DE4235686A1 - Vorrichtung zur betaetigung von gitterfedern einer kernbrennelementanordnung - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kernbrennstoff­ oder Kernbrennelementanordnung für die Verwendung in Kernreak­ toren und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Betätigen von Niederhalterfedern, Gitterfedern, die in den Gittern der Kern­ brennelementanordnung zum Festhalten von Brennstäben in diesen vorgesehen sind.

Brennstabanordnungen wie diejenige, die in der US-PS 50 68 081 offenbart und in Fig. 6 gezeigt ist, sind bekannt.

In Fig. 6 beziehen sich die Bezugszeichen 1 und 2 auf ober­ seitige bzw. unterseitige Düsen bzw. Düsenelemente, die vertikal angeordnet sind und einander mit Abstand gegenüber­ liegen. Zwischen der oberseitigen Düse bzw. dem oberseitigen Kopf- oder Abschlußstück 1 und der unterseitigen Düse bzw. dem unterseitigen Abschlußstück 2 ist eine Mehrzahl von starr be­ festigten Steuerstab-Führungsrohren 3 (im folgenden als Führungsrohre 3 bezeichnet) vorhanden, wobei im Mittel­ abschnitt der Führungsrohre 3 eine Mehrzahl von Gittern 4 vertikal angeordnet und gegenseitig beabstandet sind.

Die Gitter 4 bestehen, wie in den Fig. 7 bis 11 gezeigt, aus einer Vielzahl von äußeren Riemen oder Streifen 7a (die an den Außenseiten der Gitter 4 angeordneten Streifen), die aus dünnen Metallstreifen bestehen, und inneren Riemen bzw. Strei­ fen 7b (alle anderen Streifen) mit Schlitzen 8, die in regel­ mäßigen Intervallen in Längsrichtung beabstandet angeordnet sind. Durch Einführung der Schlitze 8 in die jeweils anderen Schlitze 8 wird eine Vielzahl von Gitterzellräumen 5 (im folgenden als Gitterzellen 5 bezeichnet) gebildet. Jede Wand der Gitterzellen 5 ist mit einer Vertiefung bzw. einem Vorsprung 8 und äußeren Federn 10a (die an den äußeren Strei­ fen 7a gebildet sind) oder inneren Federn 10b (die an den in­ neren Streifen 7b gebildet sind) versehen. Ein in eine Gitter­ zelle 5 eingeführter Brennstab 6 wird gegen die Vertiefung bzw. den Vorsprung 9 entweder durch eine äußere Feder 10a oder durch eine innere Feder 10b gedrückt, wodurch der Brennstab 6 fest in der mit den Federn versehenen Gitterzelle 5 gehalten wird.

Der äußere Streifen 7a besitzt ein Paar von Schlitzen 11, die durch beide Seiten der äußeren Feder 10a hindurchgehen.

Das herkömmliche Verfahren zum Zusammenbauen solch einer Brennelementanordnung wird nun beschrieben.

Zunächst werden die Gitter 4 mit einem gewissen Abstand ange­ ordnet. Die Führungsrohre 3 werden in die spezifizierten, einander gegenüberliegend gepaarten Gitterzellen 5 eingeführt und dann fest mit den Gittern 4 verbunden. Nachfolgend werden die Brennstäbe 6 in den Raum der Gitterzellen 5 durch gleitende Bewegung der Stäbe 6 entlang der äußeren und inneren Federn 10a, 10b und der Vertiefungen bzw. Vorsprünge 9 einge­ führt. Die Stäbe 6 werden hierdurch in den Gitterzellen 5 auf­ grund der Anpreßkraft festgehalten, die durch die Federn 10a, 10b gegenüber den Vertiefungen bzw. Vorsprüngen 9 ausgeübt wird. Wenn alle Stäbe 6 in die Gitterzellen 5 eingeführt sind, werden die ober- und unterseitigen Düsen bzw. Endstücke 1 und 2 fest an den gegenüberliegenden Enden der jeweiligen Führungsrohre 3 angebracht.

Bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Zusammenbauver­ fahren gleiten die Stäbe 6 bei ihrer Einführung zwischen den Vertiefungen bzw. Vorsprüngen 9 und den Federn 10a, 10b, wo­ durch manchmal Oberflächenbeschädigungen (feine Kratzer) auf der Oberfläche der Brennstäbe 6 hervorgerufen werden.

Daher ist eine Technik zur Vermeidung der Erzeugung solcher Kratzer unter Benutzung eines in Fig. 11 gezeigten inneren Schlüssels 12 vorhanden, der in eine Gitterzelle 5 so einge­ führt wird, daß die innere Feder 10b von der Gitterzelle 5 zu­ rück- bzw. weggezogen wird, bevor der Brennstab 6 eingeführt wird. In ähnlicher Weise wurde für die äußeren Federn 10a der Einsatz solcher Schlüssel untersucht.

Die mit der Einführung der Schlüssel zusammenhängenden Vor­ gänge wurden allerdings beim herkömmlichen Verfahren manuell durchgeführt und der gesamte Ablauf wurde durch die Verfahrensineffizienz, die durch die mühsamen und langwierigen Schritte begründet ist, gestört. Weiterhin ist die Verwahrung oder Verwaltung der Schlüsselmenge aufgrund der großen Anzahl von involvierten Schlüsseln schwierig.

Vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend ge­ nannten Probleme des herkömmlichen Verfahrens geschaffen und hat als eine Zielsetzung die Bereitstellung einer Vorrichtung, die den Vorgang der Deaktivierung und Aktivierung der Rückhaltefedern wirksam durchführt. Weiterhin ist es eine Zielsetzung, eine effiziente Sorgfalt bzw. Verwahrung oder Verwaltung der Schlüsselmenge und anderer mit den Schlüssel­ betätigungen zusammenhängenden Arbeiten bereitzustellen.

Eine Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung dient zum Zwecke der Manipulierung bzw. der Handhabung von Federn, die Kern­ brennstäbe in einer Vielzahl von Gitterzellen einer Mehrzahl von Gittern in einer Brennelementanordnung festhalten, wobei jedes der Gitter eine Vielzahl von durch innere und äußere Streifen gebildeten Gitterzellen besitzt und die Federn auf den inneren und äußeren Streifen so gebildet sind, daß sie in die Gitterzellen vorstehen und die Brennstäbe durch Berührung der Brennstaboberfläche halten, wobei die Vorrichtung
a) einen Gitterstützkörper,
b) eine Außenfeder-Handhabungseinrichtung, die am Stütz­ körper an einer den an den äußeren Streifen gebildeten äußeren Federn bzw. Außenfedern entsprechenden Position angeordnet ist und zum Handhaben der Außenfedern der­ art, daß die Außenfedern von den Gitterzellen zurück­ gezogen werden, dient, und
c) eine Innenschlüssel- bzw. Innenfeder-Handhabungs­ einrichtung zum Handhaben der inneren Federn bzw. Innenfedern derart aufweist, daß die an den inneren Streifen gebildeten Innenfedern von den Gitterzellen durch Einführung eines Schlüssels in jede Gitterzelle des Gitters und Drehen des Schlüssels um seine Achse zurückgezogen werden.

Die Vorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau führt eine effiziente Einführung/Zurückziehung der Schlüssel durch und vereinfacht die mit den Schlüsselbetätigungen verknüpften Zielsetzungen wie etwa die Sorgfalt oder Verwahrung bzw. Ver­ waltung der Schlüsselmenge und anderer Aufgaben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Frontansicht einer erfindungs­ gemäßen Schlüsselhandhabungsvorrichtung,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Hauptteile einer bei einem Ausführungsbeispiel verwendeten, entlang einer senkrecht zur Nockenachse verlaufenden Achse gesehenen Hakenvorrichtung,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht in der Ebene entlang der Linie A-A in Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrößerte Querschnittsansicht in der Ebene entlang der Linie B-B gemäß Fig. 2,

Fig. 5 eine veranschaulichende Darstellung der Bewegung einer Hakenbetätigungsvorrichtung,

Fig. 6 eine Vorderansicht einer herkömmlichen Kernbrenn­ stoff- bzw. -brennelementanordnung,

Fig. 7 eine Vorderansicht eines die Gitter bildenden inne­ ren Streifens,

Fig. 8 eine Draufsicht auf ein Gitter,

Fig. 9 eine vergrößerte Draufsicht auf die Abschnitte einer Gitterzelle,

Fig. 10 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines ein Gitter bildenden äußeren Streifens, und

Fig. 11 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines in das Gitter eingeführten inneren Schlüssels bzw. Innenschlüssels.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Er­ findung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 erläutert. Im folgenden werden Merkmale, die mit der herkömmlichen Brenn­ elementanordnung gemeinsam sind, mit denselben Bezeichnungen versehen und nicht nochmals detailliert erläutert.

Die Schlüsselhandhabungseinrichtung beim vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel umfaßt
eine Mehrzahl von Gitterstützen 2, deren Anzahl gleich ist der Anzahl der Gitter 4 (wobei in Fig. 1 lediglich eine einzige Einheit gezeigt ist) und die in der Rich­ tung des oder der Brennstäbe 6 angeordnet sind, wobei jede Gitterstütze 20 einen Tetraeder-Rahmen zum Halten der Außenfläche des Gitters 4 durch Berührung mit seiner Innenfläche besitzt,
einen Außenfeder-Manipulator bzw. eine Außenfeder- Handhabungsvorrichtung 30, die an den Ebenen der Gitterstütze 20 dem Außenstreifen 7a zugewandt befestigt ist und zum Zurückziehen der Außenfeder bzw. Außenfedern 10a dient,
einen an der Gitterstütze 20 befestigten Innenschlüssel-Manipulator bzw. eine Innenschlüssel- Handhabungsvorrichtung 40 zum Zurückziehen der an dem oder den inneren Streifen 7b gebildeten Innenfeder oder Innenfedern 10b durch Einführung eines Innenschlüssels 12 in das Gitter 4 und Drehen des Schlüssels 12 um seine Achse.

Eine Gitterstütze 20 umfaßt
eine Basis 21,
einen L-förmigen Hauptstützkörper 22, der an der oberen Fläche 21a der Basis 21 angebracht ist und das Gitter 4 an seiner Innenfläche 22a hält,
Rahmen 24, 25, die frei drehbar an den Enden des Haupt­ stützkörpers 22 mittels Stiften 23 befestigt sind, im wesentlichen rechteckstangenförmige Klemmteile 26, 27, die an den Innenflächen der Rahmen 24, 25 (dem Hauptstützkörper 22 gegenüberliegende Oberfläche) an­ geordnet sind und über einen Stab 21 mit Hilfe eines Klammer-Anhebezylinders 50 angehoben oder abgesenkt werden, und
einen fluidbetätigten Rahmenverriegelungszylinder 28 (eine Verbindungsvorrichtung), der mit einem Rahmen 24 der Rahmen 24, 25 verbunden ist und einen Verriegelungsstab 28a besitzt, dessen Spitze frei dreh­ bar in den anderen Rahmen 25 eingeführt ist.

An der äußeren Fläche der Klemmteile 26, 27 sind Führungs­ stifte 29 angeordnet, die frei gleitend gegen die Rahmen 24, 25 bewegbar sind.

Zwei Außenfeder-Handhabungsvorrichtungen 30 sind an der Innen­ fläche des Hauptstützkörpers 22 der Gitterstütze 20 befestigt, wobei jeweils einer derart an den Innenflächen der Klemmteile 26, 27 angebracht ist, daß sie jedem bzw. jeweils einem der Außenstreifen 7a des Gitters 4 zugewandt sind.

Alle vier Außenfeder-Handhabungsvorrichtungen 30 haben den­ selben Aufbau, so daß im folgenden lediglich eine am Haupt­ stützkörper 22 angebrachte Handhabungsvorrichtung beschrieben wird und die Beschreibung der anderen entfällt.

Die in Fig. 2 gezeigte Außenfeder-Handhabungsvorrichtung 30 umfaßt
eine Mehrzahl von Paaren von Hakenstielen oder Haken­ stäben 31, 32, die in den Schlitz 11 eingeführt sind und sich vom Stützkörper 22 in Richtung zum Außen­ streifen 7a derart erstrecken, daß sie die Außenfeder 10a zwischen sich zusammenklammern (in den Fig. 2 und 3 ist lediglich ein Paar der Hakenstäbe 31, 32 gezeigt),
Hakenteile 31a, 32a, die sich von den gegenüberliegen­ den Seitenflächen der Hakenstäbe 31, 32 erstrecken, und einen Haken-Manipulator bzw. eine Haken-Handhabungs­ vorrichtung 60, die nach Einführung der Hakenstäbe 31, 32 in den Schlitz 11 die gepaarten Hakenstäbe 31, 32 zusammendrückt und die Haken 31a, 32a mit der Feder 10a in Eingriff bringt, indem sie die Hakenstäbe 31, 32 von der Gitterzelle 5 wegbewegt.

Im folgenden wird der Aufbau der Haken-Handhabungsvorrichtung 60 unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 erläutert.

Die Haken-Handhabungsvorrichtung 60 umfaßt,
eine erste rechteckförmige Gleitplatte 61, die eine Mehrzahl von in regelmäßigen Intervallen in Richtung zum Inneren des Gitters 4 vorstehenden Hakenstäben bzw. Hakenstielen 31 aufweist und in einem Hohlraum 22b an­ geordnet ist, der in Längsrichtung entlang des Stütz­ körpers 22 gebildet ist (siehe Fig. 3),
eine zweite Gleitplatte 62, die dieselbe Gestalt wie die erste Gleitplatte 61 besitzt und eine Mehrzahl von in regelmäßigen Intervallen in Richtung zum Inneren des Gitters 4 vorstehenden Hakenstielen 32 besitzt sowie innerhalb des Hohlraums bzw. der Höhlung 22b entlang der Seite der Gleitplatte 61 angeordnet ist,
Schraubenfedern 63, 64, die die erste und zweite Gleit­ platte 61, 62 über Druckstifte 63a, 64a in Richtung zum Inneren des Gitters 4 drücken,
zwei Durchgangslöcher 65a (siehe Fig. 2, in der ledig­ lich eines dieser Löcher gezeigt ist), die durch die beiden Gleitplatten 61, 62 in deren Dickenrichtung durchgehen und in Längsrichtung der Gleitplatten 61, 62 beabstandet sind,
Heimstellungs-Nocken bzw. Ruhestellungs-Nocken 65 von Halbkreiszylinder-Gestalt, von denen jeder innerhalb der beiden Durchgangslöcher 65a angeordnet ist,
zwei Durchgangslöcher 66a (in Fig. 2 ist lediglich eines gezeigt), die in ungefähr derselben Weise wie die beiden Durchgangslöcher 65a gebildet sind,
Betriebsstellungs-Nocken 66, die ungefähr dieselbe Querschnittsform wie die Ruhestellungs-Nocken 65 und einen geringfügig kleineren Durchmesser besitzen und von denen jeder in den Durchgangslöchern 66a unterge­ bracht ist,
einen Ventilnocken 67 mit vorspringenden Bereichen 67b, 67c (siehe Fig. 4 und 5), die auf den gegenüber­ liegenden Seiten des Ventilnockens 67 derart gebildet sind, daß die vorspringenden Abschnitte axial versetzt sind, wobei der Nocken in einem Durchgangsloch 67a ent­ halten ist, das in ungefähr derselben Weise wie das Durchgangsloch 65a gebildet ist,
Antriebszylinder 68 zum Antreiben der beiden Ruhestel­ lungs-Nocken 65 mittels eines Rahmens bzw. Gestells oder einer Zahnstange 68b über ein Ritzel 68a (siehe Fig. 1), das bzw. die mit jedem Ende der Ruhe­ stellungs-Nocken 65 fest verbunden ist, Antriebszylinder 69, die die Betriebsstellungs-Nocken 66 in gleicher Weise über ein Ritzel 69a/Rahmen bzw. Gestell oder Zahnstange 69b antreiben, und
Antriebszylindern 70, die in gleichartiger Weise den Ventilnocken 67 über ein Ritzel 70a/Rahmen bzw. Gestell oder Zahnstange 70b antreiben.

An dem Stützkörper 22 und der ersten darin eingepaßten Gleit­ platte 61 ist ein sich in Längsrichtung erstreckendes Durch­ gangsloch 80 (siehe Fig. 3) an einer Position vorgesehen, die der Einführung des Schlüssels 12 entspricht, wodurch die Ein­ führung des Schlüssels 12 in das Gitter 4 möglich ist.

Zwei Innenschlüssel-Handhabungsvorrichtungen 40 sind an der äußeren Oberfläche des Stützkörpers 22 der Gitterstütze 20 an­ geordnet, wie in Fig. 1 gezeigt. Die beiden Handhabungsvor­ richtungen 40 sind in derselben Weise aufgebaut, so daß der Betrieb lediglich einer Handhabungsvorrichtung 40 erläutert wird und die Erläuterung der anderen, in Fig. 1 durch die ge­ strichelte Linie gezeigten Einheit auf der unteren linken Seite entfällt.

Die Innenschlüssel-Handhabungsvorrichtung 40 umfaßt
zwei Gleitführungsschienen 41, die sich aus dem Stütz­ körper 22 heraus erstrecken,
eine sich über die Gleitführungsschienen 41 an deren Spitze bzw. Ende überspannende Basisplatte 42,
eine Schlüsseleinführungseinrichtung 43, die sich in Längsrichtung erstreckt und gleitend mit dem Paar von Gleitführungsschienen 41 in Eingriff steht,
eine Mehrzahl von Ritzeln 44, die entlang der Längs­ richtung in der Basis der Schlüsseleinführungseinrich­ tung 43 angeordnet sind, deren Achsen sich in Richtung der Gleitführungsschienen 41 erstrecken und die mit einem Ende des Innenschlüssels verbunden sind,
einen Schlüsseldrehzylinder 46 (Rückholungs- oder Drehungseinrichtung) zum Drehen des Ritzels 44 über das Gestell oder die Zahnstange 45, das bzw. die an der Seite der Brennelementanordnung der Schlüsseleinfüh­ rungsbasis 43 angeordnet ist, und
einen Schlüsselübertragungs- oder Schlüsseltransportzy­ linder 47 (Übertragungs- oder Transporteinrichtung), der an der entfernten Seite der Brennelementanordnung der Basisplatte 42 angeordnet ist und die Einführungs­ basis 43 über die Verlängerungsstange 47a in Richtung zu und weg von dem Gitter 4 bewegt.

Nachfolgend wird der Betriebsablauf des Ausführungsbeispiels der Handhabungsvorrichtung beschrieben. Zunächst werden die Klemmteile 26, 27 durch Betätigung des Klammer-Anhebezylinders 40 zur Annäherung an den Rahmen 24, 25 gebracht, um das Gitter 4 im Rahmen des Stützkörpers 22 zu positionieren. Mittels des Klammer-Anhebezylinders 50 werden die Klammerteile 26, 27 zum klammernden Ergreifen der Außenfläche des Gitters 4 gebracht, wodurch das Gitter an der Gitterstütze 20 fixiert wird.

Nachfolgend wird die Außenfeder 10a des Gitters 4 mit Hilfe der Außenfeder-Handhabungsvorrichtung 30 aus der Gitterzelle 5 zurückgezogen. Dieser Ablauf wird im einzelnen unter Bezug­ nahme auf Fig. 5 erläutert. Zur Vereinfachung der Darstellung sind im obersten Abschnitt der Figur Buchstaben angebracht, wobei sich (a) auf den Ruhestellungs-Nocken 65 (hp (home­ position)-Nocken 65), (b) auf den Betriebsstellungs-Nocken 66 (op=operational-position-Nocken 66) und (c) auf den Ventil­ nocken 67 (v=valve-Nocken 67) beziehen.

Zunächst werden im anfänglichen Stadium (dem in Fig. 5 bei (I) links außen gezeigten Zustand) die erste und die zweite Gleitplatte 61, 62 durch die Federkraft der Schraubenfedern 63, 64 in Richtung zum Gitter 4 gedrückt und es befindet sich die bogenförmige Fläche des Ruhestellungs-Nockens 65 in Berührung mit der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 65a, wodurch die Bewegung der ersten und zweiten Gleitplatte 61, 62 in Richtung zum Gitter verhindert wird. Nachfolgend wird der Betriebsstellungs-Nocken 65 um 180° um seine Achse 01 gedreht (der in Fig. 5 bei (II) gezeigte Zustand), und die flache Oberfläche des Ruhestellungs-Nockens 65 in Berührung mit der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 65a gebracht. Da der Abstand zwischen der flachen Oberfläche des Ruhestellungs- Nockens 65 und seiner axialen Mitte 01 kürzer ausgelegt ist als der Abstand zwischen seiner axialen Mitte und der bogen­ förmigen Oberfläche, können die erste und die zweite Gleit­ platte 61, 62 nun um eine Strecke in Richtung zum Gitter 4 bewegt werden, wodurch ein Paar von Hakenstielen 31, 32 in den am äußeren Streifen 7a gebildeten Schlitz 11 gelangen können.

Danach wird der Ventil-Nocken 67 um 180° um seine Achse 03 ge­ dreht (der in Fig. 5 bei (III) gezeigte Zustand). Dann werden die Positionen der Vorsprünge 67a, 67b (siehe Fig. 4), die an den Seiten des Ventil-Nockens 67 ausgebildet sind, gewechselt, wodurch sich die erste und die zweite Gleitplatte 61, 62 relativ zueinander bewegen. Hierdurch werden die Hakenstiele 31, 32 gequetscht bzw. ergriffen und dadurch die Haken 31a, 32a mit der äußeren Feder 10a in Eingriff gebracht.

Danach wird der Betriebsstellungs-Nocken 66 um 180° um seine Achse 02 gedreht und die bogenförmige Oberfläche des Betriebs­ stellungs-Nockens 66 in Berührung mit der Innenoberfläche des Durchgangslochs 66a gelassen sowie die erste und die zweite Gleitplatte 61, 62 geringfügig oder gleitend vom Gitter weg bewegt (der in Fig. 5 bei (IV) gezeigte Zustand). Dies ermög­ licht das Zurückziehen der äußeren Feder 10a aus der Gitter­ zelle 5 mittels der Hakenstiele 31, 32.

Bei dem vorgenannten Schritt ist es auch möglich, die äußere Feder 10a durch Drehung des Ruhestellungs-Nockens 65 für die Rückkehr zur ursprünglichen Position zurückzuziehen, d. h. den Ruhestellungs-Nocken 65 um weitere 180° zu drehen. Jedoch wird hierbei der Betrag der Bewegung in Richtung zur Außenseite (der Anordnung) zu groß, wodurch eine große Beanspruchung auf die äußere Feder 10a aufgebracht wird, die eine plastische Deformation und eine Verringerung ihrer Haltefähigkeit hervor­ ruft. Dies ist bei diesen Federn unerwünscht. Bei vorliegender Erfindung bleibt die Bewegung der äußeren Feder innerhalb eines angemessenen Betrags bzw. einer angemessenen Strecke, da die äußere Feder 10a mit Hilfe des Betriebsstellungs-Nockens 66 zurückgezogen wird, wodurch der feste Halt des Brennstabs 6 durch die äußere Feder 10a sichergestellt bleibt.

Nachfolgend wird der Schlüsselübertragungszylinder 47 der In­ nenschlüssel-Handhabungsvorrichtung 40 betätigt, die Schlüsseleinführungsbasis 43 wird über den Verlängerungsstab 47a des Zylinders 47 näher an das Gitter 4 bewegt und es wird eine Vielzahl von an der Basis 43 vorgesehenen Innenschlüsseln 12 in das Gitter 4 eingeführt. Danach wird der Schlüsseldrehzylinder 46 betätigt und es werden die Innen­ schlüssel über das Gestell 45 und das Ritzel 44 um einen geeigneten Winkel (überlicherweise 90°) gedreht, wodurch die Innenfeder 10b vom Gitter 5 zurück- bzw. weggezogen wird.

Daraufhin werden die Brennstäbe 6 mittels einer geeigneten Einrichtung zum Zusammenbauen einer Brennelementanordnung in die Gitter eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt sind die inneren und äußeren Feder 10b, 10a, die an den Gitterzellen 5 gebildet sind, zurückgezogen, wodurch eine mechanische Störung bzw. Be­ rührung zwischen den Brennstäben 6 und den Federn verhindert wird, so daß hierdurch die Entstehung von Kratzern auf der Oberfläche der Brennstäbe 6 vermieden wird.

Danach wird der Schlüsseldrehzylinder 46 erneut betätigt und die inneren Schlüssel 12 werden über das Gestell 45 und das Ritzel 44 für die Rückführung in ihre ursprüngliche Position gedreht. In diesem Zustand stehen die Innenfedern 10b erneut in die Gitterzelle 5 vor, wobei sie die Oberfläche der Brenn­ stäbe 6 berühren und diesen einen festen Halt geben. Daraufhin wird der Schlüsselübertragungszylinder 47 betätigt, um die Schlüsseleinführungsbasis 43 vom Gitter 4 wegzubewegen, wodurch die Innenschlüssel 12 aus dem Gitter entfernt und in ihre anfängliche Position zurückgeführt werden.

Nachfolgend wird der Betriebsstellungs-Nocken 66 der Haken- Handhabungsvorrichtung 60 um 180° um seine Achse 02 gedreht, um den Betriebssstellungs-Nocken 66 in seine anfängliche Posi­ tion zurückzuführen (der in Fig. 5 bei (V) gezeigte Zustand). Die Blockierung des Betriebsstellungs-Nockens 66 ist damit beseitigt; die erste und zweite Gleitplatte 61, 62 bewegen sich aufgrund der Federkraft der Schraubenfedern 63, 64 in Richtung zum Gitter 4 und das Durchgangsloch 65a wird in Berührung mit dem Ruhestellungs-Nocken 65 gebracht, wodurch die äußere Feder 10a in die Gitterzelle 5 eindringen kann. In diesem Fall ist der Betrag des Vorspringens bzw. Eindringens voreingestellt, so daß sich die äußeren Federn 10a selbst nahe der Öberfläche des Brennstabs 4 positionieren. Durch Drehung des Betriebsstellungs-Nockens 66 werden hierdurch die äußeren Federn 10a automatisch nahe der Oberfläche der Brennstäbe 6 positioniert.

Nachfolgend wird der Ventil-Nocken 67 um 180° um seine Achse 03 gedreht, um ihn in die anfängliche Position zurückzuführen. Hierbei werden die Positionen der an der Seite des Ventil- Nockens 67 gebildeten Vorsprünge 67b, 67c gewechselt, die Hakenstiele 31 und 32 getrennt und die Haken 31a, 32a außer Eingriff mit der äußeren Feder 10a gebracht (der in Fig. 5 bei (VI) gezeigte Zustand).

Nach dem vorstehend erläuterten Schritt kehrt die äußere Feder 10a geringfügig in Richtung zur Gitterseite zurück und berührt somit die Oberfläche des Brennstabs 6, wodurch ein fester Halt des Brennstabs 6 in der Gitterzelle 5 erreicht wird.

Dann wird der Ruhestellungs-Nocken 65 um 180° um die Achse 01 gedreht, um ihn in die anfängliche Position zurückzuführen, wodurch das Zurückziehen der Hakenstiele 31, 32 aus dem Schlitz 11 ermöglicht wird.

Nachfolgend wird der an den Rahmen 24, 25 befestigte Klammer- Anhebezylinder 50 betätigt, um die Klammerhalteteile 26, 27 geringfügig oder gleitend vom Gitter 4 zu trennen. Daraufhin wird der Rahmen-Verriegelungszylinder 28 angesteuert, um die Verriegelungsstange 28a vom Rahmen 25 zu entfernen und hier­ durch die Verriegelungstange 28a außer Eingriff mit dem Rahmen 25 zu bringen. Dann werden die Rahmen 24, 25 um 90° in Rich­ tung um den Zapfen 23 gedreht, um die Rahmen 24, 25 zu trennen, so daß der oberseitige Raum des Gitters 4 geklärt bzw. freigegeben wird. Die zusammengebauten Gitter 4 mit den darin befindlichen Brennstäben 6 können dann aufgehängt und zur nächsten Bearbeitungsstelle transportiert werden.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bietet die zur Verfügungstellung der Außenfeder-Handhabungs­ vorrichtung 30 und der Innenfeder-Handhabungsvorrichtung 40 den Vorteil, daß die äußeren Federn 10a und inneren Federn 10b, die am Gitter gebildet sind, separat und automatisch aus der Gitterzelle 5 zurückgezogen werden können.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist die Innenschlüssel-Handhabungsvorrichtung 50 mit einer be­ kannten Anzahl von Innenschlüsseln 12 versehen, so daß die In­ nenschlüssel nicht manuell gehandhabt werden müssen, wodurch die Notwendigkeit der Schlüsselmengen-Verwaltung beseitigt und eine effiziente Verwaltung bzw. ein effizientes Management des komplexen Gitterzusammenbau-Vorgangs möglich ist.

Die Vorrichtung zum Drehen der Innenschlüssel 12 ist beim vor­ stehend genannten Ausführungsbeispiel durch eine Zahnstangen- Gestaltung gebildet. Es ist jedoch auch möglich, einen Schneckenantrieb (Schnecke-und-Ritzel-Anordnung) einzusetzen. Jede Anordnung ist akzeptabel, solange sie imstande ist, die Innenschlüssel 12 um einen bestimmten Winkel zu drehen. Es ist weiterhin offensichtlich, daß die Zahnstangenanordnung (Zahn­ stangengetriebe) zum Antreiben der verschiedenen Nocken durch einen Schneckenantrieb ersetzt werden kann.

Vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschrie­ bene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind auch viele Variationen innerhalb des durch die Ansprüche definier­ ten Umfangs möglich.

Vorliegende Erfindung bezieht sich somit auf eine Vorrichtung zum Handhaben von Federn, die die Brennstäbe fest innerhalb der Gitterzellen der Gitter in einer Kernbrennelementanordnung halten. Herkömmlicherweise werden Brennstäbe in die Gitter eingeführt, während sich die Gitterfedern in ihrer aktiven Po­ sition befinden, wodurch die Brennstäbe der Gefahr von Ober­ flächenkratzern und möglichen Problemen ausgesetzt werden. Die erfindungsgemäße automatische Vorrichtung vermeidet die Erzeu­ gung solcher Oberflächenbeschädigungen der Brennstäbe durch Einführung von Schlüsseln zur Deaktivierung der Gitterfedern vor Einführung der Brennstäbe in die Gitter und durch Ent­ fernen der Schlüssel nach Plazierung aller Brennstäbe. Die Vorrichtung trägt somit zur effizienten Herstellung der Brenn­ elementanordnung durch Vereinfachung der Schlüsselmengen-Hand­ habungsvorgänge und anderer mit den Zusammenbauvorgängen ver­ knüpfter Aufgaben bei.

Claims (9)

1. Schlüsselhandhabungsvorrichtung zum Handhaben von Federn (10a, 10b) zum Festhalten von Kernbrennstäben (6) in einer Mehrzahl von Gitterzellen (5) einer Mehr­ zahl von Gittern (4) in einer Brennelementanordnung, wobei die Gitter (4) im wesentlichen aus Innenstreifen (7b), die mit Außenstreifen (7a) zur Bildung der Gitterzellen zusammengebaut sind, bestehen und die Federn (10a, 10b) an den Innenstreifen (7b) und den Außenstreifen (7a) derart gebildet sind, daß sie in die Gitterzellen (5) vorstehen und die Brennstäbe (6) durch Berührung der Oberfläche der Brennstäbe halten, gekenn­ zeichnet durch

• a) eine Stütze (20) zum Halten der Gitter (4),
• b) eine Außenfeder-Handhabungseinrichtung (20), die an der Stütze (20) bzw. einem Stützkörper (22) an einer der Position der an den äußeren Strei­ fen (7b) gebildeten äußeren Federn (10a) ent­ sprechenden Position angeordnet ist und zum Handhaben von äußeren Federn für deren Zurück­ ziehung aus den Gitterzellen (5) dient, und
• 1c) eine Innenschlüssel-Handhabungseinrichtung (40) zum Handhaben von inneren Federn (10b) für die Zurückziehung der an den inneren Streifen (7b) gebildeten inneren Federn aus den Gitterzellen (5) durch Einführung eines Schlüssels in jede Gitterzelle der Gitter und durch Drehen des Schlüssels um seine Achse.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Streifen (7a) mit Durchgangsschlitzen an beiden Seiten der an den äußeren Streifen gebildeten äußeren Federn versehen sind und daß die Außenfeder- Handhabungseinrichtung (30) mit einer Mehrzahl von Haken-Handhabungseinrichtungen (60) zum Handhaben der äußeren Federn versehen sind, wobei jede Haken- Handhabungseinrichtung

• a) ein Paar von Hakenstielen (31), die in eine Gitterzelle für das Ergreifen einer äußeren Feder eingeführt werden, und
• b) einen Satz einander gegenüberliegender Haken, die an gegenüberliegenden Endseitenflächen der Hakenstiele angeordnet sind, aufweist, und durch Einführung des oder der Hakenstiele durch die Schlitze, durch Zusammendrücken der Haken­ stiele und durch Zurückziehen der zusammen­ gedrückten Hakenstiele aus der Gitterzelle durch die Schlitze betätigt wird, wodurch die Haken mit der äußeren Feder in Eingriff gebracht werden und diese zurückziehen.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (20)

• a) eine auf dem Boden angeordnete Stützbasis (21),
• b) einen L-förmigen Stützkörper (22) zum Halten des Gitters (4) an Innenoberflächen desselben,
• c) einen Rahmen (24, 25), der frei drehbar an jedem Endabschnitt der Gitterstütze (20) angeordnet ist, so daß ein Paar von Verriegelungsrahmen zum Verriegeln bzw. Festhalten des Gitters gebildet ist, und
• d) eine Rahmen-Verriegelungseinrichtung aufweist, die an einem der Verriegelungsrahmen zum separa­ ten Verbinden der Rahmen angeordnet ist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rahmen (24, 25) mit einem Klammerteil versehen ist, das quer zur Brennstabrichtung frei beweglich und an der Innenfläche desselben angeordnet ist sowie durch Berühren der Außenflächen des Gitters wirkt.

5. Gerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen-Verriegelungseinrichtung für das Paar von Verriegelungsrahmen ein fluidbetätigter Zylinder ist, der an einem Rahmen des Verriegelungsrahmenpaars angeordnet ist und dessen Spitzenende in eine im anderen Rahmen des Rahmenpaars gebildete Höhlung frei einführbar ist.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hakenhandhabungseinrichtung (60) eine erste Gleitplatte (61) und eine zweite Gleit­ platte (62), die in einem Stützkörper (22) zum Halten eines Gitters (4) angeordnet sind, sowie Nockenvorrich­ tungen (65, 66, 67) für die Bewirkung von Relativ­ bewegungen der ersten und der zweiten Gleitplatte (61, 62) umfaßt.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenvorrichtungen (65, 66, 67) Nocken umfassen, die betriebsmäßig sowohl mit der ersten Gleitplatte (61) als auch mit der zweiten Gleitplatte (62) über in der ersten und der zweiten Gleitplatte angeordnete Durch­ gangslöcher (65a, 66a, 67a) verbunden sind, sowie einen Zahnstangen- und Ritzelantrieb zum Drehen der Nocken aufweist.

8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschlüssel-Handhabungsein­ richtung (40)

• a) zwei Gleitführungseinrichtungen (41), die sich aus einem Stützkörper (22) heraus erstrecken,
• b) eine Schlüsseleinführungsvorrichtung (43), die sich in Längsrichtung erstreckt und gleitend mit den Gleitführungseinrichtungen in Eingriff steht,
• c) frei drehbar an der Schlüsseleinführungsvorrich­ tung angeordnete Ritzel (44), die mit dem oder den Schlüsseln an deren Mittelachse in Eingriff steht,
• d) Rahmen oder Zahnstangen (45), die mit den Ritzeln (44) gekoppelt sind, und
• e) eine Schlüsseldreheinrichtung (46) zum Bewegen der Rahmen oder Zahnstangen entlang der Erstreckungsrichtung der Rahmen oder Zahnstangen in Richtung zu und weg von dem oder den Gittern aufweist.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlüsseleinführungsvorrichtung (43) mit einer Einrich­ tung zum Bewegen der Vorrichtung in Richtung zum und weg vom Stützkörper (22) versehen ist.