DE1893191U

DE1893191U - DRIVE DEVICE FOR MOVING A NUCLEAR REACTOR CONTROL ROD.

Info

Publication number: DE1893191U
Application number: DEC11052U
Authority: DE
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1962-10-30
Filing date: 1963-10-25
Publication date: 1964-05-21
Also published as: LU44664A1; GB981940A; BE639362A; FR1352844A

Description

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Hh COT 7C1 ,1Γ -Jf! Γ7 Hh COT 7C1, 1Γ -Jf! Γ7

BeetzttämTrecht RA. G86 753*25.10.63BeetzttämTrecht RA. G86 753 * 25.10.63

^eio 410-9021G-LH (7) 25.10.1963^ eio 410-9021G-LH (7) 10/25/1963

B.1068-3EB. 1068-3E

Commissariat a I¹Energie Atomique, Paris 7e"me (Frankreich)Commissariat a I ¹ Energie Atomique, Paris 7e "me (France)

Antriebsvorrichtung zum Verschieben eines Kernreaktor-SteuerstabesDrive device for moving a nuclear reactor control rod

Die Neuerung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung zum Verschieben eines Kernreaktor-Steuerstabes, die eine von Stützlagern gehaltene Hohlwelle, ein Antriebsorgan für die Drehung der Welle und ein Kuppelorgan umfaßt, das fest mit dem seinerseits innerhalb der Hohlwelle angeordneten und längs der Drehachse dieser Welle verschiebbaren Steuerstab verbindbar ist.The innovation relates to a drive device for moving a nuclear reactor control rod, which is one of support bearings held hollow shaft, a drive member for the rotation of the shaft and a coupling member, which is fixed to the part arranged within the hollow shaft and along the axis of rotation of this shaft displaceable control rod is connectable.

Bekanntlich wird die Leistung eines Kernreaktors durch mehr oder weniger tiefes Einführen von Steuerstäben in den Reaktorkern geregelt; diese Steuerstäbe enthalten ein Material, das Neutronen absorbiert. Die Einführ- oder Zurückziehbewegung dieser Steuerstäbe erfolgt mittels unterschiedlicher mechanischer Mittel, u.a. mittels einer Zahnstange und eines in diese Zahnstange eingreifenden Zahnrades, das seinerseits über ein Getriebe von einem Motor angetrieben wird.As is well known, the performance of a nuclear reactor by more or less deep insertion of control rods in the Regulated reactor core; these control rods contain a material that absorbs neutrons. The insertion or withdrawal movement These control rods are carried out by various mechanical means, including a rack and one in this rack meshing gear, which in turn is driven by a motor via a gearbox.

Die zwingenden Bedingungen eines ausreichenden Strahlenschutzes, der unbedingt zuverlässigen Arbeitsweise und der Zugänglichkeit dieser Mechanismen führen dazu, eine Anordnung der Antriebsorgane des Regelstabes zu suchen, bei der diese Organe in der Verlängerung des Stabes selbst angeordnet seinThe imperative conditions of adequate radiation protection, absolutely reliable working methods and accessibility These mechanisms lead to the search for an arrangement of the drive elements of the control rod in which this Organs can be arranged in the extension of the rod itself

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können, lediglich der Motorantrieb kann in größerem Abstand Ton dem Steuerstab vorgesehen sein. Bin ausreichender Strahlenschutz während der beim Ausbau vorzunehmenden Arbeiten bedingt eine möglichst weitgehende Automatisierung der Ausbauvorgänge; die Porm der einzelnen Bauteile muß zudem derart sein, daß sie sich in einfacher Weise handhaben lassen und ihre Abmessungen mögliehst klein sind«can, only the motor drive can be at a greater distance Ton be provided on the control rod. Am sufficient radiation protection During the work to be carried out during the expansion, the greatest possible degree of automation of the expansion processes is required; the Porm of the individual components must also be such that they can be handled in a simple manner and their dimensions are as small as possible "

Die den soeben erwähnten Bedingungen weitgehend genügende neuerungsgemäße Antriebsvorrichtung zum Verschieben eines Kernreaktor-Steuerstabes, die eine von Stützlagern gehaltene Hohlwelle, ein Antriebsorgan für die Drehung der Welle und ein Kuppelorgäh timfaßt, das fest : mit dem seinerseits innerhalb der Hohlwelle angeordneten und längs der Drehachse dieser Welle verschiebbaren Steuerstab verbindbar ist, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hohlwelle und der Zahnstange eine kinematische Bewegungsübertragung besteht, die.einen Winkeltrieb umfaßt und die Drehbewegung der Welle in eine Längster schieb ebewegung der Zahnstange umsetzt. The drive device according to the innovation for moving a nuclear reactor control rod, which largely satisfies the conditions just mentioned, a hollow shaft held by support bearings, a drive element for rotating the shaft and a Kuppelorgäht tightly: with that in turn within the Hollow shaft arranged and is connectable along the axis of rotation of this shaft displaceable control rod, is essentially thereby characterized in that between the hollow shaft and the rack there is a kinematic transmission of motion which Angle drive includes and converts the rotary movement of the shaft into a longest sliding movement of the rack.

Zur näheren Erläuterung der feuerung werden nunmehr einige Ausführungsbeispiele beschrieben, die in der Zeichnung veranschaulicht sindj es zeigeiu.For a more detailed explanation of the firing, some Embodiments described, illustrated in the drawing are show it.

3?±g·-·. 1- einen Längs schnitt durch eine neuerungsgemäße Antriebsvorrichtung, bei der der Winkeltrieb ein . Hypoid-Kegelradgetriebe istf3? ± g · - ·. 1- a longitudinal section through a renovation Drive device in which the angle drive is a. Hypoid bevel gearbox istf

lig.ta und 1b Schnitte nach den Linien Ia-Ia und Ib-Ib der Pig. 1ij '■:--., '■--. ■. lig.ta and 1b Sections along the lines Ia-Ia and Ib-Ib of Pig. 1ij '■: -., ' ■ -. ■.

Mg.. 2 einen Längsschnitt durch, eine neuerungsgemäße Antriebsvorrichtung, bei der das Winkelgetriebe eine Zwischenwelle aufweist und aus einem Stirnräder- und einem Kegelräderpaar bestehtj :Mg .. 2 a longitudinal section through, according to the innovation Drive device in which the angular gear a Has an intermediate shaft and consists of a pair of spur gears and a pair of bevel gears:

Tig· 2a und 2b Schnitte nach den Linien '1Ia-IIa und Ilb-IIbTig · 2a and 2b Sections along the lines' 1Ia-IIa and Ilb-IIb

der ELg. 2jthe ELg. 2y

Mg·. 3 einen Längsschnitt-durch eine neuerungsgemäße Vorrichtung, bei der das Winkelgetriebe ein mit einem Umlauf-Zwischenrad versehenes WinkelgetriebeMg ·. 3 shows a longitudinal section through an innovation according to the invention Device in which the angular gear has a an angular gear provided with a circulating intermediate gear

Mg.3a einen Schnitt nach der Linie IXIa-IIIa der Mg. 3.Mg.3a a section along the line IXIa-IIIa of Mg. 3.

In der Zeichnung ist mit 1 ein außen liegendes JLntriebsorgan bezeichnet, das ein "Elektromotor sein und die von den beiden Lagern 3 und 4· gehaltene Hohlwelle 2 um ihre Achse drehen kann. - . .""..-,.■-. ■ ."' ""■"■■".-" ■''■"■-■" In the drawing, 1 denotes an external drive element which can be an electric motor and can rotate the hollow shaft 2 held by the two bearings 3 and 4 about its axis . "'""■" ■■ ".-"■''■"■ - ■"

Inne.rha.lb der Hohlwelle 2 ist eine Zahnstange 5 angeordnet, deren eines Ende einen Führungskopf 6 trägt, der in der Bohrung der Hohlwelle geführt- wird| das andere Ende 7 der Zahnstange 5 ist fest mit einem nicht dargestelltenSteuerstab verbunden, der koaxial zur Zahnstange und in deren Verlängerung liegt» Die Verbindung zwischen der Zahnstange und dem Steuerstab kann durch beliebige Mittel: erfolgen, beispielsweise durch einen Elektromagneten, wenn die Vorrichtung mit vertikaler Achse ausgeführt wird, was den meist üblichen lall darstellt.Inside the hollow shaft 2 is a toothed rack 5, one end of which carries a guide head 6 which is guided in the bore of the hollow shaft the other end 7 of the rack 5 is firmly connected to a control rod, not shown, which is coaxial with the rack and in its extension Axis is carried out, which is the most common lall.

Die Zahnstange. 5 kann durch ei-n.Zahnrad 8 in Längsrichtung verschoben werden,, das auf einer Welle 9 sitzt, die in zwei Lagern 10 und 1T gelagert istf die Zahnstange wird außerdemThe rack. 5 can by ei-n.gear 8 in the longitudinal direction be moved, which sits on a shaft 9, which in two Bearings 10 and 1T are stored f the rack is also

durch; eine Anlage- und Stützfläche 12 geführt, die an der ihrer Verzahnung gegenüberliegenden Seite in der gleichen; Höhe wie das Zahnrad 8 vorgesehen ist*by; a contact and support surface 12 out, which is attached to the Toothing opposite side in the same; Height like the gear 8 is provided *

Bei der iusfuhrimgsform der Intriebsvorrichtung, wie sie in den lig. 1, 1a und 1b dargestellt ist, besteht der Winkeltrieb aus einem HypOid-Kegelradgetriebe, das ein auf der Welle befestigtes Kegelrad 13 und einen mit diesem Kegelrad kimmenden Kegel-Zahnkranz 14 umfaßt, der fest mit der Hohlwelle 2 verbunden ist, ."■■'■. ^:':' '. ■ : - ' . . . . ■ ■- - " . In the iusfuhrimgsform the intriebsvorrichtung, as it is in the lig. 1, 1a and 1b, the angular drive consists of a HypOid bevel gear, which comprises a bevel gear 13 attached to the shaft and a bevel gear rim 14 which meshes with this bevel gear and which is firmly connected to the hollow shaft 2 ,. "■■ '■ ^.: ': ''. ■: - '.... ■ ■ - - ".

Die Antriebsvorrichtungj die in den lig. 2, 2a und 2b dargestellt ist, hat ein Winkelgetriebe, das aus einem fest auf der Welle 9 sitzenden Kegelzahnrad 15 undeinem mit diesem Zahnrad in Eingriff befindlichen Kegelrad 16 besteht, welches auf einer Zwischenwelie 17 sitzt, die in den beiden Lagern 18 und 19 läuft) die Welle 17 trägt ein Stirnzahnrad 20, das mit einer fest an der Hohlwelle 2!sitzenden ,Stirnradverzahnung 21 kämmt. Die Zwischenwelle 17 ist vorzugsweise parallel zur Hohlwelle 2 angeordnet. -"-", -._.: ^The drive devicej in the lig. 2, 2a and 2b has an angular gear consisting of a bevel gear 15 firmly seated on the shaft 9 and a bevel gear 16 which is in engagement with this gear and which sits on an intermediate shaft 17 which runs in the two bearings 18 and 19 ) The shaft 17 carries a spur gear 20 which meshes with a spur gear toothing 21 which is firmly seated on the hollow shaft 2! The intermediate shaft 17 is preferably arranged parallel to the hollow shaft 2. - "-", -._ .: ^

Die weitere Ausführungsform, wie sie die 3?ig« 3 und 3a zeigen, enthält einen Kegelrädertrieb, der das fest auf der Welle 9 sitzende Kegelzahnrad 22 und. das Öegen-Kegelzahnrad 23 umfaß.tj .-das Kegelrad 23 ist fest.mit einem innen verzahnten Zahnkranz verbunden, der in einer Lagerung 25 drehbar gelagert ist. Der Zahnkranz 24 kämmt mit einem Stirnzahnrad 26, das seinerseits fest mit der Hohlwelle 2 verbunden ist«The further embodiment as shown in FIGS. 3 and 3a show contains a bevel gear, which is fixed on the shaft 9 seated bevel gear 22 and. the Öegen bevel gear 23 comprises.tj. -that Bevel gear 23 is fest.mit an internally toothed ring gear connected, which is rotatably mounted in a bearing 25. Of the Ring gear 24 meshes with a spur gear 26, which in turn is firmly connected to the hollow shaft 2 «

Aus den drei beispielsweise veranschaulichten Ausführungsformen der neuerungsgemäßen Antriebsvorriehtung ersieht man, daß eine BrehlDewegung des Antriebsorgans 1,, bei der die Hohlwelle 2 in dem einen oder anderen Drehsinn um ihre Achse gedreht wird, über die Winkelgetriebe eine entsprechende Verschiebung der Zahnstange 5 bewirkt, d.h.* ein tieferes Einführen oder ein Herausziehen des Steuerstabes 7 innerhalb des Reaktorkernes« From the three exemplary illustrated embodiments the drive device according to the innovation can be seen that a BrehlDewbewegung the drive member 1 ,, in which the hollow shaft 2 is rotated in one or the other direction of rotation about its axis, a corresponding shift of the rack via the angular gear 5 causes, i.e. * a deeper insertion or withdrawal of the control rod 7 within the reactor core «

Die drei unterschiedlichen Ausführungsformen der Winkelgetriebe machen es leicht möglich, unterschiedliehe Übersetzungsverhältnisse zwischen der Drehung der Hohlwelle 2 und der Mngsverschiebung der Zahnstange 5 vorzusehen, wobei man sich" nach den jeweiligen Bedingungen richten kann*The three different versions of the angular gear make it easy to use different gear ratios between the rotation of the hollow shaft 2 and the displacement the rack 5 to be provided, whereby one "after can address the respective conditions *

Im Rahmender -vorstehenden Beschreibung wurde vorausgesetzt, daß der Steuerstäb fest mit der Zahns--bange 5 verbunden ,ist und einen besonderen Bauteil darstelltf esdürfte jedoch klar sein, daß die Zahnstange auch unmittelbar ein IeIl des Steuerstabes selbst sein könnte, wenn die Art und die Masse des 183.-terials, das^ den^ Steuerstab bildet, eine derartige einstüekige Ausführung möglich macht. V -■■.■- In the context of the above description it was assumed that the control rod is firmly connected to the toothed beam 5, and represents a special component, but it should be clear that the toothed rack could also be a part of the control rod itself, if the type and the The mass of the 183rd material which forms the control rod makes such a one-piece design possible. V - ■■. ■ -

Claims

. ··:·■:^:. ;. ; · .Λ\ RÄ.686753*25:1062. ^··: · ■. ;. ; · .Λ \ RÄ.686753 * 25: 1062

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Protection claims

1, drive device for pushing a nuclear actuator control rod, a hollow shaft held by Drueklagern, a drive element for rotating the shaft and a coupling element includes, which in turn is arranged within the hollow shaft and displaceable along the axis of rotation of this shaft Control rod is connectable, thereby g e - \ k e η η ζ ei without t that between the hollow shaft (2) and there is a kinematic transmission of motion in the rack (5), which includes an angle drive (13j 14 or 15,16 or -22,23) and the rotary movement of the shaft in a longitudinal displacement movement the rack translates.

2 * gate direction according to claim 1, characterized in that the inner cavity of the hollow shaft (2) a cylindrical bore and the rack (5) has at least one cylindrical guide head (6) which rests against the wall of the bore.