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Dokumentenidentifikation DE69500355T2 18.12.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0673038
Titel Vorrichtung zur Halterung eines Leitrohrs in einem Kernreaktor
Anmelder B&W Fuel Co., Lynchburg, Va., US
Erfinder Attix, Douglas Jeffrey, Lynchburg, VA 24502, US
Vertreter Beetz und Kollegen, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69500355
Vertragsstaaten BE, DE, ES, FR, GB, SE
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 13.03.1995
EP-Aktenzeichen 954005344
EP-Offenlegungsdatum 20.09.1995
EP date of grant 18.06.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.12.1997
IPC-Hauptklasse G21C 3/334

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Brennelementbündel, und genauer auf eine wiederverwendbare Verriegelungsvorrichtung für Führungsrohre und für Vorrichtungen zur oberen und/oder unteren Endeinstellung.

2. Allgemeiner Hintergrund

Im einem Reaktorkern wird jedes Brennelementbündel mit einer gewissen Anzahl von Führungsrohren eingestellt, die verwendet werden um Steuerstäbe aufzunehmen.

In der Atomindustrie bezeichnet man die Rohre, die verwendet werden um die Steuerstäbe aufzunehmen, im allgemeinen als "Führungsrohre" oder "Fingerhutrohre (tubes chaussettes)", wobei die obere Innenstruktur; an der die Rohre befestigt sind, als Anordnung zur oberen Endeinstellung oder oberen Einspritzdüse bezeichnet wird, je nach Hersteller. Demzufolge wird man verstehen, daß die Verweisungen auf ein Führungsrohr und eine Anordnung zur Endeinstellung betrachtet werden sollten, als ob sie sich gleichermaßen auf ein Fingerhutrohr und eine obere Einspritzdüse beziehen würden.

Die Führungsrohre haben eine relativgeringe Wandstärke und benötigen daher eine Hülse auf der Höhe ihres oberen Randes, insbesondere um Befestigungspunkten und Absatzanschlägen den nötigen Halt zu geben. Beim Zusammensetzen werden die Führungsrohre in Abstandsgitter eingesetzt.

Die Anordnung zur Endeinstellung fluchtet dann mit den oberen Endhülsen der Führungsrohre, auf den Hülsen aufgenommen und über ihnen befestigt. Üblicherweise sind die Anordnungen zur oberen Endeinstellung und die Hülsen miteinander befestigt, wozu Gewindeverbindungen oder Verriegelungsschalen verwendet werden.

Wenn es nötig wird, eine Anordnung zur oberen Endeinstellung eines abgebrannten Brennelementbündels oder eine Einspritzdüse auf der Höhe des Reaktorortes herauszuziehen, muß die Arbeit mit einem fernbedienten Gerät unter Wasser ausgeführt werden. Dies führt zu einer Handhabung einer gewissen Anzahl von Teilen und schafft die Möglichkeit einer Querverschraubung der Befestigungseinrichtungen während der Installation.

Die Handhabung aus der Entfernung einer gewissen Anzahl von Teilen unter Wasser erhöht die Möglichkeit, diese Teile im System zu verlieren, was den Reaktorbeschädigen und die Arbeitszeit erhöhen kann.

Frühere Patente betreffen Halteeinrichtungen für Anordnungen zur Endeinstellung für Brennelementbündel, die der Anmelder im folgenden einzuschließen beabsichtigt.

Das U.S. Patent 3 769 158 beschreibt die Verwendung einer Anordnung zur Endeinstellung oberhalb der Brennstäbe, bei der eine verjüngte Einschnürung, die sich durch die Öffnung dieser Anordnung hindurch erstreckt, elastische Spaltringe aufweist, die in Rillen montiert sind und auf die Anordnung zur Endeinstellung greifen.

Das U.S. Patent 3 828 868 beschreibt Führungsrohre, die durch Verschraubung mit der Anordnung zur Endeinstellung befestigt sind.

Das U.S. Patent 4 699 761 beschreibt die Verwendung einer Gewindehülse auf dem oberen Ende eines Führungsrohres.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft die vorstehende Notwendigkeit. Es ist eine wiederverwendbare einstückige Verriegelungsvorrichtung zwischen dem Führungsrohr und der Anordnung zur Endeinstellung vorgesehen, die jegliches Verlieren von Befestigungsbauteilen auf der Höhe des Reaktorortes beseitigt. Es ist eine Haltehülse am oberen Ende des Führungsrohres vorgesehen. Diese Haltehülse wird von einem zylindrischen Rohr gebildet, das eine Vielzahl von elastischen Laschen aufweist, die entlang des Umfangs des Rohres beabstandet auf der Höhe des unteren Endes und praktisch auf der Höhe des Mittelabschnittes des Rohres angeordnet sind. Die unteren Laschen dienen zum Zentrieren des Führungsrohres in einer Öffnung in der Anordnung zur Endeinstellung und schaffen eine steifere Verbindung. Die Laschen des Mittelabschnittes werden gegen den Absatz einer zylindrischen Senkung in der Öffnung dieser Anordnung aufgenommen und dienen dazu, das Führungsrohr und diese Anordnung in der Bereitstellungsposition zurückzuhalten. Eine Spannhülse oder -buchse kann in die zylindrische Senkung eingesetzt werden, um die Laschen nach innen zu pressen und die Haltehülse und das Führungsrohr zu entriegeln.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Für ein besseres Verständnis der Art.und der Ziele der vorliegenden Erfindung wird auf die folgende Beschreibung verwiesen, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, in denen die entsprechenden Teile mit den selben Bezugsziffern versehen worden sind, und in denen:

Figur 1 eine Schnittansicht eines unter Benutzung der Erfindung in eine Anordnung zur oberen Endeinstellung eingebauten Führungsrohres ist.

Figur 2 eine perspektivische Ansicht der Haltehülse gemäß der Erfindung ist.

Figur 3 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist.

Figur 4 eine perspektivische Ansicht der Haltehülse der zweiten Ausführungsform ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, sieht man in Figur 1, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung im ganzen mit der Ziffer 10 bezeichnet wird. Diese Verriegelungsvorrichtung 10 ist in das Führungsrohr 12 eingebaut und in eine Anordnung zur oberen Endeinstellung 14. Sie ist so konzipiert, dasß sie wiederverwendbar ist, ohne dasß die anderen abtrennbaren Teile des Systems entfernen werden müssen.

Die Verriegelungsvorrichtung 10 wird allgemein von einer Haltehülse 16 gebildet, die mit einer zylindrischen Senkung 18 in der Anordnung zur oberen Endeinstellung 14 zusammenwirkt, um das Führungsrohr und die Vorrichtung zusammen in ihrer Betriebsstellung zu verriegeln.

Wie in Figur 2 gezeigt, wird die Haltehülse 16 von einem zylindrischen Rohr gebildet, das mit einer Vielzahl von flexiblen Laschen 20, 22 vorgesehen ist, die sich nach außen erstrecken und um den Umfang des Rohres herum beabstandet angeordnet sind. Die Laschen 20 sind auf Höhe des unteren Endes des Rohrs angeordnet, während die Laschen 22 praktisch auf Höhe des Mittelabschnittes des Rohrs angeordnet sind.

Die Laschen 20 dienen zum Zentrieren des Führungsrohres 12 in der Öffnung durch die Anordnung zur oberen Endeinstellung 14 hindurch und schaffen eine steifere Verbindung. Die Laschen 22 dienen zum Halten des Führungsrohres 12 und der Vorrichtung zur oberen Endeinstellung in ihrer Betriebsstellung in Bezug zueinander.

In dieser Betriebsstellung erstrecken sich die Laschen 22 gerade oberhalb des Vorsprunges 24 der zylindrischen Senkung 18 nach außen. Das macht es der Vorrichtung zur oberen Endeinstellung 14 unmöglich, das Führungsrohr 12 zu verlassen.

Um die erforderliche elastische Rückstellwirkung zu ergeben, ist die Haltehülse 16 vorzugsweise aus einem Material gefertigt, das für die Federungen bzw. Federn verwendet wird und das einer Verwendung in einer nuklearen Anwendung angemessen ist, wie beispielsweise eine Nickellegierung 718.

Wie in Figur 1 gezeigt, ist das Führungsrohr 12 mit einer oberen Endhülse 26 versehen, die als Befestigungspunkt für die Haltehülse 16 dient. Die Haltehülse 16 kann an der oberen Endhülse 26 nach jeder angemessenen Methode befestigt werden, durch Löten oder Schweißen oder indem sie ein Bestandteil von ihr ist.

Da die Führungsrohre üblicherweise relativ dünn sind, (ungefähr 19 mils), ist normalerweise auf den Führungsrohren eine obere Endhülse enthalten um der Vorrichtung zur oberen Endeinstellung einen Befestigüngspunkt zu liefern und den nötigen Halt für einen Schulter- oder Absatzanschlag 28 zu schaffen, um ein Verschieben der Anordnung zur oberen Endeinstellung zum unteren Ende des Führungsrohres hin zu verhindern, wenn das Rohr sich in einer senkrechten Stellung befindet.

Während des Zusammensetzens ist die Anordnung zur oberen Endeinstellung 14 über die obere Endhülse 26 und die Haltevorrichtung der Hülse 16 geschoben. Die Laschen 20 und 22 werden nach innen gepreßt, wenn die Anordnung zur Endeinstellung über das Führungsrohr gleitet. Wenn die Anordnung zur Endeinstellung 14 völlig abgestützt ist, ragen die Laschen 22 oberhalb des Absatzes 24 nach außen und halten die Anordnung zur oberen Endeinstellung ünd das Führungsrohr 12 in ihren relativen Betriebsstellungen zurück.

Die Laschen 20 halten den Druck gegen die Wände der Hauptöffnung durch die Anordnung zur Endeinstellung 14 hindurch aufrecht, um das Rohr 12 in einer zentrierten Position zu halten und eine steifere Verbindung zu schaffen.

Das Herausziehen der Anordnung zur Endeinstellung 14 wird ausgeführt, indem die Spannhülse oder -buchse 16 hineingeschoben wird, um die Laschen 22 nach innen zu pressen, und man dann die Anordnung zur Endeinstellung 14 nach oben gleiten läßt, bis die Hauptöffnung auf die Laschen 22 greift und das endgültige Herausziehen erlaubt.

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, in der die Haltehülse 16 an der oberen Endhülse 26 unter Verwendung von nach innen gebogenen Laschen 30 befestigt ist, von denen nur eine in Figur 4 dargestellt ist.

Eine Vielzahl nach innen gebogener Laschen 30 ist entlang des Umfangs beabstandet an das obere Ende der Haltehülse 16 angrenzend angeordnet. Die Anzahl, die Form und die Größe der Laschen 30 variieren je nach Bauart des Reaktors. Die obere Endhülse 26 ist mit einer Rille 32 versehen, die entlang des Umfangs an das obere Ende angrenzend angeordnet ist, und für die Aufnahme der Laschen 30 und das Zurückhalten der Haltehülse 16 an Ort und Steile auf der Hülse 26 bemessen ist.

Da zahlreiche verschiedene und vielfältige Ausführungsformen innerhalb des Bereiches der Idee der hier betrachteten Erfindung verwirklicht werden können und da zahlreiche Anderungen innerhalb der hier präzisierten Ausführungsform geplant werden können, wird man verstehen, daß die Details als anschauliche und nicht in einem begrenzenden Sinne auszulegen sind.

Insbesondere könnte die betrachtete Verriegelungsvorrichtung, die genauer mit einer Montage am oberen Ende des Führungsrohres beschrieben ist, ebenso an seinem unteren Abschnitt vorgesehen sein.


Anspruch[de]

1. Wiederverwendbare Verriegelungsvorrichtung 10 für Brennelementbündel, die eine Anordnung zur Endeinstellung (14) besitzt, die eine Vielzahl von Öffnungen besitzt, die die Anordnung durchsetzen, wobei jede für die Aufnahme eines Steuerstabführungsrohres (12) bemessen ist, wobei dieses Führungsrohr eine Endhülse (26) umfaßt, die einen Vorsprung (28) umfaßt, der sich radial auf Höhe ihres unteren Endes erstreckt, wobei diese Vorrichtung durch ein einziges Teil (10) zwischen dem Führungsrohr (12) und der Anordnung zur Endeinstellung (14) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) die Anordnung zur Endeinstellung (14) eine zylindrische Senkung (18) in jeder der Öffnungen aufweist, die für die Aufnahme eines Führungsrohres (12) bemessen sind;

b) ein zylindrisches Rohr (16) konzentrisch am Führungsrohr montiert ist, wobei dieses zylindrische Rohr eine Vielzahl flexibler Laschen (20, 22) umfaßt, die sich nach außen erstrecken und entlang des Umfangs um das untere Ende beabstandet und praktisch auf Höhe des Mittelabschnittes des Rohres angeordnet sind, so daß die Laschen auf Höhe dieses Mittelabschnittes in die zylindrische Senkung (18) des Anordnungs zur Endeinstellung aufgenommen werden.

2. Wiederverwendbare Verriegelungsvgrrlchtung für Brennelenentbündel, die eine Anordnung zur; Endeinstellung (14) umfaßt, die eine Vielzahl von Öffnungen besitzt, die die Anordnung durchsetzen und von denen jede für die Aufnahme eines Steuerstabführungsrohres (12) bemessen ist, wobei dieses Führungsrohr eine Endhülse (26) aufweist, die einen Vorsprung (28) aufweist, der sich radial auf Höhe ihres unteren Endes erstreckt, wobei diese Vorrichtung durch ein einziges Teil (10) zwischen dem Führungsrohr (12) und der Anordnung zur Endeinstellung (14) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) die Endhülse (26) eine Nut (32) um den an das Ende der besagten Hülse angrenzenden Umfang herum aufweist; und

b) die Anordnung zur Endeinstellung (14) eine zylindrische Senkung (18) in jeder der Öffnungen aufweist, die für die Aufnahme des Führungsrohres (12) bemessen sind;

c) ein zylindrisches Rohr konzentrisch an der Hülse montiert ist, wobei dieses zylindrische Rohr eine Vielzahl flexibler Laschen (20, 22) aufweist, die sich nach außen erstrecken und entlang des Umfangs um sein unteres Ende beabstandet und praktisch auf Höhe des Mittelabschnittes dieses Rohres angeordnet sind, so daß die Laschen, die auf Höhe des Mittelabschnittes angeordnet sind, in die zylindrische Senkung (18), die in der Anordnung zur Endeinstellung angeordnet ist, aufgenommen werden, und sich eine Vielzahl flexibler Laschen (30) nach innen erstrecken und entlang des Umfangs angrenzend an das obere Ende dieses Rohres beabstandet sind, derart, daß diese zum Inneren gewendeten Laschen so bemessen sind, um in die Nut (32) aufgenommen zu werden, die um die Hülse (26) herum angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie am oberen oder unteren Ende des Führungsrohres vorgesehen ist.







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