DE3734038C1 - Remote-controlled shears for cutting up irradiated nuclear fuel rods into segments - Google Patents

Remote-controlled shears for cutting up irradiated nuclear fuel rods into segments

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DE3734038C1
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Abstract

Remote-controlled shears for cutting up irradiated nuclear fuel rods into segments with a moving shear blade (1) having a cutting edge (18) roughly at right angles to the axis of the rod or rod bundle, and a bushing (2, 3) which is divided into two parts and holds blade (1) with the shear blade slide-mounted in it. Furthermore, it has an infeed device for the rods (12) whose location holes (9) match the shape of the rod, and which are aligned with cutting openings (11) in the cutting blade during cutting, and an opening (10) for the segments cut off to drop out of, opposite the cutting openings (9, 11). The drive unit that operates the shear blade (1) consists of an electrical direct drive with a rotor and stator, the rotor (21) being mounted directly on the shear blade (1), which can rotate perpendicularly to the rods and forms the central part of the rotor, and the stator (6) being designed as part of the shear block (4, 5) surrounding it. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine fernbedienbare Schere zum abschnittsweisen Zerschneiden von bestrahlten Kernbrenn­ stäben mit den Merkmalen, die im Oberbegriff des Patentanspru­ ches 1 angegeben sind.The present invention relates to a remote controlled scissors for section cutting of irradiated nuclear fuel rods with the features that in the preamble of claim ches 1 are specified.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist das Schneiden von Brenn­ elementstäben in einer, einem Kernbrennstoffauflöser direkt vorgeschalteten Arbeitsstufe, wobei durch die vollgekapselte Bauweise eine Staub- und Spaltgaskontamination der Arbeits­ zelle praktisch ausgeschlossen wird.Purpose of the present invention is to cut firing element rods in one, a nuclear fuel dissolver directly upstream working stage, whereby by the fully encapsulated Construction a dust and fission gas contamination of the work cell is practically excluded.

Aus der DE-PS 32 20 802 ist dafür eine mit horizontal arbei­ tenden Messerschlitten versehene Bündelschere bekannt, die zwar kompakt ist, jedoch über eine relativ große Zahl von be­ wegten Bauelementen verfügt, die verschiedenartige Bewegungen ausführen müssen.From DE-PS 32 20 802 is one with horizontal work tending bundle scissors known knives, the is compact, but over a relatively large number of be moved components, the various movements have to execute.

Aus der DE-PS 29 44 197 ist weiter eine hydraulisch angetrie­ bene Parallelschere zum Schneiden solcher Brennelementstäbe bekannt. Diese Schere ist jedoch hinsichtlich ihrer Baugröße ungünstig, da ein insgesamt dreistufiges Antriebssystem ver­ wendet wird, mit Pumpeneinheit und Druckmediumwandler vor ei­ ner Arbeitszelle, wobei sich der eigentliche Messerblock mit dem Antrieb in der Arbeitszelle befindet. Dies bedingt einen erhöhten Wartungsaufwand infolge Verschleißes elastischer Dichtungen an beweglichen, vom Druckmedium benetzten Teilen. From DE-PS 29 44 197 is a hydraulically driven bene parallel scissors for cutting such fuel rods known. However, these scissors are in terms of their size inconvenient, because a three-stage drive system ver is used, with pump unit and pressure medium converter in front of ner work cell, the actual knife block with the drive is located in the work cell. This requires one increased maintenance due to wear more elastic Seals on moving parts wetted by the pressure medium.  

Eine Bündelschere mit Drehmesser ist aus der EP-PS 00 61 396 bekannt, bei welcher der Motor seitlich des Messers im Gehäuse untergebracht und sein drehender Ring über mehrere Zwischen­ elemente ebenfalls seitlich an das Messer angeflanscht ist.A bundle shear with rotary knife is from EP-PS 00 61 396 known, in which the motor on the side of the knife in the housing housed and its rotating ring over several intermediate elements is also flanged to the side of the knife.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine gegenüber den bekannten weiter vereinfachte Schere zu schaffen, die hochflexibel ist, schnell und fernbedient betätigt werden kann und deren Teile einfach aufgebaut sind und sich leicht aus­ wechseln lassen. Die Schere soll dabei besonders geeignet sein bei der Wiederaufarbeitung hochradioaktiver bestrahlter Kernbrennstoffelemente.The object of the present invention is now to compare one to create the well-known more simplified scissors that is highly flexible, can be operated quickly and remotely and whose parts are simple and easy to look out for change. The scissors are said to be particularly suitable in the reprocessing of highly radioactive irradiated Nuclear fuel elements.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt nun die vorliegende Erfin­ dung die Merkmale vor, die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 aufgeführt sind. Eine weitere besonders vorteilhafte Ausfüh­ rungsform der vorgeschlagenen Erfindung ist aus den Merkmalen zu entnehmen, die im Kennzeichen des Unteranspruches aufge­ führt sind.The present inventor proposes to solve this task dung the features in the characterizing part of the claim 1 are listed. Another particularly advantageous embodiment Form of the proposed invention is from the features to be inferred in the indicator of the subclaim leads are.

Der besondere Vorteil der neuen Schere besteht in dem rotie­ renden Schermesser, welches mit einem elektrischen Direktan­ triebssystem versehen ist. Dabei ist auch von Vorteil, daß die Bauweise relativ klein und kompakt ist, nur ein einziges be­ wegtes Teil vorhanden ist und ein erprobter bekannter elektri­ scher Antrieb verwendet werden kann. Günstig ist dabei außer­ dem die Platzersparnis und der deutlich geringere Wartungsauf­ wand.The particular advantage of the new scissors is the rotie cutting knife, which is connected to an electric direct drive system is provided. It is also advantageous that the Construction is relatively small and compact, only a single be moving part is available and a proven known electri can be used. Besides, cheap is which saves space and significantly less maintenance wall.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Figur nä­ her erläutert:An embodiment is shown below with reference to the figure explained here:

Die Figur zeigt die Schere schematisch in einer Schnittzeich­ nung. Der Scherenblock besteht aus einem oberen Teil 4 und ei­ nem unteren Teil 5, zwischen dem ringförmig als Mittelteil der Stator 6 für den Direktantrieb eines darin rotierenden Körpers eingesetzt ist. In Ausnehmungen 7 des oberen und Ausnehmungen 8 des unteren Teils ist ein Messersatz eingebettet, bestehend aus einer zweiteiligen Messerbuchse aus dem stehenden Messer 2 und dem Anschlagring 3 mit dem drehbaren Schermesser 1 dazwi­ schen. Das Schermesser 1 mit exzentrischer Schneidöffnung 11 dreht sich in horizontaler Richtung, wobei die Schneidöffnung 11 sich unter der Zuführbohrung 9 vorbeidreht und pro Umdre­ hung ein oder mehrere Male mit ihr fluchtet, sofern mehrere Öffnungen 11 im Messer 1 vorgesehen sind. Die beiden Teile der Messerbuchse setzten sich aus dem stehenden Messer 2 mit der Zuführbohrung 9 und dem auf dem unteren Scherenblockteil 5 be­ festigten Anschlagring 3 zusammen. Der Anschlagring 3 besitzt eine zentrale Ausfallöffnung 10, die gegenüber der Zuführöff­ nung 9 und der mit ihr beim Schneiden fluchtenden Schneidöff­ nung 11 im Schermesser 1 axial versetzt ist, so daß der unmit­ telbar am Schermesser 1 anliegende Anschlagring 3 gleichzeitig ein Anschlag 19 für die Kernbrennstäbe 12 bildet. An die Aus­ fallöffnung 10 schließt sich eine weitere Öffnung 13 im Unter­ teil 5 des Scherenblockes an, die über eine Klappe 14 wechsel­ seitig gesteuert entweder in eine Leitung 15 zum Abfall oder eine Leitung 16 zum Auflöser führt.The figure shows the scissors schematically in a sectional drawing. The scissor block consists of an upper part 4 and a lower part 5 , between which the stator 6 is used as a central part for the direct drive of a body rotating therein. In recesses 7 of the upper and recesses 8 of the lower part, a knife set is embedded, consisting of a two-part knife bushing from the standing knife 2 and the stop ring 3 with the rotatable shear knife 1 between. The shear knife 1 with an eccentric cutting opening 11 rotates in the horizontal direction, the cutting opening 11 rotating past under the feed bore 9 and aligned one or more times per revolution, provided that a plurality of openings 11 are provided in the knife 1 . The two parts of the blade hub consisted of the stationary blade 2 with the supply hole 9 and the shear block be on the lower part 5 strengthened stop ring 3 together. The stop ring 3 has a central discharge opening 10, which is 11 placed axially in the shear blade 1 against the Zuführöff voltage 9 and the aligned with it during the cutting Schneidöff voltage, so that the UNMIT telbar applied to the shearing blades 1 stop ring 3 simultaneously, a stopper 19 for the nuclear fuel rods 12 forms. At the fall opening 10 there is another opening 13 in the lower part 5 of the scissor block, which is controlled by a flap 14 alternately either in a line 15 to waste or a line 16 to the dissolver.

Die zu schneidenden Stäbe 12 werden der Zuführbohrung neu hin­ zugeführt, der Messersatz besteht aus der Kante 17 der Bohrung 9 am stehenden Messer 2 und der Kante 18 der Schneidöffnung 11 am rotierenden Schermesser 1. Die Stäbe werden diesen Kanten 17 und 18 zugeführt und gelangen Schrittweise - bei senkrech­ ter Zuführung infolge ihres Eigengewichts - durch die Schneid­ öffnungen 9 und 11 und sodann bei entsprechender Stellung des Schermessers 1 zur Anschlagfläche 19 des Anschlagringes 3 über den unteren Teil 5. Das Schermesser 1 ist gegenüber dem ste­ henden Messer 2 und dem Anschlagring 3 axial mittels Gleitringdichtungen 20 oder dergleichen abgedichtet. The rods 12 to be cut are newly fed to the feed bore, the set of knives consists of the edge 17 of the bore 9 on the stationary knife 2 and the edge 18 of the cutting opening 11 on the rotating shear knife 1 . The bars are fed to these edges 17 and 18 and pass step by step - with vertical feed due to their own weight - through the cutting openings 9 and 11 and then with the corresponding position of the shear knife 1 to the stop surface 19 of the stop ring 3 via the lower part 5 . The shear knife 1 is axially sealed against the standing knife 2 and the stop ring 3 by means of mechanical seals 20 or the like.

Wie bereits erwähnt ist der mittlere Teil des Scherblockes als Stator 6 für einen elektrischen Direktantrieb ausgebildet. Der innere Teil bzw. Rotor des Direktantriebes bildet das Scher­ messer 1, auf welches am Umfang der Rotor 21 aufgesetzt oder geschraubt ist. Bei Aufbringen eines entsprechenden elektri­ schen Drehfeldes auf den Stator 6 wird nun der Rotor 21 mit dem zentralen Schermesser 1 in Drehung versetzt, der Schneid­ vorgang kann bei Zufuhr der Stäbe 12 durch die Zuführbohrung 9 einsetzen. As already mentioned, the middle part of the cutter block is designed as a stator 6 for an electrical direct drive. The inner part or rotor of the direct drive forms the shear knife 1 , on which the rotor 21 is placed or screwed on the circumference. When a corresponding electrical rotating field's on the stator 6 , the rotor 21 is now set in rotation with the central shear knife 1 , the cutting process can start when the rods 12 are fed through the feed bore 9 .

BezugszeichenReference numerals

1 Schermesser
2 stehendes Messer
3 Anschlagring
4 oberer Teilscherblock
5 unterer Teilscherblock
6 Stator
7 obere Ausnehmung
8 untere Ausnehmung
9 Zuführbohrung
10 Ausfallöffnung
11 Schneidöffnung
12 Brennstab
13 Öffnung
14 Klappe
15 Abfalleitung
16 Auflöserleitung
17 Kante
18 Schneidkante
19 Anschlagfläche
20 Gleitringdichtung
21 Rotor 1 clipper
2 standing knives
3 stop ring
4 upper part cutter
5 lower cutter
6 stator
7 upper recess
8 lower recess
9 feed hole
10 outlet opening
11 cutting opening
12 fuel rod
13 opening
14 flap
15 waste line
16 Dissolver line
17 edge
18 cutting edge
19 stop surface
20 mechanical seal
21 rotor

Claims (3)

1. Fernbedienbare Schere zum abschnittsweisen Zerschneiden von bestrahlten Kernbrennstoffstäben mit
  • a) einem beweglichen Schermesser (1) mit in etwa quer zur Stabachse liegender Scherkante (18),
  • b) einer das Messer (1) aufnehmenden, zweigeteilten Buchse (2, 3) mit darin gleitend gelagertem Schermesser (1),
  • c) einer Zuführeinrichtung für die Stäbe (12) deren Aufnahmebohrung (9) der Stabform angepaßt ist und die beim Schnitt mit Schneidöffnungen (11) in dem Schermes­ ser (1) fluchten,
  • d) einer den Schneidöffnungen (9, 11) gegenüberliegenden Ausfallöffnung (10) für die geschnittenen Abschnitte,
  • e) einer Antriebseinrichtung für die Betätigung des Scher­ messers (1),
  • f) einem geteilten Scherenblock (4, 5) mit Ausnehmungen (7, 8) für Messer (1), geteilte Buchse (2, 3) und Antriebs­ einrichtung,
1. Remote-controlled scissors for section-wise cutting of irradiated nuclear fuel rods
  • a) a movable shear knife ( 1 ) with a shear edge ( 18 ) lying approximately transversely to the rod axis,
  • b) the knife (1) receiving two split jack (2, 3) is slidably stored shearing knife (1),
  • c) a feed device for the rods ( 12 ) whose receiving bore ( 9 ) is adapted to the rod shape and which are aligned when cutting with cutting openings ( 11 ) in the shear knife ( 1 ),
  • d) a discharge opening ( 10 ) opposite the cutting openings ( 9, 11 ) for the cut sections,
  • e) a drive device for actuating the shear knife ( 1 ),
  • f) a split scissor block ( 4, 5 ) with recesses ( 7, 8 ) for knife ( 1 ), split bushing ( 2, 3 ) and drive device,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • g) die Antriebseinrichtung für die Betätigung des Schermes­ sers (1) besteht aus einem elektrischen Direktantrieb mit Rotor und Stator, wobei
  • h) der Rotor (21) direkt auf das senkrecht zu den Stäben (12) drehbare Schermesser (1) aufgesetzt ist und dieses den zentralen Teil des Rotors bildet und
  • i) der Stator (6) als Teil des darum gelegenen Scheren­ blockes (4, 5) ausgeführt ist.
 characterized by the following features:
  • g) the drive device for actuating the Schermes sers ( 1 ) consists of an electrical direct drive with rotor and stator, wherein
  • h) the rotor ( 21 ) is placed directly on the shear knife ( 1 ) which is rotatable perpendicular to the rods ( 12 ) and forms the central part of the rotor and
  • i) the stator ( 6 ) as part of the scissors block around it ( 4, 5 ) is executed.
2. Schere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das weitere Merkmal:
  • j) das drehbare Schermesser (1) ist oben und unten in axi­ aler Richtung mittels Gleitringdichtung (20) gegen die Buchsenteile (2, 3) abgedichtet.
2. Scissors according to claim 1, characterized by the further feature:
  • j) the rotatable shear knife ( 1 ) is sealed at the top and bottom in the axial direction by means of a mechanical seal ( 20 ) against the bushing parts ( 2, 3 ).
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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2755290A1 (en) * 1996-10-31 1998-04-30 Commissariat Energie Atomique METHOD AND SYSTEM FOR DISMANTLING AN ASSEMBLY OF IRRADIATED COMBUSTIBLE ELEMENTS

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