DE2942055A1 - Vorrichtung zum erfassen eines schadhaften kernbrennstabs - Google Patents

Description

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Vorrichtung zum Erfassen eines schadhaften Kernbrennstabs

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen eines schadhaften oder ausgefallenen Kernbrennstabs.

Normalerweise ist der Reaktorkern eines Siedewasserreaktors mit einer Vielzahl von Brennelementen bestückt, deren jedes durch eine obere und eine untere Befestigungsplatte, ein Kanalgehäuse und eine Mehrzahl Brennstäbe gebildet ist, die an beiden Enden von der oberen und der unteren Halteplatte gehalten und im Kanalgehäuse aufgenommen sind.

Bei Ausfall eines oder mehrerer Brennstäbe eines im Reaktorkern befestigten Brennelements werden Spaltprodukte wie radioaktives 3od, Xenon, Krypton od. dgl. in das durch den Reaktorkern zirkulierende Kühlwasser abgegeben. Wenn der Kernreaktor weiterarbeitet, obwohl sein Reaktorkern mit Brennelementen bestückt ist, die einen oder mehrere schadhafte Brennstäbe enthalten, entwickelt sich die durch die Spaltprodukte hervorgerufene Verseuchung im Reaktor so weit, daß die Arbeiten zum Schutz und zur Wartung des Kernreaktors dadurch ernsthaft behindert werden.

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Um dies zu vermeiden, werden die Brennelemente, mit denen der Reaktorkern bestückt ist, periodisch überprüft, so daß der Ausfall von Brennstäben erfaßt wird.

Bei Erfassen eines Ausfalls oder Schadens wird das den schadhaften Brennstab enthaltende Brennelement aus dem Reaktorkern entfernt und durch ein neues ersetzt.

In der US-PS 4 147 587 ist ein Verfahren zum Erfassen des Ausfalls von Brennstäben in Siedewasserreaktoren angegeben. Dabdi erfolgt die Erfassung des schadhaften Brennstabs durch Anwendung einer Aufsetzeinrichtung, die auf die Brennelemente aufsetzbar ist. Die Aufsetzeinrichtung umfaßt einen Aufsatzteil mit mehreren Aufsätzen, deren jeder quadratischen Querschnitt hat und auf die Brennelemente aufsetzbar ist, und mit Wasserentnahmeschläuchen. Vier Wasserentnahmeschläuche sind über dem Aufsatzteil angeordnet. Jeder Wasserentnahmeschlauch ist in den entsprechenden Aufsatz eingeführt. In der oberen Wandung jedes Aufsatzes ist eine Luftzufuhröffnung gebildet. Ferner ist auf der Oberseite des Aufsatzteils ein Griff befestigt.

Die Überprüfung der Brennelemente wird wie folgt durchgeführt. Nach Abschaltung des Siedewasserreaktors wird der Deckel des Druckbehälters entfernt. Dann greift die Greifeinheit einer Brennelement-Auswechsel vorrichtung den Griff des Aufsatzteils und bewegt den Aufsatzteil der Aufsetzeinrichtung in eine Stellung über dem zu prüfenden Brennelement. Dann wird das Unterende des Aufsatzteils der Aufsetzeinrichtung auf eine obere Gitterplatte aufgesetzt, die die Oberenden der Brennelemente im Reaktor haltert. Dann wird durch die Luftzufuhröffnung Luft in den Aufsatzteil geleitet. Die Luftzufuhr wird abgestellt, wenn der Wasserstand im Aufsatzteil unter dem Oberende des Kanalgehäuses liegt. Dann wird das Kühlwasser im Brennelement durch den Wasserentnahmeschlauch und eine damit verbundene Entlahmeleitung entnommen, und der Grad der

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Radioaktivität des Probenwassers wird gemessen. Die Beurteilung, ob ein schadhafter Brennstab vorhanden ist, erfolgt nach Maßgabe der Messung der Radioaktivität.

Mit der vier Aufsätze umfassenden Aufsetzeinrichtung werden also vier Brennelemente geprüft. Die Überprüfung von 400-800 Brennelementen im Reaktorkern mit dieser Einrichtung erfordert jedoch unverhältnismäßig viel Zeit, wodurch der Kernreaktor erst nach einem größeren Zeitraum wieder eingeschaltet werden kann, so daß die Leistung des Kernreaktors vermindert wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Erfassen eines schadhaften Brennstabs, wobei die Leistung des Kernreaktors verbessert, die Stabilität einer Aufsatzvorrichtung erhöht und eine genaue Positionierung eines in der Vorrichtung vorgesehenen Innenaufsatzes ermöglicht werden soll.

Die Vorrichtung nach der Erfindung zum Erfassen eines schadhaften Brennstabs ist gekennzeichnet durch einen Aufsatz, der die Oberenden einer Mehrzahl von im Kern eines Kernreaktors angeordneten Brennelementen überdeckt, durch eine Mehrzahl von Kühlmittel-Entnahmeschläuchen, die an dem Aufsatz befestigt sind und deren offene Enden in die Brennelemente eingesetzt sind, durch eine Mehrzahl von Kühlmittel-Leitungen, die mit entsprechenden Kühlmittel-Entnahmeschläuchen verbunden sind und das entnommene Kühlmittel weiterleiten, durch eine an den Kühlmittel-Leitungen befestigte Kühlmittel-Saugeinheit, durch eine mit dem Aufsatz verbundene Gaszufuhrleitung, die sich in einen Raum öffnet, der durch die den Brennelementen zugewandte Oberfläche des Aufsatzes begrenzt ist, durch eine Bündelungseinheit, die auf der Oberfläche des Aufsatzes entgegengesetzt zu der den Brennelementen zugewandten Oberfläche befestigt ist, und durch eine Einheit zum Befestigen der Kühlmittel-Leitungen und der Gaszufuhrleitung an der Bündelungseinheit.

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Durch die Erfindung wird also eine Vorrichtung zum Erfassen des Ausfalls von Kernbrennstäben angegeben, die einen
Außenaufsatz und sechzehn Innenaufsätze aufweist. Bei der Überprüfung von Brennelementen und der Suche nach schadhaften Brennstäben wird der Außenaufsatz so positioniert, daß er die Oberenden von sechzehn im Reaktorkern angeordneten Brennelementen überdeckt, während die Innenaufsätze auf entsprechende Brennelemente aufgesetzt werden. An dem Außenaufsatz sind vier Luftzufuhrleitungen befestigt.
Die Innenaufsätze nehmen jeweils einen von sechzehn am
Außenaufsatz befestigten Probeentnahmeschläuchen auf, und Kühlmittelentnahmeschläuche sind mit den Probeentnahmeschläuchen verbunden. Eine Bündelungseinheit ist mittig
auf der Oberseite des Außenaufsatzes befestigt. Die vier
Luftzufuhrleitungen und die sechzehn Kühlmittel-Entnahmeschläuche sind an der Bündelungseinheit festgelegt. An
der Bündelungseinheit ist ein Griff befestigt.

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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Reaktorkerns

eines Siedewasserreaktors;
Fig. 2 eine Ansicht eines Brennelements, das in den

Reaktorkern eingesetzt ist;
Fig. 3 eine größere Ansicht eines Abschnitts III

von Fig. 1;
Fig. 4- eine Draufsicht auf einen Teil einer oberen

Gitterplatte;
Fig. 5 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels

der Vorrichtung zum Erfassen des Ausfalls

eines Brennstabs;
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach

Fig. 5;

Fig. 7 eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zum Erfassen des

Ausfalls eines Brennstabs;
Fig. 8 eine Draufsicht auf die Vorrichtung

nach Fig. 7;

Fig. 9 eine Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zum Erfassen des

Ausfalls eines Brennstabs; und Fig. 10 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach

Fig. 9.

Ein typischer Siedewasserreaktor hat einen Reaktorkern, der von einer Vielzahl von Brennelementen 1 gebildet ist, die entsprechend Fig. 1 regelmäßig angeordnet sind. Die Anzahl der Brennelemente beträgt normalerweise 4-00-800 je nach der thermischen Leistung des Reaktors. Steuerstäbe 9 haben Kreuzquerschnitt. Die Brennelemente 1 sind so angeordnet, daß sie einem der Steuerstäbe 9 benachbart sind.

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Jedes der den Reaktorkern des Siedewasserreaktors bildenden Brennelemente ist entsprechend Fig. 2 aufgebaut. Dabei umfaßt jedes Brennelement 1 eine obere Befestigungsplatte 2, eine untere Befestigungsplatte 3, eine Mehrzahl Brennstäbe 5, die durch Abstandselemente k voneinander beabstandet sind, ein die Brennstäbe 5 aufnehmendes Kanalgehäuse 6 und ein Befestigungselement 7 aus elastischem Werkstoff, der das Kanalgehäuse 6 an der oberen Befestigungsplatte 2 festlegt und außerdem einen geeigneten Zwischenraum zwischen benachbarten Brennelementen 1 nach deren Einbau in den Reaktorkern unterhält. Zwischen dem Brennstab 5 und der oberen Befestigungsplatte 2 ist eine Expansionsfeder 8 angeordnet, und ferner ist ein Handgriff 11 vorgesehen.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines Teils des Reaktorkerns entsprechend dem Abschnitt III von Fig. 1. Eine Zelleneinheit besteht aus vier Brennelementen 1 und einem kreuzförmigen Steuerstab 9. Diese Zelleneinheit ist so eingesetzt, daß sie von einer im Reaktorbehälter angeordneten quadratischen oberen Gitterplatte aufgenommen ist. Der Abstand L zwischen benachbarten Brennelementen 1 in jeder Zelleneinheit wird durch die Kanal-Befestigungselemente 7 der vier Brennelemente unterhalten und erlaubt die Durchführung des Steuerstabs 9. Der Abstand M zwischen den benachbarten Zelleneinheiten wird durch die obere Gitterplatte 10 unterhalten.

Die in einem oberen Teil des Kerns des Reaktors angeordnete obere Gitterplatte 10 ist entsprechend Fig. k aufgebaut.

Nach Fig. 3 sind in einer quadratischen Bohrung der oberen Gitterplatte 10 vier Brennelemente 1 angeordnet. Ein äußerer Aufsatz der Vorrichtung zum Erfassen des Ausfalls von Kernbrennstäben hat eine solche Größe (vgl. Fig. 4), daß das gesamte Unterende des äußeren Aufsatzes sicher auf der oberen Gitterplatte 10 sitzt. Zu diesem Zweck ist es erforderlich,

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daß die Größe des äußeren Aufsatzes η-mal größer als die Größe der Bohrung 12 ist (mit η = ganze Zahl), wie durch die Strichpunktlinie 13 angedeutet ist. Wenn der äußere Aufsatz so groß ist, daß er neun Brennelemente 1 (vgl. die Strichpunktlinie 14) bedeckt, kann ein Teil des äußeren Aufsatzes auf der oberen Gitterplatte 10 positioniert werden, aber der Teil des Unterendes des äußeren Aufsatzes, der in der Mitte der Bohrung 12 liegt, kann nicht gesenkt werden, weil dies von dem Befestigungselement 7 verhindert wird. In diesem Fall kann der äußere Aufsatz die oberen Teile der benachbarten Brennelemente nicht isolieren, so daß auch durch Luftzufuhr in den äußeren Aufsatz der Ausfall eines Brennstabs nicht feststellbar ist.

Um eine kürzere Inspektionsdauer beim Erfassen des Ausfalls von Brennstäben zu erzielen, als dies bei der herkömmlichen Vorrichtung möglich ist, ist es sehr wichtig, die Größe eines Ausrück-Aufsatzes unter Beachtung der obengenannten Bedingungen richtig zu bemessen.

Die Größe des Ausrück-Aufsatzes kann entsprechend der Strichpunktlinie 13 so gewählt werden, daß gleichzeitig zwölf Brennelemente 1 geprüft werden können. Die Größe entsprechend der Strichpunktlinie 13 ist jedoch insofern nachteilig, als es schwierig ist, aufgrund der Rechteckform das Gleichgewicht zu halten, so daß das Verschieben des Ausrück-Aufsatzes und das Aufsetzen desselben auf die obere Gitterplatte 10 erschwert werden.

Der Grund hierfür ist, daß sowohl die Kühlmittel-Entnahmeschläuche als auch die mit der Luftzufuhröffnung verbundenen Luftzufuhrschläuche nach oben verlaufen und daß der Ausrück-Aufsatz Rechteckform hat. Dieses Problem ist dadurch zu überwinden, daß der Querschnitt des Ausrück-Aufsatzes quadratisch gewählt wird.

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Andererseits ist ein sehr großer Ausrück-Aufsatz selbst mit quadratischem Querschnitt schwierig zu handhaben. Wenn z. B. der Ausrück-Aufsatz so groß ist, daß er 36 Brennelemente 1 überdeckt, die auf der oberen Gitterplatte 10 sitzen und sich über neun Bohrungen (drei Spalten und drei Zeilen) erstrecken, ist das Gewicht des Ausrück-Aufsatzes zu hoch, als daß er von der Brennstab-Auswechselvorrichtung leicht bewegt werden könnte. In diesem Fall wäre also eine speziell dafür gebaute, größere und stärkere Auswechselvorrichtung notwendig.

In Anbetracht der genannten Probleme hat der quadratische Ausrück-Aufsatz bevorzugt eine solche Größe, daß er 16 Brennelemente in vier Bohrungen (zwei Spalten und zwei Zeilen) entsprechend der Strichpunktlinie 15 überdeckt. Um die Stabilität des Ausrück-Aufsatzes zu vergrößern, so daß während dessen Verschiebens ein guter Gewichtsausgleich erzielbar ist, ist bevorzugt am mittleren Teil der Oberseite des Ausrück-Aufsatzes eine Bündelungseinheit für die Probeentnahmeschläuche und die Gaszufuhrschläuche befestigt.

Anschließend wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Erfassen des Ausfalls von Brennstäben unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 erläutert.

Der die Vorrichtung bildende Ausrück-Aufsatz 16 ist durch einen Aufsatz 17, Probeentnahmeschläuche 20 und eine Bündelungseinheit 23 gebildet. Der Aufsatz 17 weist eine obere Platte 18 und Seitenwandungen 19 auf, die an der Unterseite der oberen Platte 18 befestigt sind und eine rechtwinklige Hülse bzw. einen Zylinder mit quadratischem Querschnitt bilden. Es sind sechzehn Probeentnahmeschläuche 20 vorgesehen. Jeder Probeentnahmeschlauch 20 ist an der oberen Platte 18 mittels einer entsprechenden Schlauch-Befestigungsöffnung 21, die in der Platte 18 gebildet ist, befestigt.

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Vier Luftzufuhröffnungen 22 durchsetzen die obere Platte Die Bündelungseinheit 23 ist auf dem mittleren Teil der Oberfläche der oberen Platte 18 befestigt und besteht aus einer Verstärkungsplatte 24, einem Schaft 25 mit Kreuzquerschnitt und einer Schlauchbefestigungsplatte 26. Die Verstärkungsplatte 24 und die Schlauchbefestigungsplatte 26 sind am oberen bzw. am unteren Ende des Schafts 25 befestigt. Die Verstärkungsplatte 24 ist außerdem auf der Oberseite der oberen Platte 18 befestigt. Auf dem Mittenabschnitt der Oberseite der Schlauchbefestigungsplatte 26 ist ein Handgriff 27 befestigt. In jeder Ecke der Schlauchbefestigungsplatte 26 sind vier Anschlüsse 29 für Probeentnahmeschläuche und ein Anschluß 32 für den Luftzufuhrschlauch vorgesehen. Diese Anschlüsse in den vier Ecken sind in bezug auf die Mittenlinie der oberen Platte 18 symmetrisch angeordnet. Die Probeentnahmeschläuche 28 sind an entsprechende Probeentnahmeröhren 20 angeschlossen. Wie aus den Fig. 5 und 6 hervorgeht, sind die Probeentnahmeschläuche 28 in vier jeweils vier Schläuche umfassenden Gruppen mit ihren anderen Enden an die Unterenden der Anschlüsse 29 angeschlossen. Mit den Oberenden der Anschlüsse 29 sind Probeentnahmeschläuche 30 verbunden. Somit sind 16 Probeentnahmeschläuche 30 vorgesehen, die mit einer Wasserprobeentnahme-Einheit verbunden sind, die auf der obersten Etage des den Kernreaktor enthaltenden Gebäudes angeordnet ist. Jeder Luftzufuhrschlauch 31 ist mit einem Ende an eine entsprechende Luftzufuhröffnung 22 und mit dem anderen Ende an das Unterende des Anschlusses 32 angeschlossen. Luftzufuhrschläuche 33 sind mit ihren oberen Enden an ein Gebläse (nicht gezeigt), das auf der obersten Etage angeordnet ist, und mit ihren unteren Enden an die Oberenden entsprechender Anschlüsse 32 für die Luftzufuhrschläuche angeschlossen. Die Probeentnahmeschläuche 28 und die Luftzufuhrschläuche 31 sind durch spiralförmige Metalldrähte 34 gegen Schwingungen verstärkt.

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Die Prüfung der Brennelemente zur Erfassung eines ausgefallenen Brennstabs erfolgt nach Abschaltung des Kernreaktors. Nach dem Abschalten wird der Deckel des Rcaklorbelidlters entfernt, und in den Behälter wird Kühlwasser bis zu einem Pegel nahe der Höhe der obersten Etage des Reaktorgebäudes eingeleitet. Die Brennelemente 1 sind in den Kern des Reaktors eingesetzt, und ihre unteren Abschnitte sind an einer Kerntragplatte 35 befestigt, die an der Innenseite des Behälters angeordnet ist. Wie erwähnt, sind die oberen Endabschnitte der Brennelemente 1 in den Bohrungen 12 der oberen Gitterplatte 10 aufgenommen und werden von dieser gehalten. Der Abstand zwischen dem Kühlwasserspiegel und den oberen Enden der in den Reaktorkern eingesetzten Brennelemente beträgt ca. 15 m. Der Ausrück-Aufsatz 16 wird von dem Greifer der Brennstab-Auswechseleinheit am Handgriff 27 gegriffen und in das Kühlwasser von der obersten Etage des Kernreaktorgebäudes bewegt; er wird abgesenkt und in eine Stellung über den zu prüfenden 16 Brennelementen bewegt. Wenn der Ausrück-Aufsatz 16 in diese Stellung bewegt ist, wird er gesenkt und auf die obere Gitterplatte 10 aufgesetzt. In dieser Stellung wird jeder der sechzehn Probeentnahmeschläuche 20 in ein entsprechendes der sechzehn Brennelemente 1 eingesetzt. Dann wird ein auf der obersten Etage angeordnetes Gebläse 50 eingeschaltet und fördert Luft in den Ausrück-Aufsatz 16 durch die Luftzufuhrschläuche 33, die mit den Luftzufuhröffnungen 22 verbunden sind. Die in den Aufsatz 16 zugeführte Luft bildet darin eine Luftkammer 36.

Wenn der Wasserspiegel 37 im Ausrück-Aufsatz 16 auf einen Pegel gesenkt ist, der um einen bestimmten Betrag niedriger als das Oberende des Kanalgehäuses 6 liegt, wird die Luftzufuhr in den Ausrück-Aufsatz 16 unterbrochen. In diesem Zustand sind die oberen Enden der Brennelemente durch die Luftkammer 36 voneinander isoliert.

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Die Vorrichtung verbleibt dann während einer vorbestimmten Dauer in diesem Zustand. Wenn das Brennelement 1 einen fehlerhaften oder ausgefallenen Brennstab 5 enthält, werden radioaktive Spaltprodukte wie I, Xe und Kr, die aufgrund einer Spaltung von Uran 235 im Kernbrennstab 5 erzeugt werden, zur Außenseite des Kernbrennstabs freigegeben. Die freiwerdenden Spaltprodukte werden im Kühlwasser in dem Brennelement 1 verteilt und breiten sich zum oberen Teil des Kühlwassers aus.

Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wird eine Saugpumpe 51, die auf der obersten Etage angeordnet und mit den Probeentnahmeschläuchen 30 verbunden ist, eingeschaltet und entnimmt das im oberen Endabschnitt des Kühlwassers vorhandene Wasser. Das entnommene Kühlwasser wird durch die Probeentnahmeschläuche 28 und 30 in einen Behälter 52 gesaugt. Dann wird die Radioaktivität des Probenwassers mit einem Radioaktivitäts-Fühler 53 gemessen. Wenn ein fehlerhafter Brennstab 5 vorhanden ist, ist der Radioaktivitäts-Pegel hoch infolge der in der Probe enthaltenen Spaltprodukte. Damit wird bestimmt, ob das geprüfte Brennelement 1 einen fehlerhaften Brennstab 5 enthält.

Bei dem angegebenen Ausführungsbeispiel ist der Ausrück-Aufsatz 16 quadratisch und so groß, daß gleichzeitig sechzehn Brennelemente geprüft werden können. Dadurch ist die Stabilität des Aufsatzes 16 so verbessert, daß seine Handhabung während des Verschiebens vereinfacht ist, und die zum Prüfen aller im Reaktorkern angeordneten Brennelemente benötigte Zeit wird stark verkürzt, wodurch wiederum die Leistung des Kernreaktors erhöht wird.

Ferner ist zu beachten, daß wegen der Bündelung der Probeentnahmeschläuche und der Luftzufuhrschläuche und ihrer Festlegung durch die Bündelungseinheit 25 das Ungleichgewicht

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des Aufsatzes infolge von Schwingungen dieser Schläuche während des Verschiebens beseitigt wird. Daher kann der Ausrück-Aufsatz nicht umkippen. Andererseits ermöglicht dieses Merkmal ein schnelles Verschieben des Aufsatzes 16, so daß die zum Erfassen fehlerhafter Brennstäbe benötigte Zeit weiter verkürzt wird und sich eine noch bessere Leistung des Kernreaktors ergibt.

Das zweite Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 unterscheidet sich nur in den nachstehend genannten Punkten vom ersten Ausführungsbeispiel.

Der Ausrück-Aufsatz 37 ist durch einen äußeren Aufsatz 38, innere Aufsätze 4-1, Probeentnahmeschläuche 20, die Bündelungseinheit 23 etc. gebildet. Der äußere Aufsatz umfaßt eine quadratische obere Platte 39 und Seitenwandungen 40 in Form eines winkligen Zylinders mit quadratischem Querschnitt, während der innere Aufsatz 4-1 eine obere Platte 42 und eine zylindrische Seitenwand A-3 aufweist. Die oberen Platten 39 und 42 sind auf den oberen Enden der Seitenwandungen 40 bzw. 43 befestigt. Die Verstärkungsplatte 24 der Bündelungseinheit 23 ist in der Mitte der Oberseite der oberen Platte 39 befestigt .

Die obere Platte 39 weist ferner die Probeentnahmeschlauch-Befestigungsöffnung 21 und die Luftzufuhröffnungen 22 auf.

Der äußere Aufsatz 38 nimmt sechzehn innere Aufsätze 41 auf (vgl. Fig. 8). Jeder innere Aufsatz 41 enthält einen Probeentnahmeschlauch 20. An der Außenfläche der Seitenwand jedes inneren Aufsatzes 41 ist eine plattenförmige Führung 44 befestigt. Die Führung 44 ist in jedem Raum zwischen benachbarten inneren Aufsätzen 41 angeordnet.

Ferner ist in jedem inneren Aufsatz 41 eine plattenförmige Führung 45 angeordnet.

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Zum Erfassen eines fehlerhaften Brennstabs werden die Unterenden des äußeren Aufsatzes 38 und der inneren Aufsätze 41 auf die Oberenden der oberen Gitterplatte 10 und des Kanalgehäuses 6 aufgesetzt. Die Brennelemente haben unterschiedliche Expansionsgrade in Längsrichtung in Abhängigkeit von der Stellung der Brennelemente im Reaktorkern und dem Abbrand grad. Da jedoch die inneren Aufsätze 41 längs den Probeentnahmeschläuchen 20 verschiebbar sind, werden die Unterenden der inneren Aufsätze 41 ständig mit den Oberenden des Kanalgehäuses 6 in Kontakt gehalten, so daß benachbarte Brennelemente voneinander getrennt gehalten werden. Ein Anschlag 46 dient dazu, ein Herabfallen des inneren Aufsatzes zu verhindern.

Die in den äußeren Aufsatz 38 zugeführte Luft strömt durch die zwischen den oberen Platten 42 und den Probeentnahmeschläuchen 20 gebildeten Zwischenräume in die inneren Aufsätze 41. Die plattenförmigen Führungen 44 positionieren die inneren Aufsätze 41 genau, so daß das Aufsitzen der inneren Aufsätze auf dem Kanalgehäuse 6 gewährleistet ist. Oede plattenförmige Führung 45 dient zum Führen des Griffs 27 des Brennelements.

Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels entspricht im wesentlichen derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Die Vorrichtung kann die gleichen Vorteile wie die Vorrichtung nach Fig. 5 erzielen.

Anschließend wird das Ausführunysbeispiel nach den Fig. 9 und 10 erläutert, wobei nur auf die Unterschiede Bezug genommen wird .

Der Ausrück-Aufsatz 47 hat einen äußeren Aufsatz, der im wesentlichen gleich dem Aufsatz 37 nach Fig. 7 ausgebildet ist, jedoch eine kreuzförmige Trennplatte 48 enthält. Diese

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unterteilt den Raum im äußeren Aufsatz 38 in vier kleine Abschnitte, deren jeder einen der vier inneren Aufsät/c 41 aufnimmt. Dadurch können die inneren Aufsätze 41 mit größerer Genauigkeit als bei der Vorrichtung nach Fig. 7 positioniert werden.

Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels entspricht im wesentlichen derjenigen der bereits erläuterten Vorrichtungen. Dabei wird eine gleiche Auswirkung wie bei der Vorrichtung nach Fig. 7 erzielt.

Durch Vorsehen einer Bündelungseinheit in der vorhergehend erläuterten Weise kann die Stabilität des Ausrück-AufsaLzes mit Rechteckquerschnitt entsprechend der Strichpunktlinie von Fig. 4 verbessert werden.

Es ist auch möglich, an dem Ausrück-Aufsatz Warmwasser-Zuleitungsrohre zu befestigen (vgl. z. B. die US-PS 4 147 587). In Fig. 15 dieser US-PS sind sechzehn Warmwasser-Zuleitungsrohre gezeigt, die durch die obere Wandung des Aufsatzes des Ausrück-Aufsatzes 16 befestigt sind. Diese Warmwasser-Zuleitungsrohre werden an der Bündelungseinheit auf der Oberseite des Aufsatzes 17 in der gleichen Weise wie die Kühlwasser-Entnahmeschläuche und die Luftzufuhrschläuche befestigt.

Im Fall der Ausrück-Aufsätze 37 und 47 entsprechend den Fig. 7 und 9 werden sechzehn Warmwasser-Zuleitungsrohre durch die obere Wandung der entsprechenden äußeren Aufsätze geführt. Jedes dieser sechzehn Zuleitungsrohre wird in einen entsprechenden inneren Aufsatz eingesetzt. Diese Warmwasser-Zuleitungsrohre werden an der Bündelungseinheit auf der Oberseite des äußeren Aufsatzes festgelegt. Durch das Befestigen der Warmwasser-Zuleitungsrohre an dem äußeren Aufsatz besteht die Gefahr, daß sich ein Ungleichgewicht des äußeren Aufsatzes einstellt. Da jedoch die Warmwasser-Zuleitungsrohre an der Bündelungseinheit befestigt sind, wird ein Ungleichgewicht

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des äußeren Aufsatzes vermieden, so daß eine ausreichende Stabilität des äußeren Aufsatzes während der Handhabung sichergestellt ist.

Wie in der US-PS k IkI 587 angegeben ist, dienen diese Warmwasser-Zuleitungsrohre dazu, in die zu prüfenden Brennelemente Warmwasser einzuleiten, dessen Temperatur höher als diejenige im Brennelement ist.

Der Austritt von Spaltprodukten aus einem fehlerhaften Brennstab wird durch die Zufuhr von Warmwasser in das Brennelement beschleunigt. Infolgedessen wird die zum Prüfen der Brennelemente benötigte Zeit stark verkürzt, und die Genauigkeit der Erfassung wird wesentlich erhöht.

Wie angegeben, wird also die Stabilität der Vorrichtung zum Erfassen des Ausfalls eines Brennstabs stark verbessert, und die zum Erfassen erforderliche Zeit wird wesentlich verkürzt; diese Kombination von Vorteilen trägt zur Verbesserung der Leistung des Kernreaktors bei.

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Claims (8)

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Erfassen eines schadhaften Brennstabs, gekennzeichnet durch

- einen Aufsatz (16; 37; 47), der die Oberenden einer Mehrzahl von im Kern eines Kernreaktors angeordneten Brennelementen (1) überdeckt;

- eine Mehrzahl von Kühlmittel-Entnahmeschläuchen (20), die an dem Aufsatz (16; 37; 47) befestigt sind und deren offene Enden in die Brennelemente (1) eingesetzt sind;

- eine Mehrzahl von Kühlmittel-Leitungen (28), die mit entsprechenden Kühlmittel-Entnahmeschläuchen (20) verbunden sind und das entnommene Kühlmittel weiterleiten;

- eine an den Kühlmittel-Leitungen (28) befestigte Kühlmittel· Saugeinheit (51);

- eine mit dem Aufsatz (16; 37; 47) verbundene Gaszufuhr leitung (31), die sich in einen Raum öffnet, der durch die den Brennelementen (1) zugewandte Oberfläche des Aufsatzes (16; 37; 47) begrenzt ist;

- eine Bündelungseinheit (23), die auf der Oberfläche des Aufsatzes (16; 37; 47) entgegengesetzt zu der den Brennelementen (1) zugewandten Oberfläche befestigt ist; und

- eine Einheit (26) zum Befestigen der Kühlmittel-Leitungen (28) und der Gaszufuhrleitung (31) an der Bündelungseinheit (23).

81-(A 4206-02)-Schö

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2. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Aufsatz (16; 37; 47) so groß ist, daß er gerade die Oberenden von sechzehn Brennelementen (1) im Reaktorkern überdeckt, und daß er sechzehn Kühlmittel-Entnahmeschläuche (20) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß an der Bündelungseinheit (23) ein Griff (27) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Aufsatz (37) einen Außenaufsatz (38) und eine Mehrzahl von Innenaufsätzen (41), die im Außenaufsatz (38) angeordnet sind, umfaßt,

wobei die Gaszufuhrleitung (31) und die Bündelungseinheit (23) am Außenaufsatz (38) befestigt sind und die Kühlmittel-Entnahmeschläuche (20) durch den Außenaufsatz (38) in entsprechende INnenaufsätze (41) geführt sind (Fig. 7, 8).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch

ein am Außenaufsatz (38) befestigtes Trennelement (48), das den Raum in dem Außenaufsatz (38) in mehrere Abschnitte unterteilt, deren jeder einen Innenaufsatz (41) aufnimmt (Fig. 9, 10).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der Außenaufsatz (38) so groß ist, daß er gerade die Oberenden von sechzehn Brennelementen (1) im Reaktorkern überdeckt, und daß sechzehn Innenaufsätze (41), sechzehn Kühlmittel-Entnahmeschläuche (20) sowie sechzehn Kühlmittel-Leitungen (28) vorgesehen sind.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Bündelungseinheit (23) einen Griff (27) aufweist,

8. Vorrichtung nach Anspruch k, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

daß an jedem Innenaufsatz (4-1) ein Führungsteil (4Λ) zum Positionieren des Innenaufsatzes (4-1) befestigt ist.

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