DE3905598A1 - Schieber zum verschieben eines brennelementes - Google Patents
Schieber zum verschieben eines brennelementesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschieben
eines bestrahlten Brennstoffelementes in einem Magazin, die
als Schieber bezeichnet wird.
In Installationen zum Wiederaufarbeiten von bestrahlten
Brennstoffelementen bzw. Brennelementen werden diese aus den
Reaktoren austretenden Elemente in einem Teich oder derglei
chen gelagert, in Stücke geschnitten und die erhaltenen Stücke
werden aufgelöst.
Ein Brennelement umfaßt zwei sog. Endstücke aus Metall,
welche die Enden der Stifte oder Stäbe festlegen, welche den
Brennstoff enthalten, jedoch an ihren Enden über eine kurze
Länge entblößt sind. Die Länge und der Querschnitt des Ele
mentes können sich ändern. Sie hängen von der Art des Reaktors
ab, aus welchem das Element austritt. In sog. PWR-Reaktoren
haben die Elemente Querschnitte in der Größenordnung von
270 mm2 und in BWR-Reaktoren haben sie Querschnitte in der
Größenordnung von 120 mm2. Die BWR-Elemente sind geringfügig
kürzer als die PWR-Elemente.
Ein Element, welches den Lagerteich verlassen hat,
wird in einem Magazin angeordnet, welches an eine Schneidvor
richtung angepaßt werden kann. Das Magazin hat allgemein
einen rechtwinkligen oder quadratischen Querschnitt (an die
Gestalt des Elementes angepaßt) und es ist durch unbeweg
liche Metallwände gebildet. Vorwärtsverschiebung oder Rück
wärtsverschiebung des Elementes in dem Magazin ist mittels
eines Schiebers erhalten, der mit einem sog. Antriebselement
kombiniert ist. Der Schieber wirkt auf ein sog. Kopfendenstück
des Elementes.
Dieser Schieber macht es möglich, das Element in Richtung
gegen das Messer der Schneidvorrichtung vorzubewegen, und, wenn
er mit Greifmitteln versehen ist, kann er das Element rückwärts
bewegen. Die Antriebsvorrichtung liefert die Schubkraft (oder
die Kraft für die Rückwärtsbewegung), die an den Schieber ange
legt wird. Die Antriebsvorrichtung kann beispielsweise eine
Druckvorrichtung, eine Schieberkette o. dgl. sein.
Die Abmessungen des Magazins haben Folgen, insbesondere
bezüglich der Anordnung und der Abmessungen der Halteklemmen
(Haltekissen), die am freien Ende des Magazins angeordnet sind
und die das zu schneidende Element zusammendrücken. Wenn es
demgemäß erwünscht ist, von einer Art von Elementen zu einer
anderen Art von Elementen überzugehen, müssen zuerst die Klem
men und andere relevante Teile der Schneidvorrichtung ausge
tauscht werden. Dieser Arbeitsvorgang wird mittels Fernsteue
rung (die vorhandene Radioaktivität verhindert den Zugang von
Menschen) und mittels einer Hebebrücke ausgeführt, die einen
Balken handhabt, an welchem die auszutauschenden Teile be
festigt sind.
Wenn von Elementen großer Abmessungen (PWR) zu Elementen
kleinerer Abmessungen (BWR) übergegangen wird, kann es in Be
tracht gezogen werden, das gleiche Magazin zu verwenden, um die
oben beschriebenen Arbeitsvorgänge zu vermeiden.
Jedoch führen in diesem Fall die Schneidvorgänge an dem
Ende der Elemente zu Problemen. Dieser Stand der Technik ist
in den Fig. 1 und 2 der vorliegenden Anmeldung dargestellt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen den Endschnitt an einem BWR-
Element in einem Magazin für PWR-Elemente, wobei eine Vor
richtung gemäß der Erfindung nicht vorgesehen ist (die Fig.
3 bis 8 zeigen eine Vorrichtung gemäß der Erfindung).
Gemäß Fig. 1 (Seitenansicht) ist das Brennelement 1
kleiner Abmessung (BWR) mit seinem Endstück 2 und seinen
Stiften oder Stäben 3 in einem Magazin 4 angeordnet, dessen
Abmessungen denjenigen für die Elemente größerer Abmessungen
entsprechen. Ein Schieber 5, der durch Metallwände gebildet
ist, hat im wesentlichen einen Querschnitt und eine Tiefe
eines Endstückes eines PWR-Elementes. Er kann somit das End
stück des PWR-Elementes festlegen, er kann jedoch das End
stück des kleineren BWR-Elementes nicht halten oder festlegen.
Gemäß den Fig. 1 und 2 sind Einsätze in dem Schieber
derart angeordnet, daß das Kopfendstück 2 festgelegt wird
und gewährleistet wird, daß eine gesteuerte Schubkraft unter
der Wirkung einer Schieberkette 10 angelegt wird.
Zum Schneiden wird das Element horizontal angeordnet.
Es liegt dabei an dem unteren Teil 6 des Magazins (Seitenan
sicht der Fig. 1) und an der Wand 7 des Magazins entsprechend
zu dem Gegenmesser (Draufsicht der Fig. 2) an. Die Wand 7
ist den Halteklemmen 8 und 9 gegenüberliegend angeordnet.
Zum Schneiden drückt die Hauptklemme 9 die Stäbe der
art zusammen, daß sie in eine Lage aneinander angrenzend ge
bracht werden, und die Hilfsklemme 8 hält durch ihre Wirkung
eine regelmäßige Krümmung der Stäbe aufrecht.
Wenn der Schneidvorgang beendet ist, muß die Hilfsklemme
8 zurückgezogen werden, um das Schneiden der Stäbe nahe dem
Endstück zu ermöglichen, wobei beispielsweise eine Stablänge
von etwa 500 mm verbleibt.
Die Rückwärtsbewegung der Klemme 8 beläßt zwischen dem
Schieber 5 und der Klemme 8 eine Ausnehmung, in welcher die
noch vorhandenen Stäbe, die während des Schneidens des Ele
mentes einer Verformungswirkung unterworfen worden sind,
blockiert sind und brechen. Diese Erscheinung ist in Fig. 2
dargestellt.
Weiterhin ist, wie in Fig. 1 dargestellt, vertikale Aus
dehnung der Stäbe frei (der Querschnitt des Magazins ist grö
ßer als derjenige des Elementes und die Klemmen pressen die
Stäbe in der horizontalen Richtung zusammen), so daß ein Bre
chen der Stäbe an der Höhe bzw. im Bereich des Endstücks 2
unterstützt oder begünstigt wird.
Während des Öffnens der Klemme 9, welches zum Vorbewegen
des Elementes erforderlich ist, können die freien Stäbe 11 um
kippen und die nicht dargestellte Öffnung versperren, über
welche das Lösungsmittel zugeführt wird.
Um die geschilderten Nachteile zu vermeiden, schlägt die
vorliegende Erfindung einen Schieber vor, der auf das Endstück
eines Brennelementes wirkt, um dieses in einem horizontalen
Magazin in Richtung gegen eine Schneidvorrichtung zu bewegen,
die eine Hilfshalteklemme, eine Haupthalteklemme und eine
Schneidklinge aufweist, die mit einem Gegenmesser zusammen
arbeitet, vor, welcher einen Körper aufweist, dessen größter
querverlaufender Querschnitt im wesentlichen gleich demjenigen
des Magazins ist, und sie schlägt weiter eine Einrichtung zum
Antreiben des Körpers vor. Gemäß der Erfindung ist der Schie
ber dadurch gekennzeichnet, daß er in dem Körper folgendes
aufweist:
- - einen Hohlraum, dessen Querschnitt im wesentlichen demjenigen des Endstückes gleich ist und der an der unteren Wand des Magazins, an seiner der Gegenklinge entsprechenden Seitenwand und an der Vorderfläche des Körpers offen ist,
- - eine Ausnehmung, die über die gesamte Höhe des Körpers, an der Seitenwand des Magazins entsprechend den Halteklemmen und an der Vorderfläche des Körpers offen ist und in der die Hilfshalteklemme aufgenommen werden kann, wodurch
- - auf diese Weise in dem Körper des Schiebers zwischen der Ausnehmung und dem Hohlraum ein Halteteil gebildet ist, so daß, wenn die durch die Hilfsklemme auf das Element ausgeübte Schubkraft aufgehoben ist, der Halteteil mit der Schubfläche der Hilfsklemme zusammenarbeitet, um das Element seitlich zu hal ten, und
- - eine bewegliche Klinge bzw. ein bewegliches Messer, welches in dem Boden des Hohlraumes in Berührung mit dem End stück angeordnet ist und bei Betätigung durch eine Antriebs einrichtung das Element verschieben kann, wenn die Vorderflä che des in dem Körper des Schiebers zwischen der Ausnehmung und dem Hohlraum gebildeten Halteteils an der Höhe der Hauptklem me anlangt, wobei eine Verriegelungseinrichtung, welche das Messer und die Antriebseinrichtung mit dem Körper des Schiebers verbindet, dann entriegelt oder freigegeben wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung
beispielsweise erläutert.
Fig. 1 ist eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht
eines bekannten Schiebers;
Fig. 2 ist eine im Schnitt gehaltene Draufsicht des
Schiebers gemäß Fig. 1;
Fig. 3 ist eine schaubildliche Ansicht eines Schiebers
gemäß der Erfindung, wobei jedoch die Verriegelungseinrich
tung und das Magazin fortgelassen sind;
Fig. 4 bis 8 sind Draufsichten des Schiebers gemäß der
Erfindung.
Gemäß Fig. 3 ist der Körper des Schiebers 12 durch ein
parallelepipedes Metallstück gebildet, dessen Querschnitt
geringfügig kleiner als derjenige des in Fig. 4 dargestellten
Magazins ist, und zwar um ein Ausmaß, welches gerade ausrei
chend ist, um den Schieber bewegen zu können.
In diesem Metallstück sind zwei Ausnehmungen gebildet.
Eine dieser Ausnehmungen, die an einer großen Kante 14
des Metallstücks in Längsrichtung (Abmessung parallel zur
Längsachse), jedoch nicht über die gesamte Länge, offen ist,
stellt den Hohlraum 15 dar. Diese Ausnehmung hat einen Quer
schnitt im wesentlichen gleich demjenigen des Endstücks 2,
so daß das zu schneidende Element verschoben werden bzw. glei
ten kann.
Der Hohlraum 15 besitzt einen Boden 16 und ist an der
Vorderfläche 17 des Metallstücks offen (dessen Querschnitt
in dieser Stufe der Bearbeitung im wesentlichen gleich dem
jenigen des Magazins ist). Die andere Ausnehmung 18 ist an
der Kante rechtwinklig zu der Kante 14 und dieser gegenüber
liegend und neben der Vorderfläche 17 gebildet, und diese
Ausnehmung ist über die gesamte Höhe des Metallstücks (was
bedeutet, daß die gesamte Kante und die Hilfsklemme eine
Höhe haben im wesentlichen gleich derjenigen des Magazins)
und über eine Länge (Abmessung entlang der Längsachse) aus
geschnitten, die wenigstens gleich der Länge der Hilfsklemme
8 ist. In dieser Ausnehmung 18 ist die Klemme 8 für das
Schneiden des Endes des Elementes aufgenommen.
Auf die beschriebene Weise ist in dem Körper des
Schiebers 12 ein Klemm- oder Halteteil 28 gebildet, der
eine Vorderfläche 17 und eine sich mit der unteren Wand des
Magazins in Berührung befindliche Fläche darbietet, wobei
seine Seitenflächen diejenigen der Ausnehmungen sind.
Am Boden 16 des Hohlraumes 15 ist eine bewegliche Platte
19 angeordnet, die mit einer Greifeinrichtung versehen sein
kann. Ihr Antriebssystem 20 umfaßt gemäß Fig. 3 eine Schiebe
kette 21, die durch einen Teleskopkolben 22 ausgefahren oder
vorgeschoben wird. Dieses System 20 kann aber auch eine hydrau
lische oder pneumatische Druckvorrichtung, ein Schrauben/Mut
tern-System o. dgl. sein.
Bei der dargestellten Ausführungsform dient die Antriebs
einrichtung 20 der Platte 19 auch für den Schieber 12. Eine
solche vorteilhafte Ausführung ist jedoch nicht unbedingt er
forderlich, Es kann vielmehr für das Antreiben des Schiebers
12 eine getrennte Antriebseinrichtung zusätzlich vorgesehen
sein. Beispielsweise kann sowohl für die Platte 19 als auch
für den Schieber 12 je eine pneumatische oder hydraulische
Druckvorrichtung vorgesehen sein.
Eine Verriegelungseinrichtung oder Sicherungseinrichtung
27, von welcher eine Ausführungsform in Fig. 4 dargestellt ist,
verbindet die Antriebseinrichtung 20 mit der Platte 19 mit dem
Körper des Schiebers 12. Die Verriegelungseinrichtung kann
zwischen der Antriebseinrichtung 20 und dem Körper des Schie
bers 12 (Fig. 4 bis 8) oder zwischen der Platte und dem Körper
des Schiebers angeordnet sein (nicht dargestellt).
Wenn die Verriegelungseinrichtung sich in ihrer Stellung
befindet, wird der gesamte Schieber 12 verschoben. Wenn sie
freigegeben ist, wirkt die Antriebseinrichtung 20 nur auf die
Platte 19, um das Element zu verschieben, wobei der Körper des
Schiebers 12 in seiner Stellung verbleibt.
Die soweit beschriebene Ausführung wird so verwendet,
wie es anhand der Fig. 4 bis 8 beschrieben wird.
Das Magazin 13, dessen Seitenwände 23 und 24 in Drauf
sicht dargestellt sind, befindet sich in seiner Stellung zum
Ausführen der Schneidvorgänge in Anlage an einem Rahmen 25
der Schneidvorrichtung. Der Rahmen 25 trägt das Gegenmesser,
gegen welches die Haupthalteklemme 9 die Stäbe 3 drückt, und
eine Fläche 26 des Gegenmessers wirkt mit dem Schneidmesser
zusammen, welches in unmittelbarer Nähe der Klemme 9 angeord
net ist. Die Hilfsklemme 8 ist in der unmittelbaren Nähe der
Öffnung des Magazins 13 angeordnet.
Der Schieber 12 ist in dem Magazin 13 derart angeordnet,
daß die Ausnehmung 18 der Seitenwand 24 des Magazins entspre
chend den Klemmen gegenüberliegt. Auf diese Weise hat der
Hohlraum 15 eine Öffnung an der unteren Wand des Magazins 13
und an dessen Seitenwand 23 entsprechend dem Gegenmesser.
Das Schneiden wird wie folgt ausgeführt:
Ein Element 1, welches in dem Magazin 13 zum Schneiden
horizontal angeordnet ist, wobei sein Endstück 2 mit der Plat
te 19 in Berührung steht, wird um die gewünschte Schnittlänge
(Schneidschritt) durch die einzelne Antriebseinrichtung 20
vorbewegt, die auf den gesamten Schieber 12 wirkt, wobei die
Verriegelungseinrichtung 27 sich in ihrer Position zwischen
dem Körper des Schiebers 12 und der Antriebseinrichtung 20
befindet.
Zwischen jedem Vorschub des Elementes 1 werden die
Klemmen 8 und 9 geringfügig gelöst und dann für einen Schneid
vorgang erneut angezogen.
Wenn das Ende 17 des Hohlraumes 15 in eine Position nahe
der Klemme 8 gelangt (die sog. Vorschneidphase), löst eine auto
matische Steuerung auf der Basis einer Messung des Abstandes
und/oder des Vorhandenseins einer Markierung o. dgl. Rückwärts
bewegung der Hilfsklemme 8 in einem Ausmaß aus, welches gerade
ausreichend ist, um den Durchgang des Halteteils 28
des Schiebers 12 zu ermöglichen und auf diese Weise eine vir
tuell kontinuierliche Fläche zum Halten des Elementes 1 wäh
rend der Rückwärtsbewegung der Hauptklemme 8 während des Vor
schubes um einen Schneidschritt zu gewährleisten (Fig. 5).
Die nachfolgenden Arbeitsvorgänge erfolgen ebenso wie
bei einem Schneiden in einem BWR-Magazin, welches für Elemente
kleineren Querschnitts angepaßt ist. Das Element 1 bleibt wäh
rend der Vorschneidphase und während des Endes des Schneidens
in Richtung gegen die Klemmen gehalten.
Der Klemm- oder Halteteil 28 sollte eine kleine Breite
haben, so daß der Hohlraum zwischen dem Halteteil 28 und der
Klemme (Fig. 5) verringert wird. Es ist ausreichend, die Aus
nehmung 18 über eine größere Breite auszuführen.
Wenn die Vorderfläche 17 des Schiebers 12 mit der Haupt
klemme 9 in Berührung gelangt (Fig. 6), ersetzt sie die Fläche
der Klemme 8, so daß eine kontinuierliche ebene Fläche gewähr
leistet ist.
Es erfolgt dann das Freigeben der Verriegelungseinrich
tung 27, so daß die Verbindung zwischen der Antriebseinrich
tung 20 und dem Körper des Schiebers 12 aufgehoben wird (Fig.
6).
Der Schieber 12 bleibt in seiner Position und die An
triebseinrichtung 20 wirkt dann lediglich auf die Platte 19,
um das Element vorzubewegen und das Schneiden zu beenden.
Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Verrie
gelungseinrichtung 27 eine horizontale bewegliche Stange 29
auf, die über einen Teil ihrer Länge den Körper des Schiebers
12 durchquert. Eines ihrer Enden, nämlich das Ende 30, er
streckt sich in den Hohlraum 18, und das andere Ende 31 ist
durch eine Schrägfläche gebildet. Wenn das Ende 30 sich gegen
die Klemme 8 legt, wird die Stange 29 gemäß Fig. 6 nach rechts,
d.h. nach hinten, verschoben.
Die schräge Fläche spielt dann die Rolle eines Nockens
an einer Rolle, die an einer Stange 32 befestigt ist, die mit
einer Feder angebracht ist und rechtwinklig zur Stange 29 ver
läuft. Die Stange 32 ist an ihrem freien Ende in einer Bohrung
33 in der Antriebseinrichtung 20 aufgenommen. Wenn die Stange
29 sich rückwärts bewegt, bewegt sich die Stange 32 nach unten,
so daß ihr freies Ende aus der Bohrung 33 freigegeben wird.
Die Antriebseinrichtung 20 kann sich dann frei vorbewegen.
Jedoch können andere Verriegelungseinrichtungen oder Ver
bindungseinrichtungen zweckentsprechend sein.
Wenn der letzte Schnitt ausgeführt worden ist (Fig. 8),
setzt die Schubplatte 19 ihre Bewegung fort und schiebt das
Endstück 2 aus. Während ihrer Rückwärtsbewegung nimmt die Plat
te 19 ihre Position in dem Körper des Schiebers wieder ein,
wenn dessen Antriebseinrichtung 20 gerade wieder angekoppelt
oder verriegelt worden ist.
Claims (2)
1. Schieber (12), der auf das Endstück (2) eines Brennele
mentes (1) wirkt, um dieses in einem horizontalen Magazin (13)
in Richtung zu einer Schneidvorrichtung zu verschieben, die
eine Hilfshalteklemme (8), eine Haupthalteklemme (9) und ein
Schneidmesser aufweist, welches mit einem Gegenmesser (26)
zusammenarbeitet, wobei der Schieber einen Körper aufweist,
dessen größter Querschnitt im wesentlichen gleich demjenigen
des Magazins ist, und wobei eine Einrichtung zum Antreiben
des Körpers vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Schieber in dem genannten Körper folgendes aufweist:
- - einen Hohlraum (15), dessen Querschnitt im wesentli chen gleich demjenigen des Endstückes (2) ist und der an der Unterwand des Magazins (13) an dessen Seitenwand (23) ent sprechend dem Gegenmesser (26) und an der Vorderfläche (17) des Körpers offen ist,
- - eine Ausnehmung (18), die über die gesamte Länge des Körpers, an der Seitenwand (24) des Magazins (13) entsprechend den Halteklemmen (8, 9) und an der Vorderfläche (17) des Kör pers offen ist und die derart positioniert und dimensioniert ist, daß sie die Hilfsklemme (8) aufnehmen kann, wobei
- - auf diese Weise in dem Schieberkörper zwischen der Ausnehmung (18) und dem Hohlraum (15) ein Halteteil (28) ge bildet ist, so daß, wenn die von der Hilfsklemme (8) auf das Element (1) ausgeübte Schubkraft aufgehoben wird, der Halte teil (28) mit der Schubfläche der Hilfsklemme (8) zusammen arbeitet, um das Element (1) seitlich zu halten, und
- - eine bewegliche Platte (19), die in dem Boden des Hohl raumes (15) in Berührung mit dem Endstück (2) angeordnet und durch eine Antriebseinrichtung (20) betätigbar ist und das Element (1) verschieben kann, wenn die Vorderfläche (17) des Halteteils (28) an der Höhe der Hauptklemme (9) ankommt, wobei eine Verriegelungseinrichtung (27), welche die Platte (19) und die Antriebseinrichtung (20) mit dem Schieberkörper verbindet, dann freigegeben wird.
2. Schieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verriegelungseinrichtung (27) eine in dem Schieberkörper
bewegliche Stange (29) aufweist, die, wenn sie sich gegen
die Hilfsklemme (8) legt, eine zweite Stange (32) freigibt,
die in der Antriebseinrichtung (20) blockiert ist.
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