DE2732903C3 - Ausstoßhemmvorrichtung für einen an einer Regelstabantriebsstange befestigten Regelstab eines Kernreaktors - Google Patents
Ausstoßhemmvorrichtung für einen an einer Regelstabantriebsstange befestigten Regelstab eines KernreaktorsInfo
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- G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
- G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ausstoßhemmvorrichtung für einen an einer Regelstabantriebs! inge befestigten
Regelstab eines Kernreaktors, die nur bei einer plötzlich nach außen gerichteten Bewegung des Regelstabes
wirksam wird, jedorh die Bewegung des Regelstabes bei Normalbetrieb des Regelstabantriebes und bei Notabschaltung zuläßt, mit einem koaxial zur Regelstabantriebsstange und innerhalb eines zylinderförmigen
Führungsgehäuses angeordnet, verfahrbaren, ringförmigen Kolben, der bei einer Ausstoßbewegung als Bremse
für die Regelstabantriebsstange wirkt Derartige Ausstoßhemmvorrichtungen sind aus den DE-OS 19 11 057
und 22 19 951 bekannt.
Bei der in der DE-OS 19 12 057 beschriebenen Ausstoßhemmvorrichtung bewegt sich der mit Sperrklinken versehene Ringkolben unter Einfluß einer
Druckdifferenz nach oben und verkeilt dadurch über die Sperrklinken die Regelstabantriebsstange in dem
Führungsgehäuse. Bei der ähnlich aufgebauten Ausstoßhemmvorrichtung nach der DE-OS 22 19 951 erfolgt die
Verkeilung durch Kugeln. Bei beiden bekannten Ausstoßhemmvorrichtungen erfolgt demnach die
eigentliche Ausstoßhemmung durch mechanische Mittel.
Demgegenüber wird die dem Anmeldungsgegenstand zugrunde liegende Aufgabe darin gesehen, bei einer
Ausstoßhemmvorrichtung für einen an einer Regelstabantriebsstange befestigten Regelstab eine hydraulisch
wirkende Bremse gegen das Herausstoßen vorzusehen, so daß auf eine mechanisch wirkende Abbremsung
verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst.
Aus der DE-OS 16 14 098 ist zwar bereits ein mit einer Regelantriebsstange fest verbundener Kolben
bekannt, der sich bei Normalbetrieb mit ausreichendem Spiel in einem Führungsgehäuse bewegen kann, wobei
ebenfalls ein von der Strömung des Kühlmediums gesteuertes Kugelventil die Bewegung des Kolbens
beeinflußt Diese bekannte Vorrichtung soll jedoch nicht das Herausstoßen der Regelstabantriebsstange verhindern, sondern der Kolben soll im Gegenteil die
Regelstabantriebsstange bei Notabschaltungen schnell nach außen bewegen.
Ό Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausstoßhemmvorrichtung,
F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt von F i g. 1 und
F i g. 3 einen Querschnitt entlang des Schnitts 3-3 von Fig. 2.
F i g. 1 zeigt den unteren Teil eines Regelstabantriebs, der durch Verschweißen des Teils 11 des Gehäuses mit
einem Reaktorbehälter 12 eines wasserführenden Reaktors verbunden ist Eine Regelstabantriebsstange
14 geht nach unten in den Reaktorbehälter hinein, wo sie mit einem nicht dargestellten Regelstab des
Reaktors in bekannter Weise verbunden ist damit der
Regelstab durch die Bewegung der Regelstabantriebsstange 14 verstellt werden kann.
Der Reaktor und infolgedessen auch der Regelstabantrieb stehen unter dem Überdruck des Kernreaktors,
weil das Gehäuse des Regelstabantriebs über das offene
Teil 11 dicht mit dem Reaktor verbunden ist Da die
Drücke in einem Kernreaktor recht hoch sind, kann natürlich ein gefährlicher Zustand entstehen, falls ein
Bruch im Regelstab-Antriebsgehäuse eintreten sollte. Die Regelstabantriebsstange 14 würde dann durch den
Druckunterschied zwischen der Umgebung und dem Gehäuse aus dem Gehäuse herausgedrückt Um zu
vermeiden, daß die Regelstabantriebsstange 14 schnell bei einem solchen Bruch aus dem Gehäuse ausgestoßen
wird, ist eine Ausstoßhemmvorrichtung vorgesehen.
Diese Ausstoßhemmvorrichtung enthält ein zylinderförmiges Führungsgehäuse 26, das eine dazu führende
öffnung 20 hat, deren offener und geschlossener Zustand durch ein Kugelventil 22 gesteuert wird. Die
öffnung 20 und das Kugelventil 22 befinden sich
oberhalb eines Kolbens 24, welcher auf der Regelstabantriebsstange 14 angeordnet ist
Der Kolben 24 bewegt sich mit der Regelstabantriebsstange 14 des Regelstabantriebs in dem Führungsgehäuse 26. Die Enden des Führungsgehäuses 26
werden durch Dichtungen 28 abgeschlossen und bilden eine Ringkammer 30, deren Beaufschlagung durch das
Kugelventil 22 gesteuert wird. Wenn der Kolben 24 sich mit der normal angetriebenen Regelstabantriebsstange
14 bewegt, dann bleibt die normale langsame Geschwin
digkeit der Regelstabantriebsstange 14 unbeeinträch-
tigt, da infolge des Kotbenspiels 32 zwischen dem Kolben 24 und dem Führungsgehäuse 26 eine
ausreichende Ftüssigkeitsmenge um den Kolben strömt. Unabhängig davon, ob das Kugelventil 22 auf oder zu
ist, besteht keine Differenz in der normalen Antriebsbestätigung der Regelstabantriebsstange 14, solange die
Bewegungsgeschwindigkeit relativ langsam ist, wie es in dem normal angetriebenen Zustand der Fall ist.
Während eines »Notzustands«, bei dem die Regelstab-
M antriebsstange 14 schnell in den Reaktor einfahren muß,
wird jedoch das Kugelventil 22 geöffent, um zu gewährleisten, daß die schnelle Einfahrt des Regelstabs
nicht behindert wird. Wenn also ein »Notabschaltzu-
stand« vorliegt, fällt die Regelstabantnebsstange durch
Schwerkraft in den Reaktor. Da das Kolbenspiel 32 nicht ausreicht, um genügend Flüssigkeit um den Kolben
fließen zu lassen, damit ein ungehemmter Regelstabfall stattfindet, entsteht ein Unterdruck in dem Bereich
zwischen dem Kolben 24 und der oberen Dichtung 28. Dieser Unterdruck führt dam, daß die Kugel 34 des
Kugelventils 22 aus ihrer schließenden Stellung in eine öffnende Stellung 36 fährt, wie es in Fig.2 durch
punktierte und gestrichelte Linien angedeutet ist In dieser öffnenden Stellung kann Medium durch eine
öffnung 38 in einen Käfigraum 40 strömen, der in dem
Kugelventil 22 ausgebildet ist, um die Kugel 34 zu halten. Der Käfigraum 40 im Inneren des Kugelventilgehäuses
44 wird zur öffnung 20 durch ein Rippenprofil 46 begrenzt. Das Rippenprofil 4G weist öffnungen auf,
damit das Medium aus der öffnung 38 leicht um die Kugel 34 he;um in die öffnung 20 strömen kann. Wenn
somit die Kugel 34 Medium in die Kammer 30 strömen läßt, dann wird jede Hemmwirkung des Kolbens 24
aufgehoben, so daß die Notabschaltung unbeeinträchtigt
funktioniert Die erwähnten öffnungen sind so bemessen, daß sie genügend Medium in die Kammer 30
strömen lassen, um einen Schwerkraftfall des Regelstabs nicht zu behindern.
Dieser schnelle freie Fall des Regelstabs wird sich fortsetzen, bis der Kolben 24 das mit den Auslaßöffnungen
39 versehene Ende des Führungsgehäuses 26 erreicht Diese öffnungen erlauben eine ungehinderte
Verdrängung des Mediums zwischen dem Kolben 24 und der unteren Dichtung 28. Wenn der Kolben 24 sich
über die öffnungen 39 hinaus bewegt wird eine Hemmwirkung durch das Medium eingeleitet das
zwischen dem Kolben 24 und der unteren Dichtung 28 in dem Bereich 41 eingeschlossen ist Das Medium darin
muß um den Kolben 24 herum verdrängt werden,
ίο wodurch der Fall des Regelstabs in den Reaktor hinein
verlangsamt wird.
Wenn ein Ausstoß der Regelstabantnebsstange 14 durch einen Gehäusebruch eingeleitet wird, dann wird
die Regelstabantnebsstange 14 mit dem Kolben 24 schnell zum Kugelventil 22 über die Öffnung 39 hinaus
bewegt Dadurch baut sich zwischen dem Kolben 24 und der oberen Dichtung in der Kammer 30 mn Druck auf,
der dazu führt, daß sich die Kugel 34 in Richtung auf die Öffnung 38 bewegt wodurch die öffnung 20 gesperrt
wird. Die Regelstabantnebsstange 14 kann sich jetzt nur
dadurch bewegen, daß Medium um devi Kolben 24
herum verdrängt wird. Da das Kolbenspiel vorher so festgelegt worden ist daß es nur eine normale, langsame
Regelstab-Antriebsbewegung erlaubt wird der unko.>
irollierte schnelle Ausstoß der Regelstabantnebsstange
und des da<nit verbundenen Regelstabs in wirksamer Weise auf normale Werte verlangsamt
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Ausstoßhemmvorrichtung für einen an einer Regelstabantriebsstange befestigten Regelstab eines Kernreaktors, die nur bei einer plötzlich nach außen gerichteten Bewegung des Regelstabes wirksam wird, jedoch die Bewegung des' Regelstabes bei Normalbetrieb des Regelstabantriebs und bei Notabschaltung zuläßt, mit einem koaxial zur Regelstabantriebsstange und innerhalb eines zylinderförmigen Führungsgehäuses angeordneten, verfahrbaren, ringförmigen Kolben, der bei einer Ausstoßbewegung als Bremse für die Regelstabantriebsstange wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelstabantriebsstange (14) und der Kolben (24) fest miteinander verbunden sind, daß das Führungsgehäuse (26) vollständig vom Kühlmedium des Reaktors umgeben ist und an seinen Enden öffnungen (20) aufweist, wobei an den vo<n Regelstab ahgewandten Öffnungen (20) ein von der Strömung des Mediums gesteuertes Kugelventil (22) angeordnet ist, das im Ausstoßfall geschlossen und bei Notabschaltung geöffnet ist, und daß das Kolbenspiel (32) im Führungsgehäuse (26) so gewählt ist, daß die zwischen Kolben (24) und Führungsgehäuse (26) strömende Menge des Mediums ausreicht, um die Bewegung ties Regelstabes bei Normalbetrieb des Regelstabantriebs zu gewährleisten.
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