DE2624997C3 - Einrichtung zur Herstellung von Plutonium-Brennstäben für Atomkernreaktoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung von Plutonium-Brennstäben mit einer Vorrichtung zum Füllen der Hüllrohre und zum Verschließen der Rohrenden innerhalb eines Handschuhkastens, der in seiner einen Stirnseite eine zylindrische öffnung aufweist, an der sich eine Schleuse für die Aufnahme des Endes des Hüllrohres befindet, wobei die Schleuse aus einer Absperrvorrichtung und einer außen am Hüllrohr anliegenden Dichtung mit dazwischenliegendem Rohrstück besteht.

Beim Abbrand von Brennstäben in Kernkraftwerken entsteht unter anderem als Spaltprodukt Plutonium, das sich in einer Konversions- und Aufbereitungsanlage wieder zu Kernbrennstoff umwandeln läßt. Da Plutonium eine Alphastrahlung von langer Halbwertzeit aussendet und extrem giftig ist, muß die Verarbeitung dieses Materials innerhalb geschlossener Kästen, sogenannter Handschuhkasten, erfolgen, deren Atmosphäre gasdicht gegenüber dem Außenraum abgeschlossen ist.

Wenn die für Kernbrennstäbe vorgesehenne Pellets gepreßt bzw. fertig gesintert sind, müssen zur Herstellung von Brennstäben die Brennstabhüllrohre mit den Pellets gefüllt und gasdicht verschlossen werden. Hierzu sind im wesentlichen drei Arbeitsvergänge notwendig: Einfüllen der Pellets in ein einseitig offenes Hüllrohr, Eindrückendes Verschließstopfens und Verschweißen der Stirnseite des Hüllrohres.

Aus der FR-OS 2281635 ist zur Durchführung dieser Arbeitsgänge eine Einrichtung bekanntgeworden, die aus einem Handschuhkasten mit einer angeschlossenen Schleuse für die Aufnahme des Hüllrohrendes besteht. Diese Einrichtung erlaubt kein kontinuierliches Arbeiten im Handschuhkasten, da dieses immer wieder durch den Hüllrohrwechsel unterbrochen werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, demgegenüber eine Einrichtung anzugeben, bei der diese Arbeitsgänge zur Herstellung von Plutonium-Brennstäben in kontinuierlicher Folge ohne Unterbrechung vorgenommen werden können bei gleichzeitig geringstmöglicher Kontamination der Hüllrohraußenseite.

Die Lösung dieser Aufgabe bei der eingangs genannten Einrichtung besteht erfindungsgemäß darin, daß sich an der zylindrischen öffnung eine mit mehreren Einsteckbohrungen für die Hüllrohre versehene Scheibe befindet, wobei vor jeder Einsteckbohrung eine der Schleusenkammern angebracht ist, deren Mittelachsen am Umfang eines Kreises verteilt liegen, dessen Mittelpunkt mit der Mittelachse der zylindrischen öffnung zusammenfällt.

Ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 in einer Seitenansicht und in Fig. 2 in einem Schnitt senkrecht dazu dargestellt.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine zur Abdichtung der Hüllrohre verwendete Schleuse.

Fig. 1 zeigt einen Handschuhkastenl, in dem sich mindestens ein Bearbeitungsraum 2 und ein an die rechte Stirnseite 3 angrenzender Vorraum 4 befinden. Der Bearbeitungsraum 2 besitzt öffnungen S, die mit Handschuhen abgeschlossen sind, so daß innerhalb des Handschuhkastens 1 hantiert werden kann, ohne daß der gasdichte Abschluß gegen den Außenraum aufgehoben wird. In der Stirnseite 3 befindet sich eine weitere öffnung 6, die von einer Scheibe 7 verschlossen ist. Die Scheibe 7 ist über Lager 8 in der öffnung 6

gehalten und vor dieser öffnung drehbar gelagert. In untereinander gleichem Abstand von der Mittelachse 9 der öffnung 6 versetzt befinden sich Einstecköffnungen mit davor angebrachten Schleusen 10, die-wie F ig. 3 zeigt—jeweils aus einem Absperrhahn 11, einer Dichtung 12, einer Einführöffnung 13 für Enden der Hüllrohre sowie einem zwischen der Einführöffnung 13 und dem Absperrhahn 11 sich erstrekkenden Rohrstück 14 bestehen. In dem Rohrstück 14 ist die Dichtung 12 an einer Haltevorrichtung 15 gehalten. Der Durchmesser ist auf den Außendurchmesser der zu füllenden Hüllrohre abgestimmt. Als Absperrhahn 11 wird vorteilhafterweise ein Kugelhahn verwendet, dessen mit einer zylindrischen Bohrung 16 versehenes Kugelstück 17 um eine Welle 18 drehbar gelagert ist. Zum Einspannen, Führen und Halten der Hüllrohre dient eine Spannvorrichtung 19, die Betätigungshebel 20 besitzt. Die Betätigungshebel 20 sind über Betätigungsstangen 21 mit Rollen 22 verbunden, die paarweise nebeneinander angeordnet sind. Die Rollen 22 können durch Betätigung der Betätigungshebel 20 über die Betätigungsstangen 21 auseinanderbewegt werden, so daß es möglich ist, das Hüllrohr seitlich einzulegen bzw. wieder herauszunehmen, wenn es gefüllt ist. Der Vorraum 4 des Handschuhkastens 1 besitzt einen Unterdruck gegenüber dem Außenraum, der aber geringer ist als der Unterdruck im Bearbeitungsraum 2. Durch diese Anordnung wird die Möglichkeit einer Kontamination der Rohraußenseite eingeschränkt. Der Vorraum 4 ist

(,5 von dem oder den Bearbeitungsräumen 2 durch eine mit öffnungen versehene Trennwand 23 getrennt. Um einen Positionswechsel durch Drehen der Scheibe 7 vornehmen zu können, müssen die Hüll-

rohre vorher in den Vorraum 4 zurückgezogen werden. Dabei gelangen jedoch nur Rohrteile der Hüllrohre nach außen, die sich vorher im Vorraum 4, nicht aber in einem der Bearbeitungsräume 2 befunden haben, so daß auch beim Positionswechsel keine Kontaminierungsgefahr für den Außenraum besteht.

Nachdem neue Hüllrohre zwischen die Rollen 22 eingstcckt sind, werden die Hüllrohre durch die Schleusen 10 und den Vorraum 4 mit einem Ende in den Bearbeitungsraum 2 geführt. Nach Beendigung eines Bearbeitungsganges wird die Scheibe 7 gedreht, so daß gleichzeitig die erste Bearbeitungsstufe - Füllen der Hüllrohre - beim zweiten Hüllrohr und die zweite Bearbeitungsstufe (Aufdrücken des Stopfens) beim zuerst gefüllten Hüllrohr vorgenommen werden kann. Bei laufender Fertigung muß dann nur noch in einer Position nach jedem Schwenken der Scheibe 7 ein fertiges Hüllrohr herausgenommen und ein neues dafür eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste 1 Handschuhkasten

2 Bearbeitungsraum

3 Stirnseite

4 Vorraum

5 öffnungen

6 öffnung

7 Scheibe

8 Lager

9 Mittelachse

10 Schleuse

11 Absperrhahn

12 Dichtung

13 Einfuhröffnung

14 Rohrstück

15 Haltevorrichtung

16 Bohrung

17 Kugelstück

18 Welle

19 Spannvorrichtung

20 Betätigungshebel

21 Betätigungsstangen

22 Rollen

23 Trennwand

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Herstellung von Plutonium-Brennstäben mit einer Vorrichtung zum Füllen der Hüllrohre und zum Verschließen der Rohrenden innerhalb eines Handschuhkastens, der in seiner einen Stirnseite eine zylindrische Öffnung aufweist, an der sich eine Schleuse für die Aufnahme des Endes des Hüllrohres befindet, wobei die Schleuse aus einer Absperrvorrichtung und einer außen am Hüllrohr anliegenden Dichtung mit dazwischenliegendem Rohrstück besteht, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der zylindrischen Öffnung (6) eine mit mehreren Einsteckbohrungen für die Hüllrohre versehene Scheibe (7) befindet, wobei vor jeder Einsteckbohrung eine der Schleusenkammern (10) angebracht ist, deren Mittelachsen am Umfang eines Kreises verteilt liegen, dessen Mittelpunkt mit der Mittelachse (9) der zylindrischen öffnung (6) zusammenfällt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Stirnseite (3) mit der Öffnung (6) des Handschuhkastens (1) ein Vorraum (4) angrenzt, der von dem Bearbeitungsraum (2) getrennt und dessen Innendruck auf einen Wert zwischen dem Luftdruck im Außenraum und dem Druck im Bearbeitungsraum (2) des Handschuhkastens (1) eingestellt ist.