DE3801635A1

DE3801635A1 - Vorrichtung zum bewegen eines brennelementes in einem wasserbecken

Info

Publication number: DE3801635A1
Application number: DE3801635A
Authority: DE
Inventors: Rainer Buescher; Alfons Heitmann; Gerd Pollak
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1988-01-21
Filing date: 1988-01-21
Publication date: 1989-08-03
Also published as: DE3801635C2; FR2626404A1; FR2626404B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewegen eines Brennelementes in einem Wasserbecken nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-A1 36 13 963 bekannt. Die bekannte Vorrichtung dient dem Absenken eines Brennelementes in ein Wasserbecken. Das Brennelement wird mittels der über der Wasseroberfläche bewegbaren Hubeinrichtung auf einen Brennelementträger aufgesetzt, der sich unter dem Gewicht des aufgesetzten Brennelementes nach unten verschiebt. Bei der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform ist mit dem im Führungsrohr angeordneten Brennelementträger ein Auftriebskörper in Form eines gasdichten Behälters verbunden, der in seiner oberen Auftriebsstellung durch einen mit dem Führungsrohr verbundenen Anschlag positioniert wird. Im unteren Bereich des Bodens des Führungsrohres ist eine Verriegelungseinrichtung zur mechanischen Sicherung des Brennelementträgers in seiner unteren Stellung vorgesehen. Nach Aufsetzen des Brennelementes senkt sich das Brennelement unter Überwindung der Auftriebskraft des Auftriebskörpers ab. Nach Erreichen der unteren Position wird der Brennelementträger in seiner unteren Position durch eine Verriegelungseinrichtung gesichert. Nach Entnahme eines Brennelementes aus dem unteren Rohrabschnitt und Rückführung dieses Rohrabschnittes in seine Ladeposition erfolgt eine Entsicherung der Verriegelungseinrichtung, so daß der Brennelementträger unter Einwirkung des Auftriebskörpers in eine obere Endstellung steigt.

Diese Anordnung ist nur zum Absenken eines Brennelementes geeignet.

Es besteht jedoch auch ein Bedarf nach einer Vorrichtung, durch die auf einfache Weise Brennelemente in dem Wasserbecken so weit angehoben werden können, daß die über die Wasseroberfläche bewegbare Hubeinrichtung das Brennelement erfassen kann, ohne daß die zum Anheben des Brennelementes erforderlichen Halte-, Energie- und Informationsübertragungssysteme, wie Verriegelungshaken, Kabel, Rohrleitungen und dergleichen in das Wasser eingebracht werden müssen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der auf einfache Weise Brennelemente in dem Wasserbecken angehoben werden können.

Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Bei Einsatz der Vorrichtung wird bei in Hubposition befindlichem unterem Führungsrohrabschnitt die Gaszufuhr geöffnet, so daß Gas in den unten offenen Auftriebskörper einströmen und das darin befindliche Wasser verdrängen kann. Mit zunehmender Gasmenge verstärkt sich die Auftriebskraft bis der Brennelementträger mit dem auf ihn aufgesetzten Brennelement zu steigen beginnt, bis die obere Endstellung im stationären Führungsrohrabschnitt erreicht wird. In dieser Lage ragt das Brennelement zumindest teilweise über die Wasseroberfläche vor, so daß das Hebezeug am Brennelementkopf angreifen kann.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Erfindung soll nun in zwei Ausführungsformen anhand der beigefügten Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt durch eine Ausführungsform der Vorrichtung, wobei sich das Brennelement in Absenkposition im Wasserbecken befindet und das Auftriebsvolumen unterhalb des Brennelementes vorgesehen ist,

Fig. 2 einen Teilschnitt vergleichbar Fig. 1 mit in Anhebeposition befindlichem Brennelement,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch einen Brennelementträger, bei dem das Auftriebsvolumen um das Brennelement herum vorgesehen ist und

Fig. 4 eine Aufsicht auf den Brennelementräger gemäß Fig. 3

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, ist das Wasserbecken W unter Einschaltung einer bis in das Wasser eintauchenden Trennmauer M einem "nichtheißen" Bereich B ₁ und einem "heißen" Bereich B ₂ zugeordnet.

Die in der Fig. 1 gezeigte Vorrichtung weist einen oberen Führungsrohrabschnitt 1 auf, der relativ zum Wasserbecken W stationär angeordnet und dem Bereich B ₂ zugeordnet ist.

Auf einer am Boden des Wasserbeckens angeordneten Schwenkeinrichtung 2 mit Schwenkarm 2 a und Schwenkachse 2 b, die mittels eines schematisch dargestellten und vorzugsweise oberhalb der Wasseroberfläche WO im Luftraum des Bereiches B ₁ angeordneten Antriebes 3 drehbar ist, sind zwei untere Führungsrohrabschnitte 4 a und 4 b angeordnet. Mittels der Schwenkeinrichtung sind somit die Führungsrohrabschnitte 4 senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Führungsrohrabschnittes 1 bewegbar und aus dem Bereich B ₁ in den Bereich B ₂ verbringbar. Der Führungsrohrabschnitt 4 b befindet sich in Hubposition und bildet zusammen mit dem Führungsrohrabschnitt 1 ein bis zur Wasseroberfläche WO vorragendes Führungsrohr 5 . Die Führungsrohre 4 der Schwenkeinrichtung 2 können mittels einer nicht näher gezeigten und im Bereich B ₁ angeordneten Lademaschine mit Brennelementen 6 beladen werden. Das Brennelement 6 in dem Führungsrohrabschnitt 4 b steht auf einem in seinem Querschnitt an den Führungsquerschnitt angepaßten Brennelementträger 7 . Dieser besteht aus der eigentlichen Tragplatte 7 a und einer mit der Unterseite der Tragplatte verbundenen und nach unten offenen Glocke 7 b , d.h. das Auftriebsvolumen ist unterhalb der Tragplatte vorgesehen. In der Tragplatte 7 a befindet sich ein Ventil 8 , dessen Ventilkörper 8 a von einer sich auf einem mit der Glocke 7 b verbundenen Lasche 9 abstützenden Feder 8 b in Schließstellung gehalten wird.

Im oberen Führungsrohrabschnitt 1 ist oberhalb der aus der Fig. 2 ersichtlichen Endstellung des Brennelementträgers 7 ein Entriegelungsarm 10 vorgesehen, der in einen nicht vom Brennelement 6 eingenommenen Freiraum eingreift und den Ventilkörper unter Zusammendrücken der Feder 8 b in Öffnungsstellung verschieben kann.

Unterhalb des Führungsrohrabschnittes 1 ist im Boden B des Wasserbeckens ein Auslaß 11 einer im Boden verlegten Luftleitung 12 vorgesehen, deren Beaufschlagung von einem Stellventil 13 mit Antrieb 13 a steuerbar ist. Im Boden des sich in Hubposition befindlichen Führungsrohrabschnittes 4 c befindet sich eine Öffnung 14 durch die aus der Düse 11 austretende Luft in die unten offenene Glocke 7 b eintreten kann.

In der Schürze bzw. Glocke 7 b des Brennelementträgers 7 ist eine zum Inneren der Glocke hin gasdichte Eingriffstasche 15 vorgesehen, in die durch die Wandung des oberen Führungsrohrabschnittes 1 hindurch eine Verriegelungsklinke 16 eingreifen kann, die den Brennelementträger bei geöffnetem Ventil 8 in der oberen Auftriebsstellung halten kann. Über eine schwenkbar an die Klinke 16 angelenkte Betätigungsstange 17 , die über die Wasseroberfläche WO vorragt und schwenkbar mit einer mit der Beckenumfassung verbundenen Entriegelungsklinke 18 verbunden ist, kann die Klinke 16 aus dem Eingriff mit der Tasche 15 herausgeschwenkt werden, wenn nach Anlegen des in der Fig. 2 gezeigten Greifers 19 ein im Luftraum des Bereiches B ₂ angeordnetes Hebezeug 20 das Brennelement 6 anhebt, wobei die an dem Greifer 19 schwenkbar angelenkte Hebeklinke 21 die Entriegelungsklinke 18 soweit hochschwenkt, bis die beiden Klinken 18 und 21 außer Eingriff kommen.

Bei Benutzung der Hubeinrichtung wird mittels der Schwenkeinrichtung 2 zunächst ein mit einem Brennelement beladener unterer Führungsrohrabschnitt 4 b unter den stationären oberen Führungsrohrabschnitt 1 geschwenkt. Infolge ihres Eigengewichtes befinden sich das Brennelement 6 und der Brennelementträger in der unteren Stellung auf dem Boden des unteren Führungsrohrabschnittes 4 c.

Das Ventil 13 wird geöffnet, und über den Auslaß 11 strömt Gas, z.B. Luft, in den unteren Führungsrohrabschnitt 4 b ein. Wegen des relativ engen Spaltes zwischen der Glocke 7 b und der Innenwandung des Führungsrohrabschnittes sammelt sich das Gas in dem Inneren der Glocke 7 b und verdrängt das darin befindliche Wasser; mit zunehmender Gasmenge verstärkt sich die Auftriebskraft, bis Brennelementträger 7 und Brennelement 6 zu steigen beginnen und bis zum Erreichen der oberen Endstellung aufsteigen. Beispielsweise kann dann in dem Auftriebsträger das Wasser bis zu dem in der Fig. 2 dargestellten Wasserstand WS verdrängt sein. Beim Annähern an die Endstellung drückt die Oberkante des Brennelementträgers 7 zunächst die Klinke 16 zur Seite, bis diese in die Aufnahmetasche 15 einrastet.

Gleichzeitig setzt der Entriegelungsarm 10 auf der Spitze des Ventilkörpers 8 a auf und öffnet das Ventil. Dies führt zum Austreten des Gases aus dem Auftriebskörper, und gleichzeitig strömt Wasser in die Glocke ein, bis diese mit Wasser gefüllt ist. Nach Anlegen des Greifers 19 und Anheben des Hebezeuges wird das Brennelement von dem Brennelementträger 7 abgehoben.

Während des Hebevorganges hebt die Klinke 21 die Klinke 18 an und verschwenkt diese, wodurch die Klinke 16 aus der Tasche 15 herausgezogen wird. Aufgrund des fehlenden Auftriebes des aus der Glocke abgeleiteten Gases sinkt der Brennelementträger 7 aufgrund seines Eigengewichtes nach unten ab.

Danach wird mittels der Schwenkeinrichtung 2 der andere untere Führungsabschnitt 4 a, in dem sich ein Brennelement 6 auf einem Brennelementträger 7 befindet, in die Hubposition unterhalb des oberen Führungsrohrabschnittes 1 gebracht, und mit Öffnung des Ventiles 13 beginnt ein neuer Hubvorgang.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 ist das Auftriebsvolumen des Brennelementträgers 7 durch die Glocke 7 b bestimmt und somit alleine unterhalb der Tragplatte 7 a ausgebildet. Dies kann unter Umständen zu erheblichen Abmaßen der Glocke 7 b in axialer Richtung führen.

Bei der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform eines Brennelementträgers 22 ist das Auftriebsvolumen nicht unterhalb der Tragplatte 22 a, sondern oberhalb ausgebildet und umgibt somit ein von dem Brennelementträger 22 anzuhebendes Brennelement. Zu diesem Zwecke weist der Brennelementträger 22 neben der Tragplatte 22 a ein Außenrohr 22 b auf, dessen Querschnitt an den Querschnitt des Führungsrohres 4 angepaßt ist, sowie einen inneren Aufnahmekanal 22 c, dessen Querschnitt an den Querschnitt des aufzunehmenden Brennelementes angepaßt ist.

Am oderen Ende des Brennelementträgers 22 ist eine Schließplatte 22 d vorgesehen.

Durch Zwischenböden 22 e ist das verbleibende Ringvolumen in fünf Teilkammern unterteilt, von denen die drei oberen geschlossen sind und einen Grundauftrieb bereitstellen, und die beiden unteren miteinander und dem Wasservorrat kommunizieren. Die Tragplatte 22 a ist mit mehreren Öffnungen 23 versehen, durch die Wasser in die beiden unteren Kammern einströmen kann. Das obere Ende der oberen mit Wasser zu flutenden Kammer ist über ein Steigrohr 24 mit einem dem Ventil 8 entsprechenden Entlüftungsventil 25 verbunden, das am oberen Ende des Brennelementträgers angeordnet ist und durch einen in entsprechender Höhe am oberen Führungsrohr 1 angeordneten Entriegelungsarm geöffnet werden kann. Am oberen Ende des Brennelementträgers 22 sind Arretierungsstäbe 26 mit Ausklinkungen 26 a vorgesehen, in die oberhalb des Wassers vorgesehene nicht dargestellte Verriegelungseinrichtungen eingreifen können.

Bei der gezeigten Ausführungsform sind durch den Boden des unteren Führungsrohrabschnittes Druckluftrohre 27 hindurchgeführt, die aus dem Bereich B ₁ über die Schwenkachse 2 b und den Schwenkarm 2 a aus dem Bereich B ₁ mit Druckluft beaufschlagt werden können, wie dies schematisch durch die punktierten und mit dem Bezugszeichen 27 belegten Linien in der Fig. 1 dargestellt ist; dabei wäre es möglich, ein dem Ventil 13 entsprechendes Ventil mit der entsprechenden Betätigung in dem "nichtheißen" Bereich anzuordnen.

Beim Aufsteigen und Absinken des Brennelementträgers wird durch einen geeigneten Vertikalführungseingriff zwischen Brennelementträger und Innenwandung des Führungsrohres dafür gesorgt, daß der Brennelementträger um die Rohrachse keine Drehbewegung ausführen kann, d.h. Verriegelungseinrichtungen einerseits und Entlüftungsventilkörper und Entriegelungsarm andererseits bleiben winkelmäßig aufeinander ausgerichtet.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 ragen die Arretierungsstäbe 26 über die Oberfläche des Rohres 22 b vor und greifen in entsprechende Nuten (nicht gezeigt) des Führungsrohres 4 ein. Andere Führungen sind möglich; z.B. können bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 nicht gezeigte Führungsstifte in die Außenfläche der Glocke 7 b eingeschraubt sein, die in entsprechende Nuten eingreifen.

Claims

1. Vorrichtung zum Bewegen eines Brennelementes in einem Wasserbecken mit einer über die Wasseroberfläche bewegbaren Hubeinrichtung, einem in dem Wasserbecken stehenden oben offenen Führungsrohr für die Aufnahme des Brennelementes und einem in dem Führungsrohr in Längsrichtung verschiebbaren und an den Innenquerschnitt angepaßten Brennelementträger, dem eine Auftriebshilfe und ein Anschlag für die Begrenzung der Auftriebsbewegung zugeordnet sind, wobei das Führungsrohr aus mindestens zwei Führungsrohrabschnitten besteht, von denen der obere relativ zum Wasserbecken stationär angeordnet ist, und der untere senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Führungsrohres bewegbar ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a.) Der Brennelementträger (7; 22) ist als nach unten offener Auftriebskörper mit einem kleinen Spalt zwischen dem Auftriebskörper und der Innenwandung des Führungsrohres (5) ausgebildet.
b.) Dem unteren Ende des in Hubposition befindlichen unteren Führungsrohrabschnittes (4) ist im Wasserbecken (W) eine Gaszufuhr (14; 27) zugeordnet, mittels der Gas von unten in den unten offenen Auftriebskörper des Brennelementträgers (7; 22) einführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

c.) daß der Anschlag für die Begrenzung der Auftriebsbewegung als Entriegelungseinrichtung für ein in dem Brennelementträger (7; 22) angeordnetes Ventil (8; 25) ausgebildet ist.

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

d.) daß dem Anschlag (10) für die Begrenzung der Auftriebsbewegung eine Verriegelungseinrichtung (16; 26) zugeordnet ist, die bei Erreichung der oberen Auftriebslage formschlüssig (16, 15) den Brennelementträger (7; 22) mit dem Führungsrohr (5; 1) verriegelt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

e.) daß die Verriegelungseinrichtung (16; 26) bei Abheben des Brennelementes (6) vom Brennelementträger (7) mittels der über die Wasseroberfläche verfahrbaren Hubeinrichtung (19, 21) entriegelbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

f.) daß der untere Führungsrohrabschnitt (4 a; 4 b) auf einer in dem Wasserbecken (W) angeordneten Schwenkeinrichtung (2) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

g.) daß im Boden eines unten geschlossenen unteren Führungsrohrabschnittes (4) eine Bodenöffnung (14) vorgesehen ist, und der Auslaß (11) einer zugeordneten Gasversorgungsleitung (12) in dem Boden (B) des Wasserbeckens (W) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

h.) daß in der Schwenkeinrichtung (2) eine Gasversorgungsleitung (27) vorgesehen ist, deren Auslaß in das untere Ende des Führungsrohres (5) eingeführt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

i.) daß bei auf einer Tragplatte (7 a; 22 a) des Brennelementträgers (7; 22) aufgesetztem Brennelement (6) das Auftriebsvolumen im wesentlichen unterhalb der Tragplatte (7 a) oder oberhalb der Tragplatte (22 a) unter Umschließung des Brennelementes angeordnet ist.