用于在管路中施加润滑剂的装置.pdf

本发明提供了一种用于将润滑剂(16)自动地引入管路(18)中的装置(14)。根据本发明，该装置(14)包括：连接到管路(18)上的用于传送气体(24)的输送线路(22)，其中连接有构建为T形件或者交叉件(32)的连接件(31)；连接到连接件(31)上的横向线路(34)，该横向线路包围沿着其纵向方向可推移的润滑剂推杆(36)；连接到横向线路(34)上的润滑剂储藏室(56)，其中所述润滑剂推杆(36)在其外环周上相对于横向线路(34)密封；具有凹处(50)用于容纳一部分润滑剂(16)；能够从容纳位置(58)推移到释放位置(60)中，并且其中所述凹处(50)在容纳位置(58)中与润滑剂储藏室(56)互通，以及在释放位置(60)中布置在连接件(31)内，并且能够被流向管路(18)的传送气体(24)流过。

1.  一种用于将润滑剂(16)引入管路(18)中的装置(14)，带有：
●连接到管路(18)上的用于传送气体(24)的输送线路(22)，其中连接有构建为T形件或者交叉件(32)的连接件(31)，
●连接到连接件(31)上的横向线路(34)，该横向线路包围沿着其纵向方向可推移的润滑剂推杆(36)，
●连接到横向线路(34)上的润滑剂储藏室(56)，
其中所述润滑剂推杆(36)：
●在其外环周上相对于横向线路(34)密封，
●具有凹处(50)用于容纳一部分润滑剂(16)，
●能够从容纳位置(58)推移到释放位置(60)中，
并且其中所述凹处(50)：
●在容纳位置(58)中与润滑剂储藏室(56)互通，以及
●在释放位置(60)中布置在连接件(31)内，并且能够被流向管路(18)的传送气体(24)流过。

2.  根据权利要求1所述的装置(14)，其中容纳位置(58)和释放位置(60)分别通过润滑剂推杆(36)的末端止挡(38，40)来限定。

3.  根据权利要求1或2所述的装置(14)，构建为使得在输入线路(22)中流动的传送气体(24)在超过特定的气压时将润滑剂推杆(36)从容纳位置(58)推移到释放位置(60)中。

4.  根据权利要求3所述的装置(14)，其中在传送气体(24)的流动方向(70)上看，在连接件(31)之前，分支线路(64)从输入线路(22)分岔，该分支线路在另一端汇入到横向线路(34)中，使得流入分支线路(64)中的传送气体(24)将润滑剂推杆(36)压向释放位置(60)。

5.  根据权利要求4所述的装置(14)，其中连接件(31)构建为交叉件(32)，并且其中润滑剂推杆(36)对于在容纳位置(58)和释放位置(60)之间的整个推移路径(42)而言完全穿过该交叉件(32)。

6.  根据权利要求3至5之一所述的装置(14)，其中存在复位弹簧(68)，其在低于特定的气体压力情况下将润滑剂推杆(36)回送到容纳位置(58)中。

7.  根据权利要求1至6之一所述的装置(14)，其中润滑剂推杆(36)具有圆柱形的基本体(44)，其中凹处(50)构建为环绕的环形槽(52)。

8.  根据权利要求1至7之一所述的装置(14)，其中润滑剂(16)是碾成粉末的干性润滑剂，并且优选包含二硫化钼作为主要组成部分。

9.  根据权利要求1至8之一所述的装置(14)，其中传送气体(24)是氮气或者包含氮气作为主要组成部分。

10.  一种球测量系统(6)，作为核反应堆(1)的芯设施的组成部分，带有包含多个球(30)的至少一个管路(10，18)以及带有根据权利要求1至9之一所述的用于将润滑剂(16)引入管路(10，18)中的装置。

11.  根据权利要求10所述的球测量系统(6)，其中传送气体(24)引起球(30)在管路(18)中的传送。

用于在管路中施加润滑剂的装置
本发明涉及一种用于在管路中施加润滑剂的装置，尤其是在球测量系统(Kugelmesssystem)的所谓球管中作为核反应堆的测量仪表设施的组成部分，如其例如由出版物DE 1 953 605 A1或者EP 2 453 443 A1所已知的那样。
球测量系统通常使用在核技术设施中，优选使用在带有压水反应堆的核电站设施中。在此，涉及一种用于测量反应堆芯中的辐射的功率密度分布的装置。在该过程中，由可活化的材料例如由钒构成的小球通过反应堆芯。这些球具有典型的小于一毫米至数毫米的直径，并且在与核燃料棒平行的管中引导。通过在管内的预先给定的定位，小球通过在反应堆内发射的辐射而被活化，并且允许通过其在管内的已知的顺序来推断出反应堆内的局部的功率密度分布。
活化的球于是在也称为球管或者简称管的管路内按照球柱的方式相互靠置，并且在一定的停留时间之后从反应堆芯输送到布置在反应堆压力容器之外的测量台(检测区域)上。该输送按照管道风动传送方式(Rohrpost)的原理通过引入到管系统中的驱动气体或者传送气体(通常为氮气)进行。由于与球直径相协调的管直径，球保持彼此的相对位置，并且可以在离开反应堆芯之后与在反应堆芯内的准确坐标相关联。球所发出的辐射借助测量台上的探测器来读取，并且于是提供了关于反应堆芯内的辐射关系的明确信息。
现有系统中的缺点是复杂的方法:对球设置润滑剂，由此其在传送时尽可能没有问题地滑过管而不卡住。在已有系统中，工作人员在测量台必须打开带有发射辐射的内容的管，并且将球或者管的内壁充分地用润滑剂润湿。
本发明所基于的任务是，借助合适的装置将该方法自动化，并且于是能够实现在测量台无需工作人员干预并且无需打开管来润滑。润滑尤其是应当根据需要地在设施的有效运行期间进行，并且满足对于核电站设施而言相关的高安全性标准。
根据本发明，该任务通过权利要求1所述的特征来解决。
根据本发明的用于将润滑剂引入管路中的装置(简称润滑剂装置或者润滑装置)于是包括：
●连接到管路上的用于传送气体的输送线路，其中连接有构建为T形件或者交叉件的连接件，
●连接到连接件上的横向线路，其包围沿着其纵向方向可推移的润滑剂推杆，
●连接到横向线路上的润滑剂储藏室，
其中所述润滑剂推杆：
●在其外环周上相对于横向线路密封，
●具有凹处用于容纳一部分润滑剂，
●可以从容纳位置推移到释放位置中(以及相反)，
并且其中所述凹处：
●在容纳位置中与润滑剂储藏室互通，以及
●在释放位置中布置在连接件内，并且能够被要流向管路的传送气体流过或者流经。
在封闭的并且向外密封的线路系统内，可推移的润滑剂推杆相应地引起润滑剂从润滑剂储藏室向输送线路至要用润滑剂润湿的管路中的、不连续的、按份方式的传送。该过程可以借助合适的驱动和控制装置来完全自动化。通过在润滑剂推杆中容纳润滑剂的凹处在释放位置中被传送气体流过，在释放同时产生涡流或者成雾状，并且由此实现了润滑剂在要润滑的下游线路部件中的特别良好的分布。
在优选的扩展方案中，容纳位置和释放位置分别通过润滑剂推杆的机械末端止挡来限定，使得省去了用于设置所述位置的费事的位置测量和调节。
有利的是，润滑装置构建为使得在输入线路中流动的传送气体在超过特定的气压时将润滑剂推杆从容纳位置推移到释放位置中。换而言之，传送气体在此具有双重功能：其一方面按照气动驱动器的方式将用作气动缸的润滑剂推杆在横向线路中从容纳位置移动到释放位置中，并且其另一方面在释放位置中将之前传送到那里的润滑剂部分从润滑剂推杆吹入要润滑的管路中。就此而言，可以说润滑剂推杆是自身介质驱动的(eigenmeidumgetrieben)。
在优选的扩展方案中，该工作原理通过如下方式实现：在传送气体流动方向上看，在连接件之前，分支线路从输入线路分岔，其在另一端汇入到横向线路中，使得流入分支线路中的传送气体将润滑剂推杆压向释放位置。通过这种方式，如果传送气体流入输入线路中并且从那里流入分支线路中，并且对润滑剂推杆施加足够高的压力，则自动地实现了将润滑剂推杆传送到释放位置中。就此而言，该系统不仅仅是自身介质驱动的，而且也是自身介质控制的(eigenmeidumgesteuert)。
一般地，承载润滑剂部分的凹处可以端侧地布置在润滑剂推杆上，并且连接件可以构建为T形件。然而有利的是，连接件构建为交叉件，其中润滑剂推杆对于在容纳位置和释放位置之间的整个推移路径而言完全穿过该交叉件，并且凹处相应地更确切地说布置在润滑剂推杆的中间区域中。通过这种方式，在容纳位置中以及对于实践中直到释放 位置的整个推移路径而言，保证了润滑剂推杆将引导至管路的输送线路比较紧密地封闭，或者在其中至少是明显的流动阻塞物。这使得润滑剂推杆通过分支线路被施加比较高的压力并且由此可靠地移动到释放位置中。
在此，术语T形件、交叉件和横向线路应当广义上理解，不一定说前提是横向线路相对于输送线路的直角布置，而是也包含其他角度关系。在刚性的润滑剂推杆情况下，横向线路必须在推移区域内是直线形的。对于输送线路而言，不一定要求直线性。
一般地，在进行润滑剂释放之后，润滑剂推杆从释放位置到容纳位置的向回传送可以同样通过传送气体来实现。然而证明为有利的是，存在复位弹簧，其在低于特定的气体压力情况下将润滑剂推杆回送到容纳位置中。由此，整个移动过程以可以想到的简单的方式通过传送气体本身来控制：在足够高的压力情况下，传送气体将润滑剂推杆朝着释放位置的方向移动；在低于临界压力值的情况下，其被复位弹簧回拉到出发状态中，即回拉到容纳位置中，使得凹处被重新填充一部分润滑剂。
润滑剂储藏室优选在大地测量学上比润滑剂推杆略高，使得当润滑剂推杆处于容纳位置中时，润滑剂可以简单地通过短的连接件或者连接线路在重力作用下向下进入润滑剂推杆的容纳其的凹处中(根据粘度而流动、缓淌、蠕动等等)。
在一个可简单实现的并且合乎目的的扩展方案中，润滑剂推杆具有圆柱形的基本体，其中凹处构建为环绕的环形槽。通过润滑剂推杆的直径以及容纳其的横向线路的直径的准确匹配的协调性，和/或通过在凹处侧面的合适的密封元件(安装在润滑剂推杆环周上的密封环等等)，保证了当润滑剂推杆在容纳位置之外时，没有润滑剂会进入横向线路中。
与润滑装置用于润滑球测量系统的球管的优选使用目的相一致，润滑剂譬如是碾成粉末的干性润滑剂，其优选包含二硫化钼作为主要组成部分。这种润滑剂在市面上例如可以在Dow Corning Corporation的商标名称“Molykote”下得到。作为驱动气体或者传送气体，例如使用惰性化地作用的氮气。针对其他使用目的，也可以使用空气(压缩空气)。
如已经提及的那样，润滑装置优选用于将润滑剂引入球测量系统的也称为球管的、包含多个可放射性活化的球的管路中，作为核反应堆的芯设施的组成部分。
球柱的润滑可以与部分系统相关地或者与球管相关地通过相应数目的阀来进行，它们例如安装在阀组(Ventilbatterie)中并且在输入侧与外部的压缩气体源相连接。
在此有利的是如下的驱动气体或者传送气体：其用于驱动和用于控制润滑剂推杆以及用于将释放的润滑剂部分形成涡流，还设计用于在相应的管路(球管)中传送球。然而，不可以与传送球同时地进行润滑，因为在该情况中在球管和润滑装置的输入线路之 间没有出现压力差。更确切地说，可以总是在球处于其所设计的等待位置中时，根据需要通过流入输入线路中的驱动气体自动地将一部分润滑剂引入相应的管路中并且在其中分配。在关掉气体输送之后，润滑装置自动地回到出发位置中，并且自动地通过在润滑剂推杆的凹处中填充润滑剂部分而准备用于下一次使用周期。
所有这些过程自动地通过简单的机械/气动相互作用完成，并且无需电子调节等等，并且除了输送加压的气体或者蒸汽之外无需其他的能量输送。润滑剂推杆的通过接通和关断压力施加而进行的控制可以在测量台室之外的有效运行期间进行，使得不再需要人员访问测量台室，并且可以决定性地降低人员辐射剂量(Personendosis)。
即使根据本发明的装置在此主要是关于在核球测量系统中的优选应用进行了描述，然而一般地可以在如下情况下应用：其中要将润滑剂或者其他的可分成部分的(液态的、凝胶状的或者固态的、尤其是粉末状的或者可纷纷扬扬落下的固态的或者由单独的或可分离的固体单元构成的)材料在所描述的边界条件下借助流动的传送流体(气体、液体、蒸汽或者其混合物)引入管路中或者气体的目标容积中，尤其是引入相对于环境封闭的容积中。替代润滑剂储藏室和润滑剂推杆，于是一般地言称材料储藏室和传送杆等等。
下面一般性地利用本发明实施例的借助示意性附图的描述来进一步示出表明本发明的特征和改进的其他措施。其中：
图1示出了带有球测量系统和相关的润滑剂装置的压水反应堆的部分，
图2具体示出了润滑剂装置的结构上的构造，在此在第一工作状态中，以及
图3示出了在第二工作状态中的润滑剂装置。
在此，在图2中省去了润滑剂装置的下部，其在图3中可以看到，并且在图3中省去了润滑剂装置的上部，其在图2中可以看到。
在图1中部分地示出了核反应堆1，在此为压水反应堆2，其带有反应堆压力容器4，与之关联有带探测器装置8的球测量系统6。仅仅示意性示出的球测量系统6具有封闭管路系统，这些管路也称为球管10，并且其穿过反应堆压力容器4的壁引入其中并且在反应堆芯12的燃料棒旁引导。球管10包含可活化的例如由钒构成的球的柱。实际的带有探测器装置8的测量单元位于反应堆压力容器4之外。
用润滑剂浸润的球通过加压的传送气体按照管道风动传送方式的原理通过球管10输送到反应堆压力容器4中并且又输送回到探测器装置8中。在球经过一次该循环后，可以通过在探测器装置8上的测量来得出关于反应堆芯12内的功率密度分布的可靠说明。
为了将润滑剂引入球管10中，设置有在图1中仅仅示意性示出的润滑剂装置14， 其在反应堆压力容器4之外耦合到管路系统上。
润滑剂装置14在图2和图3中具体示出，更确切地说，在两个不同的工作状态中，其在下面具体描述。
润滑剂装置14的结构上的构造如下：
在球测量系统6的要施加以润滑剂16的管路18上，借助T形件20连接有输送线路22(或者又称输入线路)用于加压的传送气体24。作为传送气体24，在此使用氮气，其从外部通过这里仅仅示意性示出的气瓶26和/或压缩机来输送。为了控制气体输送，在输送线路22中布置有断流阀28。
在T形件20中的连接孔的直径保持为小到使得在管路18中的球30不可以穿过并且由此不会侧向地越界进入输送线路22中。
在输送线路22中连接有交叉件32构型的连接件31，此外横向线路34连接到其上。在横向线路34中纵向可推移地布置有润滑剂推杆36，其中两个末端止挡38、40确定润滑剂推杆36的最大推移路径42。末端止挡38、40定位为使得润滑剂推杆36对于整个推移路径42而言都完全穿过交叉件32。润滑剂推杆36具有圆柱形的基本体44，其直径准确匹配地与横向线路34的直径相协调，使得一方面给出了所希望的纵向可推移性，并且另一方面实现了横向线路34的密封。为了强化密封作用，在润滑剂推杆36的外环周上可以有附图中未具体示出的密封环。润滑剂推杆36的两个端面46、48分别在末端位置中设计用于靠置在关联的末端止挡38、40上。
润滑剂推杆36此外在其中间区域中具有环绕的环形槽52构型的凹处50，其在润滑剂推杆36的右边的末端位置中(如图2中所示)与借助T形件54连接到横向线路34上的润滑剂储藏室56互通。在润滑剂储藏室56中储存的润滑剂16是粉末状的干性润滑剂，并且有利地基于二硫化钼。润滑剂储藏室56的储存容器直接在至横向线路34的连接部的上方，使得在通过润滑剂推杆的右边末端位置实现的容纳位置58中自动地将环形槽52填充以相应部分的润滑剂16，该润滑剂从上方向下纷纷扬扬地落下。
在左侧的末端位置中，润滑剂推杆36的环形槽52位于交叉件32内的输送线路22和横向线路34的交叉区域中，并且在此当断流阀28打开时，可以被输送线路22中流向管路18的传送气体24流过。在此，之前在环形槽52中传送的润滑剂16被吹入管路18中并且形成涡流(释放位置60)。
在交叉件32上游以及断流阀28的下游，在T形件62中从输送线路22分岔出分支线路64，其在另一端在T形件66中汇入其他情况下连接的横向线路34中。即使当润滑剂推杆在右边的末端位置中时，即在容纳位置58中时，端子也位于润滑剂推杆36的右边端面48的右边。通过这种方式，当在打开的断流阀28情况下传送气体24流入输送线 路22中时，润滑剂推杆36的右边端面48被施加压力。
另外在横向线路34的左边末端上布置有构建为压力弹簧的复位弹簧68，一旦该润滑剂推杆从容纳位置58朝向释放位置60偏移时，该复位弹簧作用到润滑剂推杆36的左边端面46上。
弹性力设计为使得在分支线路64中超过系统固有的、特定的气压情况下，传送气体24将润滑剂推杆36从容纳位置58压到释放位置60中，而在分支线路64中低于特定的气压情况下，通过复位弹簧68施加的、向右的复位力主导，并且将润滑剂推杆36向回压到容纳位置58中并且将其保持在其中。
在此，一方面要注意的是，由于润滑剂推杆36相对于横向线路34的密封，传送气体24不可以将压力施加到润滑剂推杆36的左边端面46上，并且另一方面即使通过交叉件32中的环形槽52提供了略为更大的流过横截面，穿过交叉件32的润滑剂推杆36仍将输送线路22在此位置虽然并未完全地、然而比较紧密地封闭。
在润滑剂装置14的工作中的运动过程现在总结如下：
复位弹簧68首先在闭合的断流阀28情况下将润滑剂推杆36固定在容纳位置58中，由此环形槽52被以润滑剂储藏室56中的一部分润滑剂16填充(图2)。
接着，通过打开断流阀28产生特定的气压，其引起向左的力作用到润滑剂推杆36上，其将该润滑剂推杆压到释放位置60中。复位弹簧68被相应地顶住。通过主导的压力差，传送气体24可以穿过环形槽52或者流经环形槽，并且于是将那里容纳的润滑剂部分输送到下游连接的管路18中。润滑剂16于是注入到球测量系统6中用于对球柱润滑(图3)。
一旦通过关闭断流阀28而使压力加载消失，复位弹簧68又将润滑剂推杆36向回移动到容纳位置58中并且所述过程重新开始。
附图标记表
1  核反应堆              42  推移路径
2  压水反应堆            44  基本体
4  反应堆压力容器        46  左边端面
6  球测量系统            48  右边端面
8  探测器装置            50  凹处
10 球管                  52  环形槽
12      反应堆芯                             54       T形件
14      润滑剂装置                           56       润滑剂储藏室
16      润滑剂                               58       容纳位置
18      管路                                 60       释放位置
20      T形件                                62       T形件
22      输送线路                             64       分支线路
24      传送气体                             66       T形件
26      气瓶                                 68       复位弹簧
28      断流阀                               70       流动方向
30      球
31      连接件
32      交叉件
34      横向线路
36      润滑剂推杆
38      左边的末端止挡
40      右边的末端止挡