DE1539633A1 - Vorrichtung zur Steuerung einer Steuerstange eines Kernreaktors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorriehttaaf sar Steueren* einer St·«- er«tange in eiaea Kernreaktor.

In KemreaJctorea beiepleleveie· der Dradnraiaser- odor Bauart,bei denen al» Steuer«teagMi tob aa**era«lb elttel» einer besonderen Steu«rfltiseigkeit «eeteaert «rvrden, iet es bäaflc «jv forderlich« dase die SteaerflUcsickelt fegen de» RedktordrweJt arbeitet, so daee eie einen grueeeren Druck ale der Reafctordruok cat; in diesen Falle ist es erforderlich, daee ein Hineinlecken dieser SteuerfiÜeeigkelt in das Kühl»itiel de« Reaktor« Terbindert rttrü. Die Stouerflttssigkeit ist kälter al* da· Kffltimittel, und en soll eine Verunreinigung des KÜnlnittel· rorhindert weAn. Eine übliche Art und Welse «sr Trennung des fieaktor-

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Kühlmittels von dor St©uarflfÄ3sigkait für die Steueretange besteht in der Anordnung einer Stopfbuchse in einem Rohr, das durch den Reaktortank hindurchgeht, und in dieser Stopfbuchse ist eine Stange oder ein Schlitten verschiebbar, der an seines inneren Ende an der Steuerstange befestigt ist und an seines äusseren Ende durch die Stouerflüssigkeit betätigt wird. Diese bekannte Vorrichtung hat eine Reihe verschiedener Nachteile, darunter ein erhöhtes Lockon und ©In Versohleise bei erhöhte« Reaktordruck. Ausserdest ist die Vorrichtung insofern vom Reaktordruok abhängige als der Druck d©r Steuerflüssigkeit des veränderlichen Gegendruck im Reaktor angepasst warden :auss,

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung; eine einfache, /erlässliche und leekslofcer®, Von üem Roa&tordruok tsna'i?Magige Vor rieh« tung sti schaffen„ Mittel* derer das ReeJctorkUhlaittel «ad «Sie Steuerflüsöigköit göironat vonolnander geh&lt^a wärU9\a. Bd dieser Anordnung soll die Sfetsarfiüssigkeit in ©iaeia von ü&m Peaktorklih leys tea getrennten, geschlossenen Syst«» gehalten sein.

Genäss der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung;, die einen Schlitten zvm Antrieb dor Stange aufweist, ferner einen Zylinder,, ί u den dor Sclvlitten zwischen Girier äussren und einer inneren Stellung axial vsrschiebbar ist_f ein· erste Dichtung zwischen den Schlitten und de» Zylinder, die den Zylinder in eine innere de» Reakt^rdruck ausgesetzte Xaaaer «ad eine äussere Kasaer für eine Steuerflüsßigkeit für die axial«

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Verschiebung des Schlittrne aufteilt, wobei alt der äesseren Kern* ■er eint Druckerzeugung*¹ einrichtung *ur Erzeugung des für die axial« Verschiebung erforderlichen Drucks rerbunden ist, und durch eine «weit· Dichtung zwischen des Schlitten sind dea Zylinder, die sueasaea «it dor erstes Dl cn tune einen Raua bsgrenst, der alt einen Druckbehälter für Steuerfltisslgkeit verbunden ist; ferner find Mittel vorgesehen, na dien Druck in dea Behälter «of einea Wert au halten, der recht weitgehend dea Reaktordruok entspricht. Die Mittel scr ^ufreohterbnltung des Druckes in dea Druckbehälter können aus einer Leitung sur Verbindung de« Druokbehälters mit «ine» Behälter für Druckgas, alnea DruokdIffcrensflihler, der an diese Leitung angeschlossea ist, nail einer Leitung EU« Annchlnns des ErucJcäifferenzfUhlers an oei Reaktor bO" etohsn Ferner kann die crfindungsgnaässe Vorrichtung auch eine Leitung zur Verbindung des DruckbehUlters alt der lusseren Iaa~ aer in den Zylindor aufweisen, ua e?.n gesohlosseneq Stsuerflfiesi^- keitssystea «u bilden, wobei al· DruokerBemgtmgselnrlohtang eise in dieser Leitung Torgeschene Foape Törgesehen let_r and der Drvifcv behälter so angeordnet let, aase er eines VorratsbohKlter far ü,· Steuerflüssigkeit bildet;

Geaäes elnea beeondersn Aueftthmngfibeiflipiel der Srflfidung k&aa die Vorrichtung einen !«fiten Dru0lc!*@hältei* aufweiaan, d^r onter einen höheren Druck ale &am &eaktordru9k «tnfet; dluser anreite Behälter ist alt der äusQaren Kanaer ia Zylinder T»rbundon_s

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in der Leitung 1st ein Solenoldventil vorgesehen, das bei Nettausfall »ffnet, so dass dann der Schlitten duroh die Druckentlastung nach innen in seine innere Lage gedrückt irird- In dieser Verbindung kann die Vorrichtung auch eine Verriegelungseinrichtung aufweisen, die durch eine Feder in Richtung auf eiae Arbeites£#l~ lung gedrückt wird, in der sie den Schlitten erfasst, wobei alt dieser Verriegelungseinrichtung ein Magnetkern verbunden 1st, der von einem Solenoid umgeben ist; bei Einschaltung ftleses Solenoids wird die Verriegelungseinrichtung in eine unwirksame Stalling bewegt, in der eic, entgegen der Wirkung der Feder, '.!en Schlitten nicht mehr erfasste

Tm Folgendem soll die Erfindung untor Bezugnahae auf sirj im der Zeichnung dargestelltes AusfUhrangsfrsispiel näher besohriet.ea und orläutert werden,

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PIi;, £ sseigt_t teilweise soheKatiseh* eine StetserrafrloPitung für eine Steueretange in einea Kernreaktor<,

Dl« Fig. Γ; und 3 zeigen abgewandelte AusfUhrungsforaen einer Einzelheit der gesamten Vorrichtung„

DIo in Fig. l dargestellts Vorrichtung iet 4er Verrfenduag in eines Kernreaktor angepasst, bei den die Stou®rst-*ngen von uxiton in den Reaktor eingesetzt sind. In oboren Teil von Fig. i ist <9in Teil des Rftali: tor tanks i und üb 9 untere Euäe dea )loaictor tora,5 bei 3 dargestellt. Ein langgestreckter Zy iader 5 ist du *eh «3an Boden

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SAD ORfGiNAL

des Beaktortank* 1 hindazohgefUhrt. Der Zylinder 5 let an selaea oberen lade offen and hai aa »eisen enteren Ende einen Plaasoa 11 , ■ar Verblödung alt einem anreiten Zylinder 13 aittels eines oberen Flansches 15 aa oberen Teil dieses sweiten Zylinders. Der Zylinder 13 1st aa unteren En«?3 durch einen Boden 10 verschlossen« Innerhalb des oberen Teiljt des Zylinders 13 sind zwei Stopfbuchsen 19» 21 feststehend angebracht, In denen eine Stange oder ein Schlitten 23 unter Erzielung einer Abdichtung verschiebbar ist. Der Sohl!tten 23 trägt ae> eelnea oberen Ende eine Absorptionsoder Stecerstange 25, die innerhalb des oberen Teils 7 des Zylinders 5 liegt, An ihrQQ unteres Ende 1st dar Schlitten 23 alt einea vergrttssertea Kopf oäer Planeoh 27 versehen.

Die Stopfbuchsen 19 _B 21 bilden einen Baue 29 la Zyjlndor 131 der über eine öffnung 31 in ier Zyllndt>rwand alt einem Druckbehälter 33 über Leitungen 35 und 17 verbunden ist. Vor verbleibende Raua 39 in Zylinder 15 ist Über eine uffßung 4L und eine Leitung 37 mit dom Druckbehälter 33 verbindbar Xn diener Leitung eind eine Pumpe 43 und ein Solenoidventil 45 angeordnet. Hlorzu parallel ; geeohaltet 1st eine Beipaesleitung 47 ni& e-inea weiteren Solenoidventil 49, die ebenfalle an die Leitung 37 angeschlossen let. Mit der Leitung 37 ist, parallel aur Pu&^e 43« «Ine weitere Beipejisleltung 51 alt «inea dritten Solenoidhrentil 53 verbunden.

Der Druckbehälter 33 dient eis Von atölohültor tilr das Steiereys tea und ist zur Half to seines VoluMoaa alt St«u«rflUeslgkei'k_t

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s.B. schweren Wasser_t gefüllt. Der ®lmre₉ gr^r^f.Ullt^ Teil dta Behälter* 33 J,3t Über «ine Leitete 61 nit fs-r> {nleht dargestellten) Draekr©hr verbunden, des beispielsweise uster DmiefeE stehenden Stickstoff enthält. I» der Lei tune 6i C^i') i st ®*» SoÄeidventil 63 angeordnet. Eine leitung «Si¹ mit tlß®B SctleaoäVentil 63^r ist Mit der Leitung il swi®c!i©ii desB Dmehbe!sttlver 33 nnd des SoienoidTtrntii 63 verltimaeO, Ein Bru@lsdifferen3ftfi1l.rr, auch Dnsckdiffero^zsselie genannt, 6k_s ist auf eliser Sei^e mit den oberen» gasgefüllten Teil de® Behälters 33 über οϋ,ηβ I;olteng 65

anf cletr anderen Seite nit de«
{Bcaktordruck} Über ein« Leitossf 67

Da» Stenersystea umfasst anoh einen svelten DnaokbehMlter 71» der mit dem Rann 39 i« Zylinder 13 über eine Leitung 73 verbünde u ist_f in der ein SoloroidYentll lh liegt, Der obere, gasgefUllte Teil den ßWiltere 71 ist ähnlich wi j der Behälter 33 alt oinem (nicht dargjpelellt^a) Braokrohr über eine Leitung 75 und ein Solenoid 77 verbanden» wobei dia Verbindung alt den Reaktortank ans Leitungen 79* 83 und einer Druekdlfferenzzello 83 besteht. Eine Leitung 75» in der ein SolenoidTentil 77* liegt« ist alt der Leitung 73 awiscl en den Druokbehältür 71 rad 4βει Ventil verbunden.

Mit den Zylinder 13 ist eine Verriegelungseinrlohtung Θ5 verbunden, die in einen in der ^vlinderwaud llegestden QeiiSwso Θ7 und einen daran ongeeehloeses ^n zylindrischen harisontalen fiohäiise-

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teil 89 untergebracht 1st Diese Vorrichtung umfa mt einen Terriegelungsarn 9I₅ der an leine« unteren Ende in d<»<: schwenkbar gelagert ist, tna ac des&en Mittleres 'teil ein aohenhebel 93 schwenkbar tolagort iet_D der fen seinna anderen Sn* de wioderu,« gelenkig »it )inei£ Magnetkern 95 verbinden ist_P und zwischen dat» Kens 95 end lea Boden fas sjrliiidrisoli«» Teils liest eine Schraubenfeder 97 ve -gesehen., Eine Syo3e oöt.· ein Soleuoid 99 umgibt den zylindrisch m Teil 89 des Oehluses D'', Die Spule kann über elektrische Ans 'hluseieiivßßea 101 Bit <tlektrisoh(«a Stron gespeist werden.

Die Arbeitswiiifs«' Üer stets nrrdrrieiifcsmg lsi folgend«

Unter noraalen Botriebsbe lingungen «all angenonaiei·. warden, lie Steueratango 25 die ii Fig, 1 geselgte Cleichgewlohtsstulltoif einnisMt Der Draekbeh&lt »r Yi wird auf eines des Iruok la Beaktor sehr nahek>»aendeii Druck ;ehalten_f inden die Drucke! fferenisielle 64 auf den gewünschten We -t null für die Drcekdlfferens swiuehee dee Reektortank und des D uokhehMltcr 33 oingeeteJlt wird, nuf dlose Welse steuort die D uckdifferensselle 64 mittels des Holenoil ventil-3 S3 die Ztaleit n^ von Stlokstofffas zu con Eeh&l^er und mittel? «las Sclonoidv .af,i.^:.s 6?' len Auslas» vci Stickstoffgas ans de^ Behälter 35^ a atm gowli lochten Druck clnBvfaalton,. KLtiels der Puape 43 wird iw Rsaa 3S ein crfcUhter I ruck eraougt, und das Ansteigen diesen Druckeo ist &usx-eit>hond uui ein Locken entlang der stopfbuftse 19 xts verhindorn_f ao dass ti» Sttnercitange

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25 Ib der gewtlnsohten Lag; gehalten wird,

Wio erw&hnt, findet as dsr Stopf buche* 19 von Ram 3$ in flea RAtUi 29 infolge dos an de r Stopfbuchse angreifend«»

3 oh le ds ein gewisses Leek»n statt. Infolge der fAt&saone,

Druck in Raun 29 den Brno t Im Reaktor sehr nasekoent, f Indeis an

der Stopfbuchse 21 kein L token stuft, eo due» Ans ReaktorfcHhiL-nittel nnd die SteuerfIUs ligkeit voilstEndig voatinaader sind. Da der Dmok in Ste aersyetea ψ&ά de« Reaktordraok und eich vollständig eynotron nit diese« ändert, vas nittel»

DniokdifferensseUe 64 be/irkt wird, ist die Steuerung der St««»

erstange vttllig unatthän^i ; von Reaktordraok_t so dßßs also, tanter sonst gleichbleibenden Un ständen« die Stellung «3«r Steaeretu&ge 25 oQ7erändert bleibt.

Bei diesen Betriebssttstan ί sind die Ventile 47, 5!» und lh geschlossene and die Stella ig des Ventils %5 fetfngt von ten Stellnng 4er Steuerst oLge 25 ab. Wena He Stet»iret«ng· angehoben werden soll, eo vlrd das Ventil 49 geSffnet, anS mm in Gegenteil, die Steoers ;ange abgesenkt verden soll, wirA das Ventil 53 gettffnet.

Der Druckbehälter 7i .ist TUr Notfälle Torgeeehen, und die Sfciaefc diffprensselle 85 1st auf einen eolehon Wort eingtistelit, dass der Dra@k in de» BeMlter den Reaktordruok an el»<bn Wert übersteigt. InNotfa.l, s.B. bef Netsesnsfall, irenn «s forderlloh ist, den Reakt »r sohnellstens abiasohaäten, wiHL

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Yea til ?4 getgffnet, and Infolge des üherdniolses is Behälter 71» der wi· aaoh der Behalte* 33 etwa sur Hälft« des Volaaens alt Stonerflüssigkeit gefüllt let, wird 41· Steuerstand· 83 sefea·!! in d«a Reaktorkern liiaelE geschoben und daalt der Reaktor abgeschaltet. D* infolfe des Nets&usfAlls das Soieaoid 99 der Terrlegelangselnrielitang 85 entaaeaetisiert «ordea is«, gela&gt ier Yerriegelnsxsasff- 91 dnrol: die Wlrlcimg der Feder 97 la Ar&elte-βte1lose_t so dass der Sot litten 23» naohära dir riansoh 37 sieh an dea Verrlogelimgsarsi larbeibewegt hat, in seiner obere» 3t·!· Imtg (es, die in Fig. i lit striohpisnktierten Z»lni<sa dargestellt· Lage) T«rrieselt gehaltet! wird. Infolge dieser Anordnung wird verhindert, dass die Stet; ar stange den Befcktorktrn vorlassen kann, falle der Druck Im Behält sr 71 aaf olnen Wert unterhalb des Beaktordraekes abfallen sollte.

In Fig. 2 1st eis etwas a agowandeltes Ansfllbrange^elsplel des VerriegelnngesieohattleBJoe dargestellt. Der riaaseh 527 des ScMittens S3 ist hler alt einer nach mtea ToretAssd^B Saat· 9· «ersehen, und der Verrleg«laageara 91 hat an eeinea freien lad· eine vorstehende Nas· 30. lean der Sohlitten la seine oberste Stellnag bewegt wordea let, so dass die Vase 30 alt der Kaste M la Bertthrong gekoaaen 1st, so wird eine latri*g«lttng der T«r· rlegelaagseiarlohtang bei nnbeaBelehtigtsr Elasaaaltaag des Solenoid· Terhindert. Ua diess Bntrleg«lang auglloh sa aaolien, aass der Sehlitten S3 bei Eins^haltnag der Spul· 99 na ein gewiss·« llafi angehoben werden.

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In Fig. 3 1st ein weiter* 3 a&gewamäeltes

dea VerriogG.limr.siiöohaiii sun aar gestellt. Ber lera 95 hat an seinem üusseren Ende ic© ?erirl«).£elt&ng,en&ee 96, die ait dea FLmsch 27 des Schlitteji 23 auoaasi^aarbeitet. Aeoü liier iet der Vorriegelungee «richtung iei ®ö2to@al>»ioSntigt#r Bin* das Sulenoids «stoiaöert, 'ißö iswar di&doxoh, da·· ingsTiafji? 96 mid der FIane«)li 2'j bei 26 au ihrer Berülinsagafläeiio' seha·^ veirla fond aasgoliildet sind.

Die vora&aSiSKden Beigpio θ wuräerj ia Verbindung tat nor einer

isge be chrilebeti, Jedooh ist bei der prakiil» der Erfi ?.3ιΐΏ{£ atm Mohra&hl ▼«» Siouerstaagen nit sugebtörigea.. steueray ;to®an in Eeaktor ^orgeeohen., Vi* bei rorotoheodaii BoIspielen sann Jeäe Stenoretoiige Ait elnee ge* trennten Syßteat geeteuo* , vmrde»; €β kann fber asUth eine t von Stenorstangen alt el ν aad äf>aeelben Syctea gostevert werden» wenn dies Bit den betric fliehen Aaforderttngeii «ad mit fle* ♦ haltenden Sioherheitebeflfeiaaaafen iß übereiemtiaMsni ge*ye.e>* werden kann.

DIo Erf indvrag wurde tqtc tehend in Tertiindnng s*it t>ii aerreaktor beaohrleben, lat jedoch &aoh bei aniereo Reaktor«· abwendbar, bei denen dat iUhluittel nater Druck sieht.,

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Claims (2)

1. Vorrichtung scr Steuerung «Ifier Steuoretange «ieeu Kernreaktors,,

   gekeiraseioänet durch eioe ι Schlitten (23) so» Aatrieli «er 3t*a*r stange (25). «inen gyiindtr (5) * in dta der Schlitten (S3) axial

   ewIsehen einer Ktasseren η sä einer lsa«rüffi wi

   1st, eine erste Dichtung 21) swieofeesi dei« £chliti.«>o tmö

   ZyXInder^ der Λ&η Zyl.t»d# · ii ei»« iimere vnter (Un

   stebenäe Häuser sseö eine laepere E*s«er (39) Stir UIo keit für 41% asial® Vem'o ilefeeag £·* 8*Sili*teii* suierteilt, «bjä öaroh »ine Ei* itr %«e«9r m Wsmmr

   Druolres_t -and ferne · 'dnrrii «ia« svelte

   »olun des Sei^littea m& 'Λ m EyläasSer, «Sie nntajMMQ ι It 6er erstes Di ti-at u^f (21) «slne-ί an ei te» DmoKbttallttei* (33) tita* kell angesobloes»n@ia Hansa &efr»ait₉ «9%ei in Ame, (33) ein äitis EtaKtorSjmedi selsr »^-rtoereea^iir ör»ck ten wird,
2. 2.) Vorrichtung nach ^oiprnob i, äaönroli gelcennreiolinci „. ά·εβ sVtr Aalreoitorhaltnng aae Smoke ι la BehHlter (3Ü>) olne Lcdtciüg (6*) Verbindiuis dos ftruokfcehäl era (33) rlt eiiieE: ßr«o].l.#h»3t®r ;! Druckgas vsrgeaebeia ist_c «it der eis« DrueSrdlfferensz»lle verbunden ist, ö:l«> ausser ^en !!lter eine Leiteng (6?) Mit des R«a%» tor Ter'Ooiidea ist.

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   5-) Vorriehtang naoh Ansprach i oder S, gekennselohnet dnreh. eine Leittsfflg (57) ««r Verbindung ie® Druckbehälter» (33) «it d«r

   einrichtung din© Ie dieser L«it@@i rag®®fin@i® f^isp© C^I/ Torge· sehen ist iiüi üqt BröefefjeMltey ©£a®s Y^rr&tsli^illier fir .die

   4„) ¥®rri©atraag naoh eines der .An®prt©la© 1 Ms 5, aetg daee di@ Dichtungen (i$_t 21) f©sfßt®h@mä ta Z-jlind®r (5)

   ditroh eisieii swsitm Br^o]<b©hält®r
   Di°t?.el fsteht eile
   'nit der ßti®ß®r©Ei Ka^er is
   ®iß Solenoidrent-il (7%) v®rg®9®tees ißt^

   ionen Ie toIii© Snii®re Loge

   9β) sit ©am©!' $i©

   ite® Arbeitastelleag,-ic €@r ei© i.@s S'onlitten erfasst_p C)_s satt der ^©E^togsl-Uffige^lffiri^MsEf

   Magnetkern (95) ver&nnden iet, der t&ta ©&wm2, S©1@e®I# Iff)

   bei Sinscsfealtiasg iie Ver

   fe©\wgt, in 6er

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   7*) Vorrlohtung nach Anepruoh 5» dadurob gekeunselohnoi, dft·β üe Verriegelungseinrichtung «it des Kern (95) einetttoklf; let.

   β») Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekeanselonset 4oroh tin· Rast einrichtung (26, 28) an d«e Soblltt«ti, dl· mit ά·τ Verri·- geloageeinrlohtung derart nueaa»enarbelt«t, dass deren Ltf««ii bei onbeabslohtigttB Elneonal en dee Sol«noide (99) reihindert vlrd.

   ) Vori-iohtans nach ^aspruoh 6_£ ? oder 8, dadurch geleanselehn«t_t daes die Feder (97) eo an eordaet let_t das· öle die Verriegelung»· einrichtung (91» 96) unte Zwieoheneolialtung de· legnetkerne betätigt.

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   Le e rs e ι te