DE2515247A1

DE2515247A1 - Fernueberwachungsvorrichtung fuer einen kernreaktorbehaelter

Info

Publication number: DE2515247A1
Application number: DE19752515247
Authority: DE
Inventors: Bernard Blanc; Jean Boudou; Alain Castaing; Jean Clasquin; Bernard Gallet; Robert Saglio; Alain Samoel
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1974-04-10
Filing date: 1975-04-08
Publication date: 1975-10-30
Also published as: FR2267612B1; FR2267612A1; JPS50138294A; DE2515247C2; ES436406A1; IT1032636B; US3987666A; GB1469215A

Description

Dr. Hans Uirich May

8 Mil η cii ε; η 2 2
Thierschstr. 27 - Tel 22 5Γ! *1

CP 510/1365 München, den 8. April 1975

B 5TfBTT" PG Dr. H./es

Commissariat ä 1· Energie Atomique in Paris/Frankreich

Fernüberwachungsvorrichtung für einen Kernreaktorbehälter

Die Erfindung betrifft eine Ferntiberwachungs- und Inspektionsvorrichtung für einen Baukörper, der aufgrund der umgebungs- und Zugangsbedingungen für eine Überwachungsperson nicht unmittelbar zugänglich ist, besonders für die Außenfläche des Hauptbehälters eines Kernreaktors, vor allem eines mit schnellen Neutronen betriebenen Kernreaktors, der den Reaktorkern und ein dauernd umlaufendes Volumen von flüssigem Metall enthält, das die durch die Kernspaltung int Kern erzeugte Wärme abführt.

Die Fernüberwachungsvorrichtung soll vor allem durch eine ferngesteuerte Maschine, welche entsprechende Kontroll- und Meßgeräte trägt, das Auffinden von Fehlern an diesem Reaktorbehälter ermöglichen, besonders in den Bereichen der Schweißnähte der den Behälter bildenden Metallelemente, und die Verfolgung der Entwicklung dieser Fehler oder anderer kleinerer mechanischer unregelmäßigkeiten, die während der Lebensdauer des Reaktors auftreten können, ermöglichen, damit die erforderlichen sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden können, um einen schwereren Unfall zu vermeiden, der gegebenenfalls zu einem längeren Stillstand des Reaktors führen könnte·

509844/0341

Bekanntlich hat bei einem mit schnellen Neutronen arbeitenden Kernreaktor der Hauptbehälter im allgemeinen die Form eines zylindrischen Gefäßes mit senkrechter Achse, das unten durch einen halbkugelförmigen Boden abgeschlossen ist und aus rostfreiem Stahl besteht, UWi besonders die Korrosion durch das darin enthaltene flüssige Metall,.im allgemeinen Natrium, zu vermeiden, und außen durch einen zweiten Behälter «dt zum ersten Behälter paralleler Wand, dem sogenannten Sicherheitsbehälter umgeben ist» wobei diese beiden Behälter mit ihreti oberen offenen Enden an einem dicken waagrechten Deckel aus stahl oder mit stah^verkleidetem Beton aufgehängt sind, der von oben einen Betonschutzbehälter verschließt, der die Umgebung vor radioaktiven Strahlen schützt. Der äußere sicherheitsbehälter besteht aus einem schwach legierten Stahl und begrenzt mit dem Hauptbehälter einen engen Zwischenraum, der die gesamte Außenfläche des Hauptbehälters umgibt. In diesem Zwischenraum, der im allgemeinen mit einem Neutralgas, gewöhnlich stickstoff, gefüllt ist, herrscht dauernd ein Temperaturgefälle zwischen dem Hauptbehälter, dessen Temperatur zwischen dem Normalbetrieb und Stillstand des Reaktors von 400 bis 250⁰C schwankt, und dem sicherheitsbehälter, dessen niedrigere Temperatur unter den gleichen Bedingungen zwischen 300 und 18O°C schwankt, da zwischen diesem Behälter und der Wand des Betonbehälters ein zugehöriger Kühlkreislauf eingebaut ist. Der erwähnte Zwischenraum, dessen Abmessungen im allgemeinen auf höchstens 700 mm begrenzt sind, unterliegt außerdem der Einwirkung von vom Kern kommender radioaktiver Strahlung, und die Gesamtheit dieser Bedingungen verhindert somit eine unmittelbare Inspektion der Außenwand des Hauptbehälters durch eine Bedienungs- person und erfordert also den Einsatz einer ferngesteuerten Vorrichtung.

509844/0341

Durch die Erfindung wird nun eine solche FernUbervachungsvorrichtung für einen Kernreaktor geschaffen, die gekennzeichnet ist durch einen Vorrichtungen zur Inspektion des Hauptbehälters tragenden Vagen mit Selbstantrieb, der in dem Zwischenraum zwischen Hauptbehälter und Sicherheitsbehälter bewegbar ist, um jeden l>eliebigen Bereich des Hauptbehälters zu inspizieren und zu überwachen, und der einen ' eigentlichen Antriebsmechanismus aufweist, der mit der gegenüberliegenden Wand des Sicherheitsbehälters zusammenwirkt, gegen die er sich anlegt, und am Ende eines »usammengesetzten Kabels aufgehängt ist, das zur Energieversorgung des Viagens und "Zuftiiipder verschiedenen für die Einstellung und den Betrieb der Inspektionsvorrichtungen erforderlichen Fluids sowie zur Einführung und Zurückziehung des VJagens in den Zwischenraum mittels einer das Verbundkabel betätigenden Hantierungsvorrichtung dient.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird mit weiteren Einzelheiten und Vorteilen erläutert durch die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht. Hierin zeigen:

- Fig. 1 scheraatisch einen Teil eines Längsschnitts eines ait

schnellen Neutronen arbeitenden Kernreaktors, der besonders die Form des Hauptbehälters und Sicherheitsbehälters zeigt, welche zwischen sich einen Zwischenraum begrenzen, in dem ein ferngesteuerter Überwachungswagen für die Inspektion der Außenfläche des Hauptbehälters bewegbar ist;

- Fig. 2 einen Aufriß in größerem Maßstab des ferngesteuerten Wagens, wobei besonders die von ihm getragenen Überwachungsund Inspektionsvorrichtungen gezeigt sind;

5098U/0341

-4- 25152A7

- Pig. 3 eine Seitenansicht des Wagens der Fig. 2;

- Fig. 4 eine Teilansicht in größerem Maßstab der Ausführung einer

Raupenkette zur Verschiebung des Wagens der Figuren 3 und 4;

- Fig. 5 einen Teil eines Querscimitts gemäß V-V der Fig. 4;

- Fig. 6 einen Aufriß„ teilweise im Schnitt„ eines Kettengliedes

der Fig. 4«

Die teilweise aufgeschnittene Gesamtansicht der Fig. 1 zeigt einen Teil des Hauptbehälters eines mit schnellen Neutronen arbeitenden Kernreaktors von an sich bekanntem Typ, wobei dieser Hauptbehälter besonders den Kern dieses Reaktors und ein entsprechendes Volumen eines flüssigen Metalls als Kühlmittel, im allgemeinen Natrium, enthält, das durch den Kern gefördert wird, um die bei der Spaltreaktion erzeugte Warnte abzuführen. Der Behälter 1 ist im allgemeinen aus rostfreiem Stahl hergestellt, damit er gegenüber dem in ihm enthaltenen Natrium korrosionsbeständig ist, und besitzt eine im ganzen zylindrische Form mit senkrechter Achse, ist an seinem oberen Ende offen und unten durch einen halbkugelförmigen Boden abgeschlossen. Dieser Behälter 1 ist außen von einem zweiten Behälter 2, dem sogenannten Sicherheitsbehälter koaxial umgeben, dessen Wände zum Hauptbehälter parallel sind. Der Sicherheitsbehälter 2 ist daher mit dem flüssigen Kühlmetäll des Kerns nicht in Berührung und kann somit aus einem billigeren Material als der Hauptbehälter hergestellt sein, besonders schwach legiertem Stahl. Die beiden Behälter 1 und 2 begrenzen zwischen sich einen Zwischenraum 3_P der mit einem Neutralgas, besonders Stickstoff, gefüllt ist und eine geringe Breite von etwa 700 mm im betrachteten Beispiel aufweist. Dieser Zwischenraum erstreckt sich rings um den Hauptbehälter und läßt Raum für die Bewegung eines erfindungsgemäßen selbstfahrenden Vagens 13, der die

509844/0341

Inspektion der Außenwand des Hauptbehälters 1 besonders während bestimmter Perioden der Lebensdauer des Reaktors ermöglicht. Die Behälter 1 und 2 tragen an ihrem oberen Ende Anschlußstücke 4 und 5» mit denen sie fest mit einem waagrechten dicken Deckel 6 aus Stahl oder mit Stahü^verkleidetem Beton verbunden werden können, der über dem Niveau des Natriums im Hauptbehälter liegt und den oberen Teil einer Schutzkammer 7 aus Beton mit sehr dicken Wänden verschließt, welche die Umgebung vor radioaktiver Strahlung schützt. Gemäß einer üblichen Ausbildung bei diesem Reaktortyp weist der Deckel 6 verschiedene senkrechte Durchlaßöffnungen 8 auf, in die Führungshülsen 9 eingesetzt sind, durch die für den Reaktorbetrieb notwendige Bestandteile oder Geräte durch den Deckel 6 in den Behälter 1 eingeführt werden können. In Fig. 1 ist einer dieser Bestandteile gezeigt, nämlich eine primäre Förderpumpe 10 für den Kreislauf des flüssigen Natriums im Hauptbehälter 1, welche das Natrium dauernd durch eine Auslaßleitung 11 unter den nicht gezeigten Kern zurückführt, den das Natrium aufsteigend durchströmt.

Im Hinblick auf die sehr beträchtlichen Abmessungen, die für einen mit schnellen Neutronen arbeitenden Kernreaktor mit einer elektrischen Leistung von etwa 1000 MW 20 m Durchmesser und 12 bis 15" m Höhe erreichen können, sind der Hauptbehälter 1 ebenso wie der Sicherheitsbehälter 2 aus einer Reihe von Elementen durch Schweißen hergestellt, besonders aus entsprechend bemessenen und geformten Stahlplatten mittels Schweißnähten 12, die vorteilhafterweise längs Breitengraden und Meridianen entsprechenden Linien dieser Behälter gelegt sind. Offen-sichtlich muß man diese Behälter und besonders den Hauptbehälter 1, nach~dem sie in die Schutzkammer 7 eingesetzt und durch den Deckel 6 verschlossen sind, aus der Ferne überwachen

509844/0341

können, besonders mittels des in dieser Figur schematisch gezeigten selbstfahrenden Wagens 13, der sich in dem Zwischenraum 3 bewegt, dessen verhältnismäßig geringe Abmessungen abgesehen von allen an« deren Überlegungen eine unmittelbare Inspektion durch eine Bedienungsperson nicht zulassen. Im übrigen muß man die im Raum 3 vorhandene Radioaktivität berücksichtigen, welche ein unmittelbares menschliches Eingreifen nicht zuläßt.Schließlich muß man auch an den im Raum 3 herrschenden verhältnismäßig hohen Temperaturgradienten denken, wobei der Hauptbehälter 1 stets wärmer ist als der Sicherheitsbehälter 2.

Der selbstfahrende ferngesteuerte Wagen 13 kann sich an diese Umgebungsbedingungen anpassen und ist am Ende eines Verbundkabels 14 angehängt, das dem Viagen elektrische Energie und die verschiedenen, zum Betrieb der vom Wagen getragenen Inspektions- und Überwachungsorgane oder -geräte erforderlichen Fluids zuführt. Das Kabel 14 läuft außerkalb des Deckels 6 über eine Winde 15 zum Auf- und Abwickeln, die dem Kabel eine besonders der abgewinkelten Länge proportionale Spannung geben kann. Diese Winde 15 ist im inneren eines Behälters 16 angebracht, der einen Kabellagerraum 17 für das aus dem Zwischenraum 3 herausgezogene Kabel aufweist. Der Behälter 16 ist selbst an einem Wagen 18 aufgehängt, der sich längs einer über den Reaktordeckel 6 verlaufenden Kreisschiene 19 verschieben kann.

Um den am Ende seines Verbundkabels 14 angehängten Wagen 13 in den Zwischenraum 3 einführen zu können, weist der Deckel 6 eine Reihe von Durchtrittsöffnungen 20 auf, beispielsweise 12 Öffnungen im betrachteten Beispiel, welche teilweise verschlossen sind durch Führungen 21, welche das Abspulen des Kabels steuern, nachdem der Wa-

5098ΛΛ/0

gen 13 in den Zwischenraum 3 eingeführt ist, und außerdem das Entweichen von jieutralgasatmosphäre aus dem Zwischenraum 3 begrenzen. In Fig. 1 ist der Kabelbehälter 16 in zwei verschiedenen Stellungen auf seiner Schiene 19 gezeigt, wobei die zweite Stellung strichpunktiert dargestellt ist und der Behälter in diesem Fall mit 16a bezeichnet ist. Wie ersichtlich kann sich in der letztgenannten Stellung der am Ende des Kabels 14a angehängte Wagen in mehrere Richtungen 13a, 13b oder 13c einstellen, von denen jede einer zweckmäßigen Ausrichtung des Wagens bezüglich einer zu kontrollierenden Schweißnaht 12 entspricht und die vom Wagen bei Verfolgung dieser Linien überstrichenen Bereiche in der Zeichnung schematisch mit 22 bezeichnet sind. Weitere Einzelheiten der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab die Ausbildung des selbstfahrenden Wagens 13. Dieser besteht, wie gezeigt, hauptsächlich aus einem Chassis 23, das zwei parallele Raupenketten trägt, von denen nur eine Raupenkette 24 in der Ebene der Figur sichtbar ist. Jede dieser Raupenketten ist unabhängig von der anderen bezüglich des Chassis 23 angetrieben und bestimmt so die Verschiebung des Wagens 13 im Zwischenraum 3 zwischen den Behältern 1 und 2. Der Antrieb erfolgt mittels zweier Kettenräder 25 und 26, d.h. dem vorderen und hinteren Kettenrad bezüglich der Verschiebungsrichtung. Die Raupenkette 24 trägt zu diesem Zweck beispielsweise eine Reihe von im einzelnen weiter unten erläuterten angelenkten Gliedern 27, die mit Rollen 28 versehen sind, die in Eingriff mit den Zähnen der Kettenräder 25 und 26 kommen, um die Raupenkette relativ zu verschieben und den Wagen zu bewegen, wobei Veränderungen der Bewegungsrichtung

5098U/0341

durch Veränderung der Geschwindigkeit oder Drehrichtimg einer Raupenkette bezüglich der anderen erhalten werden, wie für derartige Antriebe üblich. Jedes Glied 27« dessen Einzelheiten mit Bezug auf die Figuren 4 und 6 beschrieben werden, trägt einen Mechanismus, der durch sein Gestell den Wagen 13 gegen die -Wand des Sicherheitsbehälters 2 drückt, die der .!«Jana des Hauptbehälters 1 gegenüberliegt. Im betrachteten besonderen Ausführungsbeispiel besteht dieser Andrückmechanismus für jedes Glied der Raupenkette aus einer Gruppe von swei Permanentmagneten 29» die den Wagen magnetisch an die Wand des aus Magnetstahl (schwarzem stahl) bestehenden Behälters 2 ziehen während im Gegensatζ dasu der Behälter 1 aus rostfreiem Stahl unniagnetisch ist.

Wie bereits angegeben trägt der Wagen 13 mehrere Geräte für die inspektion und überwachung der ^?iand des Hauptbehälters 1, besonders im Bereich der Schweißnähte 12» im MaSe der Verschiebung des Wagens. Zu diesem Sareck trägt das Chassis 23 ein verformbares doppeltes Lenkerparallelograiäim 30* das auf jeder Seite des Chassis 23 zwei Schwingarme 31 und 32 aufweist _s die einerseits bei 33 und 34 am Chassis angelenkt sind und an deren entgegengesetzten Enden ein Träger 35 angelenkt ist. Die Schwenkung der bezüglich des Chassis 23 verformbaren Parallelogramme erfolgt vorzugsweise durch einen pneumatischen oder hydraulischen Arbeitskolben 36, dessen Kolbenstange 37 beispielsweise am Zapfen 38 am Schwingarm 32 angelenkt ist. Der Halter 35 trägt vorteilhafterweise eine ausrichtbare Kamera 39, die mit einem an sich bekannten Fernsteuergerät 40 zusammenwirkt, welches zur elektrischen Versorgung der Kamera, dem Betriebsfertigmachen und Einstellen auf die Wand des Hauptbehälters dient. Die optischen Eigenschaften der Kamera ermöglichen die visuelle Feststellung eines Fehlers von 0,5 mm bei einer Beobachtung von

509844/0341

350 nun, wobei die Fläche des erhaltenen Bildes in der Nähe eines Rechtecks von 'rOO mm Diagonale liegt. Der Halter 35 trägt auch ein Ultraschallübsrwachungsgerät 41» das mit Anlagerollen 41a und einem Abdichtungsbalgen 42 zusammenwirkt, welcher in eineia geschlossenen Hohlraum eine geeignete Kopplungsflüssigkeit ohne Gefahr der Verunreinigung oder Abscheidung an den Metallwänden des Hauptbehälters zurückhält. Das Ultraschallprüfgerät 41 ist verbunden mit einer Steuervorrichtung 43» welche auch die Energieversorgung des Geräts und seine Relatiwerschiebung bezüglich seiner Anfangsstellung am Chassis 23 bewirkt, damit jede Schweißnaht 12 beiderseits ihrer Mittellinie abgetastet werden kann.

Das Chassis 23 ist zum hinteren Teil des Wagens in Bezug auf dessen Bewegungsrichtung durch eine Halteplatte 44 verlängert, die in einer Zwinge 45 zum Führen und Befestigen des Endes des Verbundkabels

endet
14/und »um Halten einer Reihe von Arbeitszylindern 46 oder Auslösefederelementen dient, die im wesentlichen senkrecht zur Wand des Behälters 2 angeordnet sind, so daß die Kolbenstangen 47 dieser Arbeitszylinder sich gegen diese Wand abstützen können und gegebenenfalls das Abheben des Wagens 13 bewirken, der unter diesen Bedingungen frei am Ende des Kabels 14 hängt, so daß er beispielsweise. aus dem Zwischenraum 3 mittels der Aufspulwinde 15 durch eine der Durchlaßöffnungen 20 des Deckels 6 herausgezogen werden kann (Fig. 1). Der Wagen 13 trägt ferner an seinem dem Kabel 14 entgegengesetzten Ende einen stoßdämpfer 48, um die Kamera 39 zu schützen, \vem\ diese bei zusammengelegter Stellung der verformbaren Parallelogramme gegen das Chassis 23 gedrückt wird. Schließlich trägt das Chassis 23 beiderseits der Raupenketten Metallbürsten 49, um die Wand des Sicherheitsbehälters 2 vor oder hinter dem Wagen dauernd au säubern und besonders zu verhindern, daß Schmutz und vor allen

509844/0341

Dingen Metallteilchen auf die Magnete 29 der Kettenglieder 27 gelangen und so die Anziehungskraft dieser Magnete und das richtige Haften des Wagens an dieser Wand behindern.

Die Figuren 4 und 5 aeigen in größerem Maßstab im Aufriß und Querschnitt Einzelheiten der Ausführung der Raupenketten 24 und ihres Antriebsmechanismus. Besonders v/eist jede der Raupenketten für jedes Kettenrad 25 oder 26 eine Hohlwelle 50 auf, die im Inneren des Chassis 23 in Lagern 51 und 52 drehbar gehalten ist. Diese Hohlwelle 50 ist durch seitliche Planschen 53 und 54 (Fig. 5) verlängert, die an ihren Enden abgebogene Teile 55 aufweisen (Fig. 4), welche Antriebszähne für die Rollen 28 der Kettenelemente 27 bilden. Diese Kettenelemente sind ineinandergreifend an Querachsen 27a angelenkt, welche durch Nasen 56 und 57 an zwei aufeinanderfolgenden

Ψ
Gliedern /gehen. Diese Verbindungsweise ermöglicht, daß sich die Kettenglieder bei der Verschiebung der entsprechenden Raupenkette zwischen den vorderen und hinteren Kettenrädern 25 und 26 und bei deren Abrollen über diesen entsprechend ausrichten. Die Hohlwelle 50 weist einen Verbindungszapfen 58 auf, der mit dem Ende eines Antriebszapfens 59 in Eingriff steht, der selbst in Lagern 60 und in einem Mxttelgehäuse 23a des Chassis 23 rotiert. An diesem Zapfen 59 ist ein Zahnkranz 63 vorgesehen, dessen Schraubengewinde in Eingriff mit einer Spindel 64 besteht, die von einem Getriebe 65 angetrieben ist. Wie Fig. 5 zeigt entspricht der gesamte Antriebsmechanismus der einen Raupenkette des Chassis einem bezüglich der Mittelebene 66 des Chassis symmetrischen Antriebsmechanismus der anderen Raupenkette» wobei die beiden Raupenketten wie gesagt parallel zueinander, jedoch unabhängig voneinander durch Antriebsmotoren angetrieben sind, um so in bekannter Weise seitliche Schwenkungen des Viagens zu erhalten, indem man die eine Raupenkette rascher als die

509844/0341

andere oder in umgekehrter Richtung laufen läßt.

Fig. 6 zeigt in größerem Maßstab Einzelheiten der Ausführung eines der Kettenglieder 27» welche die Raupenketten des Wagens 13 bilden. Jedes Kettenglied weist insbesondere einen Kolben 67 auf, der im inneren einer Ausnehmung 68 im Körper oder Gehäuse dieses Sliedes gehalten und d^irch eine axiale Stange 69 verlängert ist, die in einer Bohrimg 70 mit wesentlich größerem Durchmesser als die Stange verschiebbar ist. Zwischen der Bohrung 70 und der Stange 69 ist so ein Ringraum gebildet» in dem eine Spiralfeder 71 mit großer Biegsamkeit, d.h. geringer Veränderung der Federkraft bei einer erheblichen Dehnung angeordnet ist. Diese Feder stützt sich einerseits an einem im Gehäuse des Qliedes 27 vorgesehenen Anschlag 72 und andererseits an einer Schulter 73 eines die Stange 69 gegenüber dem Kolben 67 verlängernden Kopfes 74 ab. Die Stange 69 weist selbst eine Blindbohrung 75 auf, in die ein Zapfen 76 eingesetzt ist, der in einem Betätigungskopf 77 endet, der den Zapfen gegen einen Stapel von in der Bohrung 75 unter dem Zapfen angeordneten Federscheiben

78 ai?rücl:drückt. In den oberen Teil des Kopfes 74 ist ein stopfen

79 eingeschraubt, der als oberer Anschlag für den Zapfen 76 dient.

Zur Ausrüstung des Wagens 13 gehört schließlich noch eine Führungs~ leiste 80 zur seitlichen Führung jedes Kettengliedes , die eine Nut 81 aufweist , in die nacheinander die Rollen 28 der Kettenglieder 27 nach Maßgabe ihres Antriebs durch die Kettenräder eingreifen,besonders wenn diese Glieder sich mit ihren Magneten 29 in der Nähe der Wand des Sicherheitsbehälters 2 befinden, welche diese Magnete anzieht. Die hohle Antriebswelle 50 jedes Kettenrades ist außerdem an ihrer Außenfläche mit vorspringenden Kragen 82 versehen, welche BstätigTancisnocJfcen für die Stifte 77 der Zapfen 76 bilden_fdie an je-

509844/0341

dem der Kettenglieder. 27 der beiden Raupenketten vorgesehen sind. Wie man am Schnitt der Fig. 5 sieht, trägt jedes Kettenglied 27 zwei nebeneinander angeordnete Magneten 29, die jeder unter der Wirkung einer Feder 71 und eines Stapels von Federscheiben 78 stehen, wie Fig. 6 zeigt, wobei diese Verdoppelung der Magnete für jedes Glied insgesamt eine bessere Anziehung des Wagens 13 gegen die Metallwand des Behälters 2 und bessere Verbindung des VJagens mit dieser Wand im Verlauf seiner Verschiebungen und besonders bei Verschiebungen längs der senkrechten Wandbereiche im Raum 3 gewährleistet .

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Fernüberwachungsvorrichtung ergibt sich ohne weiteres aus der vorangehenden Beschreibung. Man muß während des Betriebs des Reaktors dauernd den Zustand der Schweißnähte 12 kontrollieren können, welche die verschiedenen Elemente aus rostfreiem Stahl zusammenhalten, welche den Hauptbehälter bilden, um jeden in diesen Schweißnähten auftretenden Fehler entdecken zu können, und vor allem die Entwicklung solcher Fehler im Verlauf der Zeit zu kontrollieren, damit jeder größere Unfall vermieden wird, der eine nicht zu behebende Beschädigung des Reaktorbehälters zur Folge hätte, und damit rechtzeitig die erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden. Zu diesem Zweck ist es erwünscht, daß man bei jeder Stillstandsperiode des Reaktors eine solche Inspektion durchführen kann, indem man den Wagen 13 im Inneren des Zwischenraums 3 zwischen den Behältern 1 und 2 verschiebt, wobei die Umgebungsbedingungen der in diesem Zwischenraum enthaltenen Stickstoffatmosphäre sowie der zwischen den Behältern 1 und 2 vorhandene Wärmegradient für die Mechanismen des Wagens und die von ihm getragenen Kontrollgeräte erträglich sein müssen. Als Anhalts-

5098U/0341

punkt sei angegeben»daß die Temperatur des Behälters 1 bei einer Stillstandsperiode des Reaktors in der Größenordnung von 25O°C liegt, während der sicherheitsbehälter 2 zwischen der Außenwand und dem Betonschutzmantel 7 bis auf eine Temperatur von nur 120°c gekühlt verden kann.

Um eine solche inspektion der Außenseite der Wand des Hauptbehälters 1 durchzuführen, führt man zunächst den am Ende seines Verbundkabels 14 hängenden Vagen 13 durch eine der im Deckel 6 dafür vorgesehenen Durchlaßöffnungen 20 in den Zwischenraum 3 ein. Dazu hebt man zunächst die entsprechende Führung 21 heraus und bringt den Kabelbehälter 16 mit dem Verbundkabel und dem daran hängenden Wagen 13 in den Bereich der so freigelegten öffnung» indem man den Vagen 18 auf der über dem Deckel 6 angeordneten Kreisschiene 19 verschiebt und anschließend auf der schiene blockiert.Dann läßt man den Vagen/durch die Öffnung 20 herab, vobei die Winde 15 so gesteuert vird, daß gleichzeitig der Drall und die Spannung des Verbundkabels kontrolliert und letztere proportional zur abgewickelten Länge gehalten vird. Nach dem Einführen des Wagens 13 in den Raum 3 unter dem Dekkel 6 bringt man den Wagen mit der aus schwarzem stahl bestehenden magnetischen Wand des Behälters 2 in Berührung, so daß der Wagen anschließend durch die Gesamtheit der Magnete 29 der gegenüberliegenden Kettenglieder 27 der Raupenketten an dieser Wand gehalten ist und das Verbundkabel 14 entlastet ist. Von diesem Zeitpunkt an vird der Wagen nur von der Wand 2 gehalten, und das Kabel 14 ist keiner Belastung mehr ausgesetzt und kann den gesteuerten Bewegungen des Wagens sowohl quer wie senkrecht frei folgen.

Um den Vagen im Zwischenraum 3 zu verschieben, steuert man dann die Antriebsmotoren 65 der Kettenräder 25 so, daß die Raupenketten im

5098U/0341

gevUnschten Sinn angetrieben verden, besonders um den Vagen vorwärts zu bevegen oder seine Orientierung durch verschiedene Binvirkung auf die eine und andere der beiden Raupenketten zu ändern. Die Drehung der Kettenräder 25 und 26 bevirkt, daß nacheinander jedes der Kettenglieder 27 vor die Wand des Behälters 2 gebracht vird und sich seinerseits an diese anlegt und den Wagen hält. Bei dieser Bewegung sind die Rollen 28 nacheinander durch die Zähne 55 der Kettenräder angetrieben (Pig. 4 und 5), vährend die Stifte 77 der Zapfen 76 mit den als Nocken virkenden Kragen 82 in Berührung kommen, die auf jeder Hohlwelle 50 angebracht sind. Die so in ihrer Bohrung 75 gegen die Federscheiben 78 zurückgedrückten Zapfen 76 drücken auf den Kolben 67» der die Magnete 29 bezüglich des Umrisses der entsprechenden Raupenkette herausdrückt. Da die Drehung der Kettenräder sich fortsetzt, kommen die aufeinanderfolgenden Glieder 27 der Wand des Sicherheitsbehälters 2 genügend nahe,daß die magnetische Anziehung das Festhaften der Magnete 29 an dieser Wand mit einer den Federn 71 entsprechenden Kraft bevirkt. Die Verschiebung des Wagens erfolgt so von einer Stelle zur nächsten, vobei das Anhaften jedes neuen Gliedes 27 der Raupenketten am Behälter 2 infolge des Vorrückens des vorderen Kettenrads beispielsveise zugleich mit der Ablösung eines anderen Gliedes der gleichen Raupenkette durch das hintere Kettenrad 26 erfolgt. Es «ei bemerkt, daß die fliegende Halterung der von jedem Kettenglied 27 getragenen Permanentmagnete 29 und die Zahl dieser Magnete «in maximal virksames Anheften des Wagens 13 an der Wand des Sicherheitsbehälters 2 bevirkt, und zvar insbesondere unabhängig von der Wölbung dieser Wand auf dem Weg des Wagens im Zvischenraum 3

Damit aian den Schweißnähten 12 der Außenfläche der Wand des Haupt-

509844/0341

behälters 1 richtig folgen kann, die normalerweise bei der Herstellung land Montage des Behälters sorgfältig abgeschliffen und vorzugsweise in Richtung von Breiten- und Längengraden entsprechenden Linien dieses Behälters angeordnet sind, ist es besonders zweckmäßig, an diesem Behälter magnetische oder andere Führungsbänder vorzusehen, die besonders dadurch erhalten werden, daß man zuvor ein geeignetes magnetisches Material aufspritzt, das eine bessere Kontrolle der Position des Wagens ermöglicht. Die die Wand des Behälters 1 bildenden Elemente bestehen aus einem nichtmagnetischen rostfreien Stahl. Man kann auf diesen sehr dünne Bänder von 0,4 bis 0,6 mm Dicke eines Zusatzmetalls vorsehen, ohne mechanische Schwierigkeiten besonders für die Bewegung des Wagens hervorzurufen. Vom Wagen 13 getragene nicht gezeigte magnetische Detektoren können diesen Bändern sehr leicht folgen, und die von diesen Detektoren gelieferten Informationen ermöglichen die Differenzsteuerung der Raupenketten und die gewünschte Verschiebung bei Übergang von einer Linie zu einer anderen gemäß Wegen, die in Fig* 1 schematisch im Profil gezeigt sind.

Längs jeder der Schweißnähte 12 kann der Wagen 13 periodisch angehalten werden,und die von ihm getragenen Kontroll- und Meßgeräte, besonders das Ultraschallprüfgerät, kann in die Prüfstellung für eine kontinuierliche inspektion der Schweißnähte gebracht werden, wobei die durch den Arbeitszylinder 36-37 betätigte verformbare Parallelogrammhalter 30 (Fig. 2) für den dauernden Andruck gegen die Wand des Hauptbehälters sorgt, jedoch ein rasches Abheben beim Übergang über ein eventuelles Hindernis ermöglicht. Gleichzeitig wird die Kamera 39 eingeschaltet und ermöglicht durch ein entsprechendes Ausschwenken die visuelle Erkundung des entsprechenden Bereichs der Behälterwand, besonders vor dem Wagen. Vorteilhafterwei-

509844/0341

se erfolgt die visuelle Kontrolle durch die Kamera mit Hilfe eines elektronischen Suchers, der mit einer spannungsgeregelten elektrischen Stromzuführungsvorrichtung zusammenwirkt_s wobei die Gesamten-Ordnung gegenüber den Temperaturen beständig ist, die im Inneren dieser Kamera durch einen nicht gezeigten Ventilator entsprechend reguliert werden. Hierzu gehört ferner ein ferngesteuertes Einstellsystem sowie eine auf dem Wagen montierte Gruppe von Jodlampen mit einstellbarer Intensität. Schließlich ermöglichen Gruppen von Spiegeln eine axiale Blickrichtung sowie auch seitliche Blickrichtung. Entsprechend ist das Ultraschallprüfgerät 41 vorzugsweise durch einen nicht gezeigten Mechanismus gesteuert» der eine Relatiwerschiebung des Meßkopfes in unmittelbarer Nähe der Wand des Behälters 1 ermöglicht, so daß jede Schweißnaht 12 senkrecht zu ihrer Richtung im Maß des Vorschubs des Wagens überstrichen wird.

Im beschriebenen Beispiel beträgt die Zahl der mit jeder Wand 2 des Sicherheitsbehälters in Berührung stehenden Kettenglieder neun* wobei jedes Glied zwei Magnete trägt, was insgesamt 36 gleichzeitig wirkende Magnete bedeutet. Diese Zahl ist genügend hoch,daß die zufällige Ablösung irgendeines Oliedes beispielsweise infolge von Oberflächenfehlern die Stabilität der Gesamtanoudnraig nicht beeinträchtigt» Selbstverständlich können aucfe, andere Ausführungsformen vorgesehen sein oder statt Permanentmagneten wie im obigen Beispiel Elektromagnete oder auch pneumatische oder andere Saugnäpfe benutzt werden, soweit solche Vorrichtungen ein genügendes Haften des Wagens 13 an der Wand des Behälters 2 ohne Gefahr der unmittelbaren Berührung mit der Wand des Behälters 1 gewährleisten. Es sei bemeitet,, daß in allen Fällen der Wagen 13 infolge seiner Arbeitszylinder oder Ped-erelemente 46 durch Abstützung der Stangen 47 am Behälter 2 die

509844/0341

Ablösung des Wagens in jeder beliebigen Stellung im Inneren des Zwischenraums 3 ermöglicht und dann durch Zug am Verbundkabel 14 mittels der Aufvickelvinde 15 der Wagen sofort und rasch aus diesem Zwischenraum nach außen herausgezogen verden kann*

5098U/0341

Claims

Patentanspruchs

(ι.) Fernüberwachungsvorrichtiing für einen Baukörper, der einen Hauptbehälter und einen diesen außen umgebenden Sicherheitsbehälter aufweist, gekennzeichnet durch einen selbstfahrenden Wagen (13), der Vorrichtungen zur Inspektion des Hauptbehälters(i) trägt und zur überwachung und inspektion jedes beliebigen Bereichs des Hauptbehälters in dem zwischen dem Hauptbehälter (1) und dem Sicherheitsbehälter (2) vorhandenen Zwischenraum (3) verschiebbar ist, wobei dieser Wagen (13) einen eigentlichen Antriebsmechanismus aufweist, der mit der gegenüberliegenden Wand des Sieherheitsbehälters (2) zusammenwirkt, indem er sich an diese Wand anheftet, und 4er Vagen am Ende eines Verbundkabel» (14) angehängt ist, welches den Wagen mit Energie und den verschiedenen, für die Positionierung und den Betrieb der Inspektionsvorrichtungen erforderlichen Fluids versorgt und gleichzeitig das Einführen des Wagens (13) in den Zwischenraum (3) und sein Zurückziehen daraus mittels einer das Verbundkabel (14) betätigenden H&ntierungsvorrichtung (15) ermöglicht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der selbstfahrende Wagen (13) ein Chassis (23) aufweist, das zwei im Chassis geführte parallele Antriebs-Raupenketten (24) trägt, die durch zwei jeweils vorn und hinten bezüglich der Bewegungsrichtung des Wagens (13) angeordnete Kettenräder (25,26) mit regelbarer Geschwindigkeit angetrieben sind, wobei jedes Kettenrad unabhängig vom aaderen Kettenrad durch einen Motor um eine quer zum Chassis verlaufende Achse angetrieben ist und jede Raupenkette (24) aus einer Mehrzahl gleicher nebeneinanderliegender und aneinander angelenkter Kettenglieder (2?) besteht, die seitliche Rollen (28), die

509844/034 1

mit den Zähnen der Kettenräder (25,26) in Eingriff kommen, und Vorrichtungen (29) zum vorübergehenden Anheften an die Oberfläche des Sicherheitsbehälters (2) aufweisen, welche den Wagen (13) gegen diesen Behälter angedrückt halten, ohne seine Relativverschiebung vor dem Hauptbehälter (1) zu begrenzen,
3. Vorrichtung nach Anspruch 2 für einen Baukörper, bei dem der Sicherheitsbehälter aus einem magnetischen Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kettenglied (27) der Raupenkette (24) einen Körper mit einem Hohlraum (68) aufweist, in dem für die Anheftung an der Oberfläche des Sicherheitsbehälters ein Kolben (67) in einer zur Drehachse der Kettenräder senkrechten Richtung verschiebbar gehalten ist, der an seinem Ende mit einem Permanentmagneten (29) versehen ist, der sich gegen die Oberfläche des Sicherheitsbehälters (2) anlegt.
4· Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (69) in einer Bohrung (70) des Kettengliedkörpers verschiebbar ist und einan Kopf (74) aufweist, der einen Anschlag für eine Feder (71) bildet, die sich an diesem Kopf und einem Anschlag (72) des Kettengliedkörpers abstützt und auf den Kolben (69) einen Druck ausübt, der der Anziehungskraft des Magneten (29) auf die Wand des Sicherheitsbehälters (2) entgegenwirkt und die Ablösung des vom hinteren Kettenrad (26) angetriebenen Magneten beim Aufrollen der Raupenkette (24) ermöglicht»
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (69) selbst eine Blindbohrung (75) aufweist,,in der ein Zapfen (76) gegen einen sich am Boden der Blindbohrung abstützenden Stapel von Federscheiben (78) verschiebbar ist, wobei dieser Zapfen

509844/0341

mit einem zur Welle (50) des vorderen Kettenrads (25) koaxialen Ringkragen (82) zusammenwirkt, der auf den Zapfen (76) wie eine Nockenscheibe eine die Federscheiben (78) zusammendrückende Kraft ausübt, welche die Anfangsverschiebung des Kolbens (69) in der Weise, daß dieser Kolben aus dem Kettenglied (27) hervortritt und die Anziehung des Kolbens durch die Wand des Sicherheitsbehälters (2) erleichtert ist, bewirkt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Chassis (23) des selbstfahrenden Wagens (13) ein verformbares doppeltes Parallelogramm (30) aufweist, das beiderseits der Verschiebungsachse des Wagens (13) zwei parallele Schwenkarme (31,32) aufweist, die an einem Ende an zwei vom Chassis (23) getragenen Achsen (33,34) angelenkt sind und an ihrem entgegengesetzten Ende an einem Halter (35) angelenkt sind, der eine ausrichtbare Fernsehkamera (39) und ein Ultraschallprüfgerät (41) trägt, das gegen die Außenwand des Hauptbehälters (1) andrückbar ist.
7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das öffnen des verformbaren Parallelogramms durch ein System von pneumatischen Arbeitszylindern (36,37) erfolgt, die einerseits am Chassis (23) und andererseits an den Schwenkarmen (32) angelenkt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ultraschallprüfgerät (41) vor der Wand des Haupt behält er s (1) bezüglich des Halters (35) quer verschiebbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Chassis (23) des selbstfahrenden Wagens (13) Sicherheits-Arbeitszylinder (46) aufweist, deren Zylindergehäuse senk-

509844/0341

recht zur Wand des Sicherheitsbehälters (2) angeordnet ist und deren Kolbenstange (47) sich auf dieser Wand abstützen kann, um das Abheben des Wagens (13) in den Zwischenraum (3) und sein anschließendes Herausziehen mittels des Verbundkabels (14) zu ermöglichen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundkabel (14) durch eine Winde (15) mit regelbarer Spannung ab- und aufrollbar ist, die von einem angetriebenen Wagen (18) gehalten ist, der auf einer außerhalb des Zwischenraums (3) zwischen den beiden Behältern (1,2) oberhalb eines Verschlußdeckels (6) eines äußeren Schutzbehälters (7) angeordneten Schiene (19) hängend verschiebbar ist, um das Verbundkabel (14) und den selbstfahrenden Wagen (13) in den Bereich von im Verschlußdeckel

(6) vorgesehenen Öffnungen (20) zu bringen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum vorübergehenden Anheften des Wagens (13) am Sicherheitsbehälter (2) aus Elektromagneten (29) oder pneumatischen Saugnäpfen bestehen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, gekennzeichnet durch ein System zur Führung des selbstfahrenden Wagens (13), das aus einer Anordnung magnetischer Bänder, die auf die amagnetische Wand des Hauptbehälters (1) parallel zu dessen Schweißnähten (12) aufgebracht sind, und einem Magnetlesegerät besteht, das den Antriebsmotoren der Raupenketten (24) des Wagens (13) ein die Verschiebung des Wagens steuerndes Signal liefert.

509844/034 1

Leerseite