DE4429437A1 - Greifvorrichtung für einen Steuerstab und ein Brennstoff-Trageelement und Verfahren zu deren Herausziehen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung für einen Steuerstab und ein Brennstoff-Trageelement zum Greifen eines Steuerstabs (control rod; nachfolgend bezeich­ net als CR) und eines Brennstoff-Trageelements (fuel supporting member; nachfolgend bezeichnet als "FS"), um den Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement aus einem Reaktor zu entfernen und herauszutransportieren und um den Steuerstab und das Brenn­ stoff-Trageelement wieder in den Reaktor einzuführen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herausziehen der Greifvorrichtung für einen Steuerstab und ein Brenn­ stoff-Trageelement.

Allgemein ist der Kern eines Siedewasser-Reaktors (boiling water reactor; BWR) so aufgebaut, wie dies in Fig. 13 gezeigt ist. Eine Mehrzahl von Brennstoffkassetten 3 und Steuerstäben (CRs) 4 sind in einem zylindrischen Kernmantel 2 montiert, der in einem Reaktor-Druckgefäß 1 enthalten ist.

Die oberen Abschnitte dieser Brennstoffkassetten 3 werden gestützt mittels einer oberen Gitterplatte 5, und ihre unteren Teile werden gestützt durch eine Kern-Stützplatte 7 über Brennstoff-Trageelemente (FSs) 6. Die entsprechenden Brennstoff-Trageelemente 6 werden in der Weise mittels der Kernstützplatte 7 gestützt, daß deren zylindrischer unterer Teil in eine das Brennstoff-Trageelement stützende Eingriffsöffnung 7a eingreift, wie dies in Fig. 15 gezeigt ist. Wie in Fig. 16 gezeigt ist, weist der quadratische obere Ab­ schnitt der Kern-Stützplatte 7 stützende Eingriffsöffnungen 6a, 6b, 6c und 6d auf und macht es möglich, daß der untere Teil der Brennstoffkassette 3 in diese Löcher eingreift, um die Brennstoffkassette 3 zu stützen. Dieser Bereich weist außerdem eine kreuzförmige Einschuböffnung auf, die es ermöglicht, daß der Steuerstab 4 hindurchpaßt.

Die jeweiligen Stütz-Eingriffsöffnungen 6a bis 6d stehen jeweils mit Öffnungen 6e, 6f, 6g, 6h in Verbindung, die auf den Seiten der stützenden Eingriffsöffnungen angeordnet sind, um es zu ermöglichen, daß ein Kühlmittel in die entsprechenden Brennstoffkassetten 3 aus den jeweiligen Öffnungen 6e bis 6h durch die jeweiligen stützenden Durchgangsöffnungen 6a bis 6d strömt. Eine Durchgangsöffnung 6i, in die ein Fixierstift 7b eingreift, der an der Kern-Stützplatte 7 angebracht ist, ist auf einer quadratischen Ecke des oberen Abschnitts des Brennstoff-Trageelements 6 vorgesehen, um das Brennstoff-Trageelement 6 auf der Kern-Stützplatte 7 zu fixieren.

Andererseits ist der Steuerstab 4 abnehmbar mit einem Steuerstab-Antriebsmechanismus (control rod driving mechanism; nachfolgend bezeichnet als CRD) verbunden, der so vorgesehen ist, daß er vertikal durch den unteren Teil des Reaktor-Druckgefäßes 1 hindurchgeht. Der Steuerstab 4 wird in der Weise mittels jedes Steuerstab-Antriebs­ mechanismus (CRD) 8 angehoben und abgesenkt, daß er in den Kern eingeschoben und aus diesem herausgezogen wird.

Der Steuerstab (CR) 4 tritt durch ein Steuerstab-Führungsrohr 9 hindurch, das mit der Kern-Stützplatte 7 in der Weise verbunden ist, daß der Steuerstab (CR) 4 angehoben und abgesenkt wird durch eine kreuzförmige Einschuböffnung 4a, die zwischen den vier Körpern der Brennstoffkassetten 3, 3, 3 und 3 gebildet ist, die von dem Brennstoff- Trageelement (FS) 6 getragen werden.

Ein herkömmlicher Kupplungsmechanismus für den Steuerstab 4 und den Steuerstab- Antriebsmechanismus 8 ist in Form eines Paßstücks (spud) aufgebaut, wie dies in Fig. 17 gezeigt ist. Was die Kupplung 10 des Paßstück-Typs angeht, wird ein Kupplungspaß­ stück 11, das Verschlußsicherungen aufweist, die dadurch gebildet werden, daß man dessen Umfangsabschnitt einschneidet und so beispielsweise vier voneinander getrennte Teile erhält, stark mittels eines Antriebskolbens (nicht gezeigt) des Steuerstab-Antriebs­ mechanismus (CRD) 8 nach oben gedrückt und dann in den freien Raum um einen Verschlußstopfen 12 herum eingeführt, der in die Eingriffsöffnung im unteren Teilab­ schnitt 4b des Steuerstabs 4 eingeschoben ist. Folglich ist das Kupplungspaßstück 11 zwischen der Innenseite des unteren Teils 4b des Steuerstabes 4 und der Außenseite des Verschlußstopfens 12 eingeklemmt, und verbindet so den Steuerstab 4 mit dem Steuerstab- Antriebsmechanismus (CRD) 8.

Durch Hochdrücken des Verschlußstopfens 12 mittels eines Entkopplungsstabs 13 des Steuerstab-Antriebsmechanismus 8 gegen die Kraft einer Feder 4c wird der Steuerstab 4 von dem Steuerstab-Antriebsmechanismus (CRD) 8 entkoppelt und freigegeben.

Wenn der Steuerstab 4 aus dem Steuerstab-Antriebsmechanismus in dem Reaktor-Druck­ gefäß 1 entfernt und aus dem Kern zum Zeitpunkt der regelmäßig wiederkehrenden Inspektion des Siedewasser-Reaktors herausgezogen wird, werden zuallererst die Brenn­ stoffkassetten 3 aus dem Kern herausgezogen.

Bei einem herkömmlichen Siedewasser-Reaktor wird die Verbindung zwischen dem Steuerstab (CR) 4 und dem Steuerstab-Antriebsmechanismus (CRD) 8 durch starkes Anstoßen des Verschlußstopfens 12 mit Hilfe des Entkopplungsstabes 13 freigegeben. Wenn dabei jedoch ein Fremdmaterial wie beispielsweise Hüllmaterial oder dergleichen zwischen den Verschlußstopfen 12 und das Kupplungspaßstück 11 kommt, bleibt der Verschlußstopfen 12 fest in dem Kupplungspaßstück 11 stecken, so daß es unmöglich sein kann, den Steuerstab (CR) 4 und Steuerstab-Antriebsmechanismus (CRD) 8 voneinander zu entkoppeln.

Um dieses Problem zu lösen, wurde in jüngerer Zeit manchmal eine Bajonett-Kupplung 14, wie sie in den Fig. 18A bis 18C gezeigt ist, als Verbindungsmittel zwischen dem Steuerstab (CR) 4 und dem Steuerstab-Antriebsmechanismus (CRD) 8 verwendet.

Die Bajonett-Kupplung 14 weist eingreifende Vorsprünge 16 mit speziell festgelegter Breite auf, die alle 90° im Bereich des Umfangs der Kupplung angeordnet sind, wobei die eingreifenden Vorsprünge aus der Innenfläche einer Eingriffsöffnung 15 im unteren Abschnitt 4b des Steuerstabs (CR) 4 hervorstehen, in den das Kupplungspaßstück 11 einzusetzen ist. Durch Drehen der Bajonett-Kupplung 14 oder des Steuerstabs (CR) 4 um 45° entlang dessen Außenumfang, wie dies in Fig. 18B gezeigt ist, werden die jeweili­ gen eingreifenden Vorsprünge 16 entlang der Außenfläche der jeweiligen Kupplungspaß­ stücke 11 bewegt und verringern den Durchmesser der jeweiligen Kupplungspaßstücke 11. In der Folge wird der Verschlußstopfen 17 eingeklemmt und verbindet den Steuerstab (CR) 4 mit dem Steuerstab-Antriebsmechanismus (CRD) 8.

Wenn der Steuerstab (CR) 4 weiter um 45° gedreht wird oder in seine ursprüngliche Position zurückgedreht wird, wie dies in Fig. 18C gezeigt ist, bewegen sich die ent­ sprechenden Kupplungspaßstücke 11 zu entsprechenden Ausnehmungen der Eingriffsöff­ nung 15, wodurch sich der Durchmesser der Kupplungspaßstücke 11 ausweitet. Dadurch wird die Verbindung zwischen dem Steuerstab (CR) 4 und dem Steuerstab-Antriebsmecha­ nismus (CRD) 8 freigegeben.

Bei dem Steuerstab (CR) 4, bei dem die vorstehend beschriebene Bajonett-Kupplung 14 verwendet wird, besteht die Wahrscheinlichkeit nicht, daß sich Fremdmaterial wie beispielsweise Hüllmaterial oder dergleichen zwischen dem Verschlußstopfen 12 und dem Kupplungspaßstück 11 festsetzt, wodurch sich diese Anordnung von einer herkömmlichen Paßstück-Kupplung 10 unterscheidet. So ist es möglich, den Steuerstab (CR) 4 in sicherer Weise von dem Steuerstab-Antriebsmechanismus (CRD) 8 freizugeben.

Es ist nötig, die Bajonett-Kupplung 14 oder den Steuerstab (CR) 4 in axialer Richtung um 45° zu drehen, um den Steuerstab (CR) 4 von dem Steuerstab-Antriebsmechanismus (CRD) 8 freizugeben. Da jedoch der Steuerstab (CR) 4 in die kreuzförmige Einsatzöff­ nung 4a des Brennstoff-Trageelements (FS) 6 eingesetzt ist, das durch den Fixierstift 7b der Kern-Stützplatte 7 fixiert ist, ist es nicht möglich, den Steuerstab (CR) 4 zu drehen. Wenn der Steuerstab (CR) 4 zwangsweise gedreht wird, können der Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 beschädigt werden.

Wenn der Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Tageelement (FS) 6 gleichzeitig gedreht werden, nachdem das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 von dem Fixierstift 7b der Kern- Stützplatte 7 entfernt wurde, so daß das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 frei ist, stößt der obere Abschnitt des Brennstoff-Trageelements (FS) 6 mit den Brennstoffkassetten in dem Gitter in der Nähe zusammen, da dessen oberer Abschnitt quadratisch geformt ist, so daß die Brennstoffkassetten 3 beschädigt werden können.

Fig. 19A zeigt eine Aufsicht auf den Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 in Ansicht von der Oberseite der oberen Gitterplatte 5 im stationären Zustand. Wie in Fig. 19A gezeigt ist, ist der Steuerstab (CR) 4 in derselben Richtung angeordnet wie die obere Gitterplatte 5, und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 hat eine Form, die so ist, daß die Zelle 5′, die im Hinblick auf die obere Gitterplatte 5 geformt ist, hindurch­ treten kann. Das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 ist mit Vorsprüngen 6′ versehen, die einen Stift 7b einklemmen können, mit dem die Kern-Stützplatte 7 versehen ist, um damit zu verhindern, daß sich das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 drehen kann. Die Brennstoff­ kassetten, die jeweils einen quadratischen Querschnitt aufweisen, sind auf den die Brenn­ stoffkassetten tragenden Durchgangslöchern 6a, 6b, 6c, 6d angeordnet, die in dem Brennstoff-Trageelement (FS) 6 gebildet sind. Ein Reaktorkern besteht aus etwa 100 Einheiten von Brennstoffkassetten, wobei jede Einheit die wie vorstehend beschrieben angeordneten vier Brennstoffkassetten einschließt.

Wenn der Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6, die sich im Zustand gemäß Fig. 19A befinden, gleichzeitig von den jeweiligen Greifvorrichtungen ergriffen und danach unter Drehen angehoben werden, kommen die Vorsprünge 6′ des Brennstoff- Trageelements (FS) 6 in Kontakt mit den darum herum angeordneten Brennstoffkassetten. Dieser Zustand ist in Fig. 19B gezeigt. Diese Figur zeigt eine Anordnung, in der der Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 gegenüber der in Fig. 19A gezeigten Anordnung um 45° gedreht wurden. In dieser Anordnung stehen die Vor­ sprünge 6′ aus der Zelle 5, heraus und können mit der Brennstoffkassette in Kontakt kommen, die in der Zelle auf der Oberseite angeordnet ist, und können dann diese beschädigen. Um diesen Mangel zu vermeiden, müssen - wie in Fig. 19C gezeigt - 16 Brennstoffkassetten der anderen vier Zellen 5′′, die die aktuell in Behandlung befindliche Zelle 5′ umgeben, sowie die vier Brennstoffkassetten der aktuell in Behandlung befindli­ chen Zelle nach oben aus dem Kern herausgezogen und in das außerhalb oberhalb des Reaktor-Druckgefäßes gebildete Brennstoff-Speicherbecken transportiert werden. Dies ist bei der Technologie des Standes der Technik unbequem und störend.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Mängel oder Nachteile, mit denen der oben beschriebene Stand der Technik verbunden ist, im wesentlichen zu beseitigen und einen Steuerstab und eine Greifvorrichtung für ein Brennstoff-Trageelement bereitzustel­ len, worin der Steuerstab (CR) und der Steuerstab-Antriebsmechanismus (CRD), die mittels einer Bajonett-Kupplung miteinander lösbar verbunden sind, voneinander in einfacher, sicherer und schneller Weise gelöst und entkoppelt werden können, und worin der Steuerstab (CR) und das Brennstoff-Trageelement (FS) aus dem Reaktor-Druckgefäß entfernt und unter Heraustransportieren hochgehoben werden können. Aufgabe ist auch, ein Verfahren zum leichten und wirksamen Herausziehen der Greifvorrichtung für den Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement aus einem Reaktorkern bereitzustellen.

Diese und andere Aufgaben können gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst werden, daß man eine Geifvorrichtung für einen Steuerstab und ein Brennstoff-Trageele­ ment zum Greifen eines Brennstoff-Trageelements und eines Steuerstabs bereitstellt, wobei das Brennstoff-Trageelement auf einer Kern-Stützplatte montiert ist, die unterhalb einer oberen Gitterplatte innerhalb eines Reaktor-Druckgefäßes angeordnet ist, und Brennstoff­ kassetten tragende Eingriffsöffnungen, in die die unteren Abschnitte einer Mehrzahl von Brennstoffkassetten unter Tragen der Brennstoffkassetten eingesetzt sind, und eine Ein­ schuböffnung aufweist, durch die ein Steuerstab eingeschoben ist, wobei der Steuerstab lösbar mit einem Steuerstab-Antriebsmechanismus mittels einer Bajonett-Kupplung verbunden ist und durch eine Steuerstab-Durchtrittsöffnung hindurchgeführt ist, so daß er hochgehoben und abgesenkt wird, um das Brennstoff-Trageelement und den Steuerstab von der Kern-Stützplatte und dem Steuerstab-Antriebsmechanismus zu entfernen, wobei die Greifvorrichtung für den Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement umfaßt:

• - einen Greifvorrichtungs-Körper, der in Heberichtung anhebbar in installiertem Zustand in dem Reaktor-Druckgefäß aufgehängt ist;
• - eine Greifvorrichtung für das Brennstoff-Trageelement, die in einem Teilabschnitt unterhalb des Greifvorrichtungs-Körpers angebracht ist;
• - eine Greifvorrichtung für den Steuerstab, die in einem Teilabschnitt unterhalb des Greifvorrichtungs-Körpers angebracht ist und in bezug auf den Greifvorrichtungs- Körper hebbar und senkbar sowie drehbar ist; und
• - eine Einrichtung zum Drehen der Greifvorrichtung für den Steuerstab in bezug auf den Greifvorrichtungs-Körper.

In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schließt die Greifvor­ richtung für das Brennstoff-Trageelement eine Nachweiseinrichtung zum Nachweis der Tatsache ein, daß der Greifvorrichtungs-Körper auf die Greifvorrichtung für das Brenn­ stoff-Trageelement abgesenkt ist.

Die Greifvorrichtung kann außerdem eine Nachweiseinrichtung zum Nachweis der Tatsache umfassen, daß die Greifvorrichtung für den Steuerstab um einen Winkel über einen vorbestimmten Winkel gedreht wurde.

Eine obere Gitterplatte ist oberhalb des Greifvorrichtungs-Körpers in einem oberen Bereich des Reaktor-Druckgefäßes angeordnet, und eine obere Platte ist auf der oberen Gitterplatte über eine Hebevorrichtung für den Greifvorrichtungs-Körper angeordnet, um den Greifvorrichtungs-Körper in bezug auf die obere Gitterplatte anzuheben und ab­ zusenken. Die Greifvorrichtung für den Steuerstab umfaßt eine Haken-Einrichtung, die von einem Dreh-Bauteil herabhängt, das drehbar an der oberen Platte befestigt ist, um lösbar einen Halter des Steuerstabs zu ergreifen, eine erste Antriebseinrichtung zum Antrieb der Greifvorrichtung für den Steuerstab, um den Haken Greif- und Freigabe- Schritte durchführen zu lassen, eine zweite Antriebseinrichtung zum Anheben und Ab­ senken des Hebemechanismus für den Steuerstab durch Hochheben der Haken-Einrich­ tung, eine dritte Antriebseinrichtung mit einer Hubkolbenstange (reciprocal piston rod) zum Betreiben einer Aufwickel-Einrichtung und eine Drehvorrichtung zum Drehen des Drehkörpers im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn durch Verbinden beider Enden der Aufwickel-Einrichtung, die an einem in Drehverbindung mit dem Drehkörper stehenden Drehteil befestigt ist, mit beiden Enden der Hubkolbenstange der dritten Antriebseinrichtung. Vorzugsweise sind die erste, die zweite und die dritte Antriebsein­ richtung Luftzylinder-Anordnungen.

Die erste Antriebseinrichtung schließt eine Vorspannungseinrichtung zur Aufrechterhaltung der Greifoperation der Haken-Einrichtung ein, wenn die Fluid-Zufuhr ausfällt. Die erste Antriebseinrichtung ist mit einer Seil-Einrichtung zum Lösen der Haken-Einrichtung zu einem Zeitpunkt, zu dem die Seil-Einrichtung gezogen wird, um hierdurch den Freiset­ zungsschritt zwangsweise durchzuführen, verbunden.

Die Greifvorrichtung für das Brennstoff-Trageelement umfaßt eine erste Antriebsquelle, die ein Paar einziehbarer Greifkolben vom Innern des Brennstoff-Trageelements zum Vorstehen in ein Paar Seitenöffnungen bringt, die mit den jeweiligen die Brennstoff­ kassetten tragenden Eingriffsöffnungen in dem Brennstoff-Trageelement in Verbindung stehen und einander in der Richtung ihres Durchmessers gegenüberstehen, um das Brenn­ stoff-Trageelement zu greifen, und eine zweite Antriebsquelle, die das Brennstoff-Trage­ element mittels der Greifkolben greift und die das Brennstoff-Trageelement hochzieht. Der Greifabschnitt des Brennstoff-Trageelements umfaßt einen Verriegelungsmechanismus, um die erste Antriebsquelle in der Greifstellung zu halten, wenn das Brennstoff-Trageelement mittels der ersten Antriebsquelle ergriffen und mittels eines Mechanismus zum Hochziehen hochgezogen wird, um zu verhindern, daß sich das ergriffene Brennstoff-Trageelement löst. Die erste Antriebseinrichtung schließt einen Haltemechanismus für den Greifzustand zum Erhalten des Zustands des Greifens des Brennstoff-Trageelements zu dem Zeitpunkt ein, wenn die Antriebsmittel-Zufuhr ausfällt. Die erste Antriebseinrichtung ist mit einem Seil verbunden, und das Kolbenpaar wird aus einem Paar Seitenöffnungen ins Innere eines Brennstoff-Trageelements eingezogen, wenn das Seil gezogen wird, um zwangsweise das Brennstoff-Trageelement freizugeben.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Her­ ausziehen eines Steuerstabs und eines Brennstoff-Trageelements aus einem Reaktor- Druckgefäß bereitgestellt, in dem das Brennstoff-Trageelement auf einer Kern-Stützplatte montiert ist, die unterhalb einer oberen Gitterplatte innerhalb eines Reaktor-Druckgefäßes angeordnet ist und Brennstoffkassetten tragende Eingriffsöffnungen, in die die unteren Abschnitte einer Mehrzahl von Brennstoffkassetten unter Tragen der Brennstoffkassetten eingesetzt sind, und eine Einschuböffnung aufweist, durch die ein Steuerstab eingeschoben ist, und der Steuerstab mit einem Steuerstab-Antriebsmechanismus mittels einer Bajonett- Kupplung verbunden ist und durch eine Steuerstab-Durchtrittsöffnung hindurchgeführt ist, so daß er frei hochgehoben und abgesenkt wird, um das Brennstoff-Trageelement und den Steuerstab von der Kern-Stützplatte und dem Steuerstab-Antriebsmechanismus zu entfer­ nen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, daß man

• - das Brennstoff-Trageelement von der Kern-Stützplatte um eine vorbestimmte Distanz nach oben hebt;
• - den Steuerstab um einen vorbestimmten Winkel dreht und so den Steuerstab von dem Steuerstab-Antriebsmechanismus trennt; und
• - das Brennstoff-Trageelement und den Steuerstab aus dem oberen Abschnitt des Reaktor-Druckgefäßes herauszieht.

Gemäß den Strukturen und charakteristischen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben wurden, wird allgemein nach dem Zeitpunkt, zu dem die in einer gegebenen Gitterplatte in einem Reaktor-Druckgefäß enthaltene Brennstoffkassetten mittels einer Brennstoff-Austauschvorrichtung oder dergleichen herausgezogen wurde, der Körper der Greifvorrichtung für den Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement in dem Gitter hochgezogen und in dieses abgesenkt. Nachdem der untere Teil des Körpers der Vorrichtung auf der oberen Fläche des Brennstoff-Trageelements abgesetzt wurde, wird die Greifvorrichtung für das Brennstoff-Trageelement in Betrieb gesetzt, um das Brenn­ stoff-Trageelement zu ergreifen. In ähnlicher Weise wird die Greifvorrichtung für den Steuerstab in Betrieb gesetzt, um den Steuerstab zu ergreifen. Danach wird nur das Brennstoff-Trageelement auf ein vorbestimmtes Niveau hochgezogen, bei dem das untere Ende des Brennstoff-Trageelements höher angeordnet ist als das obere Ende des Steuer­ stabs. Dies geschieht durch Antreiben des Hochzieh- und Absenkmechanismus, der im Körper der Greifvorrichtung untergebracht ist, oder durch Antreiben der Hebevorrichtung, die im oberen Teil des Körpers der Vorrichtung untergebracht ist, und Hochziehen des ganzen Körpers beispielsweise mittels des Hubseils.

Danach wird die Greifvorrichtung für den Steuerstab in bezug auf den Körper der Greif­ vorrichtung mittels eines Antriebsmechanismus gedreht. Da der Steuerstab an dem Steuerstab-Antriebsmechanismus befestigt ist, wird der Steuerstab gleichzeitig gedreht und so von dem Steuerstab-Antriebsmechanismus entkoppelt. Während dieser Drehoperation stehen das Brennstoff-Trageelement und der Steuerstab nicht miteinander in Kontakt, da das Brennstoff-Trageelement oberhalb des oberen Endes des Steuerstabs positioniert ist.

Danach wird der gesamte Körper der Greifvorrichtung mittels des Drahtseils nach oben gezogen und dann zu einem Becken bewegt und in diesem gelagert. Dieses ist außerhalb oberhalb des Reaktor-Druckgefäßes gelegen.

Daher ist es gemäß den vorliegenden Ausführungsformen möglich, den Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement, die innerhalb des Reaktor-Druckgefäßes angeordnet sind, zu ergreifen und dann zu entfernen und den Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement, die aus dem Reaktor-Druckgefäß herausgezogen werden sollen, hochzuziehen. Daher ist im Vergleich mit der herkömmlichen Vorrichtung, bei der der Steuerstab (CR) und das Brennstoff-Trageelement (FS) getrennt mittels verschiedener Greifvorrichtungen nachein­ ander ergriffen und aus dem Reaktor-Druckgefäß herausgezogen wurden, nachdem sie von den Greifvorrichtungen entfernt wurden, die vorliegende Erfindung in der Lage, die Arbeitseffizienz des Herauszieh-Schrittes merklich zu verbessern. Folglich ist es möglich, die Arbeitseffizienz bei der periodisch erfolgenden Inspektion eines Siedewasser-Reaktors merklich zu verbessern.

Außerdem ermöglicht es der Luftzylinder zum Hochziehen des Steuerstabs in dem den Steuerstab ergreifenden Teil, die Hubhöhe in Abhängigkeit vom Druck der zugeführten Luft einzustellen. So ist es durch sukzessives Erhöhen des Drucks der zugeführten Luft von niedrigem Druck zu hohem Druck möglich, den Haken in einem solchen Ausmaß hochzuziehen, daß der Spielraum zwischen dem Haken und dem von dem Haken er­ griffenen Steuerstab eliminiert wird und der Haken höher gehängt wird. So ist es deswe­ gen, weil im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Stoß gedämpft werden kann, der auftritt, wenn der Steuerstab insgesamt mittels des Hakens hochgezogen wird, möglich, die Vollständigkeit und Sicherheit des Steuerstabs zu erhöhen, wenn der Steuerstab hochgezogen wird.

Außerdem sind in dem Mechanismus zum Drehen des Steuerstabs die Drehteile, die den Drehkörper drehen, der den Haken zum Greifen des Halters des Steuerstabs aufweist, mit dem sich im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn drehenden Luftzylinder über einen Draht verbunden, um den Drehkörper zu drehen. So ist es möglich, die Belastung der Drehkraft zu reduzieren.

Wenn die Luftzufuhr zu dem den Steuerstab greifenden Luftzylinder unterbrochen wird, wenn der Steuerstab mittels des Hakens ergriffen wurde, der durch den Luftzylinder zum Greifen des Steuerstabs betätigt wurde, bleibt die Greiffunktion des Luftzylinders zum Ergreifen des Steuerstabs infolge der Kraft der Vorspannungseinrichtung, vorzugsweise einer Feder, erhalten. Daher gibt selbst dann, wenn die Luftzufuhr zu dem Luftzylinder zum Greifen des Steuerstabs aufgrund eines Bruchs der Luftleitung oder dergleichen unterbrochen wird, wenn der Steuerstab ergriffen und mittels des Hakens hochgezogen ist, der Haken den Steuerstab nicht frei. So kann die Sicherheit dieses Schrittes garantiert werden.

Wenn der Steuerstab nicht aufgrund einer Störung des Luftzylinders zum Ergreifen des Steuerstabs freigesetzt werden kann, ist es möglich, den Steuerstab zwangsweise durch Ziehen des Seils freizumachen.

Da ein Paar Kolben in ein Paar der bestehenden Seitenöffnungen des Brennstoff-Trageele­ ments unter Tragen des Brennstoff-Trageelements vorstehen, ist es nicht nötig, Vor­ richtungen an dem Brennstoff-Trageelement zur Sicherung des Greif-Schrittes vorzusehen. Da außerdem ein Paar Kolben in ein Paar Seitenöffnungen eingesetzt sind, die einander in bezug auf den Durchmesser des Brennstoff-Trageelements gegenüberstehen und das Brennstoff-Trageelement tragen und hochziehen, kann das Brennstoff-Trageelement stabil im Gleichgewicht in bezug auf seinen Durchmesser getragen und hochgezogen werden. So ist es möglich, die Zuverlässigkeit und die Sicherheit des Tragens und Hochziehens des Brennstoff-Trageelements zu erhöhen.

Wenn das Brennstoff-Trageelement mittels des Greifabschnitts für das Brennstoff-Trage­ element ergriffen und hochgezogen wird, wird der Greif-Zustand durch den Verriege­ lungsmechanismus verriegelt. So ist es möglich, zu verhindern, daß das Brennstoff- Trageelement aufgrund des Vorgangs des Freigebens des Brennstoff-Trageelements herunterfällt und beschädigt wird. Auch dadurch wird die Betriebszuverlässigkeit und -sicherheit erhöht.

Wenn die Luftzufuhr zu dem Luftzylinder für die Greifvorrichtung für das Brennstoff- Trageelement (FS) aufgrund eines Bruchs der Luftleitung unterbrochen wird, wenn das Brennstoff-Trageelement mittels des Luftzylinders zum Greifen des Brennstoff-Trageele­ ments gehalten wird, wird die Greiffunktion des Luftzylinders zum Greifen des Brenn­ stoff-Trageelements durch die Kraft der Vorspannungseinrichtung aufrechterhalten. So wird dann, wenn die Luftzufuhr des Luftzylinders zum Greifen des Brennstoff-Trageele­ ments aufgrund eines Bruchs der Luftleitung unterbrochen wird, wenn das Brennstoff- Trageelement ergriffen und hochgezogen wird, das Brennstoff-Trageelement gehalten. Dadurch wird die Sicherheit dieses Arbeitsschritts sichergestellt.

Wenn die Funktion des Freigebens des Brennstoff-Trageelements aufgrund einer Störung des Luftzylinders zum Greifen des Brennstoff-Trageelements nicht durchgeführt werden kann, ist es möglich, das Brennstoff-Trageelement dadurch zwangsweise freizugeben, daß man ein Seil zieht.

Wenn die obere Platte auf der oberen Gitterplatte abgesetzt wird, der Teil zum Greifen des Steuerstabes auf dem Halter des Steuerstabs abgesetzt wird und der Teil zum Greifen des Brennstoff-Trageelements auf dem Brennstoff-Trageelement abgesetzt wird, werden die Schritte des Absetzens dieser Teile mittels jeweiliger Absetz-Nachweisvorrichtungen nachgewiesen. So ist es möglich zu bestätigen, ob die entsprechenden Teile in der Weise abgesetzt wurden oder nicht, die erforderlich ist, bevor der Steuerstab und das Brennstoff- Trageelement ergriffen, entfernt und hochgezogen werden. Im Ergebnis kann die Zuver­ lässigkeit dieser Folge von Verfahrensschritten erhöht werden, und die Verfahrensschritte können ineinander übergehend durchgeführt werden.

Ein Spielraum der Luftleitung und des Tauwerks wird immer mittels eines Mechanismus zur Aufnahme des Tauwerks aufgenommen. So ist es möglich, die Möglichkeit einer Störung zu verringern, die auftreten kann, wenn sich die Luftleitung oder das Tauwerk an einem anderen Anlagenteil aufgrund eines derartigen Spielraums verhakt. Dadurch wird die Betriebszuverlässigkeit erhöht.

Die Natur der vorliegenden Erfindung und weitere Merkmale werden nachfolgend durch die Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, noch klarer.

In den beigefügten Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine schematische Vertikal-Schnittansicht, teilweise aufgeschnitten, die die Gesamtstruktur eines Reaktor-Druckgefäßes zeigt, in dem eine Greifvorrichtung für einen Steuerstab und ein Brennstoff-Trageelement gemäß einer Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung hochgezogen wird;

Fig. 2 eine Aufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform;

Fig. 3 eine Aufsicht auf den mittleren Bereich der in Fig. 1 gezeigten Aus­ führungsform;

Fig. 4 eine Aufsicht auf den unteren Abschnitt der in Fig. 1 gezeigten Aus­ führungsform;

Fig. 5 eine Teilschnittansicht entlang der Linie V-V in Fig. 2;

Fig. 6 eine Ansicht entlang der Linie VI-VI in Fig. 2; die

Fig. 7A und 7B Schnittansichten entlang der Linien VIIA-VIIA bzw. VIIB- VIIB;

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linien VIII-VIII von Fig. 3;
die Fig. 9A bis 9E Aufsichten, die Schritte zum Herausziehen von Brennstoff­ kassetten aus einem vorbestimmten Gitter zeigen;

Fig. 10 eine schematische Vertikalschnitt-Ansicht, teilweise aufgeschnitten, die einen Teil eines Reaktor-Druckgefäßes zeigt, in dem eine Greifvorrichtung für einen Steuerstab und ein Brennstoff-Trageelement gemäß einer weiteren Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung befestigt ist; die

Fig. 11A bis 11D Veranschaulichungen, die Entkopplungsschritte der Greifvorrichtung einer anderen Ausführungsform von dem Steuerstab zeigen; die

Fig. 12A bis 12C Veranschaulichungen, die Schritte des Herausziehens von Brennstoffkassetten aus einem gewünschten Gitter zeigen;

Fig. 13 eine Schnittansicht, teilweise aufgeschnitten, eines Kerns eines allgemei­ nen Siedewasser-Reaktors;

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht, teilweise aufgeschnitten, der in Fig. 13 gezeigten oberen Gitterplatte;

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht, teilweise aufgeschnitten, des Steuerstabs, des Brennstoff-Trageelements und der Kern-Stützplatte, wie sie in Fig. 13 gezeigt ist;

Fig. 16 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Brennstoff-Trageelements, das in Fig. 15 gezeigt ist;

Fig. 17 eine teilweise vergrößerte Ansicht des Kupplungsteils zwischen dem Steuerstab (CR) und dem Steuerstab-Antriebsmechanismus (CRD); die

Fig. 18A bis 18C schematische Schnittansichten der Bajonett-Kupplung als Mechanismus zum Verbinden des Steuerstabs (CR) und des Steuerstab-Antriebs­ mechanismus (CRD); und die

Fig. 19A bis 19C Aufsichten, die Schritte des Herausziehens von Brenn­ stoffkassetten aus einem gewünschten Gitter in Übereinstimmung mit einer her­ kömmlichen Verfahrensweise zeigen.

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 9 beschrieben. Gleiche Teile sowie äquivalente Teile in den Fig. 1 bis 9 werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 1 ist eine schematische Vertikalschnitt-Ansicht, die eine Greifvorrichtung für einen Steuerstab und ein Brennstoff-Trageelement gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die in einem Reaktor-Druckgefäß aufgehängt ist. Die Fig. 2 bis 8 zeigen die Einzelheiten von jeweiligen Abschnitten dieser Vorrichtung. Der Steuerstab (CR) 4 ist lösbar mit dem Steuerstab-Antriebsmechanismus (CRD) 8 mittels einer Bajonett-Kupplung 14 verbunden, die mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet ist.

Eine Greifvorrichtung 20 für den Steuerstab und das Brennstoff-Tragemetall, die die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wird zum Zeitpunkt der periodisch erfolgenden Inspektion eines Siedewasser-Reaktors (BWR) hochgezogen und in das Reaktor-Druckgefäß 1 transportiert. Der Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageele­ ment (FS) 6, die in dem Kern montiert sind, werden entfernt und hochgezogen, um aus dem Reaktor-Druckgefäß 1 heraustransportiert zu werden. Die Greifvorrichtung 20 für den Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement wird zum Wiedereinbau des Steuerstabs (CR) 4 und des Brennstoff-Trageelements (FS) 6 verwendet und umfaßt eine obere Platte 30, die mit einem Hubseil oder dergleichen einer Hilfs-Hebevorrichtung einer Brennstoff- Austauschvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden ist, eine Greifvorrichtung 40 für den Steuerstab (CR), die an der oberen Platte aufgehängt ist, so daß die Vorrichtung in axialer Richtung drehbar ist, sowie eine Greifvorrichtung 50 für das Brennstoff-Trageelement (FS), die an der Greifvorrichtung 40 für den Steuerstab montiert ist, so daß die Greifvor­ richtung für das Brennstoff-Trageelement angehoben und abgesenkt werden kann.

Die obere Platte 30 ist an einem gegebenen Gitter der oberen Gitterplatte 5 aufgehängt, wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, so daß das gesamte Gewicht der Greifvor­ richtung 20 für den Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement an der oberen Gitterplatte 30 angreift und verhindert wird, daß sich die Greifvorrichtung 20 für das Trageelement dreht. Ein Hebel 30a zum Nachweis eines Absetzens auf der oberen Platte ist im unteren Teil der quadratischen Ecke der oberen Platte 30 angeordnet, so daß der Nachweis-Hebel frei schwingen kann.

Wenn die obere Platte 30 auf der oberen Gitterplatte 5 abgesetzt ist, schwingt das frei­ schwingende Ende des Hebels 30a zum Nachweis des Absetzens auf der oberen Platte, und der Hebel 30a zum Nachweis des Absetzens auf der oberen Platte schaltet den Grenz­ schalter 30b zum Nachweis des Absetzens auf der oberen Platte auf "EIN" und gibt so ein Nachweissignal des Absetzens auf der oberen Platte an die Brennstoff-Austauschvor­ richtung oder dergleichen über ein (nicht gezeigtes) Kabel.

Ein quadratischer Stützzylinder 31 ist auf der oberen Platte 30 befestigt, so daß der Zylinder 31 vertikal durch das Zentrum der oberen Platte 30 verläuft. Ein quadratischer Ansatz 32 ist oben auf dem Zentrum des Stützzylinders mittels eines Stifts 32a vorgese­ hen, so daß der Ansatz 32 schwingen kann. So ist es nicht möglich, in einfacher Weise den Zustand der Greifvorrichtung 20 für den langen Steuerstab und das Brennstoff- Tragemetall vom Lagerzustand, in dem die Greifvorrichtung abgelegt ist, in den Zustand zu ändern, in dem die Greifvorrichtung 20 vertikal aufgehängt ist.

Der quadratische Ansatz 32 weist eine Öffnung 32b für eine Schraube auf, die auf seinem oberen Ende ausgebildet ist, wie dies in den Fig. 2 und 5 gezeigt ist. Ein Bolzen, der auf der Vorderseite eines Drahtseils wie beispielsweise eines verdrehungsfreien Drahts angebracht ist, wird in die Schraubenöffnung 32b eingeschraubt, um zu verhindern, daß sich die Hilfsaufhängung der Brennstoff-Austauschvorrichtung dreht. So ist es möglich, die Greifvorrichtung 20 für den Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement vollständig frei aufzuhängen, so daß die Greifvorrichtung sich nicht dreht.

Der Stützzylinder 31 enthält eine Greifvorrichtung 40 für den Steuerstab (CR). Die Greifvorrichtung 40 für den Steuerstab (CR) enthält doppelte innere und äußere Zylinder 41 und 42, die koaxial in dem Stützzylinder 31 angeordnet sind. Der äußere Zylinder 42 ist an dem Stützzylinder 31 befestigt, und der innere, sich drehende Zylinder 41 ist an dem äußeren Zylinder mittels eines Axiallagers 43a und eines Radiallagers 43b montiert, so daß der Innenzylinder 41 in axialer Richtung drehbar ist.

Der Drehzylinder 41 weist einen Haken 44 auf, der an seinem unteren Ende vorgesehen ist und der den Halter 4d ergreift und freigibt, wie dies in den Fig. 1 und 4 gezeigt ist. Wie in den Fig. 2 und 6 gezeigt, ist der rotierende Zylinder 41 axial im Uhrzei­ gersinn oder gegen den Uhrzeigersinn mittels eines Steuerstab-Drehmechanismus 45 drehbar.

Der Steuerstab-Drehmechanismus 45 enthält ein Drehgetriebe 45a, das seitlich in der Mitte des Drehzylinders entlang dessen Längsrichtung vorgesehen ist, wobei das Drehge­ triebe 45a mit dem Drehzylinder 41 gekoppelt ist. Beide Enden des Kabels 45, das um das Drehgetriebe 45a geschlungen ist, laufen um Seilscheiben 45c und 45d und sind sowohl mit dem oberen als auch mit dem unteren Ende von Kolbenstangen 45g eines Paars von rechten und linken Luftzylindern 45e und 45d zum Antrieb für eine Drehbewegung verbunden. Wenn sich die Kolbenstangen 45g hin- und herbewegen, dreht sich der Drehzylinder 41 axial im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn.

Der Drehzylinder 41 wird angehoben und abgesenkt mittels eines Luftzylinders 46 zum Anheben des Steuerstabs (CR). Wenn Luft niedrigen Drucks in die Anhebe-Kammer geleitet wird, d. h. die untere Kammer in dem Luftzylinder 46, wird der Haken 44, der den Halter 4d des Steuerstabs (CR) 4 ergreift, leicht angehoben. Danach wird der Haken 44 in der Weise angehoben, daß das Spiel des Halters 4d eliminiert wird, wodurch der Haken 44 genau in den Halter 4d eingepaßt wird. Dieser Mechanismus dämpft den Stoß, der auftritt, wenn der Haken 44 sofort über die ganze Strecke angehoben wird. Wenn der zugeführte Luftdruck hoch ist, hebt der Luftzylinder 46 zum Anheben des Steuerstabs (CR) den Halter 4d höher als zu dem Zeitpunkt, wenn niedriger Druck zugeführt wird, beispielsweise um einige 10 mm.

Wie in Fig. 4 gezeigt, schließt der Drehzylinder 41 den Mechanismus 47 zum Greifen des Steuerstabs ein, der am unteren Ende des Drehzylinders 41 vorgesehen ist. Der Mechanismus 47 zum Greifen des Steuerstabs sorgt dafür, daß der Kolbenstab 47b des Luftzylinders 47a zum Öffnen/Schließen des Hakens mit dem schwingenden Ende des Hakens 44 über einen Verbindungsmechanismus 47c in Verbindung steht und die Zufuhr von Luft zu dem Luftzylinder 47a zum Öffnen/Schließen des Hakens zur oberen Kam­ mer oder zur unteren Kammer ändert und dadurch den Haken 44 öffnet oder schließt. In der Folge wird der Halter 4d des Steuerstabs (CR) 4 ergriffen oder freigegeben. Der Mechanismus 47 zum Greifen des Steuerstabs (CR) umfaßt einen Grenzschalter 47d zum Nachweis der Offen-Stellung des Hakens, um nachzuweisen, daß der Haken 44 geöffnet ist, einen Grenzschalter 47e zum Nachweis der Geschlossen-Stellung des Hakens, um nachzuweisen, daß der Haken 44 geschlossen ist, und einen Grenzschalter 47f zum Nachweis des Aufsetzens des Steuerstabs, um nachzuweisen, daß der Haken 44 an dem Halter 4d des Steuerstabs (CR) 4 angesetzt ist.

Der Drehzylinder 41 weist einen Führungsvorsprung 47g auf, der an dessen unterem Teil vorgesehen ist. Der Führungsvorsprung 47g weist eine Führungsrinne auf, die in das kreuzförmige Zentrum des kreuzförmigen Halters 4d paßt, wobei die Führungsrinne an dessen unterem Teil vorgesehen ist. Wenn der Haken 44 auf den Steuerstab (CR) 4 abgesenkt wird, paßt sich der Halter 4d schrittweise in die kreuzförmige Führungsrinne ein und leitet so den Haken 44 in eine optimale Position der Halterung 4d.

Außerdem schließt der Luftzylinder 47a zum Öffnen/Schließen des Hakens eine Haltefe­ der 47i ein, die die Kolbenstange 47b in die Halteposition zwingt. Dies ist eine Einrich­ tung, um auf eine Störung des Luftzylinders 47a zum Öffnen/Schließen des Hakens zu reagieren. Diese hält die Greiffunktion aufrecht, wenn die Zufuhr von Luft zum Luftzylin­ der 47a aufgrund eines Reißens der Luftleitung unterbrochen wird. Ein freigebendes Drahtseil 47h ist mit der Kolbenstange 47b verbunden. Wenn das Drahtseil 47h in der Weise hochgezogen wird, daß es die Kraft der Haltefeder 47i überwindet, wird der Luftzylinder 47a zum Öffnen/Schließen des Hakens zwangsweise freigegeben.

Andererseits sind bei der Greifvorrichtung 50 für das Brennstoff-Trageelement (FS), wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, die unteren Halbabschnitte des quadratisch geformten Stützzylin­ ders 31 und des Drehzylinders 41 in einen quadratischen Hebezylinder 51 mit einem Durchmesser eingeführt, der größer ist als der des Stützzylinders 31. Wie in den Fig. 7A und 7B gezeigt ist, ist der quadratische Hebezylinder 51 so montiert, daß er hoch­ gezogen und abgesenkt werden kann, so daß der quadratische Hebezylinder 51 in axialer Richtung um 45 in bezug auf den inneren Stützzylinder 31 verdreht ist.

Mit anderen Worten: Ein Luftzylinder 52 zum Anheben des Brennstoff-Trageelements (FS) ist auf der Außenseite in der Mitte entlang der Länge des quadratischen Stützzylin­ ders 31 befestigt, und der quadratische Hebezylinder 51 wird von einer Kolbenstange 52a gehalten, die innerhalb des Luftzylinders 52 zum Anheben des Brennstoff-Trageelement (FS) auf- und abgeht, so daß der quadratische Hebezylinder frei angehoben werden kann.

Wie in Fig. 8 gezeigt, ist eine Mehrzahl von Führungsrollen 53, 53, die sich auf den Außenflächen der jeweiligen Ecken der äußeren Seitenfläche des quadratischen Stützzylin­ ders 31 bewegen, innerhalb des quadratischen Hebezylinders 51 vorgesehen. Andererseits weist - wie in Fig. 4 gezeigt - der quadratische Hebezylinder 51 eine kreuzförmige Einschuböffnung 51b auf, die es ermöglicht, daß der kreuzförmige Halter 4d des Steuer­ stabs (CR) 4 hindurchtritt, wobei die Öffnung auf der Unterseite des quadratischen Hebezylinders 51 vorgesehen ist. Wie in Fig. 8 gezeigt, weist der quadratische Hebe­ zylinder 51 Stifte 54 an den Ecken auf, die in Vertikalrichtung nach unten vorstehen und die in Kontakt mit den Leitstiften auf der Kern-Stützplatte 7 stehen, wobei die Kern-Stütz­ platte 7 auf den Außenseiten der jeweiligen Ecken des Unterteils 51a vorgesehen ist.

Außerdem weist - wie in Fig. 4 gezeigt - die Unterseite 51a des quadratischen Hebe­ zylinders 51 ein Paar plattenförmiger Führungen 55, 55 auf, die auf einem Paar Ecken angeordnet sind, die einander diagonal entsprechen. Die plattenförmigen Führungen 55, 55 sind in ein Paar Brennstofftrage-Eingriffsöffnungen 6b und 6d eingesetzt, die einander in bezug auf den Durchmesser des Brennstoff-Trageelements (FS) 6 gegenüberstehen, wie dies in Fig. 16 gezeigt ist. So wird der Haken 44 in den Halter 4d des Steuerstabs 4 geführt.

Der quadratische Hebezylinder 51 weist ein Paar rechter und linker Greifmechanismen 56 für das Brennstoff-Trageelement (FS), einen Greif-Sperrmechanismus 57 für das Brenn­ stoff-Trageelement (FS) und eine Nachweisvorrichtung 58 für das Absetzen des Brenn­ stoff-Trageelements auf, wobei diese Mechanismen und diese Vorrichtung an dessen Unterseite angebracht sind. Fig. 4 zeigt nur einen Greifmechanismus aus einem Paar rechter und linker Greifmechanismen 56 für das Brennstoff-Trageelement (FS), und die Wiedergabe der anderen Seite wird weggelassen.

Jeder Greifmechanismus 56 für das Brennstoff-Trageelement umfaßt einen Luftzylinder 56c, der ein Paar Stempel 56 über einen Verbindungsmechanismus 56b vorschiebt oder zurückzieht, wobei die Stempel durch ein Paar Öffnungen hervorragen, die in bezug auf den Durchmesser des Brennstoff-Trageelements (FS) 6, beispielsweise 6f, 6h, einander gegenüberliegen, um das Brennstoff-Trageelement (FS) zu greifen, einen Grenzschalter 56d zum Nachweis der Funktion des Greifens des Brennstoff-Trageelements (FS) 6 mittels des Luftzylinders 56c zum Greifen des Brennstoff-Trageelements (FS) und ein Grenz­ schalter 56e zum Nachweis der Freigabe des Brennstoff-Trageelements zum Nachweis der Funktion der Freigabe des Brennstoff-Trageelements (FS) 6.

Der Luftzylinder 56c zum Greifen des Brennstoff-Trageelements enthält eine Greif- Haltefeder 56g, die den Kolbenstab 56f in die Richtung zwingt, in der die Greiffunktion erhalten bleibt. Dies ist ein Mittel, um Störungen des Luftzylinders 56c zum Greifen des Brennstoff-Trageelements zu begegnen, wenn die Luftzufuhr zu dem Luftzylinder 56c zum Greifen des Brennstoff-Trageelements aufgrund eines Bruchs der Luftleitung unterbrochen wird, wenn das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 mittels des Luftzylinders 56c zum Greifen des Brennstoff-Trageelements (FS) ergriffen ist.

Ein Drahtseil 56h für den Freigabe-Schritt ist mit dem Luftzylinder 56c zum Greifen des Brennstoff-Trageelements (FS) verbunden. Durch Ziehen des Drahtseils 56h unter Über­ winden der Kraft der Greif-Haltefeder 56g wird die Greiffunktion des Luftzylinders 56c zum Greifen des Brennstoff-Trageelements (FS) zwangsweise in eine Freigabefunktion geändert. Dadurch wird ein Paar von Stempeln 56a, 56a aus einem Paar der Öffnungen 6f und 6h auf der Rückseite des Brennstoff-Trageelements (FS) 6 zurückgezogen, d. h. nach innen gezogen. Dadurch wird das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 zwangsweise freigegeben.

Der Sperrmechanismus 57 zum Greifen des Brennstoff-Trageelements weist einen Sperrhe­ bel 57a auf, der so vorgesehen wird, daß er frei auf der Unterseite 51b des quadratischen Hebezylinders 51 schwingen kann. Der Sperrhebel 57a wird so gehalten, daß er immer im Eingriff mit einer Eingriffsöffnung 56i in einem damit in Verbindung stehenden Stab 56f des Verbindungsmechanismus 56b des Greifmechanismus 56 für das Brennstoff-Trageele­ ment steht, um den damit in Verbindung stehenden Stab 56f zu halten. Wenn die Unter­ seite 51a des quadratischen Hebezylinders 51 auf der Oberseite des Brennstoff-Trageele­ ments (FS) 6 aufgesetzt wird, schwingt der Sperrhebel 57a um und wird aus dem Eingriff mit der Eingriffsöffnung 56i des damit in Verbindung stehenden Stabs 56f des quadrati­ schen Hebezylinders 51 freigegeben. In der Folge wird der damit in Verbindung stehende Stab 56f freigegeben und macht es möglich, daß der Verbindungsmechanismus arbeitet.

Wenn die Unterseite 51a des quadratischen Hebezylinders 51 von der Oberseite des Brennstoff-Trageelements (FS) 6 getrennt wird, schwingt der Sperrhebel 57a um und kommt in Eingriff mit der Eingriffsöffnung 56i des damit in Verbindung stehenden Stabs 56f. In der Folge wird die Funktion der Freigabe des damit in Verbindung stehenden Stabs 56f angehalten, und die Funktion des Greifens des Brennstoff-Trageelements (FS) 6 wird gesperrt.

Die Vorrichtung 58 zum Nachweis des Absetzens des Brennstoff-Trageelements (FS) weist einen Absetz-Nachweishebel 58a auf, der in der Weise vorgesehen ist, daß er frei auf der Unterseite 51a des quadratischen Hebezylinders 51 schwingen kann. Wenn der Absetz- Nachweishebel 58a auf der Oberseite des Brennstoff-Trageelements (FS) 6 aufgesetzt wird, wird ein Grenzschalter 58 zum Nachweis des Absetzens auf dem Brennstoff-Trage­ element durch das schwingende Ende des Hebels auf "EIN"/"AUS" geschaltet, um ein Brennstoff-Trageelement-Absetzsignal auszustoßen oder zu stoppen.

Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, wird ein Kabeldämpfungsmechanismus auf der Innenseite des oberen Teils des quadratischen Hebezylinders 51 vorgesehen. Dieser Mechanismus dämpft Seile 60 wie Luftleitungen, mit den jeweiligen Luftzylindern 45e, 45f, 46, 47a, 52 und 56c verbundene Kabel und Betriebsdrähte 45h, 47h, 56h mittels Seilscheiben 59a, 59b und einer Feder 59c, um eine Störung aufgrund der Lose der Seile 60 zu verhindern.

Nachfolgend wird ein Fall, in dem der Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageele­ ment (FS) 6 aus einem mit Wasser gefüllten Reaktor-Druckgefäß 1 unter Verwendung der Greifvorrichtung 20 für den Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement mit dem vor­ stehend beschriebenen Aufbau zum Zeitpunkt der periodisch wiederkehrenden Inspektion des Siedewasser-Reaktors hochgehoben werden, beschrieben.

Wie in Fig. 9A gezeigt ist, ist der Steuerstab 4 vollständig in den Kern eingeschoben, um den unterkritischen Zustand von vier Brennstoffkassetten 3, 3, 3, 3 aufrechtzuerhalten, die in einem Gitter angeordnet sind. Zwei Brennstoffkassetten 3, 3, die diagonal zuein­ ander angeordnet sind, werden aus dem Kern mittels einer Brennstoff-Ausbauvorrichtung oder dergleichen herausgezogen.

Wie in Fig. 9B gezeigt ist, wird eine Blattführung (Steuerstab-Führungsvorrichtung) 61, in der ein Paar Blindkanäle 61a, 61b über die Halterung 61c diagonal miteinander ver­ bunden sind, in Positionen eingesetzt, aus denen zwei Brennstoffkassetten 3, 3 entfernt wurden. Danach werden die beiden restlichen Brennstoffkassetten 3, 3 aus dem Kern gezogen, wie dies in Fig. 9C gezeigt ist.

Wie in Fig. 9D gezeigt ist, wird der Steuerstab (CR) 4 mittels der Blattführung 61 geführt und nach unten in den Kern mittels des Steuerstab-Antriebsmechanismus (CRD) 8 bewegt, so daß der Steuerstab (CR) 4 vollständig herausgezogen wird. Darüber hinaus wird - wie in Fig. 9e gezeigt ist - die Blattführung 61 aus dem Kern herausgezogen.

Nach diesen Schritten wird der Bolzen des Drahtseils der Hilfs-Hebevorrichtung der Brennstoff-Austauschvorrichtung (nicht gezeigt) in das Schraubloch 32b des quadratischen Gestells der Greifvorrichtung 20 für den Steuerstab und das Brennstoff-Tragemetall gemäß der vorliegenden Erfindung eingeschraubt. Danach wird die Brennstoffkassette in das Reaktor-Druckgefäß abgesenkt. Danach wird - wie in Fig. 1 gezeigt ist - die obere Platte 30 der Greifvorrichtung 20 für den Steuerstab und das Brennstoff-Tragemetall auf die obere Gitterplatte 5 aufgesetzt, um das gesamte Gewicht der Greifvorrichtung 20 für den Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement über das Drahtseil auf die obere Gitterplatte 5 aufzubringen.

Wenn die obere Platte 30 auf die Oberfläche der oberen Gitterplatte 5 aufgesetzt wird, kommt der Hebel 30a zum Nachweis des Absetzens der oberen Platte in Kontakt mit der Oberfläche der oberen Gitterplatte 5 und schaltet den Grenzschalter 30b zum Nachweis des Absetzens der oberen Platte ein. Danach wird ein Signal zum Nachweis des Absetzens der oberen Platte an die Brennstoff-Austauschvorrichtung oder dergleichen über ein (nicht gezeigtes) Kabel abgegeben.

Zu diesem Zeitpunkt ist die Unterseite 51a des quadratischen Hebezylinders 51 auf der Oberfläche des Brennstoff-Trageelements (FS) 6 und der Oberfläche des Halters 4d des Steuerstabs (CR) 4 gleichzeitig abgesetzt, und sowohl der Grenzschalter 47f zum Nach­ weis des Absetzens auf dem Steuerstab als auch der Grenzschalter 58b zum Nachweis des Absetzens auf dem Brennstoff-Trageelement geben Absetz-Signale ab.

Außerdem wird der Sperrschalter 57a aus der Eingriffsöffnung 56i des damit in Ver­ bindung stehenden Stabs 56f freigegeben und so der Sperrzustand des Sperrmechanismus 57 freigegeben.

Wenn im nächsten Schritt Luft dem Luftzylinder 56c zum Greifen des Brennstoff-Trage­ elements (FS) zugeführt wird, wird ein Paar rechter und linker Stempel 56a, 56a zum Vorspringen in ein Paar Öffnungen 6f, 6h des Brennstoff-Trageelement (FS) 6 über den Verbindungsmechanismus 56b, der entsperrt wird, gebracht, um das Brennstoff-Trageele­ ment (FS) 6 zu halten. Zu diesem Zeitpunkt liefert der Grenzschalter 56d zum Nachweis des Greifens des Brennstoff-Trageelements (FS) 6 ein Greif-Signal zum Nachweis des Greif-Zustands des Brennstoff-Trageelements (FS) 6.

Wenn der Greifseite des Luftzylinders 47a des Hakens zum Öffnen/Schließen Luft zugeführt wird, wird der Haken 44 geschlossen, wobei er den Halter 4d bei geringfügi­ gem Spiel in vertikaler Richtung greift, wodurch der Steuerstab (CR) 4 gegriffen wird. Zu diesem Zeitpunkt liefert der Grenzschalter 47e zum Nachweis des geschlossenen Zustands des Hakens ein Signal für den geschlossenen Zustand des Hakens.

Wenn dann Luft niedrigen Drucks dem Luftzylinder 46 zum Anheben des Steuerstabs (CR) zugeführt wird, hebt sich der Drehzylinder 41 geringfügig an, so daß der Haken 44 in Kontakt mit der Unterseite des Halters 4d kommt. Mit anderen Worten: Da der Druck der dem Luftzylinder 46 zum Anheben des Steuerstabs (CR) zugeführtem Luft niedrig ist, hebt sich der Drehzylinder 41 nur um ein kleines Stückchen, d. h. das Spiel zwischen dem Haken 44 und dem Halter 4d des Steuerstabs (CR) 4 und schafft so einen festen Kontakt des Hakens 44 mit dem Halter 4d.

Wenn der Anhebe-Kammer, d. h. der unteren Kammer des Luftzylinders 52 zum Anheben des Brennstoff-Trageelements (FS) 6 Luft zugeführt wird, hebt sich der quadratische Hebezylinder 51. So wird das Brennstoff-Trageelement (FS) 6, das mittels des Greifme­ chanismus 56 für das Brennstoff-Trageelement (FS) gehalten wird, leicht nach oben gezogen, um das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 aus der Kern-Stützplatte 7 herauszuhe­ ben. Das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 wird geringfügig höher gehoben als die Obersei­ te des Halters 4d des Steuerstabs (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 wird auf der Höhe gehalten.

Wenn der quadratische Hebezylinder 51 angehoben wird, dreht sich eine Mehrzahl von Führungsrollen 53, 53, die auf dessen Innenseite vorgesehen sind, auf der Außenseite des Stützzylinders 31, um zu verhindern, daß sich das Brennstoff-Trageelement (FS) 6, das mittels des Hebezylinders 51 gehalten wird, und der Greifmechanismus 56 für das Brennstoff-Trageelement (FS) in axialer Richtung drehen. So ist es möglich zu verhin­ dern, daß das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 mit der Brennstoffkassette 3, die in dem Gitter eingesetzt ist, kollidiert.

Nach diesem Schritt wird Luft hohen Drucks in die Anhebe-Kammer, d. h. die untere Kammer des Luftzylinders 46 zum Anheben des Steuerstabs, geführt, um den Greifmecha­ nismus 47 für den Steuerstab (CR) um einige 10 mm anzuheben und den Steuerstab (CR) 4 zu drehen.

Folglich wird das gesamte Gewicht des Steuerstabs (CR) 4 und der Teile, die mit der Bajonett-Kupplung 14 des Steuerstab-Antriebsmechanismus (CRD) 8 verbunden sind, von der Greifvorrichtung 20 für den Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement aufgenom­ men, und das Gewicht hängt an und wird getragen von der oberen Gitterplatte 5.

Wenn einem der Luftzylinder 45e, 45f zum Drehen des Steuerstabs (CR), beispielsweise dem Zylinder 45e, Luft zugeführt wird, während der Steuerstab (CR) 4 wie oben be­ schrieben hängt, dreht sich das Drehgetriebe 45a im Uhrzeigersinn. Durch Drehen des Drehzylinders 41 um beispielsweise 45° mittels des Drehgetriebes 45a ist es möglich, die Verbindung zwischen dem Steuerstab (CR) 4 und dem Steuerstab-Antriebsmechanismus (CRD) 8 über die Bajonett-Kupplung 14 freizugeben. Wenn Luft dem anderen Luftzylin­ der 45f zum Drehen des Steuerstabs (CR) zugeführt wird, um den Drehzylinder 41 um 45° zu drehen, wird der Steuerstab (CR) 4 mit dem Steuerstab-Antriebsmechanismus (CRD) 8 über die Bajonett-Kupplung 14 verbunden.

Nachdem der Steuerstab (CR) 4 von dem Steuerstab-Antriebsmechanismus (CRD) 8 entfernt wurde, werden der Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 im oberen Bereich des Kerns aufgehängt, indem man das Drahtseil der Hilfs-Hebevorrichtung oder dergleichen der Brennstoff-Austauschvorrichtung aufwickelt.

Der Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 werden durch die obere Gitterplatte 5 vom Inneren des Reaktor-Druckgefäßes in ein Reaktorbecken hochgezogen, das oberhalb des Reaktor-Druckgefäßes liegt, und werden dann in ein Brennstoff-Lager­ becken gebracht, das mit dem Reaktorbecken in Verbindung steht, wobei man den Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 in Wasser hält. Danach werden die Greifmechanismen 47 und 56 für den Steuerstab (CR) und das Brennstoff- Trageelement (FS) 6 betätigt, um den Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 in einer vorbestimmten Stellung freizugeben. Danach werden der Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 freigegeben und gelagert und damit der Ver­ fahrensschritt zum Abschluß gebracht. Wenn jedoch die Greifmechanismen 47 und 56 nicht in der Lage sind, aus irgendwelchen Gründen den Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 freizugeben, werden die Kabel 47h und 56h für den Freigabeschritt stark gezogen. Danach wird es möglich, zwangsweise den Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 freizugeben.

Wenn der Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 mittels des Greifme­ chanismus 47 für den Steuerstab und des Greifmechanismus 56 für das Brennstoff-Trage­ element ergriffen werden, wird die Greiffunktion durch die Haltefedern 47g und 56g und den Sperrmechanismus 57 aufrechterhalten. So ist es möglich, einen unerwarteten Unfall zu verhindern, der auftreten kann, wenn der Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff- Trageelement (FS) 6 zufällig freigegeben werden, wenn der Steuerstab 4 und das Brenn­ stoff-Trageelement 6 ergriffen und versetzt werden.

Gemäß der beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 mittels der Greifvor­ richtung 20 für den Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement zu greifen und zu entfernen und außerdem den Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 aufzuhängen und sie gleichzeitig aus dem Reaktor-Druckgefäß 1 herauszutransportieren. So kann eine Folge derartiger Schritte in einfacher, sicherer und schneller Weise durch­ geführt werden, und die Arbeitseffizienz der periodisch wiederkehrenden Inspektion eines Siedewasser-Reaktors kann merklich erhöht werden.

Fig. 10 gibt eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wieder. Es wird auf Fig. 10 Bezug genommen. Der Greifvorrichtungs-Körper 100 wird in das Reaktor-Druckgefäß mittels eines Drahtseils 101 herabgelassen, das von einer (nicht gezeigten) Hebevorrichtung betrieben wird. Eine Hängeeinrichtung 102 wird am oberen Teil des Greifvorrichtungs-Körpers 100 befestigt, und das Drahtseil 101 wird fest in Eingriff mit der Hängeeinrichtung 102 gebracht. Eine Greifvorrichtung 103 für ein Brennstoff-Trageelement wird an dem unteren Teil des Greifvorrichtungs-Körpers 100 montiert und greift das Brennstoff-Trageelement 6, das auf einer Kern-Stützplatte 7 montiert ist. Außerdem wird eine Greifvorrichtung 106 für den Steuerstab zum Greifen des Nackenbereichs eines Steuerstabs 4 durch den Greifvorrichtungs-Körper 100 über ein Stielteil 107 und eine Trägerplatte 108, die das Stielteil 107 trägt, getragen, so daß das Stielteil 107 in der Weise an der Trägerplatte 108 befestigt ist, daß es in bezug auf die Trägerplatte 108 nach oben und nach unten bewegbar ist. Ein Mechanismus 109 zum Drehen des Steuerstabs zum Drehen des Stielteils 107 in bezug auf die Trägerplatte 108 ist an einem Teil nahe dem Teil montiert, mit dem das Stielteil 107 an der Trägerplatte 108 befestigt ist. Ein Anschlagteil ist am oberen Ende des Stielteils 107 vorgesehen, um zu verhindern, daß die Greifvorrichtung 106 für den Steuerstab und das Stielteil 107 zu dem Zeitpunkt, wenn der Greifvorrichtungs-Körper 100 nach oben gezogen wird, aus der Trägerplatte 108 herausrutschen.

In Fig. 10 ist die obere Gitterplatte 5 eine Platte zum Tragen des oberen Teils einer Brennstoffkassette (nicht gezeigt) in einer horizontalen Ebene. Vier Brennstoffkassetten sind im Zustand des üblichen Betriebs des Kerns, in eine Zelle 113 geladen, in der der Greifvorrichtungs-Körper 100 angeordnet ist. Der Greifvorrichtungs-Körper 100 weist in horizontaler Richtung einen Querschnitt von quadratischer Form auf. Dieser ist geringfü­ gig kleiner als der der Zelle 113, um zu verhindern, daß sich der Greifvorrichtungs- Körper 100 in der Zelle 113 drehen kann.

Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herausziehen d. h. Entkoppeln des Steuerstabs (CR) 4 und des Brennstoff-Trageelement (FS) 6 unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 beschrieben.

Fig. 11A zeigt einen Zustand vor dem Entkopplungsschritt, in dem das Brennstoff- Trageelement (FS) 6 auf eine Steuerstab-Leitröhre 114 aufgesetzt wird, die von der Kern- Stützplatte 7 gestützt wird. Es wird durch einen Stift 115, der an der Kern-Stützplatte 105 befestigt ist verhindert, daß sich das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 dreht. Der Steuerstab (CR) 4 tritt in das Innere des Brennstoff-Trageelements (FS) 6 ein, so daß sein oberes Ende über das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 hinaussteht, wie dies ersichtlich ist.

Ausgehend von diesem Zustand, wird der Greifvorrichtungs-Körper 100 von einem oberen Teil des Brennstoff-Trageelements (FS) 6 mittels des Drahtseils 101 abgesenkt, und dieser Zustand entspricht dem in Fig. 10 gezeigten Zustand. Danach wird die Greifvorrichtung 103 für das Brennstoff-Trageelement in der Weise betrieben, daß sie das Brennstoff- Trageelement (FS) 6 greift, und die Greifvorrichtung 106 für den Steuerstab wird auch so betrieben, daß sie den Steuerstab (CR) 4 greift. Das Drahtseil 101 wird danach hoch­ gezogen und zieht dadurch den Greifvorrichtungs-Körper 100 hoch. Zu diesem Zeitpunkt wird auch das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 zusammen mit dem Greifvorrichtungs- Körper 100 hochgezogen. Die Greifvorrichtung 106 für den Steuerstab wird jedoch nicht hochgezogen, was auf die Gleitbewegung des Stielteils 107 zurückzuführen ist.

Fig. 11B zeigt den Zustand, in dem das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 angehoben wird.

Im nächsten Schritt wird das Drehteil 109 für den Steuerstab angetrieben und dreht die Greifvorrichtung 106 für den Steuerstab und den Steuerstab (CR) 4 um 45° Hierdurch werden der Steuerstab und der Steuerstab-Antriebsmechanismus entkoppelt. Fig. 11C zeigt den Zustand vor dieser Drehung. Danach werden der Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 aus dem Kern durch Hochheben des Greifvorrichtungs- Körpers 100 herausgezogen.

Fig. 11D zeigt den Zustand vor dem Hochheben des Steuerstabs (CR) 4. Wenn der Greifvorrichtungskörper 100 hochgezogen wird, rutscht die Greifvorrichtung 106 für den Steuerstab wegen des Vorhandenseins des Anschlagteils 110 nicht ab, und der Steuerstab 4 wird zusammen mit dem Brennstoff-Trageelement (FS) 6 hochgehoben.

Wie vorstehend unter Bezugnahme auf die beiden bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, dreht sich gemäß der vorliegenden Erfindung das Brennstoff-Trageele­ ment (FS) 6 nicht horizontal aus dem Absetz-Zustand von Fig. 12A zum Zustand von Fig. 12B, und nur der Steuerstab (CR) 4 dreht sich und wird dadurch entkoppelt. Dem entsprechend können der Steuerstab (CR) 4 und das Brennstoff-Trageelement (FS) 6 gleichzeitig aus dem Kern herausgezogen werden.

Fig. 12C zeigt einen Zustand, in dem Brennstoffkassetten herausgezogen werden, um eine Fernsehkamera zur Überwachung des Arbeitszustands des Greifvorrichtungs-Körpers einzusetzen. Es wird erwartet, daß die Brennstoffkassetten in Zukunft wegen der Zuver­ lässigkeit der Greifvorrichtung bei Gebrauch nicht herausgezogen werden müssen.

Wie vorstehend unter Bezugnahme auf die beiden bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung das Brennstoff-Trageelement nicht horizontal in den in Fig. 12B gezeigten Zustand aus dem in Fig. 12A gezeigten Zustand bewegt, der unter Bezugnahme auf die herkömmliche Struktur erwähnt wurde. Es wird nur der Steuerstab bewegt, um sein Entkoppeln durchzuführen. Dementsprechend können der Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement in der gegebenen Brennstoff­ kassette gleichzeitig herausgezogen werden, ohne die Brennstoffkassetten zu bewegen oder zu verschieben, die in der Nachbarschaft der gegebenen Brennstoffkassette angeordnet sind. Unter Bezugnahme auf Fig. 12C wird die Brennstoffkassette 116 nicht zum Anord­ nen einer Fernsehkamera zur Überwachung des Betriebs der Greifvorrichtung für den Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement herausgezogen. Es wird vielmehr für die Zukunft erwartet, daß nach wiederholter Bestätigung des Funktionierens dieser Greifvor­ richtung eine derartige Brennstoffkassette nicht entfernt werden muß.

Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, den Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement zu greifen und zu entfernen, die innerhalb des Reaktor-Druckgefäßes angeordnet sind, und den Steuerstab und das Brennstoff-Trageele­ ment so hochzuziehen, daß sie aus dem Reaktor-Druckgefäß herausgenommen werden können. Im Vergleich mit dem herkömmlichen Fall, in dem der Steuerstab und das Brennstoff-Trageelement getrennt mittels verschiedener Greifvorrichtungen nacheinander ergriffen wurden und aus dem Reaktor-Druckgefäß transportiert wurden, nachdem sie von den Greifvorrichtungen freigegeben wurden, ist die vorliegende Erfindung im Stande, die Arbeitseffizienz des Schritts des Hochziehens merklich zu verbessern. Folglich ist es möglich, die Arbeitseffizienz der periodisch wiederkehrenden Inspektion eines Siede­ wasser-Reaktors zu verbessern. Mit anderen Worten: Beispielsweise ist es im Rahmen der herkömmlichen Technik erforderlich, zwanzig Brennstoffkassetten vollständig zu entfer­ nen. Gemäß der vorliegenden Erfindung müssen nur die sieben Brennstoffkassetten entfernt werden. Vorzugsweise müssen in Zukunft nur vier Brennstoffkassetten entfernt werden. So kann die Arbeit des Operators, die Brennstoffkassetten zu entfernen, in extremem Maße verringert werden, was ein Vorteil ist. Dieser Vorteil führt zur Ver­ ringerung des Raums des Beckens, in dem die herausgezogenen Steuerstäbe und Brenn­ stoff-Trageelemente gelagert werden.

Außerdem werden in dem Mechanismus zum Drehen des Steuerstabs die Drehteile, die den Drehkörper in Drehung versetzen, der den Haken zum Greifen des Halters des Steuerstabs aufweist, mit dem Luftzylinder zum Drehen im Uhrzeigersinn bzw. gegen den Uhrzeigersinn über einen Draht verbunden, um dem Drehkörper in Drehung zu versetzen. So ist es möglich, die Belastung der Drehkraft zu senken.

Wenn die Zufuhr eines Antriebsmediums wie beispielsweise Luft zu der Antriebsquelle für die Greifvorrichtung für den Steuerstab wie beispielsweise einen Luftzylinder unter­ brochen wird, wenn der Steuerstab mittels des Hakens ergriffen wird, der durch die Antriebsquelle für die Greifvorrichtung für den Steuerstab betätigt wird, wird die Greif­ funktion der Antriebsquelle für den Steuerstab durch die Kraft der Feder aufrechterhalten. So gibt selbst dann, wenn die Luftzufuhr zu der Antriebsquelle für das Greifen des Steuerstabs aufgrund eines Bruchs der Luftleitung oder dergleichen unterbrochen wird, wenn der Steuerstab mittels des Hakens ergriffen und hochgezogen wurde, der Haken den Steuerstab nicht frei. So kann die Sicherheit dieses Betriebsschritts sichergestellt werden.

Wenn der Steuerstab aufgrund einer Störung in der Antriebsquelle zum Greifen des Steuerstabs nicht freigegeben werden kann, ist es möglich, den Steuerstab zwangsweise freizugeben, indem man das Seil zieht. Ein Paar Stempel werden zum Vorstehen in ein Paar bestehender seitlicher Öffnungen des Brennstoff-Tragemetalls zum Tragen des Brennstoff-Tragemetalls gebracht. Folglich ist es nicht erforderlich, Vorrichtungen an dem Brennstoff-Tragemetall zur Sicherung des Greifschritts vorzuziehen. Da außerdem ein Paar Stempel in ein Paar seitlicher Öffnungen eingeführt werden, die einander in bezug auf den Durchmesser des Brennstoff-Tragemetalls gegenüberstehen und das Brennstoff- Tragemetall tragen und aufhängen, kann das Brennstoff-Tragemetall stabil im Gleichge­ wicht in bezug auf dessen Durchmesser getragen und aufgehängt werden. So ist es möglich, die Betriebszuverlässigkeit und -sicherheit des Tragens und Aufhängens des Brennstoff-Trageelements zu erhöhen.

Wenn das Brennstoff-Trageelement mittels der Greifvorrichtung für das Brennstoff- Trageelement ergriffen und aufgehängt wird, wird der Zustand des Greifens durch den Sperrmechanismus gesperrt. So ist es möglich, zu verhindern, daß das Brennstoff-Trage­ element aufgrund eines Vorgangs der Freigabe des Brennstoff-Trageelements herunterfällt und beschädigt wird. Dadurch wird die Betriebszuverlässigkeit und -sicherheit erhöht.

Wenn die Zufuhr eines Antriebsmediums zu der Antriebsquelle für die Greifvorrichtung für das Brennstoff-Trageelement aufgrund eines Bruchs der Antriebsleitung wie beispiels­ weise der Luftleitung unterbrochen wird, wenn das Brennstoff-Trageelement mittels der Antriebsvorrichtung zum Greifen für das Brennstoff-Trageelement gehalten wird, wird die Greiffunktion der Antriebsquelle für die Greifvorrichtung für das Brennstoff-Trageelement durch die Kraft einer Feder aufrechterhalten. So wird dann, wenn die Luftzufuhr zu der Antriebsquelle für die Greifvorrichtung für das Brennstoff-Tragemetall aufgrund eines Bruchs der Luftleitung unterbrochen wird, wenn das Brennstoff-Tragemetall ergriffen und hochgezogen ist, das Brennstoff-Tragemetall gehalten. Dadurch wird die Betriebssicherheit gesichert.

Wenn die Funktion des Freigebens des Brennstoff-Trageelements aufgrund einer Störung in der Antriebsquelle für die Greifvorrichtung für das Brennstoff-Trageelement nicht durchgeführt werden kann, ist es möglich, das Brennstoff-Trageelement dadurch zwangs­ weise freizugeben, daß man ein Seil zieht.

Claims (14)

1. Greifvorrichtung (20) für einen Steuerstab (4) und ein Brennstoff-Trageelement (6) zum Greifen eines Brennstoff-Trageelements (6) und eines Steuerstabs (4), wobei das Brenn­ stoff-Trageelement (6) auf einer Kern-Stützplatte (7) montiert ist, die unterhalb einer oberen Gitterplatte (5) innerhalb eines Reaktor-Druckgefäßes (1) angeordnet ist, und Brennstoffkassetten (3) tragende Eingriffsöffnungen, in die die unteren Abschnitte einer Mehrzahl von Brennstoffkassetten (3) unter Tragen der Brennstoffkassetten (3) eingesetzt sind, und eine Einschuböffnung aufweist, durch die ein Steuerstab (4) eingeschoben ist, wobei der Steuerstab (4) lösbar mit einem Steuerstab-Antriebsmechanismus (8) mittels einer Bajonettkupplung (14) verbunden ist und durch eine Steuerstab-Durchtrittsöffnung hindurchgeführt ist, so daß er hochgehoben und abgesenkt wird, um das Brennstoff- Trageelement (6) und den Steuerstab (4) von der Kern-Stützplatte (7) und dem Steuerstab- Antriebsmechanismus (8) zu entfernen, wobei die Greifvorrichtung (20) für den Steuerstab (4) und das Brennstoff-Trageelement (6) umfaßt:

• - einen Greifvorrichtungs-Körper (100), der vertikal anhebbar in installiertem Zustand in dem Reaktor-Druckgefäß (1) aufgehängt ist;
• - eine Greifvorrichtung (50, 103) für das Brennstoff-Trageelement, die in einem Teilabschnitt unterhalb des Greifvorrichtungs-Körpers (100) angebracht ist;
• - eine Greifvorrichtung (40, 106) für den Steuerstab, die in einem Teilabschnitt unterhalb des Greifvorrichtungs-Körpers (100) angebracht ist und in bezug auf den Greifvorrichtungs-Körper (100) hebbar und senkbar sowie drehbar ist; und
• - eine Einrichtung (109) zum Drehen der Greifvorrichtung (40, 106) für den Steuer­ stab in bezug auf den Greifvorrichtungs-Körper (100).

2. Greifvorrichtung (20) für einen Steuerstab (4) und ein Brennstoff-Trageelement (6) nach Anspruch 1, wobei die Greifvorrichtung (50, 103) für das Brennstoff-Trageelement eine Nachweis-Einrichtung (58) zum Nachweis der Tatsache einschließt, daß der Greifvor­ richtungs-Körper (100) auf der Greifvorrichtung (50, 103) für das Brennstoff-Trageele­ ment abgesetzt ist.

3. Greifvorrichtung (20) für einen Steuerstab (4) und ein Brennstoff-Trageelement (6) nach Anspruch 1 oder 2, welche außerdem eine Nachweis-Einrichtung zum Nachweis der Tatsache umfaßt, daß die Greifvorrichtung (40, 106) für den Steuerstab um einen Winkel über einen vorbestimmten Winkel gedreht wurde.

4. Greifvorrichtung (20) für einen Steuerstab (4) und ein Brennstoff-Trageelement (6) nach Anspruch 1 bis 3, worin eine obere Gitterplatte (5) oberhalb des Greifvorrichtungs- Körpers (100) in einem oberen Bereich des Reaktor-Druckgefäßes (1) angeordnet ist und eine obere Platte (30) auf der oberen Gitterplatte (5) durch eine Greifvorrichtungs-Körper- Hebevorrichtung zum Anheben und Absenken des Greifvorrichtungs-Körpers (100) in bezug auf die obere Gitterplatte (5) angeordnet ist.

5. Greifvorrichtung (20) für einen Steuerstab (4) und ein Brennstoff-Trageelement (6) nach Anspruch 4, worin die Greifvorrichtung (40, 106) für den Steuerstab eine Haken- Einrichtung (44), die über ein drehbar an der oberen Platte (30) befestigtes Dreh-Bauteil aufgehängt ist, um lösbar einen Halter (4d) des Steuerstabs (4) zu ergreifen, eine erste Antriebseinrichtung zum Antreiben der Greifvorrichtung (40, 106) für den Steuerstab, um den Haken (44) dazu zu bringen, Schritte des Greifens und Freigebens durchzuführen, eine zweite Antriebseinrichtung zum Anheben und Absenken des Hebemechanismus für den Steuerstab durch Anheben der Haken-Einrichtung (44), eine dritte Antriebseinrichtung mit einer Hubkolbenstange zum Antrieb einer Aufwickel-Einrichtung und eine Drehvor­ richtung zum Drehen des Drehkörpers im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn unter Verbinden beider Enden der Aufwickel-Einrichtung, die an einem Drehteil in drehbarer Verbindung mit dem Drehkörper befestigt ist, mit beiden Enden der Hubkolben­ stange der dritten Antriebseinrichtung umfaßt.

6. Greifvorrichtung (20) für einen Steuerstab (4) und ein Brennstoff-Trageelement (6) nach Anspruch 5, worin die ersten, zweiten und dritten Antriebseinrichtungen Luftzylin­ der-Anordnungen sind.

7. Greifvorrichtung (20) für einen Steuerstab (4) und ein Brennstoff-Trageelement (6) nach Anspruch 5, worin die erste Antriebseinrichtung eine vorspannende Einrichtung (47i) zum Aufrechterhalten der Greifoperation der Haken-Einrichtung (44) einschließt, wenn die Zufuhr von Fluid ausfällt.

8. Greifvorrichtung (20) für einen Steuerstab (4) und ein Brennstoff-Trageelement (6) nach Anspruch 7, worin die vorspannende Einrichtung (47i) eine Feder ist.

9. Greifvorrichtung (20) für einen Steuerstab (4) und ein Brennstoff-Trageelement (6) nach Anspruch 5, worin die erste Antriebseinrichtung mit einer Seileinrichtung zur Freigabe der Haken-Einrichtung (44) zu dem Zeitpunkt verbunden ist, wenn die Seil­ einrichtung gezogen wird, um dadurch zwangsweise den Freigabe-Schritt durchzuführen.

10. Greifvorrichtung (20) für einen Steuerstab (4) und ein Brennstoff-Trageelement (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die Greifvorrichtung (50, 103) für das Brenn­ stoff-Trageelement eine erste Antriebsquelle, die veranlaßt, daß ein Paar zurückziehbarer Greifstempel vom Inneren des Brennstoff-Trageelements (6) in ein Paar seitlicher Öff­ nungen hervorragt, die mit den jeweiligen Brennstoffkassettentrage-Eingrifföffnungen des Brennstoff-Trageelements (6) in Verbindung stehen und einander in Richtung von dessen Durchmesser gegenüberstehen, um das Brennstoff-Trageelement (6) zu greifen, und eine zweite Antriebsquelle umfaßt, die das Brennstoff-Trageelement (6) mittels der Greif­ stempel ergreift und die das Brennstoff-Trageelement (6) aufhängt.

11. Greifvorrichtung (20) für einen Steuerstab (4) und ein Brennstoff-Trageelement (6) nach Anspruch 10, worin der Greifabschnitt (50, 103) für das Brennstoff-Trageelement einen Sperrmechanismus zum Halten der ersten Antriebsquelle in der Greifposition umfaßt, wenn das Brennstoff-Trageelement mittels der ersten Antriebsquelle ergriffen und mittels eines Hochhebemechanismus hochgehoben wird, um zu verhindern, daß das ergriffene Brennstoff-Trageelement (6) freigegeben wird.

12. Greifvorrichtung (20) für einen Steuerstab (4) und ein Brennstoff-Trageelement (6) nach Anspruch 11, worin die erste Antriebsquelle einen Mechanismus (56g) zum Halten des Greifzustands zur Aufrechterhaltung des Zustands des Greifens des Brennstoff-Trage­ elements (6) umfaßt, wenn die Zufuhr eines Antriebsmittels ausfällt.

13. Greifvorrichtung (20) für einen Steuerstab (4) und ein Brennstoff-Trageelement (6) nach Anspruch 11, worin die erste Antriebsquelle mit einem Seil verbunden ist und ein Paar Stempel von einem Paar seitlicher Öffnungen in das Innere des Brennstoff-Trageele­ ments (6) zurückgezogen wird, wenn das Seil gezogen wird, um zwangsweise das Brenn­ stoff-Trageelement (6) freizusetzen.

14. Verfahren zum Herausziehen eines Steuerstabs (4) und eines Brennstoff-Trageelements (6) aus einem Reaktor-Druckgefäß (1), in dem das Brennstoff-Trageelement (6) auf einer Kern-Stützplatte (7) montiert ist, die unterhalb einer oberen Gitterplatte (5) innerhalb eines Reaktor-Druckgefäßes (1) angeordnet ist und Brennstoffkassetten (3) tragende Eingriffs­ öffnungen, in die die unteren Abschnitte einer Mehrzahl von Brennstoffkassetten (3) unter Tragen der Brennstoffkassetten (3) eingesetzt sind, und eine Einschuböffnung aufweist, durch die ein Steuerstab (4) eingeschoben ist und der Steuerstab (4) mit einem Steuerstab- Antriebsmechanismus (8) mittels einer Bajonett-Kupplung (14) verbunden ist und durch eine Steuerstab-Durchtrittsöffnung hindurchgeführt ist, so daß er frei hochgehoben und abgesenkt wird, um das Brennstoff-Trageelement (6) und den Steuerstab (4) von der Kern- Stützplatte (7) und dem Steuerstab-Antriebsmechanismus (8) zu entfernen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, daß man

• - das Brennstoff-Trageelement (6) von der Kern-Stützplatte (7) um eine vorbestimm­ te Distanz nach oben hebt;
• - den Steuerstab (4) um einen vorbestimmten Winkel dreht und so den Steuerstab (4) von dem Steuerstab-Antriebsmechanismus (8) trennt; und
• - das Brennstoff-Trageelement (6) und den Steuerstab (4) aus dem oberen Abschnitt des Reaktor-Druckgefäßes (1) herauszieht.