DE2308131B2 - Greifvorrichtung einer Hubeinrichtung, insbesondere in einem Kernreaktor zum Absetzen und Aufnehmen von Brennelementen und Stäben - Google Patents

Description

Im Kernreaktor besteht das Problem, die stabförmigen Brennelemente sowie die in diese einzusetzenden Blind-, Steuer-, Trimm-, Vergiftungs- und Regelstäbe in einer für die Bedienungs-Person ungefährlichen Weise auszuwechseln. Zu diesem Zweck ist es (DE-PS 64 176) bekannt ein für einen Kernreaktor bestimmtes Ladegerät mit einem vertikal verfahrbaren Doppelgreifer mit je einem selbständig bedienbaren Regelabgreifer und Brennelementgreifer auszurüsten. Nach

dieser Patentschrift ist in einem Führungsmast, der mit seinem oberen Ende auf dem Ladegerät um seine lotrechte Achse drehbar gelagert ist, eine Zentrierglokke in lotrechter Richtung verschiebbar geführt Innerhalb dieser ist ein Regelstabführungseinsatz mit einem an seinem unteren Ende angeordneten Brennelementen-Greifer-Kopf in lotrechter Richtung verschiebbar geführt und innerhalb des Regelstabführungseinsatzes ist ein Regelstabgreifergestänge in lotrechter Richtung teleskopartig in lotrechter Richtung geführt Das Regelsubgreifergestänge hängt an zwei Seilen einer Winde, die beim Drehen des Führungsmastes mitgedreht wird. Das Heben des Regelstabführungseinsatzes erfolgt durch Heben des Regelstabgreifergestänges, nachdem sich eiine Schulter an dem Regelstabgreiferkopf von unten an einen Flansch am oberen Ende des Regelstabführumgselementes gelegt hat Eine an dessen oberem Ende angeordnete Tragplatte legt sich nach einer gewissen !Bewegung nach oben von unten gegen einen am oberen Ende der Zentrierglocke befindlichen Flansch, mit dem die Zentrierglocke bis dahin auf Anschlägen des Führungsmsstes abgesetzt gewesen ist Durch weiteres Anheben des Regelstabgreifergestänges und des Regelstabführungseinsatzes mittels der Winde wird diinach die Zentrierglocke nach oben mitgenommen.

Wenn mittels dieses Ladegerätes ein Brennelement aus seiner Fassung im Reaktorkern oder in einem Lagergestell herausgezogen werden soll, wird durch Ablassen des Kegelstabgreifergestänges mittels der Winde der Regelstabführungseinsatz so weit abgesenkt, bis sich der Erennelementen-Greiferkopf auf das Brennelement aufsetzt Das geschieht, nachdem die Zentrierglocke, die zunächst ebenfalls abgesenkt worden war, sich mit ihrem oberen Flansch auf die Anschläge des Führungsmastes aufgesetzt hat und an ihrem unteren Ende angeordnete Zentrierstifte in Bohrungen der Ijenachbarten Brennelemente eingefahren sind Kurz vor dem Aufsetzen des Brennelementen-Greiferkopfes auf das Brennelement werden durch Hochschieben eines Stiftes die an dem Brennelementen-Greiferkopf gelagerten Greiferklinken entsperrt Danach werden die Greiferklinken durch einen auf dem Regelstabführungseinsatz angeordneten pneumatischen Betätigungszylüider in Eingriff mit Ausnehmungen des Brennelementenkopfes gebracht Beim Beginn des Anhebens des Regelstabführungseinsatzes werden die Greiferklinken in der Schließstellung gesperrt

Wenn aus einem Brennelement die Regelstäbe herausgezogen werden sollen, wird das Regelstabgreifergestänge, nachdem der Brennelementen-Greiferkopf auf den Kopf des Brennelementes aufgesetzt worden ist, noch weiter abgesenkt, bis der &m unteren Ende des Regelstabgreifergestänges angeordnete Regelstabgreiferkopf auf dem die Regelstäbe zusammenfassenden Regelstabkopf aufsetzt Mit diesem wird er durch einen pneumatischen Betätigungszylinder, der auf dem oberen Ende des Regelstabgreifergestänges sitzt, gekuppelt Durch Anheben des Regelstabgreifergestänges mittels der Winde werden danach die Regelstäbe in geschlitzte Rohre des Regelstabführungseinsatzes hineingezogen. Eine Sicherung gegen Lösen der Kupplungsverbindung zwischen dem Regelstabgreiferkopf und dem Regelslabkopf geschieht dadurch, daß bei der Herstellung der Kupplungsverbindung Beistellanschläge, die am oberen Teil des Regelstabgreifergestänges angeordnet sind, nach außen gespreizt werden, so daß sie beim Anheben des Regelstabgreifergestänges sich von unten den am oberen Ende der Zentrierglocke befindlichen Flansch legen und durch das Gewicht der darauf mit nach oben gehobenen Zentrierglocke in ihrer Spreizstellung gehalten werden und damit eine Betätigung des Regelstabgreiferkopfes im Sinne der Lösung der Kupplungsverbindung verhindern.

Diese Bauart hat den Nachteil, daß dann, wenn nach dem Absetzen eines Brennelementes ic dem Kern oder in einer Lagerung die Regelstäbe aus dem Brennelement herausgezogen werden sollen, dies nicht unmittelbar anschließend an das Absetzen des Brennelementen-Greiferkopfes auf den Brennelementenkopf geschehen kann. Vielmehr muß zu diesem Zweck zunächst das Regelstabgreifergestänge weiter abgesenkt werden, bis sich der Regelstabgreiferkopf auf den Regelstabkopf der in dem Brennelement sitzenden Regelstäbe aufgesetzt hat

Da ferner die Regelstäbe, wenn sie aus dem Brennelement herausgezogen werden, in den Regelstabführungseinsatz eintreten, können sie danach nicht ohne weiteres z. B. mittels eines Endoskopes besichtigt werden. Vielmehr müssen sie, nachdem die Zentrierglocke weit genug nach oben in den Führungsmast hereingezogen und auf innerhalb von diesem schwenkbar gelagerte Anschläge abgesetzt worden ist, mittels der Winde abgesenkt werden, wobei sie aus dem Regelstabführungseinsatz, nachdem sich dieser mit Anschlägen auf Anschläge am unteren Ende der Zentrierglocke abgesetzt hat, nach unten heraustreten. Hierbei entfernen sich aber die gespreizten Beistellanschläge von dem oberen Flansch der Zentrierglocke, so daß sie nicht mehr als Sicherungsmittel für die Kupplungsverbindung zwischen dem Regelstabgreiferkopf und dem Regelstabkopf dienen.

Demgegenüber liegt der im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Greifvorrichtung einer Hubeinrichtung für stabförmige Körper, die zwei verschiedenen Gruppen mit unterschiedlichen Funktionen angehören, insbesondere in einem Kernreaktor zum Absetzen und Aufnehmen von Brennelementen und Stäben, in der Ausbildung als integrierter Greifer so zu gestalten, daß sich eine einfachere und damit weniger kostspielige und störanfällige Konstruktion ergibt und daß ein Zeitgewinn insbesondere beim Ziehen von Stäben anschließend an das Absetzen eines Brennelementes erzielt wird.

Durcl die Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß die teleskopartige Führung zwischen einem Regelstabgreifergestänge und einem einen Brennelementen-Greiferkopf tragenden Regelabführungseinsatz vermieden und damit eine erhebliche Vereinfachung der Konstruktion erzielt wird. Auch wird das Besichtigen der gezogenen Brennelemente und Stäbe erleichtert Dabei werden in jedem Fall die Kupplungsverbindungen zwischen dem Brennelementen-Greifer und dem an ihm hängenden Brennelement sowie zwischen dem Stab-Greifer und dem an ihm hängenden Stabkopf zuverlässig gesichert. Auch wird ein Mitdrehen der Winde beim Drehen des Führungsmastes vermieden. Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die verschiedenen Stellungen der beiden Greifer sicher durch Fernanzeige für die Bedienungsperson kenntlich gemacht werden, insbesondere wird durch den Taststift, der in einer lotrechten, durchgehenden Bohrung in dem Kolben und der Kolbenstange des zu dem Stab-Greifer gehörenden Kraftgerätes schiebbar geführt ist, nach außen angezeigt, ob der Regelstabkopf von dem Brennelementen-

kopf gelöst und mit dem Stab-Greifer gekuppelt ist oder umgekehrt

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 ein Ladegerät für Brennelemente und Stäbe mit einem Brennelementenkopf und einem Regelstabkopf in einem Axialschnitt,

F i g. 2 und 3 Teile hiervon in je einem Axialschnitt bei zwei verschiedenen Stellungen unter Anwendung eines größeren Maßstabes,

Fig.4, 5 und 6 schematisch eine Verriegelungsvorrichtung bei verschiedenen Stellungen.

Von dem Wagen 1 des Ladegerätes ragt ein Führungsmast 2 lotrecht nach unten, der an seinem oberen Ende mit einem Flansch unter Vermittlung eines Lagers 3 auf der Plattform des Wagens um seine lotrechte Achse 4 drehbar abgestützt ist Der Antrieb zum Drehen des Führungsmastes 2 erfolgt mittels eines in dem Wagen 1 befindlichen Drehwerkes, das aus einem Motor 5 und einem Ritzel 6 besteht welches in Eingriff mit einem Zahnkranz an dem erwähnten Flansch des Führungsmastes steht Es ist auch Reibradantrieb möglich.

Auf dem Wagen 1 ist die Seiltrommel 7 einer Winde montiert Von dieser Trommel sind zwei Seile 8 parallel zueinander zu Unterflanschen-Rollen 9 oder zu Bolzen geführt an denen zwei Zahnstangen 10 hängen. In deren einander zugekehrten Verzahnungen greifen mehrere Ritzel 11 ein, deren Achsen in einem topf artigen, die Zahnstangen 10 aufnehmenden Stützkörper 12 sitzen. Dieser hängt somit unter Vermittlung der Zahnstangen 10 an den Seilen 8 der Winde, wobei durch die Ritzel 11 ein Lastausgleich zwischen den beiden Seilen 8 bewirkt wird.

Innerhalb des hohlen Führungsmastes 2, der z. B. einen quadratischen Querschnitt hat ist ein hohler Greiferkörper 13, der ebenfalls einen quadratischen Querschnitt haben kann, mit Hilfe von Rollen 14, die auf der Innenseite des Führungsmastes 2 angeordnet sind, in lotrechter Richtung verschiebbar geführt Der Greiferkopf 13 wird von dem Stützkörper 12 getragen, indem eine obere Stirnwand 15 mit dem Rand einer kreisförmigen öffnung unter Vermittlung eines Axialdrucklagers 16 auf dem oberen Rand des Stützkörpers aufliegt

Innerhalb des Greiferkörpers 13 ist ein Greifergehäuse 17, das ebenfalls einen quadratischen Querschnitt hat in lotrechter Richtung verschiebbar geführt Das geschieht mit Hilfe von Führungsleisten 18, 19, die an dem Greifergehäuse 17 bzw. an dem Greiferkörper sitzen. Das Greifergehäuse 17 ist oben durch eine Platte 20 abgeschlossen, die mit einem Bund 21 über die Seitenwände des Greifergehäuses hinausragt Gegen den Bund 21 legen sich, wenn der Greiferkörper 13 angehoben wird, von unten her Leisten 22, die an den Seitenwänden des Greiferkörpers 13 auf den Innenseiten angebracht sind, so daß das Greifergehäuse 17 beim Anheben von dem Greiferkörper 13 getragen wird.

Am unteren Ende des Greifergehäuses 17 sind Greifklinken 23 — paarweise einander gegenüberliegend — durch Bolzen 24 um waagerechte Achsen schwenkbar gelagert Die unteren Enden der Greifklinken 23 sind als nach innen gerichtete Haken ausgebildet die an ihren Enden nach oben gerichtete Nasen 25 haben. Die Greifklinken 23 sind als Winkelhebel mit kurzen Schenkeln 26 ausgebildet die in Höhe der Bolzen 24 etwa waagerecht nach innen gerichtet sind. An den Schenkeln 26 zweier einander gegenüberliegender Greifklinken 23 greifen Stangen 27 an, die durch öffnungen in einer unteren Plattform 28 des Greifergehäuses 17 hindurch nach oben zu den Enden einer Traverse 29 geführt sind. In der Mitte der Traverse 29 greift die Kolbenstange 30 eines pneumatischen Kraftgerätes an, die durch eine Bohrung in der Platte 20 hindurchgeführt ist Der zugehörige Kolben 31 ist in einem auf der Platte 20 sitzenden Zylinder 32 geführt Die Kolbenstange setzt sich von dem Kolben 31 nach

to oben in eine Stange 33 fort die durch eine Bohrung in einer oberen Stirnwand des Zylinders 32 hindurchtritt Gegen einen am oberen Ende der Stange 33 sitzenden Bund drückt von unten eine Schraubenfeder 34, die auf der oberen Stirnwand des Zylinders 32 sitzt Diese

1ι Feder hat demnach das Bestreben, die Stange 33 und damit die Kolbenstange 30 und die Traverse 29 mit den Stangen 27 nach oben zu bewegen, d. h. die Greifklinken 23 in die in F i g. 1 und 2 dargestellte Kupplungsstellung zu schwenken, in welcher die hakenförmigen Enden der Greifklinken 23 durch Ausnehmungen 35 in Ansätzen auf dem Kopf 36 eines Brennelementes hindurchgreifen. Das Schwenken der Greifklinken 23 in die Kupplungsstellung wird andererseits in erster Linie mit Hilfe von Preßluft bewirkt die durch eine Leitung 37 in den unterhalb des Kolbens 31 befindlichen Raum des Zylinders 32 eingebracht werden kann, während aus dem oberhalb des Kolbens 31 befindlichen Zylinderraum durch eine Leitung 38 Luft austritt
Wenn die Kupplungsverbindung zwischen dem Greifergehäuse 17 und dem Kopf 36 des Brennelementes gelöst werden soll, wird der Kolben 31, damit die Greifklinken 23 gemäß F i g. 3 nach außen geschwenkt werden, gegen den Widerstand der Feder 34 nach unten bewegt Das erfolgt mit Hilfe von Preßluft die durch die Leitung 38 in den oberhalb des Kolbens 31 befindlichen Zylinderraum eingebracht wird, während gleichzeitig aus dem unterhalb des Kolbens befindlichen Zylinderraum durch die Leitung 37 Luft entweicht Dabei isi Qa,u. ^.,_{c o} τ ?en, daß die jeweils entweichende Luft noch unter einem gewissen Überdruck steht damit bei einem etwaigen Leckwerden nicht Wasser in die Leitungen 37,38 eindringen kann.

Am oberen Ende der Stange 33 sitzt ein Nockenkolben 39, an dessen seitlicher Profilfläche die waagerecht beweglichen Stifte zweier Grenztaster 40 anliegen, die in einem an dem Zylinder 32 befindlichen Halter sitzer und von denen elektrische Leitungen ausgehen, die in einem Kabel 41 nach oben geführt sind. Dieses tritt durch die obere Stirnwand 15 des Greiferkörpers 13

so hindurch und ist von da zu dem Wagen 1 und einer Steuerstation geführt wo die jeweilige Stellung des Kolbens 31 angezeigt wird, so daß man erkennt ob sich die Greifklinken 23 in der Schließ- oder Öffnungsstellungbefinden.

Das Greifergehäuse 17 hat nach unten ragende Finger 42, mit denen das Greifergehäuse auf einen Kragen 43 des Brennelementenkopfes 36 aufgesetzt werden kann, wobei es durch von dem Kragen hochragende Finger 44, die sich gegen die Innenflächen der Finger 42 legen, gegenüber dem Kopf 36 zentriert wird.

Auf der unteren Plattform 28 des Greifergehäuses 17 sitzt der Zylinder 45 eines pneumatischen Kraftgerätes zum Betätigen des Stab-Greifers. Dieser weist einen auf

es der Unterseite der Plattform 28 achsmittig sitzenden, nach unten ragenden zylindrischen Kupplungszapfen 46 auf. Dieser ist bei der Darstellung nach F i g. 1 bis 3 von oben passend in eine Bohrung einer Hülse 47

eingeschoben, die von einer den Stabkopf bildenden Platte 48 nach oben ragt In der Platte 48 sitzen sternartig verteilt die oberen Enden von Stäben 49 (Steuer-, Trimm-, Vergiftungs- oder Regelstäbe), die nach Fig. 1 und 2 in Bohrungen des Brennelementes eingesetzt sind.

Der Stab-Greifer ist zur Herstellung der Kupplungsverbindung zwischen dem Greifergehäuse 17 und dem Stabkopf 48 mit einem Kranz von Tragkugeln 50 versehen, die sich in radialen Bohrungen des Kupplungszapfens 46 befinden. Diesen Bohrungen liegt bei den in Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Stellungen des Greifergehauses eine Ringnut 51 in der HQIse 47 gegenüber. Andererseits liegt den die Kugeln 50 enthaltenden Rsdial-Bohrungen bei der in Fig, 1 und 2 15 da dargestellten Einstellung des zu dem Stab-Greifer gehörenden Kraftgerätes eine Ringnut 52 gegenüber, die sich in einem in einer mittigen Bohrung des Kupplungszapfens 46 schiebbar geführten Führungsstab

53 befindet Dieser ist die Fortsetzung der Kolbenstange, die von dem im Zylinder 45 befindlichen Kolben 54 ausgeht und durch eine Bohrung der Plattform 28 hindurchgeführt ist

Von dem Kolben 54 ragt eine Stange nach oben, die durch eine Bohrung in einem Aufsatz 56 eines Zylinders 45 oben abschließenden Deckels 57 hindurchgesteckt ist In einer Bohrung des Aufsatzes 56 befindet sich eine die Stange 55 umgreifende Schraubenfeder 58, die einen nach unten gerichteten Druck auf einen an der Stange 55 sitzenden Bund 59 ausübt Diese Feder unterstützt die Wirkung der Preßluft, die in dem oberhalb des Kolbens

54 befindlichen Raum des Zylinders 45 durch eine Leitung 60 eingebracht werden kann, während gleichzeitig aus dem unterhalb des Kolbens 54 befindlichen Raum durch eine Leitung 61 Luft entweicht Zum Anheben des Kolbens 54 gegen den Widerstand der Feder 58 kann durch die -Leitung 61 Druckluft in den Zylinderrmum unterhalb des Kolbens 54 eingebracht werden, wahrend gleichzeitig aus dem oberhalb des Kolbens 54 befindlichen Zylinderraum durch die Leitung 60 Luft entweicht Auch hierbei ist dafür gesorgt, daß die jeweils entweichende Luft noch unter einem Oberdruck steht Die Leitungen 60, 61 sind zusammen mit den Leitungen 37,38 zu einem Strang 62 zusammengefaßt, der durch die obere Stirnwand 15 des Greiferkörpers 13 hindurch nach dem Wagen 1 und zu einer nicht dargestellten Druckluft-Speicher- und Steueranlage geführt ist

An dem fiber den Aufsatz 56 hinausragenden Ende der Stange 55 sitzt ein Nockenkolben 63, an dessen so seitlicher Profilflache die schiebbaren Stifte zweier Grenztaster 64 anliegen, die in einem auf dem Deckel 57 befestigten Gestell 65 sitzen. Von ihnen gehen elektrische Leitungen aus, die in das Kabel 41 eingebunden sind, das durch die Platte 20 hindurchgeführt ist

Zur Herstellung einer Kupplungsverbindung zwischen dem Stabkopf 48 und dem Brennelementenkopf 36 dient ein zylindrischer Zapfen 67, der als Fortsetzung der Hülse 47 durch eine Bohrung in der Platte 48 und go einem von dieser nach unten ragenden Ansatz 68 hindurchgesteckt ist Bei der Stellung des Greifergehinses 17 nach Fig. 1 und 2 sitzt der Ansatz 68 auf einer von dem Brennelementenkopf 36 nach oben ragenden Hülse 69 auf. Dabei ist der zylindrische Zapfen 67 mit seinem unteren Ende, das aus dem Ansatz 68 nach unten herausragt, passend in die Bohrung der Hülse 69 eingesteckt.

In der den Kupplungszapfen 46 aufnehmenden Bohrung der Hülse 47 ist ein Kolben 70 geführt, an den sich nach unten ein zylindrischer Führungsstab 71 anschließt Dieser ist in einer an die genannte Bohrung der Hülse 47 nach unten anschließenden engeren Bohrung des zylindrischen Zapfens 67 schiebbar geführt Er hat nahe oberhalb seines unteren Endes 72 eine Ringnut 73 und oberhalb dieser einen Schlitz 74. Durch diesen ist ein Bolzen 75 gesteckt, der in Bohrungen des zylindrischen Zapfens 67 und des Ansatzes 68 festsitzt Das aus dem Ansatz 6 nach unten herausragende Ende des Zapfens 67 hat radiale Bohrungen, in denen sich Tragkugeln 76 befinden. Diesen radialen Bohrungen liegt bei der in F i g. 1 und 2 dargestellten Lage des Greifergehäuses 17 und des Stabkopfes 48 eine Ringnut 77 der Hülse 69 gegenüber. Andererseits sind diese Radial-Bohrungen bei der Lage der Teile 17 und 18 nach F i g. 1 und 2 nach innen durch das untere Ende 72 des soweit wie möglich nach oben geschobenen Führungsstabes 71 abgeschlossen. Bei der aus Fig.3 ersichtlichen unteren Endstellung des Führungsstabes 71 liegt den Radial-Bohrungen die Ringnut 73 gegenüber. Eine Druckfeder 78, die sich in der Bohrung der Hülse 47 befindet, sucht den Kolben 70 soweit wie möglich nach oben zu schieben.

Der Führungsstab 53, der Kolben 54 und die Stange 55 haben eine durchgehende, achsmittige Bohrung. In dieser ist ein Taststift 79 schiebbar geführt Das obere Ende des Taststiftes ragt beträchtlich über die Stange 55 hinaus und ist durch eine Bohrung in einer oberen Deckplatte 80 des Gestelles 65 hindurchgesteckt Das über die Deckplatte 80 hinausragende Ende des Taststiftes 79 trägt einen Anschlag 81. Auf dem Taststift 79 sitzt unterhalb der Deckplatte 80 ein Nockenkolben 82. An dessen seitlicher Profilfläche liegt ein waagerecht schiebbarer Stift eines Grenztasters 83 an, der in dem Gestell 65 sitzt Von dem Grenztaster 83 geht eine elektrische Leitung aus, die in das Kabel 41 eingebunden ist Auf den Nockenkolben 82 wirkt eine Schraubenfeder 84, die sich gegen die Deckplatte 80 stützt und den Taststift 79 nach unten zu schieben sucht Dieser liegt daher immer mit seinem unteren Ende auf dem Kolben 70 auf.

Fig. 1 und 2 veranschaulichen den Fall, daß das Greifergehäuse 17 mit seinen Fingern 42 auf den Brennelementenkopf 36 aufgesetzt und mit diesem durch die Greifklinken 23 gekuppelt ist Demgemäß ist der Kolben 31 des zu dem Brennelementen-Greifer gehörenden Kraftgerätes durch Preßluft aus der Leitung 37 und durch die Feder 34 soweit wie möglich nach oben geschoben.

Dabei ist angenommen, daß der Stabkopf 48 mit dem Brennelementenkopf 36 gekuppelt ist Das ist der Fall, weil nach F i g. 2 der Kolben 54 des zu dem Stabgreifer gehörenden Kraftgerätes durch Preßluft aus der Leitung 61 gegen den Widerstand der Feder 58 nach oben geschoben und demgemäß auch der Kolben 70 durch die Feder 78 in die durch den Bolzen 75 bestimmte obere Endlage gebracht ist In dieser verhütet das untere Ende 72 des Führungsstabes 71 ein Austreten der Tragkugeln 76 aus der Ringnut 77 der Hülse 69.

Entsprechend der oberen Stellung des Kolbens 54 ist dabei noch nicht die Kupplungsverbindung zwischen dem Greifergehäuse 17 und dem Stabkopf 18 hergestellt Denn die Ringnut 52 des Führungsstabes 53 liegt den die Tragkugeln 50 enthaltenden radialen Bohrungen des Kupplungszapfens 46 gegenüber und nimmt diese auf, so daß sie nicht in die Ringnut 51 der Hülse 47

eingreifen.

Dieser Zustand, d. h. die Lage des Kolbens 54 und des Führungsstabes 53, wird Ober den Nockenkolben 63 durch die Grenztaster 64 und das Kabel 41 an dem Bedienungsstand angezeigt, an dem man also erkennt, daß der Stabkopf 48 nicht an das Greifergehäuse angekuppelt ist

Ferner wird durch den Taststift 79, der nach Fig. 1 und 2 seine obere Endlage einnimmt, Ober den Nockenkolben 82 und den Grenztaster 64 durch das Kabel 41 an dem Bedienungsstand angezeigt, daß der Stabkopf 48 noch mit dem Brennelementenkopf 36 gekuppelt ist

Das Aufsetzen des Greifergehäuses 17 auf den Brennelementenkopf 36 gemäß F i g. 1 und 2 erfolgt durch Absenken des Greiferkörpers 13 mittels der Winde 7.

Dieser hat, nachdem sich das Greifergehäuse mittels der Finger 42 auf den Brennelementenkopf 36 abgesetzt hat, noch einen gewissen Nachlauf, dessen Weg in F i g. 1 mit N bezeichnet ist Demzufolge wird der Brennelementenkopf 36 nur durch dxs Greifergehäuse 17, nicht aber durch den Greiferfkörper 13 belastet

Damit das Brennelement zusammen mit dem in es eingesetzten Stäben 49 aus seiner Fassung 85 in dem Kern oder in einem Lagergestell herausgezogen wird, wird mittels der Winde 7 Ober den Stützkörper 12 der Greiferkörper 13 angehoben. Wenn sich dessen Leisten 22 gegen den Bund 21 des Greifergehäuses 17 legen, wird dieses zusammen mit dem Ober die Greif klinken 23 angekuppelten Brennelement angehoben.

Hierbei muß gewährleistet sein, daß die Kupplungsverbindung zwischen dem Greifergehäuse und dem Brennelement nicht gelöst werden kann. Zu diesem Zweck dient beispielsweise die in Fig.4, 5 und 6 schematisch veranschaulichte Sperrvorrichtung. Danach sitzt auf der Oberseite einer Leiste 22 des Greiferkörpers 13 ein Sperrglied 86. Auf dem Bund 21 des Greifergehäuses 17 ist ein Sektor 87 um eine waagerechte Achse schwenkbar gelagert Dieser hat zwei Rasten 88, 89 in weiche das Sperrglied 86 einzurasten vermag. Der Sektor 87 steht über ein Gestänge — beispielsweise einen Lenker 90 und einen Winkelhebel 91 — in zwangsläufiger Verbindung mit der Traverse 29.

Gemäß Fig.4 ist angenommen, daß das Greifergehäuse 17 auf einen Brennelementenkopf 36 aufgesetzt werden soll. Dabei ruht der Bund 21 noch auf den Leisten 22 des Greiferkörpers 13, der nach unten bewegt wird. Die Greifklinken 23 sind gespreizt, damit sie aber die die Ausnehmungen 35 enthaltenden Kupplungs-Ansätze des Brennelementen-Greiferkopfes 36 hinweggreifen können. Demgemäß ist der Kolben 31 des zugehörigen Kraftgerites in die untere Endsteilung gebracht Dem entspricht zwangsläufig die aus Fig.4 ersichtliche Drohstellung des Sektors 87, bei welcher das Sperrglied 86 in die Rast 89 eingerastet ist Infolgedessen ist das Betätigungsgestänge für die Greifklinken 23 gesperrt

Nach Fig.5 hat sich das Greifergehäuse auf den Brennelementenkopf gemäß Fig. 1 und 2 aufgesetzt Der Greiferkörper hat danach einen Teil des Nachlaufweges ^zurückgelegt, so daß sich die Leiste 22 von dem Bund 21 aus um die Strecke π nach unten abgesetzt hat Infolgedessen ist das Sperrglied 86 aus der Rast 89 herausgetreten. Daher ist das Gestänge zur Betätigung der Greifklinken 23 nicht mehr gesperrt Diese werden daher durch Bewegen des Kolbens 31 nach oben in die Schließstellung nach F i g. 1 und 2 gebracht, wodurch der Brennelementenkopf 36 an das Greifergehäuse 17 angekuppelt wird. Dem entspricht zwangsläufig die aus Fig.5 ersichtliche Drehstellung des Sektors 87, bei welcher die Rast 88 dem Sperrglied 86 gegenüberliegt

Wenn nunmehr gemäß F i g. 6 der Greiferkörper 13 angehoben wird, bis die Leisten 22 an dem Bund 21 anliegen, tritt das Sperrglied 86 in die Rast 88 ein. Hierdurch wird der Sektor 87 in seiner Lage

ίο festgehalten, und demzufolge kann dank der zwangsläufigen Verbindung zwischen dem Sektor 87 und der Traverse 29 der Kolben 31 nicht bewegt werden. Damit ist die Kupplungsverbindung zwischen dem Greifergehäuse und dem an ihm hängenden Brennelementen

is gesichert Erst wenn das aus seiner Halterung herausgezogene Brennelement in einer anderen Halterung abgesetzt worden ist, wobei sich das Greifergehäuse auf den Brennelementenkopf absetzt und der Greiferkörper 13 sich im Nachlauf weiter nach unten bewegt, wird die Sperrung aufgehoben, weil das Sperrglied 86 aus der Rast 88 heraustritt Dann kann der Kolben 31 nach unten bewegt werden, so daß die Greifklinken 23 in die Lösestellung nach Fig.3 geschwenkt werden.

Selbstverständlich kann die zwangsläufige Verbindung zwischen dem schwenkbaren Teil der Sperrvorrichtung und einem beliebigen Teil des zur Betätigung der Greif klinken 23 dienenden Gestänges in irgendeiner anderen Weise konstruktiv verwirklicht werden.

% Wenn die Stäbe 49 aus dem in der Fassung 85 sitzenden Brennelement herausgezogen werden sollen, wird das Greifergehäuse in der vorher beschriebenen Weise mit seinen Fingern 42 auf den Brennelementenkopf aufgesetzt Dabei befinden sich die Greifklinken 23

in der aus F i g. 3 ersichtlichen Öffnungsstellung. Danach wird der Kolben 54 des zu dem Stabgreifer gehörenden Kraftgerätes mit Hilfe von Preßluft aus der Leitung 60 und mit Unterstützung durch die Feder 58 in die aus Fig.3 ersichtliche Stellung nach unten gebracht Hierbei tritt der Führungsstab 53 mit seiner oberhalb der Ringnut 52 befindlichen Zylinderfläche hinter die die Tragkugeln 50 enthaltenden radialen Bohrungen, so daß diese in die Ringnut 51 der Hülse 47 hereingedrückt werden. Dieser Zustand wird über den Nockenkolben 63, die Grenztaster 64 und das Kabel 41 an dem Beobachtungsstand angezeigt

Mit der Bewegung des Führungsstabes 53 nach unten wird der Kolben 70 gegen den Widerstand der Feder 78 in die aus F i g. 3 ersichtliche untere Endlage geschoben,

so die durch den Bolzen 75 begrenzt wird. Dabei tritt die Ringnut 73 hinter die die Tragkugeln 76 enthaltenden radialen Bohrungen des Zapfens 67. Da infolgedessen die Tragkugeln 76 aus der Ringnut 77 der am Brennelemcntenkopf 36 sitzenden Hülse 69 heraustreten, ist die Kupplungsverbindung zwischen dem Stabkopf 48 und dem Brennelementenkopf 36 gelöst Dieser Zustand wird durch den Taststift 79, der unter dem Druck der Feder 84 der Aufwirtsbewegung des Kolbens 70 erfolgt ist, Ober Vermitteln des Nockenkolbens 82, des Grenztasters 83 und des Kabels 41 am Bedienungsstand angezeigt

Nunmehr können die Stäbe 49 aus dem Brennelement herausgezogen werden, wie es im Anfangszustand in F ig. 3 veranschaulicht ist

Damit die Kupplungsverbindung zwischen dem an dem Greifergehäuse 17 hängenden Stabkopf 48 und dem Gehäuse 17 gesichert ist, wird eine Sperrvorrichtung zweckmäßig in der gleichen Art wie nach Fig.4

bis 6 vorgesehen. Dabei wird ein entsprechend mit Rasten versehener Sektor der Sperrvorrichtung durch ein Gestänge zwangsläufig z. B. mit der Stange 55 oder mit einem anderen an der Bewegung des Kolbens 54 teilnehmenden !Bauteil gekuppelt Auch hierbei erfolgt die Sperrung daran, wenn beim Anheben des Greiferkörpers 13 sich eine Leiste 22 von unten gegen den Bund 21 des Greifergehäuses legt und dabei das Sperrglied 86 in die betreffende Rast des Sektors eingreift

Naturgemäß kann die Sperrvorrichtung sinngemäß juch in anderer Weise konstruktiv ausgeführt werden, z. B. in kinematischer Umkehrung zwischen den Rasten und dem Sperrglied. Auch kann der Nachlauf des Greiferkörpers gegenüber dem Greifergehäuse in irgendeiner anderen Weise dadurch bewirkt werden, daß nach dem Aufsetzen des Greifergehäuses auf einem Brennelementenkopf sich ein Auflager des Greiferkörpers von einem Widerlager des Greifergehäuses nach unten absetzt

Wesentlich ist: es, daß dann, wenn z. B. gemäß F i g. 1 und 2 ein Brennelement in einen Einsatz abgesetzt worden ist, wobei das Greifergehäuse 17 mit seinen Fingern 42 auf dem Brennelementenkopf 36 sitzt ohne Verzögerung Stäbe 42 aus dem Brennelementenkopf herausgezogen werden können. Denn beim Absetzen des Brennelementes in die Fassung 85 ist der Kupplungszapfen 46 bereits in die Bohrung der Hülse 47 eingetreten, wobei die Tragkugeln 50 schon der Ringnut

s 51 der Hülse 47 gegenüberliegen. Es braucht daher nunmehr nur der Kolben 54 des zu dem Stabgreifer gehörenden Kraftgerätes nach unten und der Kolben 31 des zu dem Brennelementengreifer gehörenden Kraftgerätes — zwecks Spreizens der Greifklinken 23 —

ίο nach unten bewegt zu werden.

Der Führungsmast 2 kann je nach den Erfordernissen um seine Achse 4 gedreht werden, wobei der Greiferkörper 13 und das Greifergehäuse 17 zwangläufig mitgedreht werden. Das geschieht z. B. zum Zwecke

is der Besichtigung eines an dem Greifergehäuse sitzenden Brennelementes oder der Stäbe, die an dem am Greifergehäuse sitzenden Stabkopf hängen. Ferner kann eine entsprechende Drehbewegung durchgeführt werden, um eine Gruppe von Stäben, nachdem sie aus einem Brennelement herausgezogen worden sind, um einen gewissen Winkel zu drehen und in der neuen Winkellage in die Bohrungen des Brennelementes einzusetzen. Dabei ist es günstig, daß die Winde 7 an einer Drehung des Greiferkörpers nicht teilnimmt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Greifvorrichtung einer Hubeinrichtung für stabförmige Körper, die zwei verschiedenen Gruppen mit unterschiedlichen Funktionen angehören, insbesondere in einem Kernreaktor zum Absetzen und Aufnehmen von Brennelementen und Stäben, mit einem von einem Beladewagen nach unten ragenden Mast, dem ein hohler Greiferkörper mittels einer auf dem Beladewagen angeordneten Winde in Höhenrichtung verschiebbar ist, und mit zwei in dem Greiferkörper geführten Greifern, die mittels zweier Kraftgeräte geöffnet und geschlossen werden können, sowie mit Verriegelungsvorrichtungen, die gewährleisten, daß die Greifer geschlossen bleiben, solange an ihnen die stabförmigen Körper, insbesondere Brennelemente oder Stäbe, hangen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Greifer (Brennelement-Greifer 23, Stab-Greifer 46) an einem gemeinsamen Greifergehäuse (17) angeordnet sind, an dem die beiden zugehörigen Kraftgeräte (31,32; 45,54) übereinander angebracht sind, und daß der Greiferkörper (13), der auf einer an der Winde (7) hängenden Tragvorrichtung (12) abgestützt ist, beim Heben und Senken der Greifer als Aufnahmemittel für die Greifer (23; 46) dient derart, daß er nach dem Aufsetzen des Greifergehäuses (17) auf dem Brennelement (36) od. dgL um ein Nachlaufmaß (Aufweiter abgesenkt werden kann.

2. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Mast mit dem Greiferkörper und den Greifern gegenüber dem Beladewagen um eine lotrechte Achse drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Winde (7) auf dem Beladewagen (1) undrehbar montiert ist und daß der Greiferkörper (13) auf der an der Winde (7) hängenden Tragvorrichtung (12) mittels einer ein Drehen um die lotrechte Achse (4) ermöglichenden Lagerung (16) abgestützt ist

3. Greifvorrichtung für Brennelemente und Stäbe in einem Kernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem im unteren Teil des Greifergehäuses (17) angeordneten Zylinder (45) des zu dem Stab-Greifer gehörenden Kraftgerätes dessen Kolbenstange (55) in einer Bohrung eines von dem Greifergehäuse nach unten ragenden Zapfens (46) herausgeführt ist und den Steuerstab (53) einer Tragkugel-Kupplung (50) zwischen diesem Zapfen (46) und einer diesen aufnehmenden Hülse

(47) eines mehrere Stäbe (49) haltenden Stabkopfes

(48) bildet, wobei der Steuerstab (53) mit einem in einer Bohrung des Stabkopfes (48) geführten Steuer-Kolben (70,71) für eine Tragkugel-Kupplung (76) zwischen dem Stabkopf (48, 67, 68) und einem die Stäbe (49) aufnehmenden Brennelement (36) so zusammenarbeitet, daß er bei einer Abwärtsbewegung, die durch Preßluft und ggf. zusätzlich durch eine Feder (58) im oberen Teil des Kraftgerätes (45, 54) bewirkt wird, die Kupplungsverbindung zwischen dem Zapfen (46) des Greifergehäuses und der Hülse (47) des Stabkopfes herstellt und den Steuer-Kolben (70,71) gegen den Widerstand einer Feder (78) so weit nach unten schiebt, daß die Kupplungsverbindung zwischen dem Stabkopf (48, 67,68) und dem Brennelement (36) aufgehoben wird.

4. Greifvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (55) des zu dem Stab-Greifer (46) gehörenden Kraftgerätes (45, 54) sich nach oben durch eine Bohrung im oberen Zylinderdeckel (56,57) dieses Kraftgerätes hindurch fortsetzt und einen Nockenkolben (63) für wenigstens einen Grenztaster zur Fernanzeige trägt

5. Greifvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Taststift (79) in einer lotrechten, durchgehenden Bohrung in dem Kolben (54) und der Kolbenstange (53, 55) des zu dem Stab-Greifer gehörenden Kraftgerätes schiebbar geführt und durch eine Feder (84) mit seinem

ίο unteren Ende in Anlage an dem Steuer-Kolben (70, 71) gehalten wird und daß das obere Ende des Taststiftes (79) einen Nockenkolben (82) für wenigstens einen Grenztaster (83) zur Fernanzeige trägt

6. Greifvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftgehäuse (31, 32) zur Betätigung des Brennelement-Greifers, der durch am unteren Ende des Greifergehäuses (17) gelagerte Greifklinken (23) gebildet wird, oben auf dem Greifergehäuse (17) angeordnet ist und seine nach unten aus dem Zylinder (32) dieses Kraftgerätes heraustretende Kolbenstange (30) eine Traverse (29) trägt die durch Stangen (27) mit Schenkeln (26) der als Winkelhebel ausgebildeten Greifklinken (23) verbunden sind, und daß die Kolbenstange (33) sich nach oben durch eine Bohrung im oberen Zylinderdeckel dieses Kraftgerätes hindurch fortsetzt und einen Nockenkolben (39) für wenigstens einen Grenztaster (40) zur Fernanzeige trägt

7. Greifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß zur Sicherung der Kupplungsverbindungen zwischen den Greifern (23; 46) und den jeweils an ihnen hängenden stabförmigen Körpern (Brennelemente 36; Stäbe 49) zwischen den Kolben (31; 54) der Kraftgeräte und je einem an dem Greifergehäuse (17) gelagerten Sperrglied (87) eine Zwangsverbindung besteht derart daß dann, wenn der Kolben sich in der der Kupplungsverbindung entsprechenden Lage befindet das Sperrglied (87) so eingestellt ist daß dann, wenn sich beim Anheben des Grdferkörpers (13) ein an diesem sitzendes Auflager (22) an einen Mitnehmer (21) des Greifergehäuses (17) legt ein an dem Greiferkörper (13) sitzendes Sperrglied (86) in formschlüssige Verbindung mit dem am Greifergehäuse gelagerten Sperrglied (87) tritt

8. Greifvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß das am Greifergehäuse (17) gelagerte Sperrglied (87) so gestaltet ist daß es in

so zwei Stellungen, in die es beim Herstellen bzw. beim Lösen der Kupplungsverbindung gebracht wird, in formschlüssige Verbindung mit dem am Greiferkörper (13) sitzenden Sperrglied (86) tritt wenn sich das Auflager (22) des Greiferkörpers an den Mitnehmer

(21) des Greifergehäuses legt