DE2157287A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Handhabung schwerer Deckel - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Handhabung schwerer DeckelInfo
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- G21C13/073—Closures for reactor-vessels, e.g. rotatable
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- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F7/00—Shielded cells or rooms
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Description
Patentanwälte
Dipl.-Ing. R. !3LtüTZ
Dipl-Incj. K. LAWP^Ci
Dr.-Ing. R. ES ^ C Γ Z Jr.
β München 22, Sioinsdorfstr. 10 2157287
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410-17.843P 18. 11. I971
ELECTRICITE DE FRANCE (Service National). Paris (Frankreich)
und
COMMISSARIAT A L1ENERGIE ATOMIQUE, Paris,
(Frankreich)
Verfahren und Vorrichtung zur Handhabung schwerer
Deckel
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Handhabung eines Deckels bzw. einer Abdekkung eines radioaktive Produkte enthaltenden Gehäuses und
insbesondere auf die Handhabung der Abdeckung eines Kernreaktorbehälters. Die Bezeichnung "Deckel" soll dabei selbstverständlich
im weitesten Sinne verstanden werden und nicht nur Deckel aus einem Stück umfassen» sondern auch zusammengesetzte
Strukturen, von denen gewisse Anteile gegenüber dem Rest beweglich bzw. lösbar sind.
Die für mit leichtem Wasser arbeitende Kernreaktoren bestimmten Behälter bzw. Gehäuse besitzen vorzugsweise eine
41O-(B 3914.4.3)-Nö-r (7)
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obere Abdeckung mit recht großem Durchmesser, die einen Zugang zum Reaktorkern und in gewissen Fällen auch zu den
Wärmeaustauschern gestattet. Dieser Deckel hat ein sehr erhebliches Gewicht, das bei einem Behälter aus Spannbeton
für Reaktoren hoher Leistung etwa 100 Tonnen erreicht. Dieser Deckel wird in regelmäßigen Abständen angehoben,
um den Zugang zu den Brennstoffelementen, insbesondere
im Hinblick auf ihre Nachladung sowie zu den anderen Organen innerhalb des Reaktorkerngehäuses zu emßglichen. Das
hohe Gewicht des Deckels macht nun dessen Handhabung schwie-P rig und heikel,und zwar um so mehr, als der Reaktor zuvor
unter eine Schicht entmineralisierten Wassers (oder einer
anderen absorbierend wirkenden Flüssigkeit) gesetzt werden muß, die ausreicht, um das Bedienungspersonal beim Öffnen
des Gehäuses vor den vom Reaktorkern herstammenden Strahlungen zu schützen.
Ziel der Erfindung ist daher ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Handhabung eines solchen Deckels, durch
welche die für das Anheben und die transversale Verlagerung des Deckels aufzubringenden Kräfte sehr erheblich reduziert
und die bei klassischen Anlagen bestehenden Gefah- k ren im Zusammenhang mit dem Anheben eines Teils von mehreren
Dekatonnen Gewicht über eine Aufhängung und dessen Transport von dem üblichen Sitz zu einem Ausweichplatz vermindert
werden.
Das zu diesem Zweck entwickelte erfindungsgemäße Verfahren
zur Handhabung eines schweren Deckels für ein Gehäuse, das insbesondere radioaktive Produkte enthält, ist
dadurch gekennzeichnet, daß man ein den Deckel umgebendes Becken von ausreichenden Abmessungen, um darin den Deckel
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verlagern zu können, fortschreitend mit einer Flüssigkeit
füllt, die einen Schutz gegen die Strahlung der radioaktiven Produkte gewährleistet, und daß man in eine(r) mit dem
Deckel zu verbindende(n) bzw. fest verbundene(n) Kammer
ein Fluid von geringerer Dichte als die besagte Flüssigkeit in ausreichender Menge einführt bzw. aufrechterhält,
um der Gesamtheit von Deckel und Kammer eine mittlere Dichte zu verleihen, die derjenigen der Flüssigkeit nahekommt.
Die Erfindung umfaßt weiter eine Vorrichtung zur Handhabung
eines schweren Deckels für ein radioaktive Produkte enthaltendes Gehäuse, die gekennzeichnet ist durch ein den
Deckel umgebendes Becken von ausreichenden Abmessungen, um diesen darin verlagern zu können; eine mit dem Deckel fest
verbundene oder verbindbare Kammer; Mittel zum Einführen einer Flüssigkeit zum Schutz gegen die Strahlungen der radioaktiven Produkte in das Becken; und Mittel zur Einführung
oder Aufrechterhaltung einer Menge Fluid von geringerer Dichte als die Flüssigkeit in die bzw. in der Kammer,
die ausreicht, der Gesamtheit von Deckel und Kammer eine mittlere Dichte zu verleihen, die derjenigen der Flüssigkeit
nahekommt.
Es ist zu bemerken, daß die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens nur mit relativ geringen Kosten verbundene Änderungen der Anlagen erfordert, die auf alle
Fälle bei Kernreaktoren notwendig sein werden. In der Tat
isjb das besagte Becken ohnehin unerläßlich, um den Reaktorkern
vor irgendeiner Handhabung des Brennstoffs mit einer Wasserschicht abdecken zu können, die zum Schutz
des Bedienungspersonals ausreicht. Darüber hinaus kann man dieses Becken mit dem Abkling- bzw. Desaktivierungs-
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behälter für die aus dem Gehäuse herausgenommenen strahlenden Brennstoffelemente verbinden bzw. kombinieren.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung
von nicht einschränkenden Beispielen für erfindungsgemäße Vorrichtungen besser verständlich werden. Die Beschreibung
bezieht sich auf die angefügten Zeichnungen; es zeigen schematischs
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine erste Anlage zur Handhabung eines Deckels für ein
Spannbetongehause eines Kernreaktors vom Druckwassertyp;
Fig. 2 analog zu Fig. 1 eine Variante der dort gezeigten Anlage und
Fig. 3 den oberen Teil des Gehäuses von Fig. 2 und den angehobenen und in Ausweichposition verlagerten
Deckel.
Fig. 1 zeigt ein Spannbetongehäuse zur Aufnahme eines
Reaktorkerns sowie ggf. von Wärmeaustauschern eines mit
leichtem Wasser unter Druck betriebenen Kernreaktors» Dieses Gehäuse umfaßt einen festen Teil 10, der durch einen
unteren Boden und einen seitlichen Mantel gebildet wird, sowie einen abhebbaren Deckel 12, der eine Öffnung freigibt,
deren Durchmesser von der gleichen Größenordnung ist
wie der Durchmesser des Gehäuseinneren 14. Während des
Reaktorbetriebes wird der Deckel durch Zugglieder, die
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schematisch durch Verankerungskabel oder Stangen 16 angedeutet
sind, auf seinem Sitz zurückgehalten. Gehäuse und Deckel selbst werden nicht im einzelnen beschrieben, da
sie dem Fachmann ausreichend bekannt sind.
Der Deckel 12 ist mit einem vertikalen Ringwehr 18
versehen, das mit der Oberfläche des Deckels 12 eine Kammer 20 begrenzt. Dieses Ringwehr muß nicht unbedingt mit
dem Deckel 12 fest verbunden sein, sondern es kann auch insgesamt oder in Teilen derart demontierbar sein, daß es
lediglich vor jedem Öffnen des Gehäuses am vorgesehenen Platz entsprechend fixiert werden kann.
Der Deckel 12 und der obere Teil des Gehäusemantels befinden sich innerhalb eines Beckens 22, das durch eine
Bodenplatte 24 und Mauern 26 begrenzt wird. Dieses Becken
steht vorzugsweise mit dem (nicht gezeigten) Lagerungsbehälter für die bestrahlten Brennstoffelemente in Verbindung.
Die Bodenplatte 2k oder wenigstens ein Teil derselben ist vorzugsweise derart berechnet, daß sie einen Ausweichplatz
für die vorübergehende Aufnahme des Deckels bildet (oder bilden hilft), beispielsweise in der in Fig.
1 strichpunktiert dargestellten Position.
Ein Innenvorsprung 27 der Bodenplatte 2k ist in dichter Weise mit dem festen Teil 10 des Gehäuses über Dichtungen
28 verbunden, die in Flg. 1 nur sehr schematisch angedeutet sind. Diese Dichtungen können permanent sein
in der Weise, daß man im Becken während des Reaktorbetriebes eine Schicht entmineralisierten Wassers lassen
kann, die einen biologischen Schutz bietet, der sich dem durch die Gehäusewände gebildeten überlagert. Sie können
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aber auch lösbar vorgesehen und lediglich vor dem Anheben
des Deckels eingesetzt werden.
Im zweiten Falle gestalten sich die Operationen für das Öffnen des Gehäuses folgendermaßens Der Reaktor wird
abgestellt, der Druck im Gehäuse auf Atmosphärendruck zurückgebracht,
die Fixierungen der Stangen 16 werden gelöst und die Stangen ggf. herausgezogen. Die beiden letzteren
Operationen werden vom Personal vorgenommen, während das Becken noch trocken ist, wenn der feste Teil und
P der Deckel des Gehäuses einen ausreichenden Schutz vor den
Strahlungen bieten, die noch von dem bereits abgestellten Reaktor ausgesandt werden. Man setzt dann die herausnehmbaren
Dichtungen 28 ein und verschließt die Öffnungen der Buchsen für den Durchgang der Stangen 16. Der Reaktor wird
dann über nicht gezeigte Leitungen unter entmineralisiertes Wasser gesetzt, das vom reaktoreigenen Kreislauf herstammen
kann. Man füllt das Becken mit einer Abschirmflüssigkeit (die praktisch durch entmineralisiertes Wasser
gebildet wird, obgleich auch gewisse leichte Kohlenwasserstoffe brauchbar wären), bis zu dem in Fig. 1 durch
das Bezugszeichen 30 markierten Niveau. Die Verbindung
fe zwischen dem Ringwehr 18 und dem Deckel 12 muß selbstverständlich
dicht sein, so daß die Kammer 20 nicht gefüllt wird.
Der Querschnitt des Ringwehrs wird abhängig vom Gewicht
und Volumen des Deckels 12 derart gewählt, daß der Auftrieb der Gesamtheit aus Deckel 12 und Kammer 20 größer
wird als deren Gewicht, wenn das Wasser im Becken ein Niveau erreicht, das leicht unterhalb der Oberkante des
Ringwehrs liegt. Dieses wird an einem Handhabungsorgan
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befestigt, das bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung durch
einen Laufkran 32 gebildet wird. Nach einer evtl. Entriegelung des Deckels durch Einwirkung auf (nicht gezeigte)
Hilfsschrauben oder Hebezeuge zwischen Deckel 12 und Gehäusemantel
wird der Deckel (dessen scheinbares Gewicht nun sehr gering ist) mit Hilfe des Laufkrans angehoben.
Das Becken wird dabei weiter gefüllt unter Anhebung des Deckels in der Weise, daß das Wasserniveau in Nähe der
Oberkante des Ringwehrs bleibt, aber nicht in die Kammer 20 hineinlaufen kann. Wenn das Wasser dann ein ausreichendes
Niveau erreicht hat, das in Fig, 1 durch 34 angezeigt
wird, kann man mit dem Anheben des Deckels aufhören und ihn transversal verlagern, um ihn über seine Ruheposition
an der Ausweichstelle zu bringen. Man kann dann den Wasserspiegel absinken lassen und gleichzeitig den Laufkran 32
betätigen, bis der Deckel in der in Fig. 1 strichpunktiert dargestellten Position ruht.
Beim Wiederaufsetzen des Deckels erfolgen die angegebenen
Operationen in umgekehrter Reihenfolge, so daß sich ihre nochmalige Aufzählung wohl erübrigt.
Selbstverständlich sind die soeben beschriebene Vorrichtung
und ihre Anwendungsart zahlreichen Abwandlungen zugänglich. Man kann zum Beispiel den Deckel schwimmen lassen
oder ihn im Gegensatz dazu permanent mit einem geringen scheinbaren Gewicht belassen. Das Ringwehr kann mit
zusätzlichen Pumporganen versehen sein, die das Herausbringen von Wasser ermöglichen, wenn solches versehentlich
hineingelangt ist. Es kann mit einer verschließbaren Leitung verbundene Organe tragen, die den Deckel durchdringen
und die Einführung von entmineralisiertem Wasser in das Gehäuse vor dem Öffnen ermöglichen.
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Im übrigen werden Querschnitt und Höhe des Ringwehrs 18 vorzugsweise derart gewählt, daß der Auftrieb erst
dann das Gewicht der Gesamtheit von Deckel 12 und Ringwehr 18 kompensiert, wenn die Höhe des Wassers im Becken
einen ausreichenden biologischen Schutz bietet.
Bei der in Fig. 2 und 3 gezeigten Vorrichtung findet man wiederum ein Gehäuse mit einem festen Teil kO, der
auf Fundamenten 4i ruht und einen Deckel 42 besitzt. Der
Deckel und der obere Teil des Gehäusemantels sind in einem von einer Bodenplatte 54 und Mauern 56 begrenzten Bekken
52 angeordnet. Die Bodenplatte ist wiederum mit einem
ringförmigen Innenvorsprung 57 versehen, der über permanente
oder provisorische Dichtungen 58 mit dem Gehäusemantel
des festen Teils 40 verbunden ist.
Bei der in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsart wird
die Kammer 50 durch die Seitenfläche des Deckels 42, eine
ringförmige Decke 49 und einen zylindrischen Mantel 48 begrenzt.
Die so gebildete ringförmige Kammer ist nach unten hin offen und bildet eine Art Tauchglocke. Durch den Dekkel
42 führen eine oder mehrere Leitungen 60, die über ein flexibles Rohr 62 mit einer Anlage verbunden sind, mit der
Druckluft von einer Anlage 64 her eingeleitet oder Luft in die Atmosphäre entlassen werden kann. Der Ausfluß bzw. die
Mündung des flexiblen Rohres 62 befindet sich in einem solchen Niveau, daß die Luft nicht völlig entweichen kann.
Vor dem Öffnen des Gehäuses bringt man das Volumen des entmineralisierten Wassers im Gehäuse auf das Niveau
66 (Fig. 2) und das Wasser im Becken 52 auf das Niveau 65.
Man löst dann den Deckel und leitet durch das Rohr 62 und
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die Leitung 60 Druckluft in die Kammer 50 ein unter Zurückdrängung
des darin befindlichen Wassers. Wenn genügend Wasser verdrängt ist, hebt sich der Deckel 42 zusammen
mit der Ringplatte 49 und dem zylindrischen Mantel an. Die Masse der in der Kammer 50 enthaltenen Luft wird
derart geregelt, daß sie die Unterkante des zylindrischen Mantels 48 erreicht. Diese wird derart festgelegt, daß
dann der Auftrieb der gesamten Anordnung höher ist als ihr Gewicht und der Schwerpunkt des Auftriebes bzw. das
Metazentrum oberhalb des Schwerpunktes liegt.
Die Zufuhr von Luft durch die Leitung 62 kann aufrechterhalten werden, da überschüssige Luft unter dem zylindrischen
Mantel hinweg entweicht, wobei das enthaltene Luftvolumen nicht durch gelegentliche Leckverluste verändert
wird.
Der Deckel 42 kann also verlagert werden durch Einwirkung auf den Wasserspiegel in der Kammer 50 (bzw. Bekken
52) und ggf. durch Verbindung des Deckels mit einer
Anlage für dessen Transport. Der Deckel 42 kann ebenfalls mit einem in den Fig. 2 und 3 nicht gezeigten Hilfstragwerk
versehen sein, das sich auf den Mauern 56 abstützt und für eine Führung der Deckelbewegungen dient. Man kann
ihn so von der in Fig. 2 voll ausgezogen dargestellten Position in die in Fig. 3 dargestellte Position bringen,
indem man das Niveau des Wassers von 65 (Fig. 2) auf 68 (Fig. 3) bringt. Man kann dann den Deckel an einem Ausweichplatz
abstellen, wie in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet ist, indem man den Wasserspiegel im Becken auf
6^ zurückbringt.
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Selbstverständlich ist die Erfindung zahlreichen Abwandlungen zugänglich, und die soeben beschriebenen
Ausführungsarten bilden lediglich nicht einschränkende
Beispiele. Selbstverständlich umfaßt die Erfindung alle im Rahmen der mechanischen Äquivalenz liegenden Varianten.
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Claims (1)
- Patentansprüche/1.yVerfahren zur Handhabung eines Deckels eines radioaktive Produkte enthaltenden Gehäuses, dadurch gekennzeichnet , daß man ein den Deckel umgebendes Becken von ausreichenden Abmessungen, um darin den Deckel verlagern zu können, fortschreitend mit einer Flüssigkeit füllt, die einen Schutz gegen die Strahlung der radioaktiven Produkte gewährleistet und daß man in eine(r) mit dem Deckel zu verbindende(n) bzw. fest verbundene (n) Kammer ein Fluid von geringerer Dichte als die besagte Flüssigkeit in ausreichender Menge einführt bzw. aufrechterhält, um der Gesamtheit von Deckel und Kammer eine mit.tlere Dichte zu verleihen, die derjenigen der Flüssigkeit nahekommt.2. Vorrichtung zur Handhabung eines schweren Deckels eines radioaktive Produkte enthaltenden Gehäuses, gekennzeichnet durch ein den Deckel (12) umgebendes Becken (22) von ausreichenden Abmessungen, um diesen darin zu verlagern; eine mit dem Deckel fest verbundene oder verbindbare Kammer (20); Mittel zur Einführung einer Flüssigkeit zum Schutz gegen die Strahlungen der radioaktiven Produkte in das Becken; und (ggf.) Mittel zur Einführung oder Aufrecht erhaltung eines Fluids von geringerer Dichte als die Flüssigkeit in die bzw. in der Kammer in' einer Menge, die ausreicht, der Gesamtheit von Deckel und Kammer eine mittlere Dichte zu verleihen, die derjenigen der Flüssigkeit nahekommt.3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,209823/0727"daß die Kammer (20) durch den Deckel (12) begrenzt wird, der ihren Boden bildet sowie durch eine Seitenwand (18), die vom Deckel her vertikal nach oben vorspringt, derart, daß die Gesamtheit von Deckel und mit1Luft gefüllter Kammer eine mittlere Dichte besitzt, die geringer ist als diejenige der Flüssigkeit, so daß ihr Auftrieb höher ist als das Gewicht (Fig. 1) „k. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Wand (i8) derart ist, daß die Gesamtheit von Deckel (12) und Kammer (20) erst dann einen positiven Auftrieb erlangt, wenn die Dicke der Flüssigkeitsschicht oberhalb des Deckelsitzes einen ausreichenden biologischen Schutz gegen Strahlungen der radioaktiven Produkte gewährleistet (Fig. 1)„5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (50) durch eine ringförmige Zone gebildet wird, die eine Art Tauchglocke bildet, welche durch eine um den Deckel vorgesehene Trennwand (49» 48) begrenzt wird und daß die Mittel zur Einführung des Fluids in die Kammer eine flexible Leitung (62) umfassen, die mit einer Druckgasquelle oder der Atmosphäre verbunden werden kann (Fig. 2).6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung zur Einführung oder Entnahme des Fluids in die bzw. aus der Kammer in einem solchen Niveau mündet, daß lediglich ein Teil des Fluids aus der Kammer entweichen kann.209873/07277« Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit entminer'alisiertes Wasser ist.8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Becken mit einem Lagerungsraum für die radioaktiven Produkte in Verbindung steht«209823/0727
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FR (1) | FR2115001B1 (de) |
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Cited By (1)
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- 1971-11-01 GB GB5062671A patent/GB1374593A/en not_active Expired
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- 1971-11-18 DE DE19712157287 patent/DE2157287A1/de active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
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