DE2707400C2

DE2707400C2 - Ladevorrichtung für einen Kernreaktor

Info

Publication number: DE2707400C2
Application number: DE2707400A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: FRANCO-AMERICAINE DE CONSTRUCTIONS ATOMIQUES (FRAMATOME) COURBEVOIE HAUTS-DE-SEINE FR Ste
Current assignee: FRANCO-AMERICAINE DE CONSTRUCTIONS ATOMIQUES (FRAMATOME) COURBEVOIE HAUTS-DE-SEINE FR Ste
Priority date: 1976-04-28
Filing date: 1977-02-21
Publication date: 1984-05-10
Also published as: ZA771204B; DE2707400A1; FR2349925B1; FR2349925A1; US4308100A; BE854058A; ES456759A1

Description

gen Einrichtungen im Reaktorkern 1 vorgesehene Teleskoprohre 20,21 und 22.

Die tragende Grundlage der Ladevorrichtung 3 ist entsprechend der Darstellung in Fig.2 und 3 eine Hauptplaitform 10, die über Rollen 11 auf den Schienen 5 abgestützt ist. Auf ihrer Oberseite ist die Hauptplattform 10 mit Schienen 15 versehen, die senkrecht zu den Schienen 5 verlaufen und auf denen ein Wagen 14 quer zur Längserstreckung der Schienen 5 verfahren werden kann.

Der Wagen 14 trägt einen Drehtisch 17, der mit Hilfe eines Untersetzungsmotors 18 gedreht werden kann, der auf übliche Weise ein Ritzel antreibt, das mit einem äußeren Zahnkranz am Drehtisch 17 im Eingriff steht. Der Drehtisch 17 trägt die drei senkrechten Teleskoprohre 20, 21 und 22. die rund um die Drehachse des Drehtisches 17 mit gleichem Winkelabstand angeordnet und üb-:r Querverbindungen 23 in ihrer Lage gehalten sind.

Das Teleskoprohr 20 ist dazu bestimmt, vollständige Brennelementbündel, d. h. Brennelemente zusammen mit ihren Hilfseinrichtungen, zu handhaben. Hierzu enthält das Rohr 20 ein inneres teleskopartiges Rohrelement 24 mit Längsrippen 25. die mittels radialer Rollen 26 und seitlicher Rollen 27 innerhalb des Rohres 20 geführt werden. Der untere Teil des Rohrelementes 24 ist mit einem einen Greifer 29 bildenden Übergangsstück versehen. Dieser Greifer 29 kann sich an den oberen Teil eines vollständigen Brennelementbündels 30 anpassen. Das Anheben erfolgt durch ein air. Rohrelement 24 befestigtes Seil 32, das mittels einer Winde 34 betätigt wird. Diese Winde 34 ist in einem Turm 35 angeordnet, der den Aufbau des Drehtisches 17 bildet und mit diesem ausrichtbar ist.

Ausgehend von einer völlig zurückgezogenen Stellung erfolgt die Handhabung eines Brennelementbündels unter Abwicklung des Seils 32. Das Rohrelement 24 bewegt sich abwärts, bis der Greifer 29 sich in Anlage am Ende des Brennelemenlbündels 30 zentriert und dort einhängt. Selbstverständlich wird das Einhängen des Greifers 29 durch elektrische und pneumatische Mittel ferngesteuert. Der Turm 35 trägt ebenfalls die Abwickeleinrichtungen für die elektrischen und pneumatischen Versorgungsleitungen, um ihnen ein Nachfolgen bei den Auf- und Abbewegungen des Rohrelements 24 und des Greifers 29 zu ermöglichen.

Beim Wiederaufstieg verschieben sich das Rohrelement 24 und das Brennelementbündel 30 gemeinsam bis zu der in F i g. 3 gezeigten Endlage, in der das Brennelementbündel 30 völlig in das Rohr 20 eingeführt ist. In dieser Stellung kann sich die Ladevorrichtung 3 frei über dem Reaktorbecken 2 verschieben, wobei kein Element unter das untere Niveau der Rohre 20, 21 und 22 hinausreicht, die sich ihrerseits über dem oberen Niveau des ReaktorkerFes 1 befinden.

Das Teleskoprohr 21 ist auf ähnliche Weise für die Handhabung von Steuergruppen ausgerüstet. Jedoch besteht hier das im Rohr 21 gleitende und von längs dessen verteilten Rollen geführte Element aus einer Reihe von durch Querverbindungen vereinigten Gittern 40, deren Form aus der Schnittdarstellung von Fig.5 ersichtlich ist. wo die Umhüllung von absorbierenden Stäben und von sternförmigen Verzweigungen gezeigt ist. Dem Rohr 21 ist ebenfalls ein Hubseil 41 mit einem Einhüngegreifer zugeordnet. Das Seil 41 wird mittels einer Winde betdt'gt, die wie die zum Rohr 20 gehörende Winde 34 im Turm 35 angeordnet ist.

Beim Abrollen des ljcüs 41 bewegt sich hier das Fiihrungsorgan für die Gitter 40 abwärts, bis es zunächst in Anlage am Kopf des Brennelementbündels kommt. Danach bewegt sich der Greifer in der Führung weiter abwärts bis zu seinem Einhängen an der Steuergruppe. Beim Wiederaufstieg der Steuerstäbe bleiben die Gitter 40 zunächst feststehend in Anlage am Brennelementbündel und dienen ais Führung für die Stäbe der Steuergruppe. Wenn diese von den Gittern 40 vollständig gehalten wird, bewegt sich die gesamte Anordnung

ίο aufwärts und tritt völlig in das Rohr 21 ein. wodurch die Ladevorrichtung 3 volle Freiheit zum Manövrieren erhält.

Das Teleskoprohr 22 ist auf ähnliche Weise mit einem inneren teleskopischen Element, einem Seil und einem Hubgreifer zusammen mit Zubehör versehen, das zur Handhabung von Gruppen für abbrennbares Reaktorgift oder von Verschlußgruppen bestimmt ist.

Somit ist jedes Rohr 20, 21 und 22 mit seiner eigenen Betätigungseinrichtung, mit seinem teleskopischen EIement unc* mit seinem eigenen Seil sowie seiner eigenen Hubwinde versehen. Jedes der Roh" ·;.: 20,21 und 22 kann durch Drehung des Drehtisches 17 drei Stellungen einnehmen. Jedoch ist nur eine einzige dieser drei Stellungen, die gegenüber dem Wagen 14 fest ist, die aktive Arbeitsstellung, in der die Betätigungen möglich sind. In F i g. 2, 3 und 4 nimmt das Rohr 20 die aktive Stellung ein.

Der Drehtisch 17 trägt auf seiner Drehachse weiter einen teleskopischen Hilfsstab 45. der an seinem freien Ende mit einer Fernsehkamera 4b f.^;jr eine Fernbeobachtung versehen ist. Der Stab 45 überschreitet im zurückgezogenen Zustand das untere Niveau der Rohre 20, 21 und 22 nicht und ermöglicht in ausgefahrener Stellung die Verstellung der Fernsehkamera 45 bis zum oberen Niveau der Brennelementbündel.

Mit einer auf diese Weise ausgeführten Ladevorrichtung läuft ein vollständiger Nachladevorgang mit beispielsweise dem Anheben eines Brennelementbündels mit verbrauchtem Brennstoff, einer Permutation der Brennelementbündel im Reaktorkern und der Einführung eines Brennelementbündels mit neuem Brennstoff ir i'olgender Weise ab:

Die Ladevorrichtung 3 wird über ein anzuhebendes Brennelementbündel geführt, wobei sich das Rohr 20 in der Arbeitsstellung befindet. Es wird dann das verbrauchte Brennelementbündel zusammen mit der zugehörigen Verschlußgruppe angehoben. Die Anordnung wird dann zu einer Übertragungsstation geführt, wo das Brennelementbündel in einem Korb abgelegt wird.

Nach dem Wiedereintritt des Rohrelements 24 und ohne Bewegen des Wagens 14 wird der Drehtisch 17 um 120° gedreht, um das Rohr 22 über das im Korb befindliche Brennelementbündel zu führen, wonach die Versch^!';3gruppe des Brennelementbündels herausgezogen wird.

Die Ladevorrichtung 3 wird dann über den Reaktorkern 1 geführt, und zwar über ein Brennelementbündel, das dabei ist, dis zweite Drittel seines Zyklus zu beenden und auch noch mit einer Steuergruppe versehen hl.

Durch eine ern_ute Drehung des Drehtisches 17 um 120° wird das Rohr 21 in die Arbeitsstellung gebracht und zum Anheben der Steuergruppe verwendet. Ohne die Ladevorrichtung 3 oder den Wager. 14 zu bewegen, wird das Teleskoprohr 22, das bereits die Verschluß-

b5 gruppe trägt, durch Drehung des Drehtisches 17 um 120° über das zu zwei Drittel verbrauchte Br?nnelementbündel geführt, das dann die Verschlußgruppe für das letzte Drittel seines Aufenthalts im Kernreaktor

empfängt.

Die auf diese Weise die Steuergriippe tragenden Ladevorrichtung 3 kann dann mit ihrem freien Rohr 20 /um Transportieren eines vollständigen Brennelement bündeis vom Umfang zur Mitte des Reaktorkerns I vor- -, wendet werden.

Schließlich wird die Ladevorrichtung .3, die immer noch eine Steuergriippe im Rohr 21 trügt, zur Übertragungsstation über ein neues Brennelementbündel geführt, das sich in Wartestellung befindet, jedoch noch in mit keinen Hilfseinrichtungen versehen ist. Das neue Brennelementbündel wird dann mit Hilfe des Rohrs 21 mil der Steuergriippe versehen, wonach die Anordnung durch das Rohr 20 angehoben und dann an seine Stelle im Reaktorkern I geführt wird. ι ~>

Somit ist es möglich, mit ein und derselben Vorrichtung gleichzeitig den Transport oder die Permutation vollständiger Brennelementbündel und auch die Permu-(:»tif)n v^n ^'i'f?^;^inri''h^l"π¹'**!¹ '-'"!-''"fiihren w^bei ülf* Zwischenschritt /wischen den Vorgängen nur eine ein- jn fache Drehung um einen Drittelkreisdes Drehtisches 17 erforderlich ist. Alle diese Vorgänge werden dank der Fernsehkamera 46 unter Sichtkontrolle ausgeführt. Diese Fernsehkamera 46 ermöglicht ebenfalls die Prüfung des Zustande* der verschiedenen Hilfseinrichtungen im >> Verlauf ihrer Handhabung.

Selbstverständlich ist die oben beschriebene Folge nur ein Beispiel aus einer großen Anzahl von möglichen Folgen in Abhängigkeit von den besonderen Benutzungsbedingungen des Kernreaktors und der Art der jo verschiedenen zu verwendenden Hilfseinrichtungen. Es ist in allen Fällen wichtig, daß die aufeinanderfolgenden Vorgänge durch eine einfache Drehung des Drehtisches 17 erfolgen, ohne daß die Plattform 10 oder ihr Wagen 14 verschoben werden müssen. Daraus ergibt sich vor allem ein großer Gewinn an Zeit bei den Nachladevorgängen, jedoch auch die Möglichkeit, diese verschiedenen Betätigungen mit einer einzigen Bedienungsperson auszuführen. Die gleichzeitige Verminderung der Anzahl von Personen, die in die Umhüllung des Reaktors eindringen müssen, und der Zeit, während welcher sie sich dort aufhalten müssen, ist ein bedeutender Sicherheitsfaktor beim Schutz gegen die Strahlung.

Hier/u 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ladevorrichtung für einen Kernreaktor, dessen Reaktorkern eine Vielzahl vertikal nebeneinander angeordneter Brennelemente, die jeweils eine große Anzahl von Brennstoffstäben enthalten, und in Führungsrohre der Brennelemente von oben eintauchende Hilfseinrichtungen aufweist, wobei die Ladevorrichtung einen in einer horizontalen Ebene über dem Reaktorkern positionierbaren und um eine vertikale Achse drehbaren Drehtisch besitzt, an dem zwei in vertikaler Richtung teleskopartig verstellbare Greifeinrichtungen befestigt sind, von denen die eine auf die Ergreifung von Brennelementen und die andere auf die Ergreifung von Hilfseinrichtungen eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei verschiedene Arten von Hilfseinrichtungen vorgesehen sind, daß mindestens eine weitere in ν sj-tikaler Richtung teleskopartig verstellbare Greifeinrichtung für Hilfseinrichtungen an dem Drehtisch (17) befestigt ist und daß die Greifeinrichtungen aus unter verschiedenen Winkeln jeweils in gleichem Abstand von der Drehachse am Drehtisch befestigten Teleskoprohren (20, 21,22) mit Greifern (29) bestehen.

2. Ladevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei drei Greifeinrichtungen (20, 21, 22) diese mit gleichen Winkelabständen zueinander um die Drehachse des Drehtisches (17) angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung für einen Kernreaktor, dessen Reaktorkern eine Vielzahl vertikal nebeneinander angeordneter Brennelemente, die jeweils eine große Anzahl von Brennstoffstäben enthalten, und in Führungsrohre der Brennelemente von oben eintauchende Hilfseinrichtungen aufweist, wobei die Ladevorrichtung einen in einer horizontalen Ebene über dem Reaktorkern positionierbaren und um eine vertikale Achse drehbaren Drehtisch besitzt, an dem zwei in vertikaler Richtung teleskopartig verstellbare Greifeinrichtungen befestigt sind, von denen die eine auf die Ergreifung von Brennelementen und die andere auf die Ergreifung von Hilfseinrichtungen eingerichtet ist.

Eine Ladevorrichtung dieser Art ist in der US-PS 37 68 668 beschrieben. Bei dieser bekannten Ladevorrichtung sind die beiden Greifeinrichtungen so an dem Drehtisch befestigt, daß sie eine zueinander konzentrische Lage einnehmen. Der Betrieb der bekannten Ladevorrichtung geschieht dann in der Weise, daß die beiden Greifcinrichiungen zunächst vertikal über ein zu bedienendes Führungsrohr mit Brennelementen gebracht wird, worauf dann die für das Ergreifen von Hilfseinrichtungen vorgesehene Greifeinrichtung abgesenkt wird, die entsprechende Hilfseinrichtung erfaßt und gemeinsam mit der Greifeinrichtung nach oben gezogen wird. Anschließend kann dann mit Hilfe der zweiten Greifeinrichtung das zugeordnete Brennelement erfaßt und aus dem Führungsrohr nach oben herausgehoben werden. Im Anschluß hieran muß dann die gesamte Ladevorrichtung verfahren werden, damit dann das erfaßte Brennelement und die zugeordnete Hilfseinrichtung an entsprechender Stelle abgesetzt werden können.

Eine derartige Arbeitsweise mit der Notwendigkeit

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65 einer häufigen Ortsveranderung der Ladevorrichtung als Ganzes erweist sich nun insbesondere dann als unbequem und zeitraubend, wenn eiri Reaktorkern bedient werden soll, bei dem die Brennelemente je nach ihrer Betriebszeit innerhalb des Reaktorkerns umgesetzt und dabei mit Hilfseinrichtungen unterschiedlicher Art kombiniert werden müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ladevorrichtung der eingangs erwähnten Art Su auszubilden, daß sie einen Austausch unterschiedlicher Hilfseinrichtungen ohne die Notwendigkeit einer Ortsveranderung des Drehtisches zwecks Zwischenlagerung von Hilfseinrichtungen ermöglicht.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale; eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch 2.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Ladevorrichtung erweist sich als besonders vorteilhaft für die Bedienung von Kernreaktoren, in deren Reaktorkern die Brennelemente je nach ihrem Anreicherungsgrad in verschiedenen Zonen angeordnet sind. In diesen verschiedenen Zonen sind die Brennelemente außerdem mit Hilfseinrichtungen unterschiedlicher Art kombiniert, so daß es bei einem Umsetzen der Brennelemente von einer Zone des Reaktorkernes zu einer anderen im Zuge einer Nachladung des Kernreaktors nicht nur einer Bewegung der Brennelemente als solcher, sondern auch eines Ausfausches der verschiedenen Hilfseinrichtungen bedarf. Dabei ermöglicht die erfindungsgemäße Ausbildung der Ladevorrichtung eine Arbeitsweise, bei der es für den Austausch der Hilfseinrichtungen keiner Ortsveränderung der Ladevorrichtung selbst über dem Reaktorkern bedarf. Insgesamt ergibt also die Erfindung eine wesentliche Einsparung an Zeit- und Arbeitsaufwand für die Beschickung des Kernreaktors.

Für die weitere Erläuterung der Erfindung und ihrer Vorteile wird nunmehr auf die Zcchnung Bezug genommen, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die Erfindung veranschaulicht 'm: dabei zeigt in der Zeichnung

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Kernreaktor mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Ladevorrichtung,

F i g. 2 und 3 die Ladevorrichtung von F i g. 1 in einer Seitenansicht bzw. in einer teilweise geschnittenen Vorderansicht,

F i g. 4 eine Draufsicht auf einen Teil der Ladevorrichtung von F i g. 2 und 3, und

F i g. 5 einen Schnitt durch die Darstellung in F i g. 2 entlang der Schnittlinie V-V.

Die Darstellung in F i g. 1 zeigt in schematischer Weise den grundsätzlichen Aufbau eines Kernreaktors in für die Umsetzung seiner Brennelemente vorbereitetem Zustand. Der dargestellte Kernreaktor weist unterhalb eines mit borhaltigem Wasser gefüllten Beckens 2 einen Reaktorkern 1 auf, der nach Abheben des strichpunktiert dargestellten Deckels für eine auf Schienen 5 oberhalb des Beckens 2 verfahrbare Ladevorrichtung 3 zugänglich wird. Seitlich neben dem Reaktorkern 1 ist im Becken 2 eine Grube 6 vorgesehen, in der neue, in den Reaktorkern 1 einzubringende Brennelemente oder daraus entfernte verbrauchte Brennelemente zwischengelagert werden können.

Der Aufbau der Ladevorrichtung 3 selbst ist aus den Darstellungen in 2 bis 5 besser ersichtlich, die Darstellung in Fig. I zeigt lediglich noch drei als Greifeinrichtungen zum Erfassen von Brennelementen und sonsti-