DE2260595A1

DE2260595A1 - Regeleinrichtung fuer kernreaktoren

Info

Publication number: DE2260595A1
Application number: DE2260595A
Authority: DE
Inventors: Frank Bevilacqua
Original assignee: Combustion Engineering Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1971-12-23
Filing date: 1972-12-12
Publication date: 1973-07-12
Also published as: CA980024A; JPS4869996A; SE390224B; IT972742B; ES409798A1; FR2164925A1; NL7217556A; BE793198A; CH551068A; US3843471A

Description

226053

BW 653/CE 3175

2, 11* 1972 el/fco

Anmelder: Combustion Engineering,

Windsor, Connecticut, U_eS*A.

Regeleinrichtung für Kernreaktoren

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinr.ich tuna für Kernreaktoren mit einem aus Brennstoff enthaltenden Stäben bestehenden Kern und rait Führungsrohren für verschiebbare Regelstäbe sowie mit zum Druckgeräss offenen oberhalb davon angeordneten Verlängerungen für die Führungsröhre«

Es ist bekannt, dass solche Steuervorrichtungen entweder mit einer grosseren Anzahl von Steuerstäben kleineren Querschnittes oder mit einer kleineren Ansah! von Steuerstäben grosseren Querschnittes benutzt werden« Im letzteren Falle, also bei Benutzung einer kleinen Zahl grosserer Steuerstäbe ist es nötig, dass das Steuersystem die Regelstäbe gleichmässig heben oder senken muss;auch ist nicht in jeder Gruppe von Brennstoffelementen ein Steuerstab vorhanden- Diose beiden Tatsachen verursachen unerwünschte axiale

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Beanspruchung im Reaktorkern, die hauptsächlich das teilweise Einfahren der Absorberstäbe zurückgeführt

Auch werden bei den bekannten hydraulischen Einrichtungen, wie oben erwähnt, die Führungsrohre für die Steuerstäbe über den Deckel des Reaktors hinaus verlängert, um die hydraulischen Betätigungszylinder überwachen zu können. Bei den bekannten Einrichtungen war es deshalb nötig, diese Verlängerungen zu demontieren und die Leitungen abzutrennen bevor der Deckel des Druckgefässes entfernt werden kann. Bei Reaktoren mit vielen Steueratäben entsteht durch die Verlängerung der Führungsrohre über das Druckgefäss hinaus ein Gewirr von Rohren, die leicht beschädigt werden könnenT7l3s ist Aufgabe der Erfindung, diese Schwierigkeiten zu beheben· Die Erfindung richtet sich besonders auf solche Reaktoren, denen eine grosse Anzahl von verhältnismässig kleinen Regelstäben benutzt wird, die nach einer Aufgabe der Erfindung individuell eingestellt werden sollen· Auch soll die Konstruktion verbessert werden, so dass die Regelstäbe entweder voll eingefahren oder voll ausgefahren sind, so dass die axialen Beanspruchungen nicht mehr auftreten. Der Deckel des Reaktors soll sauber sein, so dass er leicht für Inspektionszwecke oder zum Auswechseln des Brennstoffes entfernt werden kann.

Gemäss der Erfindung geschieht dies dadurch, dass innerhalb der Verlängerungen Zylinder gebildet oder angeordnet sind, in denen Antriebskolben für die Verschiebung der Regelstäbe innerhalb der Plihrungs ■

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rohre angeordnet sind, und dass durch ein hydra««· lisches Steuersystem über j3äen Antriebskalben jeder Regelstab durch Veränderung des hydraulischen Druckes individuell einstellbar ist.

Gemäss weiteren Merkmalen der Erfindung wird der Steuerdruck durch eine ausserhalb des Druckgefässes angeordnete Pumpe erzeugt, die über individuell augeordnete Leitungen mit dem Antriebskolben eines jeden Steuerstabes in Verbindung steht und durch ein Ventil umgesteuert werden kann·

So gelingt es, die Regelstäbe vollkommen innerhalb des Reaktordruckgefässes anzuordnen, dem von aussen nur die Steuerleitungen zugeführt werden« Der Deckel des Druckgefässes kann nach Entfernung der Befestigungs~ bolzen entfernt werden,ohne dass vorher die Steuerleitungen abgetrennt werden müssen» Es kann eine verhältnismässig grosse Zahl von Regelstäben vorgesehen werden und dadurch dass Individuelle Betätigungsglieder vorgesehen sind, können die Regelstäbe unabhängig voneinander bewegt werden» Es kann wenigstens jede Gruppe von Brennelementen mit einem Absorberstab versehen werden·

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Zum besseren Verständnis ist die Erfindung tn den Zeichnungen dargestellt., die nachstehend besenrieben werden. Bei Jieset Beschreibung werden sich auch Einzelheiten und weitere Vorteile zeigen- Es sei bemerkt, dass in den Zeichnungen die Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren die gxelcnen Teiie bezeichnen-Im einzelnen steJlen die Zeichnungen dai :

Die Flgui 1 zeigt ein Scnema eines v.n üben betätigten

Steuereystens für einen PeaxtZi entsprechen! der Erfindung;

Die Flgvir 2 zeigt die allgemeine Anordnung der Brenn-

und Steuerstäbe im Druckbehälter des Reactors der in Ansicht teilweise im Schnitt dargestellt ist;

Oi* Figur 3 zeigt die Seitenansicht, teilweLse Jm

Schnitt eines ersten AusfÜnrungsbeispleis der Baugruppe für den Steuerstab entsprechend der Erfindung;

Die Figur 3 b. zeigt ein Teil der Baugruppe nach Figur als bevorzugtes Ausfühxungsbelspiel für die Steuerstabgruppe;

Die Figur 3 B zeigt eine Vergrösserung det zusammenarbeitenden Teile der oberen Stange ync? des Dämpfungsgliedes der Stet gemäss Figur i;

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BAD ORtQINAL

Die Figur 4 zeigt als Seitenansicht teilweise im

Schnitt ein Ausführungsbeispie für d*e Technik der Durchführung der Steuer Leitungen durch den Druckkessel sowie die dabei,verwendeten Bauteile im Sinne der Erfindung;

Die Figur 5 zeigt einen vergrösserten Schnitt der Ver« bindungsgruppe gemäss Figur 4;

Die Figur 5 A zeigt einen Teil der Verbindungsgruppe gemäss Figur 5 in vergrösserter perspektivische Ansicht;

Die Figur 6 zeigt die Ansicht «ines Querschnittes durch ein zweites Ausführungsbeispiel für die Durchdringungstechnilc gemäss der vorliegenden Erfindung;

Die Figur 7 ist ein Schnitt durch einen Teil der Figur 6 in Vergrösserung und stellt die Verbindungsgruppe dar;

Die Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, für die Durchdringung der Wand des Druckkassels durch die Steuerleitungen und die entsprechen den Konstruktionen gemäss der Erfindung;

Die Figur 9 zeigt die Seitenansicht eines Schnittes durch die Druckkesselwand und damit ein viertes Ausführungsbeispiel für die Durch-' dringung der Kesselwandung durch die Steuerleitungen.

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Die rigur 10 zeigt die Seitenansicht eines Querschnittes für die Halterung der Brennstoffetäbe bzw. der Gruppen von Brennstoffstäben entsprechend der Erfindung.

Mit 10 1st. in Figur 1 der Druckbehälter eines Druckwasserreaktors bezeichnet. Dieser Behälter enthält lie verschiedenen Teile eines Kernreaktors mit Atomspaltung wie er In Kraftwerken zur Erhitzung eines umlaufenden Kühlmittels benutzt wird; das Kühlmittel wird anschii.essend durch Wärmeaustauscher und anderer Teile eines Dampferzeugers geleitet und der Dampf wiederum zum Antrieb einer Turbine und der 3amit verbundenen elektrischen Generatoren verwendet. In Figur t sind die Letzteren mit 12 bezeichnet· Die Haupr.unuaufpumpe 14 speist, über die Leitung 16 (kalier Zweig! das Kühlmittel in den Druckbehälter IO ein. Über die Leitung 18 (heisser Zweig) tritt das Kühlmittel aus und wird dem Kraftwerk 12 zugeführt*

Bekann*· 1 ter. befindet sich Innerhalb des Druckbehälter» IO ein Kern der aus einer Vielzahl von Brennstoffstäben besteht. Zur Steuerung der Spalfungsgeschwindtgkelt sind innerhalb des Druckbehälters 10 Steuergruppen vergesehen, die Abs'jrptionsstäbe enthalten; eine solche S«-euergruppe ist in Figur j dargestellt jnd mit 20 bezeichnet; sie enthält den Absorberstab 21. Entsprechend der Erfindung hat jede aus Stäben bestehende S^euergruppe zwei Ar· beitsstellangen die dem vollen Einfahren oder dem vollen Ausfahren des zugeordneten Steuerstabes in den bzw. aus den Kern des Reaktors entsprechen. Wie in

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Figur 1 dargestellt und wie unten Im einzelnen beschrieben wird, wird die Steuerung der Absorb*'stäbe dadurch bewirkt, dass jeder einzelne durch ein hydraulisches Betätigungsglied gesteuert wird.

Aus Figur 1 ergibt sich auch - Einzelheiten werden weiter unten beschrieben - dass Jede selbsta>ich<j» steuerbare Steuergruppe bei der vorliegenden Erfindung von oben mit Hilfe einer hydraulischen Vorrichtuno gesteuert wird, um die Stellung des Absorbereiementes zu bestimmen. O. n., dass die Einstellung der Absorberelemente gemäsE der Erfindung durch DrucJcelnwirJcung am oberen Ende des hydraulischen Steuergliedes erfoligl, die ein Teil einer jeden Gruppe von Steuerstäben Ist.» Eine Mehrzahl von hydraulischen SteuerLei rangen, z, B. 22 - 22* die den Gruppen 20 von Steuerstäben sugeordne* sind, sind durch das Druckgefäss hindurchgefühlt und übertragen den Steuerdruck auf das hydraulische Betätigungsglied einer Jeden Gruppe ve·η Streuerstäben. In jeder Steuerleitung 22 befindet sich ein Steuerventil 24. Über ein Vielfach 28 ist eine Seite eines jeden Ventils 24 mit einer Saugpumpe 26 verbunden. In Figur 1 ist die Strömung in gestrichelten Linien dargestellt. Die Kühlflüssigkeit, die dem Druckgefäss 10 zugeführt wird, strömt durch die einzelnen Gruppen von Steuerstäben hindurch und die Kühlflüssigkeit, die durch die Pumpe 26 abgesaugt wird, kehrt über die Rückführlelt'ang 29 in die Hauptströmung des Kühlmittels zurück, und zwar vor dem Eingang der Hauptumwälzpumpe 14.

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Das Anheben der Absorberstäbe kann nicht durch dir Hauptpumpe 14 alleine bewirkt werden; es werden viejmehr die Ventile 24 geöffnet, so dass eine Druckdifferenz über die hydraulischen Betätigungsglieder der Gruppen von Steuerstäben entsteht, und zwar durch das Zusammenwirken der Hauptpumpe 14 und der Saugpumpe 26.

Wenn alle Absorberelemente sich in der "oberen" Stlfcelung befinden, wie dies bezüglich der Gruppe von Steuerstäben in Figur 1 dargestellt ist, gibt der Reaktor Höchstleistung ab· Im Sinne der Erfindung wird die vom Reaktor angegebene Leistung dadurch geändert, dass einzelne Absorberelemente gesteuert in den Xern herein oder aus ihm heraus geführt werden·

Im normalen Betrieb wird die Einführung bestimmter Absorberelemente in den Kern durch Verstellung der Ventile 24 bewirkt, so dass die Saugkraft an den oberen Enden der ausgewählten Betätigungsglieder in den Gruppen von Steuerstäben geändert wird. Lässt die Saugwirkung nach, so führt entweder die Schwerkraft oder ein zusätzlicher Druck auf das hydraulische Betätigungsglied zur Einführung des Absorberelementes in dem Kern.

Auch im Gefahrfalle, d. h. im Falle des Schnellschlusses kann das Einfahren der Absorberelemente durch Schwerkraft oder Druck oder durch eine Kombination von beiden herbeigeführt werden.

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BAD ORiOtNAL

Wenn ein Schnellschluss oder eine durch Druck unterstützte Einführung der Absorbereiemente beabsichtigt ist (zusätzlich zur Wirkung der Schwerkraft) dann wird eine Verbindung vom Ausgang der Hauptumwälzpumpe 14 über eine Hilfspumpe 200 zu den Gruppen von Steuerstäben hergestellt. Die Pumpe 200 wird zur Aufladung eines Speichers 202 benutzt und im Falle des Schnellschlusses ist das Ventil 24 ein Drei-Wegventil. Es sei aber bemerkt, dass die zusätzliche Strömung über die Pumpe 200 den Speicher 202 und das Prüfventil 204 nicht notwendig für die Erfindung ist und deshalb weggelassen werden kann.

Die Sicherheitsvorschriften verlangen, dass der Reaktor mit Einrichtungen¹versehen ist, die die Stellung eines jeden Absorberelementes anzeigen» Bei der Er» findung sind diese Anzeigeglieder vorzugsweise druckabhängig und sprechen auf die Druckdifferenz zwischen dem Ausgang des Reaktordruckgefässes, wie er beispielsweise an der Leitung Id gemessen werden kann und der Steuerleitung 22 an. Schematisch ist ein solches Anzeigegerät 30 in Figur 1 dargestellt.

Bei der Steuerung von oben, wie sie bei der Erfindung vorgeschlagen wird, ist die Schwerkraft ausreichend, um die Absorberelemente mit Sicherheit in der unteren Stellung zu halten. Obwohl es nicht notwendig wäre, können bei der Erfindung auch hydraulische Hilfskräfte wirksam werden, um die Absorberelemente in dieser unteren Stellung zu halten.

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Wenn man beispielsweise eine Zweigleitung 32 zwischen dem kalten Zweig 16 und der Steuer!eitung 22 hinter dem Ventil 24 vorsieht, entsteht ein k)einer positiver Druck in der Abwärtsrichtung der auf die hydraulischen Betätigungsgi leder in den Gruppen von Steuerstäben übertragen werden kann. Wenn nötig, leann Jede der Halteleitungen 33 eine Blende 34 zur Begrenzung der Strömung enthalten.

Obwohl nicht erforderten, Kann als zusätzliche Sicherung - wenn gewünscht - eine Sicherung gegen das plötzliche Herausziehen der Steuerstäbe eingebaut werden für den Fall, dass die Steuerielting 22 - 22* zwischen der Gruppe 20 von S t euer stäben und den» Steuerventil 24 bricht. Dieses zusätzliche Sicherungsgited kann z. B. als PrüfvenriJ Ί5 vetwirkj lent weiden· Das Prüfventil *5 kann ml* einer Sicherung ausgestattet sein, die auf Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit anspricht, wie z. B. das Modell PVL 16 A der Fitita Marot.ca Vaive Corporation, Bocnton, New Jersey. Das Prüf venti 1 3*> wird In der St euer leimung unmittelbar benachbart zu der Gruppe von Steuerstäben angeordnet und spricht auf die Stönnungsgeschwlndlgwelt des Küh.-mittels an, das aus dem Kopf der Gruppe von Steuetstäben austritt, Diese Strömungsgeschwindigkeit wird sich selbstverständlich erheblich vergrosseren, wenn der unwahrscheinliche Pali des Bruches einer Steuer* leitung eintritt. Das Sicherheitsventil schllesst automatisch, wenn die Strömungsgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert oberhalb der Betriebsbedingungen erreicht. Dadurch wird eine Druckdifferenz erzeugt die

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BAD ORIGINAL

_ 11 das Herausziehen des Absorberelementes veranlasst»

In Figur 2 sind die Gruppen von Brennstoff- und Steuerstäben ersichtlich weil die Wandung des Druckgefässes 10 zum Teil entfernt ist. Das Druckgefäss besteht aus einem Hauptteil 40 und einem oberen Teil 42 sowie einem unteren Teil 43. Unterhalb einer Halteplatte 46 sind die Brennstoffstäbe und die Führungsrohre für die Steuer- oder Absorberstäbe angeordnet. Oberhalb der dadurch gebildeten Gruppe von Brennstoffe stäben befindet sich innerhalb des Gefässes 10 eine obere Führungsmechanifc 48, die auch die Gruppen für Steuerstäbe enthält. Dazu gehört auch eine obere Stützplatte 5.0, die das obere Ende des Gefässes 52 für den Kern abschliesst. Das Oberteil 42 und die obere Führungsmechanik: 48 müssen entfernt werden können, um neue Brennstäbe einführen oder andere Wartungsarbeiten durchführen zu können. Dementsprechend müssen die hydraulischen Steuerleitungen z.B. die Leitung 22· der Figur 1 auch entfernt werden können.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, durchdringen die Steuerleitungen die Wandung des Teiles 40 des Behälters 10 bei 54. Innerhalb des Behälters 10 sind die Steuerleitungen teils in einem gemeinsamen Führungsrohr 56 zu den Köpfen der Gruppen von Steuerstäben geführt. Ein Verbinder 58 ist vorgesehen, der eine Vielfachdichtung für die Leitungen und einen einzelnen Bolzen besitzt und der in den Figuren 5 und 5 A dargestellt ist und weiter unten im einzelnen beschrieben wird.

In der Figur 3 ist eine Gruppe von Steuerstäben dargestellt, wie sie für eine erste Ausführungsform

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Ap ORIGINAL

der vorliegenden Erfindung benutzt wird. Das Absorberelement ist in einer zylindrischen Verlängerung 60 des Steuerstabes 61 angebracht und wiederum in einem Führungsrohr 62 angeordnet. Wie oben erwähnt, wird das Führungsrohr innerhalb des Kernaufbaus angeordnet und bildet damit einen Teil der Brennstoffanordnung 44 (Figur 2) die auch die Brennstoffstäbe 64 aufnimmt. Am unteren Ende werden die Führungsrohre z. B. 62, von der StUtzplatte 76 für den Kern aufgenommen, und zwar über eine Endmontageplatte 68. Durch Führungsstifte (z. B. 70) wird die richtige Einstellung der Führungsrohre sichergestellt. Am oberen Ende werden die Führungsrohre innerhalb der oberenFührung für die Brennstoffrohre geführt. Diese Platte ist mit 72 bezeichnet und besitzt eine rohrförmlge Verlängerung 73, die mit der Führungsplatte 46 für die Brennstoffstäbe verbunden ist. Eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Führungsrohr 62 und einem hydraulischen Zylinder 74 wird durch die obere Platte 72 und die Platte 46 hergestellt. Der hydraulische Zylinder 74 wird durch die obere Führungsmechanik der Stützplatte 50 gehalten und auch durch eine weitere StUtzplatte 51 geführt und fixiert· Der hydraulische Zylinder 74 endet am oberen Ende in einem Pufferbereich 76 der die Verbindung zwischen diesem oberen Ende und der Steuerleitung ZZ* herstellt.

Das Führungsrohr 62 ist mit einem Durchlass 80 für die Kühlflüssigkeit versehen, der entweder in der Wandung des Rohres 62 oder am unteren Ende vorgesehen werden kann, wie es dargestellt ist oder auch innerhalb des Stiftes 70 sich befinden kann. Zm letzteren Falle geht die Verbindung durch die Platte 68 hindurch. Weitere

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Öffnungen 82 befinden sich in der rohrförmigen Verlängerung 73 der Führungsplatte 72 der Brennstoffeinheit. Das obere Endes des Steuerstabes 61 ist mit einem Hubkolben 83 versehen«. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt der Hubkolben 83 zwei im Abstand voneinander angeordnete Scheiben 84 und 86. Wenn das Absorbereieroent in der eingefahrenen Stellung sich befindet, wie sie in Figur 3 dargestellt ist, dann dichtet die untere Scheibe 84 als Bodendichtung gegenüber der rohrförmigen Verlängerung 73 der oberen Führungsplatte 72 ab. Die obere Dichtung entsteht bei 88" mit der oberen Scheibe 86, wenn der Steuerstab sich in voll herausgezogener Stellung befindet.

In der. Figur 3 A sind die soeben geschilderten Anordnungen und Verhältnisse noch mehr im einzelnen dargestellt« Auch hier lassen sich einige neue Merkmale der Erfindung erkennen» Wegen der Konstruktion kann für die hydraulischen Zylinder 74 handeis« übliches Material verwendet werden. Die Scheiben und 86 des Hubkolbens passen lose in den Zylinder hinein und haben deshalb einen verhältnismässig grossen Abstand zu der Bohrung des Zylinders. Aus Gründen, die sich weiter unten ergeben, besitzen die Scheiben 84 und 86 abgerundete Kantenf die Benutzung handelsüblicher Rohre und die Möglichkeit mit verhältnlsmässig grossen Toleranzen zu arbeiten, bringt die Möglichkeit leichter und billiger Herstellung der Gruppen von Steuerstäben. Es können auch unrunde und nicht ganz gerade Rohre benutzt werden und die Verunreinigung die sich an den inneren Wänden des Zylinders

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BAD ORiGfNAL

?4 absetzen können, haben keinen gefährlichen Einfluss auf den Betrieb, Der grosse Abstand zwischen dem Hubkolben und der Wandung des Zylinders 74 bedingt andererseits grosse Strömungen, um die Absorberelemente anzuheben. Bei und gemäss der Erfindung können diese hohen Strömungen toleriert weiden, weil sie nur während kurzer Zeiträume bestehen, nämlich dann, wenn ein Steuerstab vorausgezogen wird; die Strömung wird dann auf einen Minimalwert sinken, sobald die Scheibe 86 des Hubzylinders ihre Endstellung am Sitz der Dichtung 88 eingenommen hat.

Eine Konstruktionsbedingung bei Anwendung der Erfindung ist die, dass die Öffnung 80 gross genug sein muss, um die nötige Strömung zur Kühlung des Absorberelementes 60 zu liefern. Andererseits darf der Querschnitt der Öffnung 80 auch nicht zu gross sein, sei dass der Druckabfall über den Reaktorkern durch den Zufluss bestimmt wird und nicht über den Steuerstab; diese Bemessung 1st nötig, um zu verhindern, dass das & P des Kerns das Absorberelement anhebt« Da die Grosse des Absorberelementes 60 bis 21 und des Führungsrohres 62 durch die Kriterien de^ Kernreaktorbaus bestimmt sind und die Grosse der Öffnung 80 - wie oben erwähnt - bemessen werden soll, so müssen die Kolbenscheiben 84 und 86 so ausgelegt werden, dass durch die Schwerkraft eine möglichst geringe Zelt für den Schnellschluss erzielt wird. Dementsprechend werden also die Scheiben 84 und 86 gewählt. Ausserdem muss

7so gross sein. der Abstand zwischen 3en Scheiben 84 und 86 dais die Charakteristik eines Kolbens mit hohem Verlust erzielt wird, entsprechend dem Wiederanwachsen des Druckes

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zwlschen den Scheiben 84 und 86. Wenn der Kolben so ausgelegt wird, dass die gewünschte Zeit für den Schnellschluss erreicht wird, dann ist es auch nötig, dass der Kolben möglichst wenig Kontakt mit den Wandungen des Zylinders hat«

Die Figur 3 A zeigt wie die Dichtung zwischen der oberen Führungsplatte 72 und der Endplatte 46 des Kernaufbaus hergestellt wird. Es wird nämlich um die rohrförmige Verlängerung 73 herum ein Ring gelegt, der mit Hilfe von zwei Stiften 302 in seinen beiden Schlitzen in der Längsrichtung geführt wird. Der Ring 300 besitzt eine konvexe vorzugsweise sphärische Schulter 304, die mit einer konischen Erweiterung in der Öffnung in der Platte 46 zusammenarbeitet. Entsprechend einer Ausführungsfonti der Erfindung, wird die sphärische Ventilfläche, die durch die Schulter 304 auf dem Ring 300 definiert ist, in dichtende Verbindung mit dem Sitz gebracht, der seinerseits durch die konische Oberfläche 306 auf der Platte 46 vorhanden ist. Die Druckwirkung, auf das Ventil wird durch die Spiralfeder 308 aufgebracht. Die Ausbildung der Oberflächen 304 und stellt die Berührung zwischen den beiden Teilen in einer Linie sicher, so dass die Dichtung auch dann sichergestellt ist, wenn die Teile sich nicht genau gegenüberliegen oder leicht rotieren. Die Druckfeder 308 soll ausserdem die Gruppe von Brennstoffstäben nach unten drücken.

Wenn der Absorberstab sich in der unteren Stellung gemäss Figur 3 A befindet, so verhindert das Zusammenwirken der Oberfläche 304 des Ringes 300 und der Oberfläche 306 der Platte 46 und die Pichtung 309828/0306

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zwischen der unteren Scheibe 84 des Kolbens Bb sowie die Dichtung am oberen Ende der Verlängerung 73 der Platte 72 ein Abwärtsfliessen der Kühlflüssigkeit aus dem Inneren des Zylinders 74. Der Ventilsitz 310 hat vorzugsweise die Form eines Konus und arbeitet mit der äusseren sphärischen Oberfläche der Scheibe 48 zusammen, um eine Diehiunqslinie herzustellen, die auch aufrechterhalten wild» wenn eine leichte Rotation oder Verkantung des Hub· Zylinders eintritt.

Es sei auch erwähnt, dass zwischen dem oberen Gnde der Verlängerung 300 und dem Zylinder 84 ein Fuffer vorgesehen sein kann. Man kann z. B. eine Feder um die Stange 312 des Zylinders herum anordnen und dadurch den Zylinder mit dem Steuerstab 61 verbinden. Die Feder kann beispielsweise an einer Schulter der Stange 312 mit ihrem oberen Ende aufliegen und am unteren Ende mit einer Dichtungsplatte verbunden sein» Die Stange 312 des Zylinders würde durch die Dtchtungsplatte hindurchtreten und ihr gegenüber beweglich sein. Die Dichtungsplatte würde an ihrem unteren Ende eine Oberfläche besitzen, die mit der Dichtungsflache 3)0 auf dem Ring 300 zusammenarbeitet. Bei einet solcher. Ausführung würde die innere Dichtung nicht durch unmittelbares Zusammenwirken des Scheibe 84 und «riet: oberen Endplatte 12 zustande kommen. Vielmehr würde die Feder zusammengedrückt werden und dabei den Steuerstab nur während eines Schnellschlusses abbremsen und während dieses BremsVorganges würde die ZyIInderstange 312 durch die Dichtungsplatte hindurchgleiten.

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In Figur 3 B sind Einzelheiten der Verlängerung dargestellt, die der Kolben erhält, wenn er mit dem Puffer 76 für den Steuerstab zusammenarbeiten soll. Die Verlängerung des Kolbens bildet eine Strömungsbegrenzung, durch die mehrere Zapfen z· B* 314, 315 und 316 erzeugt wird» Der erste Zapfen hat nur die Punktion einer mechanischen Führung, dagegen sind die Abschnitte-315 und 316 die oberhalb der Scheibe 86 aber unterhalb des Zapfens 314 angeordnet sind, besonders ausgebildet, wie es unten beschrieben wird« Es wird davon ausgegangen, dass der Puffer durch Zusammenwirken mit den Verlängerungen des Kolbens, die die Strömung begrenzen, den mechanischen Aufprall und Schwingungen des Wassers verhindern sollen, indem die Strömung reduziert und dadurch der Steuerstab so gebremst wird, dass die Strömung durch die Steuerleitung 22 praktisch abgeschaltet wird bevor die Scheibe 86 auf dem Sitz 88 aufsitzt· Der Sitz 88 ist, wie erwähnt, ein konisches Segment, das auf die sphärische Oberfläche der Scheibe 86 passt, um eine Kontaktlinie zu definieren, wenn das"Ventil" geschlossen ist. Wie auch schon erwähnt, wird durch die sphärische Oberfläche des einen und dem konischen Sitz des anderen Teiles die Möglichkeit für Winkelverschiebungen offengelassen ohne die Güte der Dichtung zu beeinträchtigen. Es sei auch erwähnt, dass entweder die Scheibe 86 oder der Zapfen, der auf dem Sitz 88 aufsitzt, frei zwischen den Anschlägen auf dem Kolben 85 sich bewegen können, um bei Verkantungen oder Drehungen das Aufsitzen der Teile zu fördern.

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Um einen positiven festen Sitz zu erzielen, sollte die Strömung vor dem Aufsitzen verkleinert werden und die dynamischen Hebekräfte müssen in statische Haltekräfte so umgewandelt werden, dass hemmende Wasserschwingungen nicht entstehen können· Dies wird durch die zugespitzten Zapfen des Kolbens nach der Erfindung erreicht. Beim Entwurf dieses Portsatzes des Kolbens ist es nötig, dass ein möglichst grosser Querschnitt gewählt wird und die gerade nötige geringste Kraft entwickelt wird, um das Aufsitzen des Kolbens zu gewährleisten. Die Länge und die Gestaltung dieses Zapfens oder dieser Zapfen wird daher so gewählt, dasss die Reduktion der Strömung und der Übergang von der dynamischen zur statischen Kraft so und in solcher Zeit stattfindet, dass ein stabiler Zustand entsteht, der die Aufprallkräfte auf ein Minimum bringt und die Druckschwingungen im Wasser verkleinert, die sich aus der Unterbrechung der Strömung ergeben. Die Kräfte sind die Stamme der Kraft, die über den Kolben 85 und der Kraft, die im Hals 318 des Puffers 76 entstehen. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der Ansatz konische Gestalt und nimmt schrittweise von einem grossten Durchmesser in der Nähe der Scheibe 86 bis zu einem minimalen Durchmesser an der Verbindungsstelle der Abschnitte 314 und 315 entsprechend den oben geschilderten Kriterien an. Es sei bemerkt, dass der Ansatz auch unregelmässig gestaltet sein kann, um die gewünschten Charakteristiken der Bewegung des Steuerstabes während des Brennvorganges zu erzielen. Es können auch andere Verzögerungsglieder z.ß. mechanische angebracht werden, um ein möglichst weiches Aufsetzen des Steuerstabes zu erzielen»

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Beim Betrieb tritt die Kühlflüssigkeit in das Führungsrohr 62 durch die öffnung 80 ein und verlässt dieses Rohr durch die Öffnungen 82. Wie oben erwähnt, ist die öffnung 80 nicht so gross, dass der Druck des Kühlmittels am unteren Ende des Gehäuses 60, dass der Absorberstab 21, die Schwerkraft überwinden und den Steuerstab anheben könnte. Wenn es entsprechend den Kriterien des Reaktors aber nötig sein sollte, kann eine Zusatzkraft z. B. ein zusätzlicher hydraulischer Druck auf die Oberfläche des Kolbens 84 über die Leitung 32 in der oben geschilderten Weise wirksam werden« (Figur 1) Zum Anheben des Absorberstabes wird das Ventil 24 geöffnet und dadurch eine Verbindung zwischen dem oberen Endes des Zylinders 74_vund der Saugpumpe 26 hergestellt. Wenn der Kolben einmal abgehoben hat, fiiesst das Kühlmittel in den Zylinder 74 durch die Öffnungen 80 und 82 und die Druckdifferenz über den Zylinder bewegt den Absorberstab aufwärts bis die Scheibe auf dem Sitz 88 aufsitzt.

Vorzugsweise wird der Druck des Kühlmittels, das in den Zylinder 74, über die Öffnungen 80 und 82 eintritt, mindestens so gross gehalten, dass das Absorberelement und die damit verbundenen hydraulischen Betätigungsglieder in der oberen Stellung gehalten werden; die Strömung wird dabei durch die Saugpumpe 26 und die Hauptpumpe 14, die zusammenwirken, aufrecht erhalten. Man kann aber auch die Saugpumpe zeitweise abschalten und den Druck nur mit Hilfe der Pumpe 14 aufbringen. Wenn nunmehr das Absorberelement im normalen Betrieb wieder eingeführt werden soll, so wird das Ventil 24 so betätigt, dass ein Druckausgleich im Zylinder 74 in Bezug auf die Scheibe 86

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eintritt. Die Schwerkraft führt dann den Absorberstab wieder in den Kern ein. Während dieses Vorganges wird Flüssigkeit aus dem Führungsrohr 62 über die Öffnung 80 und aufwärts durch die ringförmige Öffnung zwischen dem Steuerstab 61 und demFührungsrohr 62 nach oben verdrängt. Die Flüssigkeit, die den Zylinder 74 während der Einführung des Steuerstabes füllt, tritt in die Öffnung 82 ein und wird an den Scheiben 84 und 86 solange vorbeigeführt, bis die Scheibe 84 auf dem Kopf der rohrförmigen Verlängerung 73 der oberen Platte 72 aufsitzt. Bei der obigen Beschreibung der Figur 1 wurde daraufhingewiesen, dass das Ventil 24 ein Drei-Wegventil sein kann, um dadurch auch positiven Druck auf den Kolben 85 ausüben und damit die Schwerkraft beim Einführen des Absorberelementes unterstützen zu können. Das Beispiel der Figur 3 zeigt keinen besonderen Schnellschlusspuffer, um die Steuerstäbe auf dem Boden abzubremsen. Solche Puffer sind allgemein in Benutzung und können in hydromechanischer Technik am oberen Ende der rohrförmigen Verlängerung 73 der Platte 73 angebracht werden oder als sein hydraulische Vorrichtungen innerhalb des Rohres 62, und zwar unterhalb der Öffnung 80.

Eine erste Ausführungsform für die Technologie der Durchführung nach der vorliegenden Erfindung, ist in Figur 4 gezeigt und der zugeordnete Verbinder in den Figuren 5 und 5 A dargestellt. Im Abschnitt 40 des Druckbehälters ist eine Öffnung vorgesehen, die mit einer Schicht 90 aus rostfreiem Stahl versehen ist. Die Steuerleitungen, z. B« 22 sind durch

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die Öffnung hindurchgeführt und enden im Inneren eines Steckers 92 der viele Ausgänge besitzt«, Die äusseren Steuerleitungen 22 sind mit dem Stecker (Verbinder) 92 durch Löten, Schweissen oder auf mechanische V/eise verbunden· Der Stecker selbst ist dicht in die innere Wandung des Druckgefässes geschweisst, so dass eine Zwischenschicht von FXüsslgkeit-Gas zwischen dem Äusseren des Druckgefässes und der Atmosphäre entsteht. Der Stecker 92 kann Passplatten besitzen, von denen die Äussere an den Druckbehälter geschweisst ist. Danach werden dann beide Platten mechanisch zusammengehalten, um eine Einheit zu bilden, wie dies bei dem Verbinder der Fall ist, der nunmehr unter Bezugnahme auf Figur beschrieben wird· Dabei sei zunächst bemerkt, dass die Stäbe an der die Steuerleitungen durch die Wandung des Druckkessels hindurchgeführt werden, vorzugsweise oberhalb des Einführstutzens für das Kühlmittel liegt. Diese Stelle der Durchführung ist in den Figuren 1 und 8 dargestellt· Nach dem Durchtritt durch die Kesselwandung werden die inneren Steuerleitungen 22· nach oben geführt bis etwa in den Bereich der Verbindung zwischen dem Kesselkopf 42 und dem Hauptteil 40 des Druckkessels. Die Steuerleitungen werden immer in einem Bündel innerhalb eines Hüllrohres 94 geführt, das die Steuerleitungen gegen Querstr&Kungen und sich daraus ergebende Vibrationen schützt. Das Leitungsbündel 56 wird zwischen der inneren Wand des Kesselabschnitts 40 und dem Kernbehälter 52 geführt. Am oberen Ende des Hüllrohres 94- ist ein Vielfachverbinder mit einem Einzelbolzen vorgesehen. Die Verbindungsscheiben

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des Verbinders 58 sind in einer dafür vorgesehenει Öffnung in der oberen Stützplatte 50 A'ach ist ein Dichtungsring 96 zwischen der Platte 50 und dem Kernbehälter 52 vorgesehen, um den Durchtritt von Kühlflüssigkeit an dem Verbindungstell 58 vorbei in das Kopfteil des Kessels zu verhindern. Ein Stift 98 dient zur Befestigung des Püllrohres 94 in Bezug auf den Kessel und nimmt etwaige Verdrehung skr äf te während des Zusammenbaues oder des Auseinandernehmens auf* Der Stift 98 wird in einem inneren Plansch 99 des Druckkesselabschnittes 40 gehalten»

Der Verbinder 58 (Figur 5) besitzt einen unteren Flansch 100, einen oberen Flansch 102 und dazwischen eine Vielfachdichtungsplatte 104. Die Vielfachdichtungsplatte besteht aus einer Anzahl elastischer Metallplatten, die durch einen Schlüsselansatz 106 am Flansch 100 in ihre Stellung gebracht wird* Durch diesen Schlüsselansatz 106 werden die beiden Platten in diejenige Stellung gebracht, in der die Bohrungen beider Seiten sich entsprechenα Die inneren Steuerleitungen 22* und die Steuerleitungsabschnitte 22* ' (Letztere zwischen Stecker 92 und Verbinder 58) sind durch Hartlöten oder auf irgendeine andere Welse dicht mit den Öffnungen in den entsprechenden Flanschen und 100 verbunden, wie dies dargestellt 1st. Xm zusammengebauten Zustande laufen also die Steuerleitungen durch die Verbindungsstücke durch. Eine vergrösserte Ansicht des anderen Flansches 100 ist in der Figur 5 A gezeigt, aus der auch die Form des Schlüsselteils 106 zu entnehmen 1st. Es bleibt also bei dieser Ausbildung des Schlüssels 106, die Dichtung 104 in der richtigen Stellung auf dem

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BADORlGiNAL

unteren Flansch 100_o

Der obere Flansch 102 des Verbinders 58 ist mit einem oder mehreren Ansätzen 108 versehen, die in entsprechende Öffnungen der oberen Führungsplatte 50 passen, um einerseits den Verbinder 58 in die richtige Stellung zu bringen und auch eine Verdrehung des Flansches 102 während der Montage oder Demontage zu verhindern,, Der Flansch 102 sitzt so in einem Führungsloch der oberen Platte 50 und wird zusammen mit der Platte 50 abgenommen, In zusammengebauten; Zustande werden der obere und der untere Flansch mit Hilfe eines Bolzens 110 und einer Haltemutter 112 zusammengehalten,. Der Bolzen 110 ist in den unteren Flansch hereingeschraubt und wird am oberen Ende von der Haltemutter 112 gehalten, die auf einer Fläche des oberen Flansches 102 aufliegt» Der obere Flansch 102 ist auch mit einer rohrförmigen Verlängerung 114 versehen, die als Führung für die bei der Montage und Demontage benutzten Werkzeuge dient« Es kann z* B« ein Werkzeug in das Rohr 114 eingeführt werden, das in die sechseckige Ausnehmung der Mutter eingreift, so dass die Halteschraube entfernt werden kanne Es kann dann der obere Flansch 102 von der Dichtungsplatte 104 entfernt werden und schliesslich auch der Unterflansch 100, nachdem die obere Stützplatte 50 entfernt wurde.

Es sei auch noch darauf hingewiesen, dass der Verbinder 58 mit einem unter¹ Federspannung stehenden Sperrglied versehen ist. Ein Stift 119, auf dem

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Sperrglied 116 steht mit einer Einkerbung auf der oberen Fläche der Haltemutter 112 in Verbindung, so dass dadurch die Sperre eine Drehung der Mutter 112 verhindert, die sonst durch die beim Betrieb des Reaktors auftretenden Schwingungen möglich wäre. Das Sperrglied 116 wird durch eine Feder 118 beeinflusst· Das Werkzeuge, das für die Montage und Demontage der Haltemufter 112 benutzt wird ist so ausgebildet, dass das Sperrglied 116 nach aussen gedrückt wird und so der Stift 119 aus der Kerbe in der Mutter 112 entfernt wird, wenn das Werkzeug eingeführt ist.

Die Figuren 6 und 7 zeigen eine Durchführungstechnologie, die alternativ zu der bisher beschriebenen angewendet werden kann und ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Verbinder gemäss der vorliegenden Erfindung ist. Es sei aber vorab bemerkt, dass der Verbinder gemäss Figur 5 mit der Durchführungstechnik gemäss Figur 6 verwendet werden kann und dass der Verbinder gemäss Figur 7 auch bei der Durchführungstechnik nach Figur 4 angewendet werden kann. Die Durchführungstechnik der Figur 6 unterscheidet sich von der gemäss Figur 4 hauptsächlich dadurch, dass die Druckleitungen an der Stelle, an der sie den Hauptteil 40 des Druckbehälters durchdringen, nicht unterbrochen sind, sondern fortlaufen. In Figur 4 war eine Unterbrechung der Steuerleitungen durch den Stecker 92 gegeben, der gleichzeitig die Grenze des Hochdrucks oder der Flüssig-Gas-Zwischenschicht darstellte. Deshalb bilden gemäss Figur 4 öffnungen im Stecker Leitungen für die Flüssigkeit zwischen denjenigen Teilen der Steuerleitungen, die sich unter

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atmosphärischem Druck ausserhalb des Druckgefässes und den Steuerleitungsteilen innerhalb des Druckgefässes, die der untar Druck stehenden Kühlflüssigkeit ■ ausgesetzt sind* Bei der Ausführungsform nach der Figur 7 v/erden die Steuerleitungen in die Öffnung des Druckgefässes in Form eines Bündels von Leitungen eingebracht und dieses Bündel wird an der Wandung des Druckgefässes mit Hilfe eines Flansches 120 befestigt, der seinerseits an der Aussenseite der Wandung angeschweisst ist. Der Plansch 120 ist auch mit einer äusserenHülse 122 verschweisst, der das Bündel au einem in dieser Weisa fest verbundenen, mit Bohrungen versehenen äusseren Plansch 123 führt. Bei der Ausführungsform nach Figur 7 wird eine erste Dichtung durch eine Verbindung der inneren Rohre 22'' und den äusseren Rohren 22 sum Plansch 123 gebildet, so dass auf der Seite des Druckbehälters die zum Plansch führenden Rohre dem unter Druck stehenden Kühlmittel ausgesetzt sind und die Röhre auf der anderen Seite des Flansches 123 unter atmosphärern Druck stehen* Man könnte natürlich die hydraulischen Steuerleitungen auch au3 der Hülse 122 unmittelbar mit einem Stecker versehen anstelle des durchbohrten Flansches 123-

Ähnlich wie in Figur 4 kann eine Hülse für die Steuerleitungen im Inneren des Druckkessels vorgesehen sein, und zwar etwa von der Durchführungsstelle ab bis zur Stützplatte 124. Der unter Federspannung stehende Verbinder der Figur 7 wird oberhalb der Stützplatte 124 angeordnet. Von diesem Verbinder aus werden die

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BAD GRKSiNAL

Portsetzungen 22· der Steuerleitungen nach oben durch den Flansch auf dem oberen Ende des Kernbehälters 22 geführt und passieren dabei auch die obere StUtzplatte 50, wie dies dargestellt ist«

Figur 7 zeigt, dass der Verbinder, der in Figur verwendet wird, unter Federspannung steht, und zwar in der Weise, dass jede Steuerleitung 22 an einen zugeordneten Ansatz 22* angekuppelt wird., Jede Steuerleitung ist unterhalb der Stützplatte 124 mit einem Rückhaltering 126 verbunden; eine Feder 128 wirkt mit einem Dichtungsteil 130 zusammen ο Dieses Dichtungsteil besitzt nach oben gesehen eine konische Vertiefung, die einem äusseren Konus auf dem Ende der Steuerleitung 22' entspricht» Auf diese Weise werden alle Steuerleitungen 22' mit den Verlängerungsstücken 22* dicht verbunden. Das Dichtungsstück 130 ist fest mit dem oberen Ende einer jeden Leitung 22 verbunden ζ. Β» durch Hartlötung, so dass eine dichte Verbindung entsteht. Es sei bemerkt, dass jede Leitung 22 der Figur 7 durch die Stützplatte 124 hindurchgeführt ist und axial in Bezug auf diese Stützplatte bewegt werden kann. Die Federn 128 drücken die Dichtungen 130 aufwärts gegen die Fortsätze 22' der Steuerleitungen, die in der dargestellten Weise geführt sind.

Während der Auswechslung von Brennstoff, wird der Kopf 42 des Druckgefässes entfernt und die obere Führungskonstruktion wird dann aus dem Druckgefass herausgehoben. Es folgt dann eine automatische Unterbrechung der Steuerleitungen durch das Abheben des Verbinders. Nach der Erneuerung der

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Brennstäbe werden die Steuerleitungen automatisch wieder miteinander verbunden, und zwar lediglich durch die Sicherstellung einer der richtigen Ausrichtung der oberen Führungskonstruktion auf das innere Druckgefäss, auf dem die Schulter 99 aufliegt. Bei der Durchführungstechnologie nach der Erfindung und der Anordnung des Verbinders unterhalb der Schulter 99 ist es möglich, die inneren Teile des Reaktors, d. h. den Kern und das Reaktorgefäss zu entfernen um sie zu untersuchen und instand zu halten;

Die Figur 8 zeigt eine dritte Ausführungsform für die Durchführungstechnologie nach der vorliegenden Erfindung. Gemäss Figur 8 wird ein besonderer Durchführungsflansch 140 (im Amerikanischen als "dutchman" bezeichnet) verwendet, der zwischen dem Oberteil und dem Hauptteil 40 des Druckkessels angeordnet ist. Bei dieser Ausfuhrungsform ist kein Verbinder innerhalb des Druckkessels nötig· In diesem Falle ist nur ein Anschluss der Steuerleitungen mit genormten Verbindern ausserhalb des Druckkessels erforderlich, während der Durchführungsflansch und die obere Führungskonstruktion für den Kern gemeinsam vom Druckkessel abgehoben werden.

Bei der Durchführungstechnik nach Figur 8 sind auch Druckdichtungen 142 und 144 nötig, die einem ■flüssigkeitsdichten Abschluss zwischen dem Durchführungsflansch 140 und dem Kopfteil 42 einerseits sowie zwischen dem Hauptteil 40 des Druckkessels andererseits sicherstellen. Der Durchführungsflansch wird in seiner Stellung durch eine Vielzahl

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von Bolzen gehalten, die nicht dargestellt sind aber,, von einem ausseren Flansch 146 des Oberteils 42 durch den Durchführungsflansch 140 hindurch bis in die Wandung des Hauptteiles 40 des Druckkessels reichene Die Steuerleitungen 22 werden über die Peripherie des Drückkessels verteilt und so durch den Flansch 140 hindurchgeführt, dass sie mit den Befestigungsbolzen nicht in Berührung kommen.

Die Figur 8 zeigt auch eine Zuleitung 148 durch die die Kühlflüssigkeit dem Druckkessel zugeführt wird. Auch hier wird, wie oben erwähnt, die Durchführung der Steuerleitungen oberhalb der Zuführungari48 um die Leitungen vor Schwingungen durch die Strömung des Kühlmittels zu schützen.

Die Figur 9 zeigt, eine vierte Ausführungsform für die Durchführungstechnik nach der Erfindung. Hier werden die Steuerleitungen in das Druckgefäss durch den Kopfteil 42 des Reaktordruckkessel eingeführt. Das Kopfteil ist mit einer Öffnung versehen, die eine Dichtung und einen Verbinder aufnimmt ähnlich demjenigen der in Figur 5 mit 58 bezeichnet ist» Ein oberer Flansch 150 und ein unterer Flansch 152 sind durch eine Vielfachdichtungsplatte 154 voneinander getrennt, und besitzen soviele öffnungen wie Steuerleitungen anzuschliessen sind. In den beiden Flanschen und in der Dichtung decken sich natürlich die Bohrungen. Zur Abstützung dient der Einsatz innerhalb des Druckgefässes. Er stützt sich seinerseits auf der Deckplatte 50 ab. Der untere Flansch 152 wird vom Kopfteil 42 mit Hilfe von Dichtungsbolzen 158 getragen und dicht gegen das Kopfteil gezogen. Mit Hilfe einer elastischen Dichtung 160

entsteht so eine flüssigkeitsdichte Verbindung. Der 309828/0305

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obere Plansch 150 ist mit dem unteren Plansch 152 mit Hilfe von Dichtungsbolzen 162 verbunden, so dass die Vielfachdichtungsplatte 154 zwischen den beiden Flanschen zusammengedrückt wird. Ausserhalb des Druckgefässes werden die Steuerleitungen 22 durch eine Hülse 164 geschützt und enden im oberen Plansch 150 mit dem sie verbunden, z* B» flüssigkeitsdicht verlötet sind. Die Plüssigkeitsverbindung zwischen den Enden der äusseren Steuerleitungen im oberen Flansch 150 und den inneren Steuerleitungen 22* wird über den oberen Flansch, die Dichtungsplatte 154 und die Öffnungen im unteren Plansch 152 hergestellt. Auch die inneren Steuerleitungen 22* sind flüssigkeitsdicht mit den zugehörigen Öffnungen im Flansch 152 verbunden, z. B» hart verlötet. Auf diese Weise wird eine dichte Steuerverbindung zwischen den Steuerventilen ausser~ halb des Druckgefässes durch die Wandung des Gefässes hindurch zu den hydraulischen Zylindern 74 der Steuerstäbe hergestellt. Die richtige Ausrichtung zwischen dem oberen und unteren Flansch und der Dichtungspiatte 154 wird durch Bolzen 162 erreicht und die Ausrichtung zwischen der Stütze 156 und dem Behälter 52 für den Kern sowie der oberen Führungsplatte wird durch Pührungsstifte 166 sichergestellt.

Es versteht sich auch, dass eine ähnliche Durchführung, wie sie in Figur 9 für den oberen Teil 42 dargestellt ist, in Verbindung mit dem Unterteil 43 (Figur 2) ausgeführt werden könnte. Dann fällt natürlich die Anordnung der Flansche im Oberteil weg„

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In Figur 10 ist dargestellt, wie die Brennstoffbündel entsprechend der vorliegenden Erfindung unten gehalten werden. Wie wohl bekannt ist, sind für diesen Zweck Niederhalter nötig, weil der Druck des Kühlmittels nach oben gerichtet ist und Schwingungen im Betrieb entstehen. Dies gilt auch für die Brennstoffstäbe die unterhalb der Grundplatte 46 angeordnet sind. Gemäss der Erfindung werden für diesen Zweck, nämlich die Niederhaltung der Brennstoffstäbe die gleichen Bauelemente und die gleiche Konstruktion benutzt, die für die Steuerung der Absorberstäbe, mit Ausnahme natürlich der Kolben und der zugeordneten hydraulischen Steuerleitung. Es können also die hydraulischen Zylinder 74 frei beweglich zwischen zwei Anschlägen 170 und 172 am oberen Ende der Zylinder 74 sein. Das untere Ende des Zylinders 74 ist mit einer inneren Abschrägung versehen, die der äusseren Abschrägung am oberen Ende des Ansatzes 73 der oberen Endplatte 72 (Figur 2) entspricht. Das untere Ende des Zylinders 74 wird also gegen den Ansatz 73 gedrückt, unabhängig davon, ob an dieser Stellung eine Dichtung beabsichtigt ist oder nicht. Wenn die Anordnung nach Figur 10 zu dem Zwecke benutzt wird, Brennelemente niederer zu halten, dann sind die fünf typischen Einrichtungen zur Niederhaltung eines jeden Bündels von Brennstoffelementen vorhanden, deren jedes 250 oder mehr Rohre enthält, die die Kugeln des spaltbaren Materials enthalten die den Brennstoff bilden. Der Zylinder 74, der wie gesagt frei beweglich ist, befindet sich in einem Führungsrohr 174 das seinerseits den Zylinder belastet und mit der oberen (50) und der unteren (46) Führungs- und Endplatte verbunden ist.

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BAD ORIGINAL

Das Gewicht des Zylinders 74 wird so gewählt, dass die Niederhaltung des Brennstoffstabes allein durch die Schwerkraft möglich ist« Man kann aber auch eine Feder 176 zwischen der Platte 51 und dem Plansch 172 anordnen, um die mechanische Kraft zu unterstützen» Für den Fall, dass - wie hier-die Anordnung zur Niederhaltung der Brennstoffstäbe dient, wird man den Zylinder 74 oben schliessen» Wie in Figur 3 B dargestellt, ist der Kopf des Zylinders anders ausgebildet und ein-Kolben in ihm angeordnet, wenn es sich um die Betätigung der Steuerstäbe handelt·

Das Gerät nach.Figur IO kann auch in Verbindung mit der bekannten Gleichlaufsteuerung für die Steuerstäbe benutzt werden. In diesem Falle jedoch müssten das Rohr 174 und der Zylinder 74 geschlitzt sein»

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Claims

BW 653/CE 3175

2« 11. 1972 cl/ko

Patentansprüche

1.)J Regeleinrichtung für Kernreaktoren mit einem aus —^ Brennstoff enthaltenden Stäben bestehenden Kern und mit Führungsrohren für verschiebbare Regelstäbe und mit oberhalb davon angeordneten Verlängerungen der Führungsrohre, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Verlängerungen (73) Zylinder (74) gebildet oder angeordnet sind, in denen Antriebskolben (83) für die Verschiebung der Regelstäbe (60) innerhalb der Führungsrohre. (62) angeordnet sind und dass durch ein hydraulisches Steuersystem (26, 28, 24) Über jeden Antriebskolben (83) Jeder Regelstab (60) durch Veränderung des hydraulischen Druckes individuell einstellbar ist.

2.) Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine ausserhalb des Druckgefässes (40, 42) angeordnete Pumpe (26) zur Erzeugung des Steuerdrucks mit jedem Antriebskolben (83) über eine diesem individuell zugeordnete Steuerleitung (22) in Verbindung steht und dass jede Leitung ein Ventil (24) zur Regelung des Steuerdrucks enthält.

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3α) Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Führungsrohr (62) eine Verlängerung C3OO) besitzt, die an die obere Endplatte (77) angeschlossen ist und zusammen mit einem Ende des Antriebskolbens (84) einen Ventilsitz (310) bildet und am anderen Ende über Flüssigkeitspuffer (76) an die Steuerleitung (22) angeschlossen ist.

4e) Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (73) der oberen Endplatte (72) öffnungen (82) für den Einlass des Kühlmittels auf einer Seite des Antriebs (Kolben 84) besitzt.

5.) Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die den Regelstäben (60) zugehörigen Antriebskolben (83) in der eingefahrenen Stellung auf dem oberen Dichtungssit2 (310) der Verlängerung (73) des Führungsrohres (62) aufsitzen und dass das Ausfahren der Regelstäbe (60) durch Öffnung der Steuerventile (24) und entsprechende Erzeugung einer Druckidfferenζ an den Enden der Kolben (83) veranlasst wird.

6.) Regeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch Steuerglieder (Leitung 32, Drossel 34) ein zusätzlicher Druck auf der entsprechenden Seite der Antriabskolben C84, 86) erzeugt wird, wenn diese in der eingefahrenen Stellung sich befinden»

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7«,) Regeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Zusatzpumpe (200) ein zusätzlicher Druck erzeugt wird, der beim Einfahren des Steuerstabes über einen Druckspeicher (202) der entsprechenden Seite der Antrieb3kolben zugeführt wird.

8«) Regeleinrichtung nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerglieder Dreiweg·* ventile (24) vorgesehen sind, die den Steuerdruck zum Ein· oder Ausfahren der Steuerstäbe umschalten;

9.) Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass Anzeigeglieder (30) für die Stellung eines jeden Steuerstabes vorgeehen sind, die vom Druck abhängig sind.

10.) Regeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Fühlglieder den Druck sowohl im Reaktor als in der Steuerleitung (22) abtasten, und die Anzeigeglieder entsprechend der gemessenen Druckdifferenz über Leitungen einstellen·

11.) Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitspuffer (76) einen Hohlraum bildet, in dem beim Puffervorgang ein Bolzen geführt wird, der die Form mehrerer übereinander angeordneter Kegelstumpfe verschiedener Neigung besitzt.

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