenden bzw. konischen Fläche 7 auf der Innenseite de.s Rohres 2 in der Nähe des Eintrittes 8. Eine Gewindespindel 10 erstreckt sich in das Innere des Körpers 1 und ist drehbar an dem geschlossenen Ende J befestigt. Ein Bundring 11 mit Innengewinde ist auf einem Teil der Spindel 10 im Inneren des Körpers 1 angeordnet. Einrichtungen in Form

^IA 108&U/1579

20A6705 5

eine;: Leiles 14- und einer Keilnut 15 sind vorgesehen, ve- ... Biixdring 11 in eine Gleitverbindung mit dem Körper 1 zu : .v-i.igen und eine relative Drehung zwischen diesen Gliedern zu verhindern. Eine Vielzahl von federbelasteten Sbrooen 1G, in dieser Ausführungsform 6, die eine Spanni:-rö^ciiciririclituiig bilden, sind an verschiedenen Stellan oxi den Bundring 11 so angeordnet, daß sie sich vom Inneren des I-örpers 1 zu den freien Enden 17 der Streben 16, die c.ußürli&ro des Innenraumes des Körpers 1 angeordnet sind, nach aal?on neigen. In eine Aussparung eingreifende Blöcke ^Ίοζ\·ΐ. Vor ep runge 1C sind an den freien linden 17 vorgesehen uiii.l werden durch die i'edervorbelastung der Streben 16 für einen Eingriff mit einem schwalbenschwanzförmig ausgesparten Teil 19 auf der Innenseite des Rohres 2 nach außen gedrückt. Der ausgesparte Teil 19 weist einen unteren Steg :: u-iu einen oberen Steg y auf. Eine Einrichtung in Form eines ^crillten. bzw. gezahnten Rades 20 ist vorgesehen, υ:., lie Spindel 10 mit einem drehbaren Antriebsglied 21 οΙιίογ Brenncboffbeladungs-Einrichtung zu verbinden, die nit 22 bezeichnet und gestrichelt dargestellt ist.

Dor Körper 1 weist eine Bohrung 23 in dem geschlossenen Ende > auf, die mit einer Bohrung ?A und einem Stift 25 vorsehen ist, um ein oberes Ende einer Brennstoff-Träger-(Süriiigor)--Anordnung yO (strichpunktiert gezeigt) an dem Endvercchluß/S^festigen. Das geschlossene Ende 3 weist ebenso eine mit Gewinde versehene Aussparung 26 für das Gewinde einer Stange 27 auf. Die Spindel 10 weist ein Enddrucklager 2^r;, dr-ij ■_ λ ihrem unteren Ende befestigt ist, und eine obere Lc^Ox-oiiOi·luung 29 .ruf, die drehbar die Spindel 10 und das gez.-,h:Λc Rod 20 um die Stange 27 in dem Körper 1 lagert. Die Stange 27 voist ein Ende mit eingezogenem Mittelstück ■'" ■-!-!', -lit ο'θί.1 dor Vorcohluß and die Brennstoff-Trügei^an- ^■:λ.ϋ,_ο ; i'j oiiiciii Gx-oii.'ei- ^y/\- der Brennstoff-Beladung.'iein-

1098U/1579 SAt> ORKSfNAt

Das Rohr 2 "bzw. der Kanal 2 weist Kern-Külilmittel-Abflußöffnungen 36 auf, die über der konischen Fläche 7 angeordnet sind. Das obere Ende 37 des Kanals 2 ist -sowohl innen als auch außen abgeschrägt.

Der Bundring 11 mit Innengewinde weist eine Ringnut 39 auf, in welche sich die Streben 16 erstrecken und in denen sie locker durch Stifte 40 befestigt sind, um eine Winkelbewegung der Streben zuzulassen. Die Streben 16 sind jeweils mittels einer Blattfeder 41 federbelastet, die durch den Bundring 11 lokalisiert wird, jedoch nicht an diesem befestigt istjund deren oberes Ende an der Strebe 16 durch einen Stift 44 angebracht ist.

Im Betrieb wird der Körper 1, der mittels dem eingeschnürten Ende 32 der Stange 27 an dem Greifer 34 der Brennstoff-Beladungseinrichtung 22 befestigt ist, in den Kanal 2 abgesenkt, während ein (strichpunktiert dargestelltes) Flask- -Aufsteckrohr 46 um den Kanal 2 mit Dichtungen 47 und 48 abgedichtet ist. Der Körper 1 wird in den Kanal 2 abgesenkt, bis die Streben 16 in den ausgesparten Teil 19 auf der Innenseite des Kanals 2 schnappen. Daa drehbare Antriebsglied wird dann in Eingriff mit dem gezahnten Rad 20 gebracht und gedreht, um die Ansätze 18 an der Spannzangenanordnung in Kontakt mit dem Steg y zu bringen und dann den Körper 1 abwärts zu drücken, bis die abgeschrägte Kante 5 an der konischen Fläche 7 angreift.

Wenn es erforderlich ist, die Dichtung zu öffnen, wird das gezahnte Rad 20 durch das Glied 21 in die entgegengesetzte Richtung gedreht, um die Streben 16 in Kontakt mit dem Steg χ zu ziehen. Durch eine weitere Drehung werden die Dichtungsflächen 5 und 7 voneinander abgehoben. Bui einer weiteren Drehung des■gezahnten Rades 20 wird der Körper 1 über die Sppxmzangeneinrichtung gezogen, wobei die Spannzangenein-

109814/1579

zusammenfällt, so daß die Ansätze 18 aus dem ausgesparten Teil, d.h. den Stegen χ und y freikommen.

Bt.s Glied 1 wird dann mit den in dieser Weise zurückgezogenen Streben 16 aus dem Kanal 2 entfernt.

Da bei dieser Dichtung eine hohe Dichtungsfläclienbelastung möglich ist, ist sie vorteilhaft verwendbar in Reaktorsystenen mit organischem Kühlmittel. Ein weiteres wünschenswertes Herkmal ist die Selbstreinigungseigenschaft des Dichtungselementes und die in die Schraubengewindeanordnung gebaute Selbstreiniguiigseinrichtung, die viele Schwierigkeiten überwindet, die aufgrund von organischer Verschmutzung angetroffen werden. Die" erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur Abdichtung von Brennstoffkanalröhren oder Instrumentierungsröhren verwendet werden.

Patentansprüche IOS-tfU/1579

Claims

Patentansprüche

Reaktorröhr^an-StirnverSchluß, g e k e η η ζ ei ohne t durch, einen kappenförmigen Verschlußkörper zum Einsetzen in die Röhre, der um das geschlossene Ende eine abgeschrägte Kante aufweist, die eine Dichtungsfläche zum Eingriff mit einer sich verjüngenden oder konischen Fläche auf der Innenseite der Rühre in der Nähe des Eintritts bildet, durch eine Gewindespindel, die sich in das Innere des Körpers erstreckt und drehbar an dorn geschlossenen Ende befestigt ist, durch einen Bundrin^ mit Innengewinde auf einem Teil der Spindel, der in dem Inneren angeordnet ist, durch Einrichtungen, die den Bundring gleitbar mit dem Körper verbinden zur Verhinderung einer relativen Drehung zwischen ihnen, durch eine Vielzahl von federbelasteten Streben, die eine Spcnn-Zangenanordnung bilden und an verschiedenen Stellen um den Bundring angebracht sind mit einer AuEvrärtsnei^ung von dem Innenraum weg von der Spindel zu den außerhalb des Innenraumes angeordneten freien Enden der Streben, durch in eine Aussparung eingreifende Blöcke bzw. Vorsprünge, die an den freien Enden vorgesehen, sind und durch die fedqbelasteten Streben für ein Eingreifen mit einem ausgesparten Teil auf der Innenseite der Röhre nach außen gedruckt werden,und durch Einrichtungen zur Verbindung der Spindel mit einem drehbaren Antriebsglied einer Bremistoffbeladungseinrichtung, wodurch bei einer Drehung der Spindel in einer Richtung durch das Antriebsglied der Bundring und das geschlossene Ende enger gezo^eii werdeu, um die Streben in den Innenraum des Körpers und ^e^eii dio Lippe bzw. den Vorsprung des Körpers zu ziehen uu& jede , Vorsprung aus der Aussparung zurückzuziehen.

BAD ORtQtNAL 1098U/1579
2. Verschluß nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich eine Mittelstange in das lcappenförmige Glied erstreckt und mit diesem verbunden ist und daß die Gewindespindel eine Hohlspindel ist, die drehbar um die Mittelstange angebracht ist.

J. Verschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mittelstange aus dem kappenförmigen Glied über die Hohlspindel erstreckt und daß ein freigelegter Endteil der Mittelstange eingeschnürt ist zur Schaffung eines Greifteils für einen Greifer einer Brennstoffbeladungseinrichtung.

4-, Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kappenförmige Körper Einrichtungen zur Verbindung eines Kernbrennstoffträgers daran aufweist.

1098U/1579

Leerseite