DE1589851A1 - Einrichtung zum Bedienen der Kernelemente eines Reaktorkernes und Verfahren zur Betaetigung dieser Einrichtung - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. R Weickmann, Dr. Ing. A.Weickmann

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann

8 MÜNCHEN 27, DEN ^a - MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

G-eneral Dynamics Oorporation, 1 Rockefeller Plaza, New York, New York, Y.StοA.

Einrichtung zum Bedienen der Kernelemente eines Reaktorkernes und Verfahren zur Betätigung dieser Einrichtung

Die Erfindung betrifft Kernreaktoren und insbesondere eine Einrichtung zum Bedienen der Kernelemente eines Reaktorkernes sowie ein Verfahren zu dessen Beschickung und Entleerung·

Zahlreiche Kernreaktorarten weisen eine Vielzahl entfernbarer Kernelemente auf, die einen Kern bilden. Die Kernelemente können aus spaltbarem oder mit spaltbarem Material angereicherten Material, aus neutronenmoderierendem oder neutronenreflektierendem Material oder aus Verbindungen wenigstens zweier der vorgenannten Materialien bestehen· Der Reaktorkern wird üblicherweise vor der Inbetriebnahme des Reaktors aus den Kernelementen zusammengesetzt. Nach bestimmten Betriebezeiten wird wenigstens ein Teil der Kernelemente durch neue Kernelemente ersetzt· Be kann auoh ein periodischer Austausch der Kernelemen gegen neue Kernelemente erforderlich sein, die mit spalt-

009846/0234

-2- 15B9851

barem Material angereichertes, moderierendes oder reflektierendes Material enthalten.

Zur Aufbewahrung der radioaktiven Produkte bei Eintritt eines Schadensfalles und zur Schaffung einer biologischen Abschirmung für das Bedienungspersonal des Reaktors ist der Reaktorkern häufig in einem Reaktorbehälter angeordnete Der Reaktorbehälter kann zusätzlich zur Aufnahme eines flüssigen oder gasförmigen Kühlmittels für den Reaktorkern dienen.

Palis der Reaktorbehälter den Reaktorkern vollständig umhüllt, empfiehlt es sich, im Reaktorbehälter Öffnungen anzuordnen, um die Kernelemente in den Reaktorbehälter einführen und aus diesem entfernen zu können· Bei Schaffung wenigstens einer Öffnung zum Bedienen der Kernelemente und zusätzlicher Anordnung weiterer Öffnungen,z.B₀ für die Instrumentierung und für Steuerstäbe, kann die Zahl der öffnungen so groß werden, daß die einwandfreie Beschaffenheit des Reaktorbehältei-o nur schwer oder aufwendig erzielbar ist_e Es ist daher erwünscht, einige der Öffnungen nicht nur für einen Zweck, sondern z.B. für die Steuerstäbe und für den Austausch der Kernelemente zu verwenden.

Bei Verwendung einer einzelnen öffnung für mehrere Zweoke können Schwierigkeiten auftreten. Eine dieser Schwierigkeiten besteht in der Schaffung einer geeigneten Führung für die zum Greifen und Befördern der Kernelemente dienenden Einrichtungen, dlt keiner komplizierten oder aufwendigen Vorriohtung und kei··

009846/023*

ner Erweiterung der Öffnung bedarf. Zusätzlich zum Problem der Schaffung einer geeigneten führung muß die Anlage so gestaltet sein, daß ein während der Kernelementbeförderung auftretender Ausfall der Transportenergie nicht zum Fallenlassen des Kernelements führt.

Beim Entwurf einer Einrichtung zum Bedienen von Kernelementen ist. darüber hinaus zu berücksichtigen, daß die zu greifenden Kernelemente manchmal nicht zur Öffnung ausgerichtet sind₀ Diese Kernelemente müssen daher zunächst zur Öffnung ausgerichtet werden, bevor sie durch diese geführt werden können.» Eine vor Erreichen der Ausrichtung auftretende Störung der Anlage kann die Herausnahme des Kern lementes erschweren oder vereitelno

Bei einer Bedienungseinrichtung sollen die im Reaktorbehältex· durchgeführten Operationen von einem entfernten Standort aus zu beobachten sein« Eine entsprechende Ausrichtung optischer Beobachtungsgeräte erfordert jedoch komplizierte Halterungen und Richtgeräte und eine zusätzliche Öffnung im Reaktorbehälter. Diese Faktoren verursachen eine weitere Verkomplizierung und Verteuerung der Anlage.

Der Entwurf einer Bedienungseinrichtung für Kernelemente wird weiterhin dadurch erschwert, daß bestimmte Teile der Anlage und insbesondere die zur Beförderung der Kernelemente durch die Öffnung im Rf aktorbehälter dienende Vorrichtung erforder-

609846/0234

lichenfalls instand gesetzt werden muß. Die an der Instandsetzung beteiligten Personen müssen gegen radioaktive Stral^ung abgeschirmt werden. Die Vorrichtung wird durch diese Abschirmung insbesondere dann äußerst schwer, wenn die Vorrichtung zur zeitweiligen Speicherung radioaktiver Kernelemente verwendet wird ο Je größer und schwerer die Vorrichtung ist, desto grosser sind normalerweise die Kosten und die Abmessungen des Kranes oder einer sonstigen Vorrichtung, die zur Beförderung der Vorrichtung zwischen ihrer Betriebs- und Speicherstellung dient. I¹Ur bestimmte Anwendungen hat sich ein Reaktorkern als vorteilhaft erwiesen, bei dem die Kernelemente als Blöcke ausgebildet sind und der lleaktorkern aus einer Vielzahl benachbarter Säulen derartiger Blöcke zusammengesetzt ist. Obgleich die erfindungsgemäße Bedienungseinrichtung nicht nur für diese Art eines Kernreaktors verwendbar ist, eignet sie sich insbesondere zum Einführen und zur Entnahme von Kernelementen zu bzw. aus diesem Reaktorkern. Zur Vereinfachung der Anlage ist zum Entleeren dieses Reaktorkernes ein mühelos durchführbares Verfahren erwünscht« Darüber hinaus soll die Bedienungseinrichtung zuverlässig arbeiten und exakt steuerbar sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Bedienen der Kernelemente für einen Kernreak tor zu schaffen«

Der vorliegenden Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrun-

0Ö9846/O234

de, eine Bedienungseinrichtung für Kernelemente zu schaffen, äie zu ihrem Betrieb keiner ausschließlich für die Bedienungseinrichtung vorgesehener Öffnungen im Reaktorbehälter· bedarf, wobei die Führung der verschiedenen Einrichtungen der Bedienungseinrichtung erleichtert sein soll.

Im Unterschied zu Bedienungseinrichtungen vergleichbarer Kernreaktoren soll die erfindungsgemäße Bedienungseinrichtung einfacher gestaltet und weniger aufwendig sein·

Die Bedienungseinrichtung für die Kernelemente soll derart beschaffen sein, daß ein Pressen oder Klemmen bestimmter Teile vermieden wird oder mühelos behebbar ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Greifklauenkopfes für die vorerwähnte Bedienungseinrichtung, der -so ausgebildet ist, daß bei Ausfall der Transportenergie kein Fallenlassen eines Kernelementes erfolgt.

Die mit der Bedienungseinrichtung gekoppelte Einrichtung zur Beobachtung der im Heaktorbehälter durchgeführten Operationen eoll einfach beschaffen und wenig aufwendig herstellbar sein·

Di· Bedienungseinrichtung für Kernelemente soll leicht instand- setzbar aeln und ein verringertes Qewioht aufweisen·

Bit Sedienungeelnriohtung soll zuverlässig arbeiten und ein-

003846/0234

wandfrei steuerbar sein,,

Eine v/eitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zum Entladen eines Reaktorkernes, der a.us einer Vielzahl von Säulen aus einzelnen gestapelten Kernblökken zusammengesetzt ist, wobei dieses Verfahren die Ausbildung einer Bedienungseinriohtung für Kernblöcke vereinfacht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

]?ig«1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bedienungseinrichtung mit einem mit einer Öffnung versehenen Teil eines Reaktorbehälters;

Fig.2 im vergrößerten Maßstab eine Draufsicht auf die Bedienung seinrichtung nach Pigoij

Pig.3 im vergrößerten Maßstab eine geschnittene Ansicht eines Teils der Bedienungseinrichtung nach ]?ig<.1 mit einem mit einer öffnung versehenen Teil eines Reaktorbehälters und mit einem Teil eines im Reaktorbehälter befindlichen Reaktorkernes;

I*ig_e4 im vergrößerten Maßstab und in gebrochener Aneioht einen Teil der Einrichtung nach Pig.3|

5 in geeohnittener Aneioht «inen für die erfindungegemäßβ Einrichtung verwendeten Behälter, der eine Steuerstab-0008Λ6/023Λ

und Antriebseinrichtung enthält}

Fig.6 eine vergrößerte geschnittene Ansicht eines vollständig ineinandergeschobenen Teleskopiohrabschnittes einer Hebeeinrichtung, die einen Teil der Bedienungseinrichtung nach Fig.1 und 2 bildet?

Fig.7 eine teilweise gebrochene geschnittene Ansicht des Teleskoprohrabschnittes nach Pig·6 in vollständig auseinandergezogener Stellung;

Pig,8 einen Schnitt gemäß der Linie 8-8 in Fig.6; Pig.9 einen Schnitt gemäß der Linie 9-9 in Figo6} Fig.10 einen Schnitt gemäß der Linie 10-10 in Fig.6j

Fig.11 in gebrochener und geschnittener Ansicht eine Halterung für einen Greifklauenkopf, wobei die Halterung und der Greifklauenkopf einen Teil der Hebeeinrichtung der Bedienungseinrichtung bilden;

Fig.12 eine geschnittene Ansicht der Anordnung nach Fig·11 in einer zur Stellung nach Fig«11 unterschiedlichen Stellung, die unter einem gegen die Stellung nach Fig.11 um 90° gedrehten Blickwinkel aufgezeichnet istj

Fig·13 einen Schnitt durch einen Teil der Hebeeinrichtung, der die im Inneren der Teleskoprohre naoh den Figuren 6 und

ÖÖ9846/0234

7 enthaltenen GreifklauenkopfSteuerelemente zeigt; Fig. 14 einen Schnitt gemäß der Linie 14-14- in Pig. 15;

Fig·15 in vergrößertem Maßstab eine geschnittene Ansicht des in der Einrichtung nach Fig.1 und 2 verwendeten Greifklauenkopfes, der in der Darstellung nach Fig.15 mit einem Kernelemerit verbunden ist;

Fig.16 eine Draufsicht auf den Greifklauenkopf nach Fig.15j und

Fig.17 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine Anordnung von Kernelementen, für welche die erfindungsgemäße Bedienungseinrichtung geeignet ist«

Gegenstand der Erfindung ist (s. Figuren 1 bis 5) eine Bedienung seinrichtung für Kernelemente für einen Kernreaktor, der eine Vielzahl entfernbarer Kernelemente 12 aufweist, die einen Reaktorkern bilden, der von einem mit wenigstens einer Öffnung 14 versehenen Reaktorbehälter 11 umhüllt ist. Die Einrichtung enthält eine in die Öffnung 14 einsetzbare Hülse 49 und eine zum Einsetzen und zum Entfernen der Hülse in bzw· aus dieser Öffnung dienende Einrichtung 54. Die Einrichtung enthält darüber hinaus eine Bedienungsvorriohtung 18, die über der Öffnung 14 angeordnet werden kann· Die Bedienungsvorriohtung 18 ist mit einer duroh die Hülse 49 führbaren Hebevorriohtung 25 versehen· Die Hebevorriohtung 25 trägt eine Greifeinrichtung oder einen Greifklauenkopf 35» der zum Transport dtr Kernelemente duroh

ÖÖ9846/0234

die Öffnung lösbar mit den Kernelementen verbunden werden kann. Die Hülse 49 dient zur Führung der G-reifeinrichtung während ihres Transports durch die Qffnungo

Die Hebevorrichtung 25 (s. Figur 6 bis 14) enthält zusätzlich einen Teleskopteil 63, der innerhalb der Öffnung ausziehbar ist, um eine Führung der Hebevorrichtung zu schaffen und die Kernelemente zu erreichen. Zur Expansion des Teleskopteiles 63 dient eine pneumatische Einrichtung 93, 97· Die Hebevorrichtung trägt den Greifklauenkopf 35 durch einen Gelenkarm 108, der mit einem Schaltarm 106 verbunden ist· Der Arm 106 hat wenigstens einen Teil,der zur Außerbetriebssetzung des Armes geschmolzen werden kann, wenn der Arm in einer Stellung klemmt, in welcher der Durchlaß des Greifklauenkopfes durch die Öffnung verhindert ist_e

Die Erfindung umfaßt auch den Greifklauenkopf 35 (θ· Figuren 15 und 16), der mit einer Greifklaue 199 versehen ist, die eine erste, ein Kernelement nicht greifende Stellung und eine zweite Stellung einnehmen kann, in der sie mit einem Kernelement in Eingriff steht. Die Greifklaue enthält darüber hinaus ein Schaltelement 183» das zwischen einer ersten Stellung, in der aioh der Greifkopf in der ersten Stellung befindet, und einer zweiten Stellung verschiebbar let, in der sioh der Greifkopf in der zweiten S.tellung (β· Pigur 15) befindet· Unter der Wirkung einer Feder 193 wird das Schaltelement gegen dia zweite Stellung gespannt· Zur Verschiebung des Schaltelemente in die

009846/0234

erste Stellung ist die Greifklaue mit pneumatischen Einrichtungen 187, 192 versehen.

Das Verfahren nach der Erfindung sieht vor, daß wenigstens ein Teil eines Reaktorkernes durch eine in einem Reaktorbehälter angeordnete Öffnung geführt wird, wobei der Reaktorkern (s_e Figuren 3 und 17) aus einer Yielzahl benachbarter Säulen aus trennbaren Kernblöcken 12 besteht, deren Abmessungen so gewählt sind, daß sie durch die Öffnung geführt werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren schlägt vor, die Kernblöoke durch die öffnung zu befördern, derart, daß bei einer Vielzahl benachbarter Säulen zunächst sämtliche Kernblocke eines bestimmten Niveaus und anschließend die Kernblöcke des nächstbenachbarten Niveaus befördert werden.

I» Bedienungseinrichtung für Kernelemente A. Gestaltung des Reaktors

Die erfindungsgemäße Bedienungseinrichtung für Kernelemente iöt in Verbindung mit einem Kernreaktor gezeigt, der zur Umhüllung eines Reaktorkernes einen Reaktorbehälter 11 aus Spannbeton aufweist. Der in Figur 3 dargestellte Reaktorkern besteht aus einer Vielzahl von Kernelementen 12 hexagonalen Querschnittesι die auf einer Trägerunterläge 13 gestapelt sind, um benachbarte Säulen aus trennbaren Kernelementen zu bilden. Der Reaktorbehälter 11 ist mit öffnungen 14 versehen, die wie nachstehend erläutert - jeweils zur Anpassung eines Steuerstabes und einer Antriebseinrichtung 53 dienen. Die Kernelemente

00^46/0234

können jeweils so zusammengesetzt sein, daß ein Reaktorkern mit den gewünschten Kerncharakteristiken erhalten wirdo Die Kernelemente können monierendes, spaltbares, mit spaltbarem Material angereichertes oder reflektierendes Material enthalten und auoh aus wenigstens zwei dieser Materialien zusammengesetzt sein.

Während der Ergänzung der Kernelemente werden die Steuerstab- und Antriebseinrichtung 53 aus einer der Öffnungen 14 entfernt und die einzelnen Kernelemente 12 durch diese Öffnung geführt ο Der in Figur 3 gezeigte aus Kernblöoken zusammengesetzte Reaktorkern verringert den im Reaktorbehälter benötigten freien Raum über dem Reaktorkern, der zur Ausrichtung der Blöcke zu der Öffnung erforderlich ist, durch welche die Blöcke entfernt werden sollen* Der Vorschlag nach der Erfindung ist nicht nur für diese Reaktorkerne anwendbar, sondern für zahlreiche andere Kernreaktoren mit entfernbaren Kernelementen« Die Innenfläche des Reaktorbehälters 11 ist mit einer Auskleidung 16 aus einer Stahllegierung belegt· Diese Auskleidung setzt sich durch die Öffnungen 14 fort und endet jeweils als ringförmiger Plansch 17, der über die Außenfläche des Reaktorbehälters 11 hinausgreifte

B. BedienUngsvorriohtung

Die erfindungsgemäße Bedienungseinrichtung für Kernelemente enthält eine in den Figuren 1 und 2 dargestellte Bedienungsvor-

ÖÖ08A6/023A

richtung 18, die durch in der Zeichnung nicht dargestellte Einrichtungen (z.B. einen Laufkran) in eine über einer der öffnungen 14 angeordnete Stellung verschiebbar ist» Beiß· Austausch der Kernelemente werden durch die Bedienungsvorrichtung bestimmte, im Reaktorbehälter 11 angeordnete Kernelemente 12 gegriffen, angehoben, durch die unterhalb der Vorrichtung angeordnete Öffnung 14 herausgeführt und zeitweilig in einem abgeschirmten Bereich gelagert, bis die Bedienungsvorrichtung über einen Speicherbehälter geführt wird. Bei Stellung der Bedienungsvorrichtung über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Speicherbehälter können die Kernelemente zum Speichern oder zum Abtransport in diesem Behälter abgestellt werdene Die Vorrichtung wird anschließend zu einem weiteren nicht dargestellten Speicherbehälter befördert, der frische Kernelemente enthält. Die Vorrichtung greift die frischen Kernelemente dieses Behälters und wird wieder über eine öffnung des Reaktorbehälters befördert, wonach die Vorrichtung die Kernelemente durch die Öffnung führt und in einer gewünschten Stellung innerhalb des Reaktorbehälters anordnet.

Nach Figur 1 und 2 weist die Bedienungsvorriohtung ein zentrales Gehäuse auf, das aua einem unteren hohlen Teil 19 und einem oberen hohlen Teil 21 besteht. Zur Schaffung einer biologiechen Abschirmung des die Vorriohtung umgebenden Bereiohee sind beide Teile 19, 21 aus einem diokwandigen Abschirmung»«« material gefertigt. Das untere Ende des unteren Teilte 19 iat duroh eine Platte 22 gesohlosaen« Ein gesohlititee Führungerohr

009846/0234

23 iat über einer Öffnung 24 der Platte 22 befestigt und greift in den unteren hohlen Teil 19 ein. Die öffnung 14 und das Führungsrohr 23 sind zu einer im Inneren des oberen Teiles 21 angeordneten zylindrischen Auskleidung 82 ausgerichtet· Der zwischen dem Rohr 23 und der Innenfläche des unteren Teiles 19 ringförmig ausgebildete Raum 26 dient als Speicherbereich für die Kernelemente 12·

Die Außenfläche des oberen Teiles 21 ist etwa in seiner Mitte mit drei radial gerichteten Armen 27 versehen. Die Enden der Arme 27 sind mit Aufhängeelementen 28 für den Kran o_edgl# versehen, der zur Beförderung der Bedienungsvorriohtung 18 dient·

Am oberen Ende des oberen Teiles 21 ist eine ringförmige Scheibe 29 angeordnet, die durch vier rechteokförmige, senkrecht ausgerichtete und mit dem oberen Teil verbundene Stege getragen ist· Die Scheibe 29 trägt ein zur Aufnahme einer Aufzugsvorrichtung dienendes Gehäuse. Das Gehäuse besteht aus einer unteren Platte 32, einer oberen Platte 33 und Seitenwand an 34, die normalerweise in Porm eines Kreuzes mit vier gleich langen Armen (a. Figur 2) angeordnet sind« Im Gehäuse befinden sich mehrere Antriebe- und Auegleiohezahnrader sowie in der Zeiohnung nioht dargestellte Antrlebsmotoren· Ihre Auf gabe ist die Steuerung und förderung von Hubicetten 37, weloht di· Hebeeinrichtung der Vorrichtung heben und senken» DIt aua Betritb der verschiedenen Elemente der Hebeeinrichtung dienenden

ÖUÖ8U/0234

elektrischen und pneumatischen Leitungen werden durch Rollen befördert, die in der Zeichnung nicht dargestellt und in zwei Armen des kreuzförmigen Gehäuses untergebracht sind· Vier abwärts gerichtete Rohre 38 stehen durch Öffnungen 39 mit dem Inneren des kreuzförmigen Gehäuses in Verbindung und enthalten rohrartige Gegengewichte 41 « Die Rohre 38 dienen zur Aufnahme durchhängender Teile der Hubketten 37 und der nicht dargestellten pneumatischen und elektrischen Leitungen, wobei die Gegengewichte auf diese Elemente eine abwärts gerichtete Kraft ausüben«)

Die Hebeeinrichtung 25 kann von einer Stellung im oberen Teil 21 (s. Figur 1) auf eine im Bereich der Öffnung (s. Figur 3) befindliche Stellung gesenkt werden» In den Figuren 1 und 3 sind die zur Halterung des Greifklauenkopfes dienenden Einrichtungen schematisch durch strichpunktierte Linien angedeutet. Diese Einrichtungen werden nachstehend erläutert.

Das untere Ende der Bedienungsvorrichtung 18 trägt ein Ventil 42, das zum wahlweisen Öffnen und Schließen eines im Ventil mittig angeordneten Durchlasses eine verschiebbare Platte 43 aus Blei aufweist· Die Bleiplatte 43 schirmt während des Transports äer Bedienungsvorrichtung deren Außenbereiche biologisch ab und trägt in der Zeiohnung nioht dargestellte geeignete Einrichtungen ssur Sohaffung einer gaediohten Diohtung im Bereich des mittigen Durchlasses des Ventils 42« Vor Anordnung der Vorrichtung 18 in der z.B. in Figur 1 gezeigten Stel-

009846/0234

lung wird über der Öffnung 14 ein dem Ventil 42 ähnliches Ventil 44 angeordnet, das ebenfalls eine verschiebbare Platte 46 aus Blei aufweist₀ Die Wirkungsweise dieser Ventile wird nachstehend erläutert. Me im Ventil 44 angeordnete verschiebbare Platte 46 schafft eine biologische Abschirmung und gasdichte Abdichtung der mittigen Öffnung des Ventiles 44·

Die erforderliche Abschirmung und verschiedene andere Elemente der Bedienungsvorrichtung 18 tragen zum Gewicht der Vorrichtung beio Jede Verringerung dieses Gewichtes ermöglicht eine direkte Kostenersparnis, da die Kapazität des Hebekranes oder einer ähnlichen Transporteinrichtung für die Vorrichtung, geringer sein kann. Zum Schütze von Personen, die an dem im oberen Bereich der Vorrichtung angeordneten Aufzugsmechanismus arbeiten, ist eine jentfernbare Reparaturplattform vorgesehen. Diese Plattform besteht aus einer Bodenplatte 47, die um das kreuzförmige Gehäuse angeordnet und durch dessen untere Platte 32 getragen ist. Die Platte 32 greift in den Bereichen der Spitzen der Kreuzarme des Gehäuses eine kurze Weglänge über die Seitenwände 34 hinaus· Die Bodenplatte 47 ißt so dick, daß eine einwandfreie Abschirmung der auf der Plattform laufenden Personen erzielt wird. Diese Abschirmung ist insbesondere dann erwünscht, wenn sich in der Bedienungsvorrichtung radioaktive Kernelemente befinden· -Die Plattform ist mit einem Sicherheit sgeländ er 48 versehen. Die nicht benutzte Plattform kann von äer Spitze der Vorrichtung entfernt und an geeignetem Ort abgestellt werden. Das Gewicht der Plattform addiert sioh "

OOme/0234

somit nicht zum Gewicht der Bedienungsvorrichtung, wenn diese an ihre verschiedenen Orte in der Anlage "befördert wird· Die für die Bedienungsvorrichtung erforderliche Abschirmung muß nicht so dick sein wie sie sein müßte, wenn keine Plattformabschirmung für Personen vorgesehen ist«

C. Die Führungshülse

Wie bereits erwähnt, enthält die Bedienungsvorrichtung die Hebeeinrichtung 25_f die in den Reaktorbehälter 11 aus Beton gesenkt wird, um die im Behälterinneren befindlichen Kernelemente zu greifen und zu heben. Aus später dargelegten Gründen soll die Hebeeinrichtung während ihres Einführens in den Reaktorbehälter exakt geführt und ausgerichtet sein. Zu diesem Zweck wird nach dem Entfernen der Steuerstab- und Antriebsanordnung die Pührungshülse in die Öffnung 14 eingesetzt. Die Hülse 49 besitzt eine ringförmige Schulter 51> die im Bereich des oberen Hülsenendes radial nach außen greift. Die Auskleidung 16 der Öffnung 14 ist mit einer entsprechenden ringförmigen Schulter 52 versehen und dient als axiale Halterung für die Hülse 49.

Die Hülse 49 kann durch Verriegelungselemente, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind und mit geeigneten Federelementen in Eingriff stehen, in der öffnung befestigt sein· Die Hülse 49 kann durch eine ebenfalls nioht dargestellte Verkeilung befestigt sein· Wie nachstehend erläutert, ist die Innenfläche der Hülse 49 ale Führung für die Hebeeinrichtung

CÖ98A6/O234

ausgebildet. Zur Dichtung der Öffnung 14 iat gemäß Figur 4 ein Dichtungsring 40 auf den Plansch 17 aufgeschraubt. Der Dichtungsring 40 ist mit dem Flansch 17 und mit einem Ansatz 50 des Ventils 44 dicht verbunden und wirkt einem Austritt des Reaktorkühlmittels entgegen. Diese Dichtung ermöglicht eine groß tolerierte öffnung. Der Raum oberhalb des Reaktorbehälters 11 und zwischen den verschiedenen Flanschen 17 ist mit einem körnigen Absohirmungsmaterial 55 gefüllt und durch eine Platte 45 geschlossen,

D. Hilfstransportgehäuse Die Führungshülse 49 und die Steueretab- und Antriebsanordnung

53 werden durch ein in Figur, 5 dargestelltes Ililfstransportge-» häuse 54 in die öffnung 14 eingesetzt und aus dieser entfernt. Das Hilfstransportgehäuse weist ein rohrförmiges Schutzgehäuse 56 auf, das eine in einem oberen Gtehäuere 57 angeordnete Aufzugsvorriohtung enthält« Die mit zwei Steuerstäben 58 versehene Steuerstab- und Antriebsanordnung 53 ist innerhalb des Hilfstransportgehäuses 54 im Gehäuse 56 aufgehängt« Das untere Ende des Gehäuses 56 ist als ein radial nach außen gerichteter ringförmiger Flansoh 59 ausgebildet, der mit einem unteren Ventil 61 verschraubt iat. Das Ventil 61 enthält eine verschieb bare Platte 62, die eine biologische Abschirmung und gasdiohte Diohtung dee im Ventil 61 angeordneten Durohlasaes bewirkt·

Das Hilfetransportgehäue· dient aur Entfernung der Steuerstab-» und Antriebsanordnung 53 von der öffnung 14» die aur Brgänaung

000846/0234

der Kernelemente verwendet wird. Hierbei wird zunächst das Ventil 44 über dieser öffnung angeordnet und durch in der Zeichnung nicht dargestellte Einrichtungen lagegesichert, ZoB. verschraubt. Das Hilfstransportgehäuse wird anschließend durch einen Kitan o.dgl, zu einem Speicherbehälter für die Steuerstab- und Antriebsanordnung befördert. Nach dem Abstellen der Steuerstab- und Antriebsanordnung im Speicherbehälter wird das Hilfstransportgehäuse 54 zu einem Speicherbehälter für die Führungshülse 49 transportiert und diese Hülse aus dem Behälter entfernte Das Hilfstransportgehäuse wird anschließend über die öffnung 14 befördert, die zum Einführen der Kernelemente dient, wobei der zwischen dem Ventil 61 und dem Ventil 44 vorhandene Eaum von Verunreinigungen gesäubert wirdo Bei einem gasgekühlten Reaktor empfiehlt es sich, die Reinigung durch eine Gasart durchzuführen, die auch als Kühlmittel verwendet wird. Die Ventile 44 und 61 werden hierauf geöffnet und die Hülse 49 bis zur Auflage auf der Schulter 52 gesenkt, in der sie mit den vorstehend erwähnten, mit Federn in Eingriff stehenden VerriegelungBelementen in Eingriff gebraoht wird. Anschließend werden die Ventile 44 und 61 wieder geschlossen, der Raum zwiaohen diesen Ventilen gereinigt und gelüftet und das Hilfetransportgehäuse 54 zu einem Speicherbereich zurück oder in eine Stellung für eine andere Aufgabe befördert·

E. Hebeeinrichtung

Nach Einsatz der Führungshülse 49 in die öffnung 14 wird die Bedienungavorriohtung 18 in die in Figur 1 gezeigte Stellung

über das Ventil 44 befördert. Der Raum zwisohen den Ventilen 44 und 42 wird gereinigt, wonach die Ventile 42 und 44 geöffnet v/erden. An dieser Stelle wird die Hebeeinrichtung 25 durch die Aufzugsvorrichtung der Bedienungsvorrichtung 18 durch die Öffnung 14 gesenkt. Die Hebeeinrichtung 25 enthält einen teleskopartig wirkenden Teil 63, der nachstehend näher erläutert wird» Der Teil 63 ist normalerweise zylindrisch ausgebildet. Zu seiner Führung in der im oberen Teil 21 des Hauptgehäuses der Bedienungsvorrichtung 18 angeordneten Auskleidung 82 ist der Teil 63 auf seiner Außenfläche mit entsprechenden Elementen versehen. Der Teil 63 wird zusätzlich durch das führungsrohr 23 und durch die Hülse 49 geführt· Unter der Wirkung der miteinander fluchtenden Innenflächen der Auskleidung, des Führungsrohres und der Hülse werden der Teil 63 und die in diesem Teil enthaltene Ausrüstung während ihrer Durchführimg durch die Bedienungsvorrichtung 18 und die öffnung 14 geeignet ausgerichtet. Das untere Ende der im oberen Gehäuse 21 angeordneten Auskleidung 82 und das obere Ende des Führungerohres 23 sind in einem Abstand zueinander angeordnet, der zu ihrer Lagerung den Transport von Kernelementen in den das Rohr 23 umhüllenden ringförmigen Raum 26 ermöglicht. Sine Vorrichtung zur Durchführung dieses Arbeitsschrittes wird nachstehend beschrieben. Das Rohr 23 ist mit Schlitzen versehen, um diese Vorrichtung zum Boden des ringförmigen Bereiches 26 befördern Sii können. AIb Folge der Ausrichtung der Auskleidung 82, des Führungsrohres 23 und der Hülse 49 und aufgrund ihrer axialen Abstände wird für die Verschiebung des teleskopartig ausgebil-

009846/0234

deten Teiles 63 (und der in diesem Teil enthaltenen Vorrichtung) von seiner Speicherstellung im oberen Teil 21 zu seiner Betriebsstellung in der Öffnung 14 eine zwangsweise und sichere Führung geschaffen·

Der teleskopartig ausgebildete Teil 63 der Hebeeinrichtung 25 ist in den Figuren 6 und 7 ausführlicher dargestellt, wobei die Figur 6 den Teil 63 in seiner in der Auskleidung 82 angeordneten vollständig zusammengeschobenen Stellung und die Figur 7 den Teil 63 in seiner in der Hülse 49 angeordneten vollständig auseinandergezogenen Stellung zeigt. Die Figuren 6 und 7 zeigen das Teil 63 in geschnittener und teilweise aufgebrochener Darstellung. Die Figuren 8 bis 10 zeigen verschiedene Elemente des Teiles 63 im Querschnitt. Der Teil 63 weist ein äußeres Rohr 64 und ein inneres Rohr 66 auf, die in der in Figur 6 dargestellten vollständig ineinandergeschobenen Stellung zueinander koaxial ausgerichtet sind· Das äussere Rohr 64 ißt an seinem einen Ende durch eine mit dem Rohr verbundene Stirnplatte 67 geschlossen. Das innere Rohr 66 ist an seinem einen Ende durch eine mit dem Rohr verbundene Stirnplatte 68 geschlossen. In vollständig ineinandergeschobener Stellung des Teiles 63 stoßen die Platten 68 und 67 aneinander. Dee von der Stirnplatte 67 abgekehrte Ende des Rohres 64 ist mit einem mit einem Gewinde versehenen ringförmigen Teil 69 ausgebildet, der mit einem Ansohlagring 71 verschraubt let· Der Innendurchmesser dee A&eohl&gringee 71 let kleiner ale äer Innendurohffii>3ser äes äußeren Rohree 64. Das innere Rohr 66

009046/0234 BAD

_ ₂₁ _

weist eine zwischen seinen Rohrenden angeordnete Platte 72 auf, deren Mantelfläche über die Außenfläche des inneren Rohres 66 hinausgreift, um eine auf das Rohr 66 aufgebrachte ringförmige Schulter zu bilden* In der vollständig auseinandergezogenen Stellung des Teiles 63 steht die durch die Platte 72 gebildete ringförmige Schulter mit der oberen Kante des Anschlagringes 71 in Eingriff, um eine weitere Verschiebung des inneren Rohres 66 zum äußeren Rohr 64 zu unterbinden·

Beim Heben und Senken des Teiles 63 duroh die im oberen Teil der Bedienungsvorrichtung 18 angeordnete Aufzugsvorrichtung wird das innere Rohr 66 durch die Hubketten 37 getragen, während das äußere Rohr 64 auf dem inneren Rohr verschiebbar angeordnet und durch dieses getragen ist· Die Stirnplatten 67 und 68 sind mit in der Zeichnung nioht dargestellten öffnungen versehen, die zur Durchführung der Hubketten duroh die Stirnplatten dienen· Aus Figur 8 aind die zur Befestigung des inneren Rohres 66 an den Hubketten 37 dienenden Elemente ersichtlich· Eine Platte 73 ist quer sun inneren Rohr 66 ausgerichtet· Zur Schaffung einer festen Anordnung aind vier vertikal ausgerichtete Stege 74 zwischen der Platte 73 und der Stirnplatte 68 angeordnet. Gemäß Figur 8 befinden aioh auf jeder Seite der Platte 73 drei Hubketten 37· Di· Glieder der Ketten 37 sind mit einem Stab 76 verbunden, der duroh mehrere von der Platte 73 aufwarte geriohtet· Arm· 77 auf der Platte 73 gehalten ist· Der Stab 76 ist an seinem einen Ende duroh einen Anschlag 78 und an seinem anderen Bnde duroh einen

009846/0234

Federring 79 im Arm 77 gesichert. Die Rohre 64 und 66 sind in den Bereichen ihrer oberen Enden und die Auskleidung 82 im oberen Teil des Gehäuses der Bedienungsvorrichtung mit vertikal ausgerichteten Schlitzen 81 versehen, um in der in Figur 1 gezeigten Stellung des teleskopartig ausgebildeten Teiles 63 eine Reinigung der Ketten 37 und der Kettenräder 36 zu ermöglichen. Die pneumatischen und elektrischen Leitungen für die im inneren Rohr angeordnete Greifvorrichtung sind in ähnliohen vertikal ausgerichteten Schlitzen 83 geführt. Diese Sohlitze sind in den oberen Enden der Rohre 64, 66 und der Auskleidung 82 ausgebildet.

Zur Trennung des inneren Rohres 66 vom äußeren Rohr 64 trägt die Platte 73 des inneren Rohres mehrere Räder 84, die auf der Innenfläche des äußeren Rohres 64 laufen. Die Platte trägt mehrere Räder 85, die den Rädern 84 entsprechen und zur Lösung der gleiohen Aufgabe dienen· Die inneren und äußeren Rohre 66 bzw. 64 werden durch zwei Räder bzw. Rollen 86 in einem festen peripheren Abstand zueinander gehalten.

Die Räder 86 sind übereinander angeordnet und stehen aus dem inneren Rohr 66 hervor. Die Räder 86 rollen auf vertikalen Flächen einer Führung 87, die von der Innenfläche des äußeren Rohres 64 naoh innen geriohtet iat. Zusätzlich zu den Rädern 84 und 86 iat am unteren Ende des inneren Rohres 66 dafür gesorgt, daß das Rohr 66 im radialen Abstand vom äußeren Rohr 64 gehalten ist. Zu diesem Zweok sind an diesem Rohrende mehrere

000846/0234

Räder 88 angeordnet, die zum Eingriff mit der Außenfläche des inneren Rohres 66 vom Anschlagring 71 nach innen gerichtet sind· Wie "bereits erwähnt, wird der Teil 63 "bei seinem Betrieb durch die Auskleidung 82, das Führungsrohr 23 und die Führungshülee 49 geführt.

Da die inneren Führungsflachen dieeer drei Elemente gleioh sind, wird lediglich die Innenfläche der Auskleidung 82 im einzelnen gezeigt und erläutert. Es ist selbstverständlich, daß das Zusammenwirken zwischen den Elementen auf dem äußeren Rohr 64 und den Innenflächen der genannten drei Elemente gleioh ist» Das äußere Rohr 64 weist mehrere längs seiner Länge in axialem Abstand voneinander angeordnete ringförmige Plansche 89 auf· Diese Plansche sind mit mehreren Rädern oder Rollen 91 veiw sehen, die im Abstand voneinander am Umfang angeordnet sind.

.Diese Räder stehen mit vertikalen Führungen 95 in Eingriff, die an den Innenflächen der Auskleidung ausgebildet sind, um einen gewünschten radialen Abstand und eine periphere Ausrichtung des äußeren Eohres 64 zur Auskleidung zu erzielen.

Wie- "beispielsweise aus Figur 8 ersichtlich, sind einige der Bäder geflanscht und andere Räder unter einem Winktl zu einem Raälus des innere'·- B-liree angeordnet, derart, daß eine perl· ■;hsre Bewegung ausgeschaltet und während des Traneporte dt« geiles 63 eine geeignete Auerichtung erzielt wird. Die Platt· 6? iet mit mehreren Hadern 90 versehen, di· entspreoheafl dta

005846/0234 BAD ORIGINAL

Rädern 91 ausgebildet und ausgerichtet sind.

Der Anachlagring 71 trägt mehrere Räder 92, die hinsichtlich ihres Abstandes und ihrer Ausrichtung den Rädern 91 entspre- ohen und zur Abstandshalterung und Ausrichtung des Rohres 64 an seinem unteren Ende dienen. Die gezeigte Anordnung und Ausbildung der Räder 91, 92 und der Führungen 95 weist zwar bestimmte Vorteile auf. Andere Radanordnungen sind jedoch ebenfalls verwendbar. Durch eine im Bereich des einen Endes des inneren Rohres angeordnete pneumatische Einrichtung wird eine Zwangssteuerung der realtiven axialen Stellungen der Rohre 64 .bzw· 66 geschaffene

Die pneumatische Einrichtung ist mit einem hohlen rohrförmigen Kolben 93 versehen, der durch eine zum Kolben ausgerichtete öffnung in der Platte 68 greift· Der Kolben 93 ist mit der Platte 67 durch eine mit einem Kugellager versehene Kupplung 94 verbunden, die dem Kolben ein geringes Spiel zur Platte 67 ermöglicht» Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit eines Klem— mens an der Verbindungsstelle zwischen dem Kolben 93 und der Platte 67 herabgesetzt. Der Kolben 93 ist durch eine Stirnkappe 96 verschlossen und innerhalb eines pneumatischen Zylinders axial verschiebbar, der duroh eine Stirnfcappe 98 verschlossen ist. Zur Verschiebung des Kolbens 93 im Zylinder 97 eind in der Zeichnung nicht dargestellte leitungen vorgesehen die zum Einspeisen einer gesteuerten öaamenge in den Zylinder 97 dienen·

Wenn das innere Rohr 66 duroh die Ketten 37 in der Auskleidung 82 gesenkt wird, wird das äußere Rohr 64 in seiner höchsten Stellung gegen einen nicht dargestellten Anschlag gehalten. Dies erfolgt durch Aufrechterhaltung eines geeigneten Druckes in der pneumatischen Einrichtung· Naoh Erhalt der in Figur gezeigten vollständig auseinandergezogenen Stellung verschiebt sich das äußere Rohr mit dem inneren· In der in Figur 3 gezeigten Stellung greift das innere Rohr 66 in den Reaktorbehälter ein, während das äußere Rohr 64- in der Hülee 49 verbleibt, so daß die durch das innere Rohr 66 getragene Hebeeinrichtung exakt angeordnet ist· Beim Zurückziehen der Hebeeinrichtung 25 wird die Hubvorrichtung betätigt und das innere Rohr 66 aufwärts gezogen· Wenn die Hebeeinrichtung ihre am oberen Ende der Auskleidung 82 befindliche oberste Stellung erreicht hat, kann der im Zylinder 97 herrschende Druok beseitigt werden, um den Rohren 64 und 66 ilire Rückkehr in ihre vollständig ineinandergeschobene Stellung zu ermöglichen« Die Tatsache, daß die Rohre 64 und 66 duroh pneumatischen Druok in ihrer vollständig auseinandergebogenen Stellung gehalten werden, schafft während des Transporte der Hebeeinrichtung duroh die Auskleidung 82, das Rohr 23 und di· Hülse 49 eine langt JHihrungef lache. Darüber hinaus trägt die duroh den pneumatischen Druok erzielte leichte federwirkung zur Vermeidung eines Klemmens der Hebeeinrichtung In den JHihrungseleaenten bei*

Wie bereit« erwähnt» trägt <&·■ untere Inde des inneren Rohre·

66 den zum Transport der Ktmeleaente dienenden Gr«ifklauen·

■*tr-

kopf 35« Die zur Halterung und Ausrichtung des Greifklauenkopfes 35 dienenden Einrichtungen sind aus den Figuren 11 und 12 ersichtlich. Am unteren Ende des inneren Rohres 66 ist ein koaxial zu diesem Rohr ausgerichteter Zylinder 99 befestigt. Das untere Ende des Zylinders 99 ist mit einer mit dem Rohr 66 versohraubten Platte 101 versehen und durch ein ringförmiges Auflager 102 in einer am unteren Ende des Rohres 66 ausgebildeten Ausnehmung gelagert. Die Platte 101 besitzt einen Schlitz 104| durch den ein Betätigungsarm106 geführt ist. Wie nachstehend näher erläutert, dient der Arm 106 zum Betrieb der Haltearme des G-reifklauenkopfes. Der Betrieb des Betätigungen armes erfolgt durch eine Einrichtung, die ebenfalls nachstehend erläutert wird.

Mit der Platte 101 sind zwei von der Platte nach unten gerichtete Tragarme 107 fest verbunden« An einer Stelle, die etwa ein Drittel der Streoke vom oberen Ende der Tragarme 108 einnimmt, sind Tragarme 108 für den Greifklauenkopf durch Gelenkbogen 109 schwenkbar mit den Tragarmen 107 verbunden. Der Betätigungsarm 106 ist duroh einen Gelenkbolzen 111 mit den Enden der Tragarme 108 schwenkbar verbunden« Die vom Gelenkbolzen 111 abgekehrten Enden der Tragarme 108 sind duroh Bolaen 112 mit Haltearmen 113 verbunden, die vom oberen Teil des Greifklauenkopfes aufwärts gerlohtet sind· Bei eintr Ab- oder Aufwartebewegung dee Betatigerarmeθ 106 werden die Tragarme 108 um die Gelenkbogen 109 gesohwenkt, wob·! dl· Gelenkbogen 112 «inen Kreisbogen durohlaufen, dessen Kreiemittelpunkt dl«

Gelenkbolzen 109 bilden« Hierduroh wird der Greifklauenkopf zwischen einer Stellung geschwankt, die aich unmittelbar unterhalb dem inneren Rohr 66 befindet,und einer Stellung, die hierau etwa um den Betrag des Abstandes zwischen den Gelenkbolzen 109 und 112 entfernt ist. Die Figuren 11 und 12 zeigen zwei unterschiedliche Stellungen des Greifklauenkopfes zwischen seinen Bewegungsenden_e

Um den Greifklauenkopf während seiner kreisbogenförmigen Schwenkung vertikal ausgerichtet zu halten, sind zwei zueinander parallele Gelenkteile 114 durch Gelenkbolzen 116 mit den (Tragarmen 107 und durch Gelenkbolzen 117 mit dem Greif klauenkopf schwenkbar verbanden, wobei die Gelenkbolzen 117 in eine Ausnehmung des Greifklauenkopfes eingreifen. Der Greifklauen— kopf kann durch Brehen des Zylinders durch nachstehend erläute:, t ^ Hinrichtungen längs eines Bogens geschwenkt werden, dessen Krümmungsmittelpunkt auf der Achse des Zylinders 99 liegt·

Pur den Fall, da£ im Inneren des Reaktorbehälters 11 Schwierigkeiten auftreten, s»B» ein Kernelement seror^chen ist, sind Einrichtungen erwünscht, die dem Bedienenden einen Einblick in üaa Reaktorbehälterinnere ermöglichen Zu diesem Zweck wird manchmal eine Fernsehkamera verwendet. Die erfindungsgemäße Bedienungseinrichtuag verwendet zu diesem Zweck eine FernsehlCaaera 118, die mühelos auf verschiedene Orte im Reaktorbehälte*·· inneren eingeetellt werden kann. Zur Vermeidung zusätzlicher träger- und Steuereinrichtungen fUr die Fernsehkamera und einer

009846/0234 bad original

getrennten öffnung im Eeaktorbehälter für die Fernsehkameraausrüstung ist die !Fernsehkamera 118 auf einem Arm 115 befestigt, der zwischen den beiden Armen 108 ausgerichtet ist. Die Einstellung der Kamera entspricht hierbei der Stellung der Arme. Die Einstellung der Fernsehkamera 118 wird daher durch Steuerung des Betäifcigerarmes 106 gesteuert. Zur Umlenkung des durch die Fernsehkamera aufgenommenen Bildes um 90 ist ein Spiegel 119 zwischen den beiden Armen 108 auf dem Arm 115 befestigt« Hierdurch kann die längliche Kathodenstrahlröhre der Fernsehkamera derart in Längsrichtung der Arme 108 ausgerichtet werolenj daß sie über die Arme nicht hinausgreift und damit keine Übarschneiäungsprobleme schafft· Zur Beleuchtung des Bereiches j auf den die fernsehkamera 118 über den Spiegel 119 ©ingestellt ist₉ dient ©ine mit dem Arm 115 verbundene Lichtquelle 121©

In den figuren 13 und 14 sind die zur Steuerung und zum Transport des Betätigerarmes 106 dienenden Einrichtungen dargestellt, Diese Einrichtungen enthalten eine obere Platte 122, die mit der oberen Stirnkante des Zylinders 99 verschraubt ist« Die Platte 122 ist in einem ringförmigen Lager 123 gelagert, das in eine entsprechende ringförmige Ausnehmung der Platte eingreift unä in ringförmigen Ausnehmungen von zwei nach innen gekehrten ringförmigen Plaa^ölaen 124 des inneren Kohres 66 ge« halten 1st«, Zum Zerl©gG& dar A&oränung- sind die Seile äes inneren Söiires 6S mit Iteas. Ela&sctai 124 löstoas? Bit einander

009646/0234

Die Platte 122 ist mit einer mittigen öffnung versehen, in die ein mit einem Schraubgewinde versehener Einsatz 126 eingesetzt ist, lieser Einsatz ist durch zwei im Abstand zueinander angeordnete ringförmige Lager 127 in der mittigen Öffnung gelagert. Eine mit einem nach außen gekehrten ITlansoh 129 versehene Hülse 128 ist mit dem oberen Stirnteil des Einsatzes 126 verschraubt. Unter der Wirkung der Hülse 128 wird der Einsatz zur Platte 122 gedrehte Die Drehbewegung der Hülse 128 wird äuroh einen Antriebsmotor 151 ausgeübt, dessen Antriebswelle 132 über eine Kappe 133 mit dem oberen. Stirnende der Hülse 128 verschweißt ist« Vorzugsweise dient als Motor 131 ein "■Stufenmotor, um die Stellung des Betätigerarmes 106 äußerst exakt steuern zu können» Die Einstellung des Betätigerarmes durch den Motor 131 erfolgt durch eine mittig in der Hülse 128 angeordnete Schraube 134» die mit dem Einsatz 126 versohraubt ist. Durch Drehung der Hülse 128 und des Einsatzes 126 wird die Sohraube 134 axial zur Platte 122 verschoben» Das unterhalb der Platte 122 angeordnet© untere Ende der Sohraube 134 ist durch in der Zeichnung nicht dargestellte Einrichtungen in einer gleitenden Halterung 136 für den Betätigeraria 106 befestigt* Sie gleitende Halterung 136 nimmt einen axialen Schub durch eine -ringförmige. Schulter 138 auf, die In einer im oberen 'Seil dieser Halterung ausgebildeten Ausnehmung angeordnet iet« Die 'gleitend* Halterung 136 wird daher .in Abhängigkeit von der axia·* Ιθα Verschiebung der Sohraube 134 sur Hatte 122 fein oder von dieser.'weg bef#rdesii«

02$*

Die Halterung 136 ist mit einem in seiner Mitte randoffenen Baum 139 verseilen» durch den ein Lagerzapfen 141 für den Betätigerarm 106 greift. Das eine Ende des Betätigerarmes 106 ist durch eine Buchse 142 schwenkbar auf dem Lagerzapfen 141 gelagert. Die führung der gleitenden Halterung 136 erfolgt durch zwei Fütaungspfosten 143» die mit der Platte 1.22 fest verbunden und zu dieser senkrecht ausgerichtet sind« Gemäß figur 11 sind die unteren Enden der Führungspfosten 143 in einem erhabenen Seil 144 der unteren Platte 101 befestigt. Die führungspfosten sind hohl und greifen durch Öffnungen 146 der gleitenden Halterung 13β_β Zur Schaffung eines Spielraumes sind an zwei dem Zylinder 99 benachbarten Ecken der gleitenden Halterung 136 vertikale Kammern 147 vorgesehen·

Bei Auf« und Abwärtsverschiebung der Schraube 134 durch den Motor 131 wird die gleitende Halterung 136 an den Pührungspfosten 143 auf- und abwärtsgeschoben₀ Hierdurch werden der Betätigerarm 106 samt Gelenkbolzen 111 verschoben und damit die Arme 108 um die Gtelenkbolzen 109 gesohwenkt, wodurch eine Stellungsänäerung des ©reifklauenkopfes erfolgt. Der. in der Platte 101 ausgebildete Schlitz 104 ermöglicht ein Schwenken des Betätigerarmes 106, während dieser die Arme 108 versohiebt· Dies ist durch einen Vergleioh der figuren 11 und 12 ersiohtlioiu

Wie bereite erwähnt$ kann der Greifklauenkopf duroh Drehung «tee 2!ylinders 99 in einem Bogen um die Zylinderachse geschwenkt M@e® S&teseh* eohafft im Zusammenwirken- mit der äuroa

den Betätigerarm 106 verursachten Bewegung eine universelle Einstellbewegung für den Greifklauenkopf» Me Drehung des Zylinders 99 erfolgt durch di© Drehung der oberen Platte 122« Diese Drehung icLrd durch eine Hülse 148 bewirkt, die an ihrem unteren Ende einen nach außen gekehrten rißgföraiigen flansch 149 aufweist, der mit der oberen Stirnseite üer Platte 122 verschraubt ist«, Bas obere lad© ü.er Hüls© IiS iat mit einem nach außen gekehrten flansch 151 verseheag der alt der Unterseite einer Tragplatte 152 für el βια If©^02? 151 ves'&oiiraubt isto Ein Zylinder 155 umhüllt fl@n Motor 131 .ra&ä ist sit seiner unteren Stirnkante mit der Platte 152 r®rschraubt© Das obere Stirnenöe des Zylinders.153 ist durch eine Platte 154 gesöhlosseno Sin Zylinder 136 ist mit seinem nach innen gekehrten ringförmigen flansch 151 mit der Platte 154 verschraubte Das lade des .Zylinders 156 ist mit .einem nach außea gekelc?-' lansch 158 versehsJär, der mit einem Zahnrad 159 "verejoiü'aub'i; isto Der Außenumfang des Zahnrades 159 ist in einem ringförmigen Lager 162 gelagert₉ das in einem vom inneren Rohr 66 nach innen gekehrten Flansch 161 angeordnet ist·

!Tragplatte 163 für ein Zahnradvorgelege ist in einer zwi-

dom Plansoll 161 une! einem zvjeiten Flansch 164 ausgebildeten Ausnehmung gohalteso Bor !Flansch 164 ist ebenfalls vom inaer en Eohs 66 nach Isüqs .g©r&ehtet« *Dae inaer© Hohr ist sswi«

ä©a beiden flaasoliaji 161 w&ü 164 teQaa!jar_s wobei diese irteils in üen Bersiöh©a öiosQS· !Flansch®, siteiaaaäer ver« Ein gaM^aö. 166 iot äiireli eia© ia öer

BAD ORIGINAL

QÖla46/0234

163 befestigte Welle 167 getragen· Das Zahnrad 166 kämmt mit den auf der Innenumfangsfläche befindlichen Zähnen des Zahnrades 159 und ist durch ein Ritzel 168 angetrieben. Das Ritzel 168 ist an dem Ende einer Antriebswelle 169 befestigt, das durch eine zentrale Öffnung der Platte 163 greift. Die Antriebswelle 169 ist in der Platte 163 durch ein ringförmiges Lager 171 gelagert. Die Antriebswelle 169 ist durch einen Motor 172 angetrieben» Der Motor 172 ist durch eine Motorträgerplatte 173 getragen. Die Platte 173 besitzt einen aufwärts gerichteten ringförmigen Flansch 174» der mit der Innenwand des inneren Rohres 66 verschraubt ist« Die Platte 173 weist eine zur Durchführung der Antriebswelle 169 dienende mittige Öffnung auf·

Beim Antrieb des Motors 172 wird durch Rotation der Antriebswelle 169 das Zahnrad 159 durch die Zahnräder 168 und 166 gedreht. Durch Drehung des ringförmigen, auf seiner Innenumfangsfläohe gezahnten Zahnrades 159 werden die Zylinder 156 und 153 und damit die Hülse 148 gedreht» Die mit der Platte 122 verschraubte Hülse 148 dreht die Platte und damit den Zylinder 99 und die Platte 101. Der Motor 131, die Hülse 128, der Ein« satz 126 und die Schraube 134 drehen sich gemeinsam mit der gleitenden Halterung 136 und dem !"ührungspfosten 143· Dies bedeutet, daß zwisohen der Schraube 134 und dem Einsatz" 126 keine Relativbewegung erfolgt und damit der Betätigerarm 106 lediglich eine Drehbewegung und keine sonstige Bewegung erleidet* Bevorzugt wird als Motor 172 ein Stufenmotor verwen«*

009846/0234

det, um eine exakte Einstellung der Hebeeinrichtung durch Drehen zu erhalten« Durch eine geeignete Steuerung der beiden Motoren 131 und 172 kann die gewünschte Stellung des Greifklauenkopfes 35 exakt eingestellt werden·

Eine in der Transportvorrichtung für den Betätigerarm 106 auftretende Störung in der Starkstromversorgung oder sonstige Störung kann zu einer Einstellung führen» in welcher der Greifklauenkopf in einer ZcBo in Figur 11 gezeigten und zum inneren Bohr 66 nicht ausgerichteten Stellung aufgehängt istο Falls der Greifklauenkopf nicht in eine ausgerichtete Stellung zurückbefördert werden muß» kann auf seine Entfernung aus dem Reaktorbehälter verzichtet werden· Zur Erleichterung einer derartigen Situation ist der Betätigerarm 106 mit einem Teil 176 aus einem zum Material des Betätigerarmes unterschiedlichen Material versehene Die Schmelztemperatur des Materials des Teiles 176 ist höher als die im Reaktorbehälter herrschende Kühlmitteltemperatur und wesentlich niedriger ala die Schmelztemperatüren der Materialien,aus denen die restlichen Elemente der Hebevorrichtung hergestellt sind. Eine Heizspule 177» deren Halterung nicht dargestellt ist, ist auf das Teil 176 auf ge·» bracht« Beins fehlerhaften Arbeiten wird durch in der Zeichnung Mont dargestellte Einrichtungen ein derart hoher Strom durofa die Heizspule 177 gesandt» daß das JJeil 176 schmilzt* Hierdurch werden der Betätigerarm 106 außer Betrieb ge seiet und die Arme 10& rate? der .^isfturg-der SchwerJferaft abwärts geschwenkt, bis* sich der Greifklsuenkopf 35 siaaitteXbar unterhalb dem inn·*·

ren Rohr 66 befindet und zu diesem ausgerichtet ist.

Anstelle des vorstehenden Vorschlages kann der gesamte Betätigerarm 106 oder wenigstens einer seiner Gelenkbolzen aus derartigem schmelzbaren Material bestehen» Die in den Ansprüchen verwendete Bezeichnung "Betätigerarm¹¹ umfaßt den Arm und sämtliohe Verbindungen für den Arm. Auf die Verwendung einer Heizspule kann verzichtet werden, wenn der schmelzbare Teil 176 oder sonstige schmelzbare Teile des Armes aus einem Material gefertigt werden, das bei Anstieg der Kühlmitteltemperatur des im Reaktorbehälter angeordneten Reaktors um einen bestimmten Betrag schmilztβ In sämtlichen Fällen wird der Betätigerarm derart außer Betrieb gesetzt, daß der Greifklauenkopf in eine rückziehbare Stellung herabschwingen kann· Bei einem gasgekühlten Kernreaktor, bei dem die am oberen Ende des Kernes herr·- eohende Kühlmitteltemperatur während der Betätigung der Bedie— nungseinrlohtung, z*B· etwa 25O⁰I¹ beträgt, ist eine Sohmelztemperatur von 70O⁰J ausreichend. Die am oberen Teil des Reaktorkernes herrschende Temperatur kann normalerweise durch Verringerung des Kühlmittelflusses auf diese Temperatur angehoben werden·

7. Der Greifklauenkopf

Die Einzelheiten des Greifklauenkopfes 35 sind aus den figuren 15 und 16 ersiohtlioh. Die Aufgabe des Greifklaue.ikopfes besteht im Greifen und Halten der Kernelemente im Reaktorb«hälter, um diese Elemente einzeln durch die öffnung 14 herausführen

009646/0234

ZiU können. Jedes der Kernelemente (s. die im dargestellten Reaktor mit 12 bezeichneten Kernblöcke) ist mit einer an ihrem unteren Ende durch einen Pflock 179 verschlossenen Bohrung versehen. Zwischen den Enden der Bohrung ist eine ringförmige Schulter 181 angeordnet. Knapp über der Schulter 181 1st in der Bohrung ein ringförmiger, sich verjüngender Teil 182 ausgebildet. Die Schulter gelangt - wi*? nachstehend erläutert mit Greifelementen oder einer Greifklaue in Eingriff und wird mit dem Greifklauenkopf gehoben.

Am Greifklauenkopf 35 hängt ein Dorn 183» der in nachstehend .beschriebener Weise die Trägerelemente oder die Greifklaue trägt· Die Spitze des Dorns ist mit einer konischen Sonde 187 versehen, die mit dem sich verjüngenden Teil 182 der Bohrung 178 derart zusammenwirkt, daß durch eine nachstehend beschriebene Abtasteinrichtung die Führung des Dorns 183 in eine mittlere Stellung in der Bohrung unterstütet wird ο Der obere Abschnitt 186 des Bornes 183 besitzt einen größeren Durchmesser als der untere Abschnitt und greift in eine in einem pneumatischen Zylinder 187 mittig angeordnete Kammer ein· Das Innere des Zylinders ist in eine obere Kammer 188 und eine untere Kammer 189 etwas kleineren Durchmessers unterteilt· Der obere Abschnitt 186 des Dorns 183 ist durch eine Diohtung 191 gegen die Wände der unteren Kammer i89 gedichtet. Der obere Abschnitt 186 trägt einen in der Kammer 188 angeordneten Kolben 192, der durch eine am Kolbenumfang angeordnete Dichtung gegen die Kammerwände abgediohtet let·

009846/0234

Die aufgezeigte Greifklaue ist eine Betriebsstellung gezwungen, in der sie zum Greifen eines Kernelements unter der Wirkung eines Schraubenfederpaares 193 auseinandergezwängt ist· Der Kolben 192 wird unter der Wirkung der Federn 193 gegen das untere Ende der Kammer 188 verschoben. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Vorrichtung sind zusätzlich zwei ledern vorgesehen. Mit dem oberen Stirnteil des Zylinders 187 ist eine obere Platte 194 verschraubte Die Platte 194 ist einstückig mit einem Pflockteil 196 verbunden, das in den Zylinder 187 eingreift und an seinem oberen Ende dichtet. Ein zylindrischer Ansatz des Pflockteiles 196 dient als oberer Anschlag für den Kolben 192. Der obere Teil 186 des Dorns greift durch eine Öffnung der Platte 194. Der Teil 186 ist in dieser Öffnung dicht angeordnet, jedoch axial verschiebbar· Ein Kanal 197 steht mit der oberen Kammer 188 unterhalb des Kolbens in Verbindung. Durch Einfuhr eines Gases in die obere Kammer und Aufwärtsverschiebung des Kolbens entgegen der Wirkung der Federn 193 wird die Greifklaue in eine ausgerückte Stellung beförderte Die Dichtung 191 verhindert das Entweichen von Gas in die Kammer 189ο

Das untere Ende des Zylinders 187 ist mit einem nach unten gekehrten rohrförmigen Teil 198 versehen, durch den der Dorn 183 geführt ist. Mehrere Pinger 199, welche die Greifklaue bilden, hängen vom sich verjüngenden Ende des rohrförmigen Teiles 1yn harnb und sind jeweils radial zum Dorn ausgerichtet·

009846/(1234

Jeder linger 199 ißt mit einer Schulter 201 versehen. "Me mit 202 bezeichneten unteren Enden der Finger 199 sind unterhalb den Schultern nach innen gewinkelte Zur Betätigung der Greifklaue trägt der Dorn 183 eine geringfügig oberhalb der Sonde 184 angeordnete konische Schulter 203. Die Figur 15 zeigt den Kolben 192 in seiner unteren Umkehrstellung. In dieser t3teilung steht die Schulter 203 derart mit den Enden 202 der Finger 199 in Eingriff, daß die Finger so nach außen gedrückt werden, daß die Schultern 201 unter die ringförmige Schulter 181 des Kernelements greifen. Beim Anheben des Greifklauenkopfes wird das Kernelement ebenfalls angehoben« Duroh Erzeugung eines pneumatischen Druokes auf der Unterseite des Kolbens 192 wird der Kolben entgegen der Wirkung der Federn 193 aufwärtsgeschoben, bis die Schulter 203 außer Eingriff mit den Enden 202 der Finger gelangt. Die Innenfläche der Sonde 184 gelangt mit den Außenseiten der Enden 202 so in Eingriff, daß die Enden nach innen verschoben werden₀ Nachdem die Enden nach innen verschoben sind, geben die Schultern 201 die ringförmige Schulter 181 frei, so daß der Dorn 183 aus der Bohrung 178 entfernt werden kann. Die Finger können aus federndem Material gefertigt sein, so daß die Enden 202 gegen den Dorn vorgespannt sind·

Zur Schaffung einer zur Erleichterung der Einführung des Dorneβ 183 in die Bohrung 178 dienenden selbsttätigen Korrektur der Einstellung des Greifklauenkopfes wird im Greifklauenkopf eino aus AbtaBteleraenten gebildete Anordnung verwundet, die ein zur selbsttätigen Korrektur der Grelfklauenkopfetellung dienende«

0 0 <5 B U 6 / η 2 3 4

Fehlersignal erzeugt· Das Senken des Greifklauenkopfes kann unterbrochen werden, bis sämtliche Sinstellfehler korrigiert sind, wonach die Senkbewegung bis zu ihrer nachstehend erläuterten automatischen Beendigung fortgesetzt werden kann. Venn der Dorn 183 korrekt eingesetzt ist, kann der unter dem Kolben 192 herrschende Druck beseitigt werden, so daß die Federn 193 den Kolben abwärts verschieben können, um die Finger in Eingriff mit dem Kerneleinent zu befördern. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die Greifklaue nur durch pneumatischen Druck in ihrer ausgerückten Stellung gehalten ist und daß nach .Beseitigung dieses Druckes die Greifklaue unter der Wirkung der Federn 193 rasch in Eingriff mit dem Kernelement gelangt. Aufgrund dieser Anordnung ist eine Freigabe des Kernelements ohne Erzeugung eines Druckes im pneumatischen Zylinder nicht möglich· Die Bedienui}·'"¹ inrichtung für das Kernelement kann daher mit einer manuell uetätigbaren Einrichtung versehen sein, die ein rasches Abführen des Gases ermöglicht· Falls die Greifklaue mit dem Kerneleiaent in Eingriff gelangt ist, erzeugt die Abtasteinrichtung ein Signal, durch das der Greifklauenkopf samt Kernelement selbsttätig angehoben und durch die öffnung in die Bedienungseinrichtung befördert wird·

Wie bereits erwähnt, ist der Greifklauenkopf auf den zueinander parallel ausgerichteten Tragarmen 108 befestigt» Auf die Gelenk-T.npfßii 112, welche dLe Tragarme 108 mit den am oberen Ende de« Gr·.'L !'k Lauenkopf en ungeordneten Armen 113 verbinden, ist

^f: 0 ■) π ·'. B / η ?

eine Buchse 204 aufgeschoben. Die Buchse 204 ist durch ringförmige Lager 206 in äen Armen 113 gelagert. Das eine Ende jedes Gelenkaapfens ist mit einem Anschlag 207 versehen. Das hierzu abgekehrte Ende Jedes Gelenkzapfens weist ein Schraubengewinde auf, auf das eine Mutter 208 aufgeschraubt ist. Zwischen der Mutter 208 und dem benachbarten lager 206-ist ein Dichtungsring 209 angeordnet. Zwischen den Lagern 206 und dem Arm 108 sind Abstandringe 205 angeordnet. Die Arme 113 sind von einer Deckplatte 211 aufwärtsgerichtet, die einen Teil eines Gehäuses für die Abtasteinrichtung bildet. Eine zylindrische \iand 212 erstreckt sich von der Deckplatte 211 abwärts. Zwei waagerechte Platten 213 und 214 sind nahe der Mitte und zwar an der unteren Stirnkante des Zylinders 212 angeordnet« Die Platte 211 weist eine mittig angeordnete rechteckfb'rmige Öffnung 216 auf. Die Platten 213 und 214 sind mit greifscheibenförmigen Öffnungen 217 bzw. 218 versehen.

Der Zylinder 187 greift durch die öffnungen 216-218 und ist daher seitlich gegen die Platten 211, 213 und 214 verschiebbar« Die seitliche Verschiebung wird durch mehrere Schraubenfedern 219 gehemmt, die mit ihren einen Enden mit Bolzen 2±ß 221 verbunden sind«, Die Bolzen 221 sind auf den Platten 213 und 214 befestigt. Die anderen Enden der Federn 219 sind mit Bolzen 222 verbunden, die wiederum Huf einer mit dem Zylinder 187 verbundenen Platte 223 angeordnet sind. Unter der Wirkung der radial,z.B. im Abstand von jeweils 90° um den Zylinder angeordneten Federn 219 wird der Zylinder in die Mitte der öfi-

0 0 9 8 k R / π ? ? /,

nungen 216, 217 und 218 gedrängt. Eine axiale Verschiebung des Zylinders gegen die Platten 211, 215 und 214 wird durch Kugeln 224 verhindert, die jeweils in den Mitten der Federn 219 angeordnet und in geeigneten Kugellagerringen geführt sind, so daß die Kugeln mit Rücksicht auf die Federn rollen können. Die Kugeln sind daher zwischen der Platte 223 und den Platten 213 und 214 bewegbar, um eine seitliche Verschiebung des Zylinders 187 zu ermöglichen, wobei jedoch jede vertikale Verschiebung relativ zu den Platten verhindert wird.

Die Abtastelemente, welche das fehlersignal zur Einstellung des Dorne 183 in der Bohrung 178 erzeugen, sind auf der oberen Stirnfläche der Platte 213 befestigt. Das obere Abtastelement 226 ist durch einen Stab 227 mit einem U-formigen Joch 228 verbundene Das Joch ist mit Platten 229 versehen, die mit der Außenfläche des Zylinders 187 in Eingriff stehen. Das Abtastelement 231 ist rittlings auf dem mittleren Teil eines U-förmigen Jochs 232 angeordnet., Das Joch 232 ist mit Platten 233 versehen, die mit der Außenfläche des Zylinders 187 in Eingriff stehen, um eine Verschiebung des Zylinders in einer zur Richtung der durch das Jooh 228 abgetasteten Bewegungen senkrechten Richtung abzutasten_e

Eine axiale Verschiebung des Dornes 183 zum Zylinder 187 wird durch zwei Schalterpaare 234 und 236 abgetastet· Die Schalter paarweise angeordnet, um die Betriebszuverlüseigkeit zu

0Q9846/O234

erhöhen. Das obere Sohalterpaar 254 steht mit einer am oberen Teil 186 des Dorne ausgebildeten ringförmigen Erhebung 237 in Eingriff und schafft eine Anzeige der Dornstellung, wenn sioh der Kolben 192 an seinem unteren Umkehrpunkt (Grelfstellung der Klauen) befindet. Das Schalterpaar 236 gelangt in eine am oberen Teil des Dorns ausgebildete ringförmige Ausnehmung 238, wenn sich der Kolben in seiner oberen Umkehrstellung (ausgerückte Klaue) befindet. Hierdurch wird die ausgerückte und die G-reifstellung der Klaue angezeigt· Um eine Drehbewegung der Platten 211, 213 und 214 gegen den Zylinder 187 zu vermeiden, ist die untere Platte 214 durch mehrere G-leitblöoke 239 und eine Platte 241 mit dem Zylinder gekoppelt. Die Platte 241 ist am unteren Ende des Zylinders nach außen gekehrt. Die Platte 241 weist Führungen 242 auf· Eine entsprechende Anzahl von Führungen ist auf der Unterseite der Platte 214 angeordnet, die senkrecht zu den Führungen 242 ausgerichtet ist. Die Grleifblooke 239 tragen Ansätze, die in den zugehörigen Führungen gleiten« Diese Anordnung ermöglicht die seitliche Verschiebung dee Zylinders 187 gegen die Platten 211, 213 und 214 und zwar unter Ausschluß einer Drehung des Zylinders gegen diese

unteren Teil des Greifklauenkopfee 35 1st eine Kontaktplatte 243 befestigt« Dieae Platte iet durch mehrere Bolzen 244 und 245 gleitbar getragen Die Bolzen 244 und 245 hängen in geeigneter Verteilung von der Platte 241· Die Bülaen 244 enthalten zwei Sohrauöenffidern 246» unter deren Wirkung die Plait) 13 ;*igen einen an dem Bolzen 245 befestigten, r ί t ^fcJr* 1#>ι , Α,η ■·-μΙ.η?;

00Ö846/0234 _>

247 angedrückt wird«, Palls die Greifklaue zu weit in die Bohrung des ICernelements 12 eingeführt ist, unterbindet die Platte 243 die Zerstörung des Kernelements. Zur zusätzlichen Vorkehrung wird.bei ausreichender Verschiebung der Platte 243 ein Übersteuerungsschalter 250 freigegeben- und dadurch die durch die Motoren gesteuerte weitere Abwärtsbewegung des G-reifklauenkopfes gestoppt» Am Rand der Platte 243 sind mehrere im Abstand zueinander angeordnete Räder 253 befestigt. Diese Räder dienen zur Führung des G-r eif klauenkopf es und des gegriffenen Kernelements, wobei die Bäder auf benachbarten Flächen, wie z»J3. den Seiten benachbarter Kernelemente, rollen«.

Von der· Platte 241 erstreckt si oh. eine Hülse 248 abwärts und umhüllt den rohrförmigen Seil 198 des Zylinders 187. Die Hülse

248 ist an ihrem unteren Ende mit einem nach außen gekehrten flansch 249 "S®rsehen_s der in eine in der Platte 243 ausgebildete Ausnehmung 251 eingreift» In der Kammer bzw· Ausnehmung 251 sind geeignete Einrichtungen angeordnet, um die durch die Platte 243 auf das Kernelement ausgeübte_e abwarte gerichtete Kraft abzutasten und ä&,a Gewicht des Kemelements während seines Transportes zn ermitteln. . ■

Di® in den figuren dargestellte, vo^saohriebene Abtasteinrichtung erzeugt-Signal© für ®in automatisches Steuersystem für di© Greifklaue wann ölte® di® Kemslement® aufnimmt und ab« !©gto Die Ibtastsinriahtung ist selbstverständlich nicht auf

l b-isisUränkte So kasir b.-Ispiol...-

8 4 8 / 0 2 .U

weise durch zusätzliche Abtastelemente eine größere Empfindlichkeit oder Zuverlässigkeit erhalten werden«

II. Verfahren zum Bedienen des Kernelements A. Die Kenikonstruktion

Nachstehend wird anhand der Figur 17 das erfindungsgemäße Verfahren zum Beschicken und Entleeren eines Reaktorkernes beschrieben. Aus Figur 17 ist ersichtlich, daß der Reaktorkern aus mehreren Kernelementen 12 besteht, die zum leichteren Greifen durch eine Greifklaue jeweils mit einer mittigen Bohrung 178 verbunden sind« Die gezeigten Kernelemente bestehen aus hexagonalen Graphitblöcken, die mehrere, nicht dargestellte Stäbe aus spaltbarem Material enthaltene Die Kernelemente kön-. nen auch aäs reflektierendem oder moderierendem Material gefertigt sein oder eine sonstige ähnliche Konstruktion aufweisen, wobei das erfindüngsgemäße Verfahren auch für diese Art eines Kernblockes anwendbar ist«, Der in Figur 17 dargestellte Reaktorkernteil besteht aus mehreren durch Doppellinien angedeuteten Bereichen 261, die jeweils sieben vertikale Säulen aus einzelnen lCernblöoken 12 enthaltene Die in den mittleren Säulen der einzelnen Bereiche 261 angeordneten Kernblöcke 12 sind mit zwei vertikalen Bohrungen 252 versehen, die zur Steuerung der Reaktivität des Reaktorkernes zur Aufnahme von Steuerstäben dienen«, Die Blöcke der mittleren Säulen der Bereiche 261 können zusätzlich gegenüber den benachbarten Säulen nach unten versetzt sein ₉ um eine quer zu den Zwiachenflächen der Kernblöcke wirkende seitliche Scheruigzu unterbinden«, Die aur Aufnahme

009846/0234

der Steuerstäbe und Antriebsvorrichtungen, dienenden Öffnungen sind unmittelbar über den mittleren Säulen der einzelnen Bereiche angeordnet, wobei - wie vorstehend beschrieben - die Beschickung und Entleerung der Kernblöcke durch diese Öffnungen erfolgt. .

B. Bedienungsverfahren

G-emäß dem Torschlag nach der Erfindung wird jeweils ein ganzer Bereich 261 gleichzeitig durch die über seiner mittleren Säule angeordnete öffnung be- oder entladen (befördert), und anschließend erst ein anderer Bereich durch eine der anderen Öffnungen be- oder entladen· Bei Entladung jedes Bereichs werden zunächst sämtliche Kernblöcke einer Lage und danach die. Kernblöcke der darunter liegenden Lage entfernt. Es sei angenommen, daß die Figur 17 das obere Ende des Reaktorkernes darstellt. Bei Entladung der einzelnen Bereiche werden zuerst der obere Block der mittleren Säule und dann die oberen Blöcke der benachbarten Säulen abgehoben· Dieser Vorgang wird Lage für Lage wiederholt.

Beim Beladen der Kernblöoke werden vor dem Einsatz des Kernblockes der mittleren Säule je Lage zunächst nur die Kernblöcke von vier seitlichen Säulen eingeführt» Falls zunächst die z.B. mit 1 biB 4 numerierten Kernblöcke und dann der mittlere Kernblock 5 eingeführt werden, kann der mittlere Kernblook anstatt von oben von der Seite (d.h. zwisohen den Kernblöoken 1 und 4) eingesetzt werden, wodurch es an den unteren Kanten der mittleren

009846/0234

Ke£nblöcke keiner abgeschrägten Ecken bedarf. Abgeschrägte Ecken erschweren die Schaffung der mittleren Kernblöcke und erhöhen die Herstellungskosten. Beim seitlichen Einsatz des mittleren Kernblockes sind stets benachbarte Führungsflächen für die Führungsrader 253 und wenigstens zwei Richtflächen für jeden abgestellten Kernblock verfügbar. Wenn zunächst nur der mittlere Kernblock eingefügt wird, sind keine Riehtflächen für diesen Block vorhanden« falls der mittlere Kernblock nicht seitlich, sondern durch senkrechtes Ablassen'eingesetzt wird, ist seine Justierung nicht gewährleistet, da keine lührungsflächen zur Verfügung stehen. Nach dem seitlichen Einsatz des mittleren Kernblocks können die restlichen zwei Kernblöcke (d.h· die Kernblöcke 6 und T) eingesetzt werden·

Obgleich die Blöcke der mittleren Säule jedes Bereichs gegen die Blöcke benachbarter Säulen nach unten versetzt sind, soll die Bezeichnung "lage"''einen Block in der mittleren Säule kennzeichnen, der etwa auf dem Niveau der Blöcke der benachbarten Säulen angeordnet ist· Wenn mehrere Kernbereiohe be-· oder ent·· laden werden sollen, wird die Steuerstab~Antriebseinriohtung über einem Bereich entfernt, die Hülse eingesetzt und das vortoesohriebene Arbeitsverfahren durohgeführt, bevor eine andere öffnung verwendet wird· Nachdem diese Arbeit für einen Bereich, beendet ist, wird di· Hülse entfernt und die Steuerstab-Antriebeeinriohtüng erneut in ihre Stellung befördert. Hierauf kann die Steueretab~AatriefcieinriQhtung von einer anderen öffnung entfernt und. dae Toritehende Arbeitsverfahren wiederholt werden·

009846/0234

Der Reaktorkern kann somit Bereich für Bereich be- und entladen werden, wobei jeweils nur eine Öffnung je Bereich verwendet wird..

Duron das erfindungsgemäße Be- und Entladungsverfahren wird der Raumbedarf über dem Reaktorkern verringert, der ansonsten erforderlich ist, um eine aus Kernblöcken zusammengesetzte ganze Säule oder ein einzelnes langes Kernelement zu entfernen« Bei Verwendung der letztgenannten Kernelemente soll der Abstand zwischen der oberen Stirnfläche des Reaktorkernes und dem oberen Ende der Innenkammer des Reaktorbehälters so groß sein, daß diese Kernelemente nach ihrer Herausnahme aus dem Reaktorkern vollständig senkrecht angeordnet und zur öffnung ausgerichtet werden können. Darüber hinaus ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Vereinfachung der Bedienungseinriohtung, da diese nicht tief in den Kern zwischen benachbi rten Säulen eingreifen muß, was ansonsten erforderlich ist, wenn jeder Kernblook in einer einzelnen Säule entfernt werden muß, bevor auf die nächste Säule übergegangen werden kann«

III· Sohlußbemerkungen

Die Erfindung sohafft eine verbesserte Bedienungseinrichtung für Kernelemente, die außer den zum Einführen der Steuerstab- und Antriebevorrichtungen dienenden öffnungen keiner weiteren Reaktorbehölteröifnungen bedarf. Die Kompliziertheit und der Aufwand gegenüber vergleichbaren Reaktoren ist wesentlich verringert, di· Zuverlässigkeit erhöht und die Steuerung verein-

0098*6/0234

fachtp Die Instandsetzung der Aufzugsvorrichtung der Bedienungaeinriohtung ist ohne weiteres möglich, wobei jedoch die ansonsten durch die Abschirmung der Beaienungseinriohtung auftretenden Schwierigkeiten vermieden sinde Ein Klemmen des Greifklauenkopfes in einer zu einer Öffnung nicht ausgerichteten Stellung kann mühelos behoben werden. Die Gefahr des IaI-lenlasaens eines Kernelements bei einer Störung der Stromversorgung ist beseitigt. Durch die Erfindung wird zusätzlich ein verbessertes Be- und Entladeverfahren vorgeschlagen, das die Anlage wesentlich vereinfacht.

009846/0234

Claims (1)

1. Patentansprüche

   ' 1 β) Kernelementbedienungseinrichtung für einen Kernreaktor, der mehrere zu einem Reaktorkern zusammengesetzte und in einem mit wenigstens einer öffnung versehenen Reaktorbehälter angeordnete, entfernbare Kernelemente aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Einsatz in die Öffnung geeignete Hülse (49), eine zum Einsetzen und zum Entfernen der Hülse in bzw. aus der Öffnung dienende Einrichtung (54) und eine Bedienungsvorrichtung (18) vorgesehen ist, die über der Öffnung angeordnet werden kann, daß die Bedienungsvorrichtung eine Hebevorrichtung (25) und eine Einrichtung zum Einführen dieser Hebevorrichtung in die Hülse aufweist, daß die Hebevorrichtung eine zum Transport der Kernelemente (12) durch die öffnung dienende, die Kernelemente lösbar greifende Greifvorrichtung aufweist und daß die Hülse mit Einrichtungen zur Führung und Ausrichtung der Hebevorrichtung in der Hülse versehen ist·

   2· Einrichtung nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebevorrichtung (25) einen teleskopartig ausziehbaren Teil (63) aufweist, der in der Hülse (49) derart axial ausziehbar ist, daß sein einer Teil zur Führung und Ausrichtung der Hebevorrichtung in der Hülse bleibt, während ein weiterer Teil (66, 107) duroh die Hülse hinduroh in das Reaktorbehälterinnere greift.

   009846/0234

   3. Einrichtung naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der teleskopartig ausziehbare Teil (63) innere und äußere koaxial ausziehbare Rohre (66, 64) aufweist, daß die Rohre durch eine pneumatische Einrichtung (93, 97) miteinander verbunden sind und daß die pneumatische Einrichtung derart betätigbar ist, daß die Rohre aus einer vollständig ineinandergeschobenen Stellung in eine auseinandergezogene Stellung verschiebbar sind.

   4ι Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienungsvorrichtung (18) mit einer mit dem inneren Rohr (66) verbundenen Einrichtung zum Transport der Hebevorrichtung (25) versehen ist»

   5· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienungsvorrichtung (.18) eine lösbar mit einer Plattform (47) versehene Halteelnriohtung (32) aufweist und daß die Dioke der Plattform so gewählt ist, daß auf der Platt·» form befindliohe Personen gegen radioaktive Strahlung abgeschirmt sind«

   6· Einrichtung naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Bedienungevorriohtung (16) wenigstens ein axial zur HUI«· se (49) ausriohtbarea Fahrungerohr (23) aufweist und dafl dae Pührungerohr (23) den führung«- und Justiereinrichtungen der Hüls· entsprechend· Einrichtungen aufweist, um die fuhrung der Hebevorrichtung (25) iwlaohen den Führungerohr und der HUI·· (49) au erleichtern· ORIGINAL INSPECTED

   009846/02)4

   7β Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienungsvorrichtung (18) mit einem radioaktive Strahlen abschirmenden Gehäuse (19, 21) versehen ist, das einen das Führungsrohr (23) umhüllenden ringförmigen Speioherraum (36) für die Kernelemente (12) aufweist, daß ein zur Aufnahme der Hebevorrichtung (25) dienender Durchlaß (21, 82) vorgesehen ist, daß dieser Durchlaß zum Führungsrohr axial ausgerichtet und in einem Abstand zu diesem angeordnet ist, daß durch die Hebevorrichtung Kernelemente in den Speicherraum (36) befördert oder aus diesem entfernt werden können und daß das Gehäuse im Bereich des Durchlasses Einrichtungen aufweist, die den Führungs- und Justiereinrichtungen des Führungsrohres entsprechen, um die Führung der Hebevorrichtung zwischen dem Führungsrohr und der Hülse zu erleichtern.

   8· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung einen Träger (107), einen Greifklauenkopf (35) und wenigstens einen Tragarm (108) aufweist, der im Bereioh zwischen seinen Enden mit dem Träger (107) und mit seinem einen Ende mit dem Greifklauenkopf schwenkbar verbunden iet| daß ein Betätigerarm (106) mit seinem einen Ende mit dem vom Greifklauenkopf abgekehrten Ende des Tragarmee (108) schwenkbar verbunden iat, daß die Hebevorrich·* tung (25) mit dem vom Tragarm (108) abgekehrten Ende des Betätigerarmee verbundene Antriebsvorriohtungen aufweist, um den Greifklauenkopf In «ine zur Hülse (49) unausgeriohtete

   00984S/0234

   Stellung zu verschieben, daß wenigstens ein Teil (176) des Betätigerarmes aus einem Material gefertigt ist, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als der Schmelzpunkt des Materials des Tragarmes (108) und daß der Betätigerarm gegebenenfalls außer Tätigkeit setzbar ist, um den Greifklauenkopf aus dem Reaktorbehälter (11) zu entfernen

   Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung einen Träger (107), einen Greifklauenkopf (35) und wenigstens einen Tragarm (108) aufweist, der den Greifklauenkopf mit dem Träger koppelt, daß zur Justierung des Greifklauenkopfes eine zum Schwenken des Tragarmes und des Trägers dienende Einrichtung (114, 116) vorgesehen ist, daß eine zur Beobachtung von Vorgängen im Reaktorbehälter (11) dienende optische Beobachtungseinrichtung (118) auf dem Tragarm befestigt ist und daß die zum Schwenken des Tragarmes dienende Einrichtung zur Einstellung der Beobachtung a einrichtung und des Greifklauenkopfes dient.

   10. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung einen Greifklauenkopf (35), eine Drehhalt er uiig (107), die sum Drehen mit dem einen Ende des inneren Rohres (66) verbunden ist, und einen Tragarm (108) aufweist, dessen eines Ende schwenkbar mit dem Greifklauen« kopf verbunden ist, daß der Tragarm im Bereich zwischen seinen Enden aohv/enkbar mit der Drehhalterung verbunden iat, derart, daß der Greifklauenkopf beim Schwenken des Tragarmes einen Bogen durchläuft, dessen Ebene im wesentlichen parallel

   009846/0234

   zur Drehachse der Drehhalterung ist, daß ein Betätigerarm (106) vorgesehen ist, dessen eines Ende nit dem vom Greifklauenkopf abgekehrten Ende des Tragarmes (108) schwenkbar verbunden ist, daß ein zur Drehung der Drehhalterung dienender erster Stufenmotor (172) mit der Drehhalterung gekoppelt ist, daß ein zweiter Stufenmotor (131) auf der Drehhalterung befestigt ist und daß der zweite Stufenmotor mit dem vom Tragarm (108) abgekehrten Ende des Betätigerarmes gekoppelt ist, um zum Schwenken des Tragarmes den Betätigerarm zu betätigen_e

   11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der G-reifklauenkopf mit einer Klaue versehen ist, die in eine erste, mit einem Kernelement (12) nicht in Eingriff

   in
   stehende Stellung und/eine zweite, mit einem Kernelement in Eingriff stehende Stellung versetzbar ist, daß ein Klauenbetätigerelement (183) vorgesehen ist, das zwischen einer ersten Stellung, in der sich die Klaue in ihrer ersten Stellung befindet, und einer zweiten Stellung, in der sich die Klaue in ihrer zweiten Stellung befindet, verschiebbar ist, daß Federelemente (193) vorgesehen sind, unter deren Wirkung das Klauenbetätigerelement in die zweite Stellung befördert wird und daß pneumatische Einrichtungen (187) vorgesehen sind, um das Klauenbetätigerelement in seine erste Stellung zu verschieben.

   12. Einrichtung nach Anepruoh 11, daduroh gekennzeichnet, daß die Greifklaue mehrere radial zum Klauenbetätigerelement

   009846/0234

   (183) ausgerichtete Pinger (199) aufweist, daß die !Finger bei Anordnung des Klauenbetätigerelements in seiner ersten Stellung zu diesem Element benachbart sind, daß jeder Finger eine zur Kontaktierung eines Kernelements (12) dienende Einrichtung (201) aufweist und daß das Klauenbetätigerelement mit einem Ansatz (203) versehen ist, der in der zweiten Stellung des Greifklauenbetätigerelements mit den Fingern in Eingriff gelangt, um die Finger zur Kontaktierung des Kernelements radial nach außen zu verschieben.

   13· Verfahren zum Be- und Entladen wenigstens eines Teils eines Reaktorkernes durch eine Reaktorbehälteröffnung, wobei der Reaktorkern aus mehreren, benachbarten Säulen besteht, die jeweils aus einzelnen durch die Öffnung durchführbaren Kernblöcken zusammengesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die in benachbarten Säulen gestapelten Kernblöcke (12) Lage für Lage einzeln durch die öffnung (14) geführt werden«

   14· Verfahren zflm Be- und Entladen eines Reaktorkernes, der in einem mit melieren Öffnungen versehenen Reaktorbehälter angeordnet ist,nach Anspruoh 15t dadurch gekennzeichnet, daß öffnung (14) nach öffnung die jeweils den einzelnen öffnungen zugeordneten Kernblöoke (12) durch die öffnungen geführt werden·

   Vrfahren zum Be- und Entladen eines Reaktorkern;es, wobei ifnung eine Stuueratab-Antriebevorrichturifi vorgesehen 0 0 9 β'.S.'.V, 3 4 BADORiGiNAL

   ist, nach Anspruch 13 oder 14» dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur die Steuerstab-Antriebsvorrichtung (53) einer Öffnung entfernt, die gewünschte Anzahl von Kernblöcken (12) durch diese Öffnung geführt und zunächst diese Vorrichtung in ihre Stellung zurückbefördert wird, bevor die Steuerstab-Antriebsvorrichtung einer weiteren Öffnung entfernt wird β

   16, Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Entfernen einer Steuerstab-Antriebsvorrichtung (53) eine Führungshülse (49) in die entsprechende Öffnung (14) eingesetzt und diese vor Rückstellung der Steuerstab-Antriebsvorrichtung wieder entfernt wirdo

   17· Verfahren zum Be- und Entladen eines Reaktorkerns, dessen aus benachbarten Säulen aus Kernblöcken zusammengesetzte Gruppen jeweils wenigstens eine mittlere Säule und mehrere diese Säule umgebende äußere Säulen aufweisen, nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß je Lage und Gruppe zunächst ein Teil der äußeren Kernblöoke (12) angeordnet und anschließend der mittlere Kernblock seitwärts durch den Spalt zugeführt wird, der durch die restlichen zuzuführenden äußeren Kernblöcke geschlossen wird·

   Leerseite