DE3444570C2

DE3444570C2 - Vorrichtung zum Schneiden und Zusammenpressen von verbrauchten brennbaren giftigen Einheiten

Info

Publication number: DE3444570C2
Application number: DE3444570A
Authority: DE
Inventors: Yoshimasa Tokio/Tokyo Yamamoto
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1983-12-08
Filing date: 1984-12-06
Publication date: 1986-12-04
Also published as: FR2556489A1; DE3444570A1; JPS60123799A; US4650606A; FR2556489B1; JPH0379679B2

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Zusammendrücken und Speichern von verbrauchten brennbaren giftigen Einheiten in einem reduzierten Volumen beschrieben. Diese Vorrichtung umfaßt die folgenden Bestandteile: Ein auf- und abbewegbares Aufhängeelement, das dazu dient, einen Halteabschnitt einer brennbaren giftigen Einheit anzuheben, eine Schneidvorrichtung zum Abschneiden von massiven Abschnitten von Fingerhutrohren und Giftstäben der brennbaren giftigen Einheit, die am Aufhängeelement hängt, eine Begrenzungseinrichtung zum Halten der Giftstäbe in eingegrenzten Positionen, wodurch spontane Bewegungen in seitlichen Richtungen verhindert werden, eine auf- und abbewegbare Greifeinrichtung, die in der Lage ist, die Giftstäbe lösbar zu ergreifen, eine Packungseinrichtung, die in der Lage ist, bereits vorher in einem Behälter gelagerte Giftstäbe beiseite zu drücken und die von der Greifeinrichtung ergriffenen Giftstäbe in den Behälter einzusetzen, und einen Fingerhutrohrhandhabungsmechanismus zum Führen von abgeschnittenen Fingerhutrohren auf eine Aufnahmeschale und zur Anordnung derselben in einem Behälter.

Description

a) einer Schere (14) zum Abschneiden von massiven Abschnitten (3) von Stäben (2) der brennbaren, giftigen Einheit (10),

b) einer Klemmeinrichtung (16) zum Halten der Stäbe in festgelegten Stellungen, in denen spontane Bewegungen in seitlichen Richtungen verhindert werden, und

c) einem Greifer (17), der in der Lage ist, die Stäbe lösbar zu greifen,

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale;

20

d) die Vorrichtung weist ein auf- und abbewegbares Aufhängeelement (5) zum Anheben eines Halteabschnittes einer brennbaren, giftigen Einheit (10) auf,

e) die Schere (14) wirkt auf die Stäbe (2) und Fingerhutrohre (2a) der am Aufhängeelement (5) hängenden Einheit ein,

f) der Greifer (17) ist auf- und abbewegbar und

g) die Vorrichtung enthält eine Packpresse (21) zum Beiseitedrücken vorher in einem Behälter (19) gespeicherter Stäbe, um die von dem Greifer (17) ergriffenen Stäbe in diesen einsetzen zu können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß sie desweiteren einen oberen Rahmen (4) und einen unteren Rahmen (12), der drehbar mit der unteren Seite des oberen Rahmens verbunden ist, umfaßt

— und daß das Aufhängeelement (5) am unteren Ende einer Aufhängewelle montiert ist, die am oberen Rahmen (4) drehbar gelagert und vertikal zum unteren Rahmen ausgerichtet in Vertikalrichtung bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

— daß der obere Rahmen (4) mit einem oberen und einem unteren großen Zahnrad (8,13) versehen ist, die an seiner oberen und unteren Seite derart montiert sind, daß sie sich mit gleichen Drehzahlen drehen,

— wobei das obere große Zahnrad (8) mit einer äußeren Welle (7) verbunden ist, in die die Aufhängewelle eingepaßt ist, und das untere große Zahnrad (13) mit dem oberen Ende des unteren Rahmens (li) verbunden ist.

50

55

60 mus (26,24) zum Bewegen der Klemmen (25) in KJemmstellungen, der von außen über eine in die Aufhängewelle eingepaßte mittlere Welle (23) betätigbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

— daß die Schere (14) am oberen Rahmen (4) montiert ist und eine Antriebseinrichtung (40) umfaßt, die in Richtung auf das Aufhängeelement (5) und von diesem weg bewegbar ist,

— sowie Arme (43), die zurückziehbar an der Antriebseinrichtung (40) montiert und an ihren vorderen Enden mit einem Schneidmesser (48) versehen sind.

6. Vorrichtujig nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

— daß die Klemmeinrichtung (16) am unteren Rahmen (12) montiert ist und zwei kammähnliche Begrenzungsplatten (32, 33) umfaßt, die in sich überlappende, senkrecht aufeinander stehende Lagen bewegbar sind, um die Stäbe (2) in einem festgelegten Zustand in Reihen von Öffnungen zu halten, die durch die Begrenzungsplatten gebildet werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

— daß die Klemmeinrichtung (16) über einen kleinen Rahmen (15), der im unteren Rahmen (12) auf und ab bewegbar ist, am unteren Rahmen (12) montiert ist

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

— daß der Greifer (17) am unteren Rahmen (12) montiert und in der Lage ist, die Stäbe (2) zu ergreifen, indem sie die durch die Begrenzungsplatten (32, 33) der Klemmeinrichtung (16) gebildeten öffnungen verengt

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

— daß die Packpresse (21) an einem unteren Endabschnitt des unteren Rahmens (12) montiert ist und einen Verschluß (18) zum öffnen und Schließen des unteren Endes des unteren Rahmens (12), eine Führungsplatte (35) zum Führen der Stäbe und einen Stempel (91) umfaßt, der in einer Horizontalrichtung bewegbar ist, um vorher in einem Speicherbehälter (19) gespeicherte Stäbe beiseite zu drücken, und der eine öffnung zum Durchlassen der Stäbe aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung

— daß sie desweiteren Klemmen (25) umfaßt, die 65 mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanan der unteren Seite des Aufhängeelementes (3)
montiert sind,

Spruchs 1.
Eine Vorrichtung dieser Art ist im wesentlichen aus

— sowie einen Zahnstangen- und Ritzelmechanis- der DE-OS 29 44 197 bekannt. Bei der bekannten Vor-

richtung handelt es sich primär um eine Schneidvorrichtung in Form einer fernbedienbaren Schere zum abschnittsweisen Zerschneiden von bestrahlten Kernbrennstoffstäben oder stabbündeln. Die weitere Handhabung der abgeschnittenen Stabteile ist in dieser Veröffentlichung nicht beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der angegebenen Art zu schaffen, mit der sich die brennbaren giftigen Einheiten zur nachfolgenden Endlagerung der abgeschnittenen Teile unter beträchtlicher Volumenreduzierung besonders einfach handhaben lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung besitzt einen kompakten Aufbau und ist in der Lage, verbrauchte, brennbare, giftige Einheiten in ein für Endlagerungszwecke geeignetes reduziertes Volumen zusammenzudrücken, die Stäbe und die Fingerhutrohre der Einheit an ihren massiven oberen Endabschnitten abzuschneiden und diese in Lagerbehältern zu speichern. Die Vorrichtung läßt sich einfach handhaben, und das Volumen von derartigen brennbaren giftigen Einheiten läßt sich hiermit beträchtlich reduzieren.

Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer brennbaren, giftigen Einheit;

F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung zum Schneiden und Zusammenpressen von verbrauchten brennbaren giftigen Einheiten;

F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt durch ein Aufhängeelement;

F i g. 4 einen Schnitt entlang Linie IV-IV in F i g. 2; F i g. 5 einen Schnitt entlang Linie V-V in F i g. 3; F i g. 6 eine Vorderansicht der gleichen Vorrichtung; F i g. 7 einen Schnitt entlang Linie VII-VII in F i g. 2;

F i g. 8 eine F i g. 2 entsprechende Ansicht, die eine brennbare giftige Einheit in einem angehobenen Zustand zeigt; die

F i g. 9A bis 9D schematische Ansichten, die verschiedene Stadien zeigen, die die brennbare, giftige Einheit durchläuft, wenn sie angehoben und in einen Behälter gesetzt wird;die

Fig. 1OA bis IOD schematische Ansichten, die verschiedene Stadien zeigen, die die Giftstäbe durchlaufen, wenn sie in einen Behälter eingesetzt werden; und

Fi g. 10E eine Ansicht, die den Zustand zeigt, in dem die Giftstäbe in idealer Weise in den Behälter eingesetzt worden sind und diesen füllen.

In F i g. 1 ist eine brennbare, giftige Einheit 10 dargestellt, die eine Reihe von Giftstäben 2 und Fingerhutrohren 2a umfaßt, die an einem Halter 1 (einer Basisplatte, an der die Giftstäbe fixiert sind) befestigt sind. Die Giftstäbe 2 weisen an ihren entsprechenden oberen Enden massive Ahsrhnitte 3 auf. die am Halter 1 befestigt sind. In Fig.2 ist eine Presse dargestellt, die einen oberen Rahmen 4, einen unteren Rahmen 12, der unter dem oberen Rahmen 4 angeordnet ist, ein Aufhängeelement 5 zum Anheben einer brennbaren giftigen Einheit 10, eine am oberen Rahmen 4 montierte Schere 14, die dazu dient, die massiven Abschnitte 3 der Giftstäbe abzuschneiden, eine Klemmeinrichtung 16 zum Halten der Giftstäbe 2 in einer festgelegten Lage, einen Greifer 17 zum Ergreifen und Halten der Giftstäbe 2 und eine am unteren Ende des unteren Rahmen 12 vorgesehene Packpresse 21 umfaßt Große Zahnräder 8 und 13 sind drehbar an einem oberen und einem unteren Abschnitt des oberen Rahmens 4 montiert, wobei die Rotation des großen Zahnrades 8 über kleine Zahnräder 9 und 11, die am oberen und unteren Ende einer Welle 41 montiert sind, auf das untere große Zahnrad 13 übertragen wird, und zwar derart, daß die großen Zahnräder 8 und 13 mit

ίο gleichmäßiger Drehzahl rotieren. Der untere Rahmen 12 ist an einem unteren Abschnitt des großen Zahnrades fest angebracht Am oberen Abschnitt des oberen Rahmens 4 ist eine öse 22 befestigt, der durch einen Kran angehoben wird, wenn die Vorrichtung als ganzes be weg* wird.

Das Aufhängeeiement 5 ist in der insbesondere in den F i g. 3 und 4 dargestellten Art und Weise ausgebildet Es ist im unteren Abschnitt des großen Zahnrades 8 derart angebracht, daß es dessen Relativdrehung blok kiert und auf der unteren Seite 2 gegenüberliegende Klemmen 25 über eine Welle 52 lagert Die Klemmen 25 sind mit fest angebrachten Zahnstangen 26 versehen und werden über Federn 29 gegeneinander gedrückt Das große Zahnrad 8 wird durch den oberen Rahmen 4 drehbar gelagert, und das Aufhängeelement 5 ist zusammen mit dem großen Zahnrad 8 drehbar, jedoch unabhängig vom Zahnrad 8 nach unten bewegbar. Die Zahnstangen 26 sind in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Fig.3 gegeneinander gerichtet und kämmen mit einem dazwischen angeordneten Ritzel 24, das am unteren Ende einer mittleren Welle 23 montiert ist Bei einer Drehung des Ritzels 24 werden daher die Zahnstangen 26 nach links und rechts bewegt und ziehen die Klemmen 25 gegeneinander. Das Aufhängeelement 5 ist nicht auf eine derartige Ausführungsform beschränkt und kann in diversen modifizierten Ausführungselementen realisiert werden. Beispielsweise kann anstelle des seitlichen Greifers, wie sie durch die Klemmen 25 verkörpert wird, ein vertikaler Greifer angeordnet sein.

In eine hohle äußere Welle 7, die am großen Zahnrad 8 montiert ist, ist eine Zwischenwelle 30 eingepaßt, die an ihrem unteren Ende am Aufhängeelement 5 befestigt ist Die äußere Welle 7 ist mit einem axial verlaufenden Schlitz 71 versehen, der einen Stift 72, der an der Zwi schenwelle 30 angebracht ist zur Ausführung von Verti kalbewegungen aufnimmt. Ein fest an der mittleren Welle 23 montiertes Zahnrad 28 kämmt über die äußere Welle 7 und die Zwischenwelle 20 mit einem Zahnrad 27, das an der äußeren Welle 7 montiert ist und von außen in Drehungen versetzt werden kann, um die mittlere Welle 23 zu drehen. Ein Halteelement 39 ist an den oberen Endabschnitten der mittleren Welle 23 und der Zwischenwelle 30 vorgesehen, um die mittlere Welle 23 drehbar zu lagern. Ein auf der oberen Seite des Halte elementes 39 vorgesehener Hubring 31 wird von einem Draht angehoben, um das Aufhängeelement 5 auf und ab zu bewegen. Darüber hinaus ist ein Handgriff 6 an der äußeren Welle 7 befestigt, wie insbesondere in F i g. 2 gezeigt ist. Dieser Handgriff 6 und das Zahnrad

fin 27 werden manuell oder automatisch betätigt

Im oberen Rahmen 4 ist eine Schere 14 angeordnet, die von einer Antriebseinrichtung 40, welche auf und entlang Führungsschienen 42 in Richtung auf die mittlere Welle 23 bewegbar ist, Armen 43, die zurückziehbar von der Antriebseinrichtung 40 vorstehen, und Vorderarmen 44 gebildet wird, die mit den Armen 43 verbunden und an ihren vorderen Enden mit Schneidmessern 48 versehen sind.

In den F i g. 5 und 6 sind die Klemmeinrichtung 16 und der Greifer 17 gezeigt, von denen die Klemmeinrichtung 16 durch zwei kammähnliche Begrenzungsplatten 32 und 33 gebildet wird, die in senkrecht aufeinanderstellenden Richtungen vor und zurück bewegbar sind. Wenn sie sich in einem kleinen Rahmen 15 überlappen, bilden diese Begrenzungsplatten 32 und 33 eine vorgegebene Zahl von Reihen von quadratischen öffnungen in Längs- und Querrichtung, um die Giftstäbe 2 darin zu halten. Der Greifer 17 wird durch eine Greifplatte 34 gebildet, die eine der Begrenzungsplatten 32 entsprechende kammähnliche Form besitzt, und durch eine Antriebseinrichtung 38. Die Greifplatte 34 ist in eine obere und eine untere Hälfte aufgeteilt, wie aus F i g. 5 hervorgeht, die durch die Antriebseinrichtung 38 aufwärts und abwärts bewegt werden können, um die von den Begrenzungsplatten 32 und 33 gebildeten öffnungen zu verengen und dadurch die Giftstäbe 2, die sich durch öffnungen erstrecken, zu ergreifen. Die Klemmeinrichtung 16 und der Greifer 17 werden auf dem kleinen Rahmen 15 gehaltert, der im unteren Rahmen 12 durch manuelle oder automatische Betätigungseinrichtungen, die nicht gezeigt sind, auf und ab bewegt werden kann. In entsprechender Weise können die Klemmeinrichtung 16 und der Greifer 17 entweder manuell oder automatisch betätigt werden. Am oberen Ende des oberen Rahmens 15 ist eine Fingerhutrohrhandhabungsvorrichtung 99 angebracht, die mit einer Schale oder einer Aufnahme versehen ist, welche in ihrer Bodenwand einen Verschluß aufweist Die abgeschnittenen Fingerhutrohre 2a werden auf die Schale geführt, um einer weiteren Behandlung unterzogen zu werden.

Wie insbesondere die F i g. 7 und 8 zeigen, sind ein Verschluß 18 zur Aufnahme der Giftstäbe 2, eine Führungsplatte 35 und eine Packungseinrichtung 21 im unteren Endabschnitt des unteren Rahmens 12 vorgesehen.

Im Betrieb wird die Vorrichtung als ganzes durch einen Kran angehoben und in eine Position bewegt, in der sich eine brennbare, giftige Einheit 10 befindet. Nach dem öffnen des Verschlusses 18 und der Führungsplatte 35, wird das Aufhängeelement 5 zum unteren Ende des unteren Rahmens 12 hin abgesenkt indem das Kubseil (nicht gezeigt) des Hubringes 31 nachgelassen wird. Danach wird das Aufhängeelement 5 mit dem Halter 1 der brennbaren, giftigen Einheit 10 in einem Speicherschacht 90 verbunden und angehoben, wie in F i g. 9A gezeigt wodurch die brennbare, giftige Einheit 10 in die in F i g. 8 und 9B dargestellte Vorrichtung gezogen wird. Das Zahnrad 28 an der mittleren Welle 23 kämmt mit dem Zahnrad 27, wenn das Aufhängeelement 5 abgesenkt wird, so daß die mittlere Welle 23 bei einer Betätigung des Zahnrades 27 gedreht wird, wodurch die Klemmen 25 über das Ritzel 24 am unteren Ende der mittleren Welle 23 und die Zahnstangen 26 gegeneinander bewegt werden und die brennbare, giftige Einheit 10 erfassen. Beim Anheben des Aufhängeelementes 5 werden die Zahnräder 27 und 28 außer Eingriff gebracht Die Greifkraft der Klemmen 25 wird jedoch durch die Federn 29 aufrechterhalten.

Als nächstes wird der Verschluß 18 geschlossen, und die Begrenzungsplatten 32 und 33 der Klemmeinrichtung 16 werden vorgerückt, um die Giftstäbe 2 in den durch diese Begrenzungsplatten gebildeten öffnungen auf vier Seiten zu halten. In diesem Zustand werden die Giftstäbe 2 und die Fingerhutrohre 2a einer nach dem anderen oder mehrere zur gleichen Zeit durch die Schere 14 abgeschnitten. Während dieses Schneidvorganges wird die Einheit 10 durch Drehen des Handgriffs 6, der die äußere Welle 7, das große Zahnrad 8 und das Aufhängeelement 5 dreht, gedreht, so daß die abzuschneidenden Giftstäbe 2 einer nach dem anderen in Richtung auf das mittig angeordnete Schneidmesser 48 geführt werden. Obwohl die abgeschnittenen Giftstäbe 2 auf den Verschluß 18 fallen, wirkt auf sie nur eine extrem kleine Stoßbelastung ein, da die Fallstrecke gering ist Es ist auch möglich, die äußere Welle 7 anstelle des ίο oberen Rahmens 4 durch einen Kran anzuheben und den oberen Rahmen 4 beim Abschneidvorgang der Giftstäbe zu drehen.

Nachdem alle Giftstäbe und Fingerhutrohre abgeschnitten worden sind, wird das untere Ende des unteren Rahmens 12 mit einem Behälter 19 verbunden, wie in Fig.9C gezeigt und die Giftstäbe 2 im Behälter 19 werden über einen Stempel der in den F i g. 9A und 9B gezeigten Packpresse 21 zusammengepreßt um die Aufnahme der nachfolgenden Giftstäbe zu erleichtern. Als nächstes wird der Greifer 17 betätigt, um die Giftstäbe 2 zu ergreifen. Nach dem öffnen des Verschlusses 18 wird der Greifer abgesenkt und setzt die Giftstäbe 2 durch eine im Stempel 91 der Packpresse 21 vorgesehene öffnung in den Behälter 19 ein, wie in den Fi g. 10B und IOC gezeigt wonach der Stempel 91 angehoben wird, wie in F i g. IOD gezeigt Die in dieser Weise von der Greifeinrichtung 17 abgesenkten Giftstäbe 2 können somit in den Behälter eingebracht werden, ohne daß auf sie Stoßbelastungen einwirken, wie dies der Fall ist, wenn man sie durch Schwerkraftwirkung einführt Der Stempel 91, der bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sowohl in Horizontal- als auch in Vertikalrichtung bewegbar ist, kann auch so ausgebildet sein, daß er nur in Horizontalrichtung bewegbar ist und sich mit der Bewegung der Vorrichtung als ganzes, die durch einen Kran angehoben wird, auf und ab bewegt Danach wird das Aufhängeelemente 5 abgetrennt und die Vorrichtung wird als ganzes angehoben, um den Halter 1 der Einheit 10 am Aufhänger 5 und die Fingerhutrohre 2a, die zeitweise in den Fingerhutrohrhandhabungsmechanismus gehalten werden, an eine andere Stelle zur Speicherung in einem Behälter (nicht gezeigt) zu überführen. Die vorstehend genannten Vorgänge werden wiederholt so daß der Behälter 19 mit Giftstäben gefüllt wird, die von einer Vielzahl von brennbaren giftigen Einheiten 10 abgeschnitten worden sind. Die abgeschnittenen Fingerhutrohre 2a werden auf eine Schale gegeben, welche an einem oberen Abschnitt des kleinen Rahmens 15 montiert und an ihrer Unterseite mit einem Verschluß versehen ist Nachdem die abgeschnittenen Giftstäbe in einen Behälter abgegeben worden sind, werden die Fingerhutrohre an eine Stelle über einen anderen Behälter, der nicht gezeigt ist geführt und durch Öffnen des Bodenverschlusses in diesen eingegeben.

Obwohl die Schere 14 bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform vor und zurückbewegbar ist kann sie auch in seitliche Richtungen bewegbar ausgebildet sein. In einem solchen Fall muß der Rahmen nicht gedreht werden, um die Giftstäbe in Richtung auf das Schneidmesser zu drehen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

10 15 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schneiden und Zusammenpressen von verbrauchten, brennbaren, giftigen Einheiten (10) in einem reduzierten Volumen mit