DE3235297C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Inspizieren eines mit einer vertikalen Mittelachse versehenen Kernreaktorbehälters gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 41 69 758 bekannt.

Allen bekannten Vorrichtungen dieser Art ist der Nachteil gemein, daß der Wagen und normalerweise auch der Mast mit der Inspektionsapparatur eine so große Fläche der ring­ förmigen Öffnung des Behälters bedeckt, daß keine andere Operation außer der Inspektion des Reaktorinneren aus­ geführt werden kann. Wenn möglich sind die Zeiten, zu denen der Behälter inspiziert wird, so gelegt, daß sie mit den Zeiten zusammenfallen, während denen ein Austausch der Brennelemente erfolgt, was bedeutet, daß der Kernreaktor über die Periode der Inspektion des Behälters und des Austauschs der Brennelemente ab­ geschaltet werden muß. Beide Operationen sind äußerst zeitraubend und folglich sind die Anlagenverluste in der Form von nicht abgegebener Energie sehr hoch.

Folglich ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der erwähnten Art anzugeben, die eine Inspektion des Reaktorbehälters und beispielsweise den Austausch der Brennelemente gleichzeitig ausführen läßt. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 be­ schriebene Vorrichtung gelöst.

Mit dieser Vorrichtung bleiben mindestens 50% des Behältervolumens vollständig frei, um beispielsweise die Brennelemente zu ersetzen oder auszutauschen. Demnach wird die Zeit, während der der Reaktor abgeschaltet werden muß, entsprechend verringert.

Die Erfindung wird mit Hilfe der Zeichnungen erläutert. In diesen ist

Fig. 1 ein Vertikalschnitt des oberen Teils eines Reak­ torbehälters mit einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Behälter mit der Vor­ richtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein vertikaler Mittelschnitt eines Wandteils des Reaktorbehälters und des Wagengestells mit der Inspektionsapparatur nach Fig. 1;

Fig. 4 ein Vertikalschnitt eines weiteren Ausführungs­ beispiels der Inspektionsvorrichtung für das Innere des Behälters;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 4;

Fig. 6 ein vertikaler Mittelschnitt eines Wandteils des Behälters und eine Darstellung des Masts nach Fig. 4, der vom Wagen getragen wird, wobei hier auch die Inspektionsapparatur dargestellt ist;

Fig. 7 eine andere Wagenbahn und

Fig. 8 eine weitere Wagenbahn.

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen den Reaktorbehälter 1, der in einen (nicht dargestellten) Wassertank getaucht ist. Der Deckel des Behälters 1 ist abgenommen und auf dem Flansch 3, der die Öffnung 2 des Behälters 1 begrenzt, befindet sich ein Wagen 4, der im dargestellten Aus­ führungsbeispiel zwei Arme 5 und 6 be­ sitzt, die starr miteinander verbunden sind und zwischen sich einen Winkel bilden. An dem freien Ende 7 des Arms 5 befindet sich eine Halterung 8, die eine feste Welle 9 besitzt, an der sich ein Führungsrad 10 frei drehen kann. der Arm 6 ist mit einer entsprechenden Halterung 11 mit einer feststehenden Welle 12 versehen, die ein sich frei drehendes Rad 13 trägt. Die beiden Wellen 9 und 12 liegen zur Zylinderachse 14 des Reaktorbehälters 1 parallel. Das Ende 7 des Arms 5 ist weiterhin mit einem sich frei drehenden Rad 15 versehen, das auf der oberen ebenen runden Fläche 16 des Flansches 3 läuft. Das Rad 15 ist an einer Welle 17 gelagert, die senkrecht zur Mittelachse 14 verläuft. In entsprechender Weise ist ein weiteres Rad 18 am freien Ende des Arms 6 angeordnet, das auf der oberen ebenen Zylinderfläche 16 des Flansches 3 läuft. Die Arme 5 und 6 des darge­ stellten Beispiels sind gleich lang und weisen an ihrem gemeinsamen Mittelteil 19 ein Wagenrad 20 auf, das mit einem Elektromotor 21 verbunden ist, an den die Spannung über ein Kabel 22 zugeführt wird, das bis zur (nicht dargestellten) Reaktorhalle gezogen ist, die über dem Behälter liegt. Die drei Wagenräder können gleich groß sein und ihre Achsen können in einer gemein­ samen Ebene liegen. Beim Anlegen von Spannung an den Motor wird das Rad 20, das an der Bahn 16 anliegt, den Wagen um die Mittelachse 14 des Behälters 1 herum­ führen. Die beiden Führungsräder 10 und 13 liegen an der inneren runden Zylinderwand 23 des Behälters an und arbeiten mit gegenüberliegenden Führungsrädern 24 bzw. 25 zusammen, die sich an ihren Wellen frei bewegen können, die zu den Wellen 9 und 12 parallel liegen können. Die Führungsräder 24 und 25 und die Wellen der Räder werden an Lagerarmen 26 und 27 getragen. Die Arme 26 und 27 können radial zum Flansch beispiels­ weise durch Kolben-Zylindereinrichtungen 28 und 29 verschoben werden, denen das Arbeitsmedium über Schläuche 30 und 31 zugeführt wird. Bei auf den Flansch 3 des Behälters 1 durch (nicht dargestellte) Mittel abgesenktem Wagen werden die Führungsräder 24 und 25 von den Kolbenzylinder-Einrichtungen 28 und 29 so in einer nach außen gezogenen Lage gehalten, daß der Flansch 3 frei zwischen den beiden gegenseitig zusammenarbeitenden Führungsrädern 10 und 24 bzw. 13 und 25 hindurchgehen kann. Die Arme 26 und 27 werden dann von den Kolben-Zylinder-Einrichtungen 28 und 29 und dem von der inneren Zylinderfläche 23 gebildeten Flansch eingezogen und die äußere Zylinderfläche 32, die zur inneren Zylinderfläche koaxial verläuft, ist zwischen den beiden Radpaaren fest ergriffen. Die Wellen der Führungsräder 10 und 24 liegen auf einem Radius des Behälters ähnlich wie die Wellen der Führungsräder 13 und 25. Da der Abstand zwischen den Flanschflächen 23 und 32 um den ganzen Reaktorbehälter konstant ist, liegt ein auf dem Wagen gegebener Punkt in einem konstanten Abstand von der Mittelachse 14.

Der Arm 6 ist mit einer festen Halterung 33 versehen, durch die eine Welle 34 mit einem an den Enden gela­ gerten gabelähnlichen Teil 35 hindurchgeht, an dem ein Mast 36 fest angebracht ist. Eine Seite des Masts 36 ist mit einer Platte 37 ver­ sehen, die eine Bahn oder eine Schiene für den Wagen 47 mit Rädern 40 bildet, der die Inspektionsapparatur 38, z. B. ein Ultraschallgerät oder eine TV-Kamera, trägt. Der Wagen 47 ist mit einem Antriebsmotor versehen, der über ein Kabel 39 mit Spannung versorgt wird, das bis zur Reaktorwandung führt. Beim dargestellten Ausführungs­ beispiel soll der Motor über ein an der Motorwelle an­ gebrachtes Antriebsrad und ein Gestell 65 (Fig. 3) angetrieben werden, das am Mast 36 angebracht ist. Die Inspektionsapparatur kann somit am Mast zum Inspizieren, z. B. der Rohrstutzen 41 und 42, entlang geführt werden. Am Mast 36 befindet sich ferner eine Abstützung 43, die an einem Ende ein Rad 45 trägt, das sich um die Welle oder Achse 44 dreht, die zum Mast 36 parallel verläuft.

Das Rad 45 soll an der Innenfläche des Behälters 1 anliegen und an dieser entlang der Bahn 46 rollen, wenn sich der Wagen 4 um die Mittelachse 14 dreht, wie es in Fig. 3 gestrichelt angedeutet ist. Die Abstützung 43 ist vorzugsweise mit einem inneren und einem äußeren Teil versehen, von denen der äußere Teil mit dem inne­ ren verschraubt ist, so daß die Länge der Abstützung 43 fein eingestellt werden kann. Vorzugsweise ist die Abstützung 43 abnehmbar am Mast (durch nicht dargestellte Mittel) befestigt, so daß sie an verschiedenen Stellen am Mast eingesetzt werden kann.

Das Schwenken des Masts 36 um die Welle 34 läßt diesen sich relativ zur Innenwand 23 des Behälters drehen, die normalerweise rauh und uneben ist. Die Wirkung die­ ser Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche der Innenwand 23 wird durch die Abstützung 43 übertragen. Da der Mast 36 sich drehen kann, wird der Wagen 4 keinen Kipp- oder Verkantkräften ausgesetzt. Die Schwenkanordnung 33, 34 und 35 ermöglicht das Schwenken des Masts 36 um einen Winkel von 90° gegenüber der Lage in Fig. 3, was die Ablage auf den Boden der Reaktorhalle erleichtert, nachdem die Vorrichtung als Ganzes aus dem Reaktorbe­ hälter von einem Kran herausgehoben worden ist.

Um die Stabilität des Wagens 4 zu gewährleisten, liegt der Schwerpunkt des Masts 36 und der Inspektionsappa­ ratur innerhalb der Verbindungslinie zwischen den Wagenrädern an den freien Enden der Arme; es können auch entsprechende Gegengewichte, beispielsweise ober­ halb des Rades 20, angebracht sein. Ein weiterer Vorteil des Masts, der sich nicht in der Mitte des Behälters befindet, ist der, daß die Inspektionsapparatur sich näher an der Innen­ wand 23 des Reaktorbehälters befindet. Demnach kann das Rohr 48, das beispielsweise eine TV-Kamera oder einen Ultraschallkopf an seinem Ende trägt, kürzer sein; auch der Antrieb zum axialen Verschieben des Rohres 48 und zum Drehen kann einfacher gehalten werden.

Fig. 3 zeigt eine Sicherheitseinrichtung 49, die bei­ spielsweise am Wagen befestigte Platten enthält, wobei sich die Plattenenden unter der Fläche 16 des Reaktor­ flansches befinden, ohne diese Fläche zu berühren.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Apparatur zum Inspizieren des Inneren eines Reaktorbehälters sowie dessen Flansch­ fläche. Dabei ist eine runde Bahn 50 vorgesehen, die an die Innen­ seite 23 und die Fläche 16 des Flansches 3 des Be­ hälters 1 über Träger 51 anstößt. Die Bahn 50 besitzt einen kreisrunden Querschnitt, und ihre Mitte fällt mit Mitte 14 des Behälters zusammen. Die Bahn 50 bildet zusammen mit den Trägern 51 eine Einheit, die vom Flansch 3 abgenommen werden kann. Sie trägt einen Wagen 52, der mit zwei Rädern 53 versehen ist, die im dargestellten Beispiel eine V-förmige Rille 66 aufweisen. Die Räder 53 sind auf entsprechenden Wellen drehbar angebracht und mindestens eines der Räder wird vom Antrieb 54 angetrieben, der ein Elektromotor sein kann, der über ein Kabel 55 gespeist wird, das bis zur (nicht dargestellten) Reaktorhalle über den Reaktorbehälter gezogen ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich auf dem Wagen 52 zwei Schwenkarme 56, die sich parallel zur Ebene der Bahn 50 und auch in rechtem Winkel dieser Ebene bewegen können. In Fig. 6 ist nur ein Arm zu sehen. Die Arme 56 können von pneumatischen Kolbenmotoren 67 bewegt werden, an die über einen Schlauch 57 von der Reaktorhalle ein Druckmittel zugeführt wird. Am äußeren Ende des Arms 56 befindet sich eine Welle, die eine sich frei drehende Druckrolle 58 trägt. Am Wagen 52 ist ein Mast 36 fest angebracht. Der Mast 36 ist auf einer Seite mit einer Platte 37 versehen, die eine Bahn oder eine Schiene für den Wagen 47 bildet, der die Inspektions­ apparatur 38, beispielsweise ein Ultraschallgerät oder eine TV-Kamera, tragen kann. Der Wagen 47 ist mit einem Antriebsmotor versehen, der seine Spannung über ein Kabel 39 erhält, das bis zur Reaktorhalle führt. Das Rad 40, das mit der Bahn 37 zusammenarbeitet soll in diesem Fall vom Motor angetrieben werden. Die Inspektionsapparatur kann somit am Mast 36 beispielsweise zum Inspi­ zieren der Rohrstutzen 41 und 42 und der Flanschfläche 16 entlanggeführt werden. Am Mast 36 befindet sich ferner eine Abstützung 43, die an einem Ende ein Rad 45 trägt, das sich auf der Welle 44 drehen kann, die zum Mast 36 parallel liegt. Das Rad 45 soll an die Innenfläche des Behälters 1 anstoßen und auf dieser entlang einer Bahn 46 rollen, wenn der Wagen 52 sich um die Mittelachse 14 dreht. Die Bahn 46 ist in Fig. 6 gestrichelt dargestellt.

Wenn das Innere eines Reaktorbehälters oder dessen Flanschfläche inspiziert werden soll und der Deckel des Behälters abgehoben worden ist, werden die Bahn 50 zusammen mit den Trägern 51 in die gezeichnete Lage am Flansch 3 des Behälters gebracht. Dann wird der Wagen 52 mit dem Mast 36 und der Inspektionsapparatur so ab­ gesenkt, daß die Wagenräder 53 auf der Bahn 50 auf­ liegen. Die Druckrollen 58 werden zuvor auswärts geschwenkt. Nach dem Absenken werden die Arme 56 von dem Kolben­ motor 67 betätigt. Die Druckrollen 58 gelangen dann unter die Bahn 50, die fest zwischen die Druck­ rollen und entsprechende Wagenräder 53 eingeklemmt wird.

Andere Ausführungsbeispiele für getrennte Bahnen werden in den Fig. 7 und 8 gezeigt. Um den Flansch 3 des Behälters herum ist an der Außen- bzw. an der Innenfläche des Flansches eine runde, fortlaufende Bahn 59 vorgesehen, die von einer Halterung 60′ ständig am Reaktorbehälter gehalten wird. Der in Fig. 7 skizzierte ringförmige Wagen 68 ragt nur mit der Masthalterung 33 über die freie Öffnung des Behälters. In dem Ring kann eine Öffnung 72 zur Inspektion der Flansch­ fläche 16 vorgesehen sein.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 beträgt der Winkel α an der Mittelachse 14 des Behälters zwischen den Verlängerungslinien 60 und 61 der Wagenräderwellen der freien Enden 120°. Der Mast 36, die Abstützung 43 und die Inspektionsapparatur 38 liegen in diesem Kreissektor, der sich aus den Verlängerungs­ linien 60 und 61 ergibt, d. h. ein Sektor von 240° ist frei, um beispielsweise Brennelemente in diesem Sektor gleichzeitig mit der Inspektion des Behälters austauschen zu können. Beim Ausführungs­ beispiel nach den Fig. 4, 5 und 6 beträgt der Winkel α an der Mittelachse 14 des Behälters zwischen dem Radius 61 durch einen Endpunkt des Wagens und einem Radius 60, der zum äußersten Kantenteil der Inspektions­ apparatur 38 führt, 40° und der Mast 36, die Abstützung 43, der Wagen 52 und die Apparatur befinden sich im Kreissektor, der sich aus den Radien 60 und 61 ergibt, d. h. ein Sektor von 320° ist frei.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Inspizieren eines mit einer vertikalen Mittelachse versehenen Kernreaktorbehälters, mit einem Wagen, der Räder und Antrieb zum Führen des Wagens um die Behälteröffnung herum aufweist, die von einem kreisrunden, horizontalen Flansch gebildet wird, und der einen vertikal orientierten Mast trägt, der in den Kernreaktorbehälter eingeführt werden kann und mit einer Inspektionsapparatur versehen ist, die am Mast entlang geführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektion des Wagens (4; 52), des Mastes (36) und der Inspektionsapparatur (38) auf eine senkrecht zur Mittelachse liegende Ebene sich in einem Kreissektor befindet, dessen Mitte die Mittelachse und dessen Sektorwinkel kleiner als 180° ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (4) zwei sich von einem gemeinsamen Punkt (19) aus erstreckende Arme (5, 6) aufweist und mit Rädern (15, 18, 20) am gemeinsamen Punkt und an den freien Enden der Arme versehen ist und daß mindestens eine Abstützung (43) am unteren Teil des Mastes (36) so angebracht ist, daß sie gleitend mit einem Ende an der Innenwand (23) des zylindrischen Reaktorbehälters (1) anliegt, wobei sich die Abstützung in dem Kreissektor befindet und wobei der Mast (36) um eine horizontale Welle (34) am Wagen schwenkbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung (43) die Form eines aus dem Mast (36) nach außen herausragenden Armes besitzt und mit einem Rad (45) versehen ist, das frei an der Innenwand des Reaktorbehälters (1) rollt.