DE68907161T2

DE68907161T2 - Vorrichtung zum Einsetzen von Führungsrohrblockierhülsen in ein Kopfstück eines zerlegbaren Kernreaktorbrennstabbündels.

Info

Publication number: DE68907161T2
Application number: DE89402509T
Authority: DE
Inventors: Michel Bline; Louis Guironnet
Original assignee: Framatome SA; Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA
Current assignee: Areva NP SAS; Orano Demantelement SAS
Priority date: 1988-09-19
Filing date: 1989-09-13
Publication date: 1993-11-11
Anticipated expiration: 2009-09-14
Also published as: EP0360665B1; KR900005480A; ZA896589B; ES2044175T3; JPH02115794A; CN1041475A; EP0360665A1; US5118465A; DE68907161D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einsetzen einer Blockierhülse eines Führungsrohrs in ein Kopfstück einer zerlegbaren Brennelementkassette eines Kernreaktors, insbesondere eines Druckwasserkernreaktors.
Wassergekühlte Kernreaktoren und insbesondere druckwassergekühlte Kernreaktoren umfassen Brennelementkassetten, die aus einem Bündel parallel zueinander angeordneter und von einem Tragwerk aus Führungsrohren, Verstrebungen und zwei Kopfstücken gehaltener Brennstäbe von großer Länge bestehen. Die Führungsrohre sind in Längsrichtung der Kassette angeordnet und mit entlang der Kassette gleichmäßig beabstandeten Querverstrebungen verbunden. Ferner sind die Führungsrohre an beiden Enden mit einem Kopfstück verbunden, das ein Versteifungs- und Abschlußelement der Kassette bildet.
Die Brennstäbe der Kassette bilden ein Bündel, in dem die Stäbe parallel zueinander und über den Querschnitt der Kassette nach einem regelmäßigen, von den Querverstrebungen festgelegten Raster verteilt sind. Manche Rasterpunkte sind durch Führungsrohre belegt, die im allgemeinen starr mit den Verstrebungen verbunden sind.
Die Führungsrohre haben eine größere Länge als die Brennstäbe und sind so im Bündel angebracht, daß sie an beiden Enden über das Brennstabbündel überstehende Bereiche aufweisen. Die Kopfstücke sind an diesen überstehenden Bereichen der Führungsrohre so befestigt, daß der Verschluß der Kassette an beiden Enden sichergestellt ist.
Die Brennstäbe bestehen aus gesinterten Tabletten aus Kernbrennstoff, die im Inneren einer die Tabletten vom die Brennelementkassette umgebenden Fluid isolierenden Metallhülse aufgehäuft sind. Wenn die Hülle eines Stabes einer Brennelementkassette bricht, muß dieser Stab sehr schnell ersetzt werden, um das Austreten radioaktiver Stoffe in das Reaktorkühlfluid zu verhindern. Um die Brennstäbe zu erreichen und ihre Ersetzung durchzuführen, muß man eines der Kopfstücke der Kassette abmontieren, was bedeutet, daß die Verbindungen zwischen den entsprechenden Enden der Führungsrohre und dem Kopfstück gelöst werden müssen.
Die Kopfstücke weisen Durchgangslöcher auf, die dem Raster der Führungsrohre entsprechen, und in denen jeweils ein Führungsrohr eingeführt und befestigt ist.
Bei der gebräuchlichsten Technik sind die Führungsrohre an den Kopfstücken dauerhaft, im allgemeinen durch Schweißen, befestigt, und es ist nicht möglich, das Kopfstück abzumontieren, um einen Brennstab zu ersetzen. Es ist daher im Fall des Bruches einer Brennstabhülle notwendig, die defekte Brennelementkassette durch eine neue Kassette zu ersetzen. Die defekte Brennelementkassette wird zerlegt und die nicht defekten, aber stark bestrahlten Brennstäbe aus dieser Kassette werden zurückbehalten und in ein Tragwerk einer neuen Brennelementkassette eingebaut. Um diese Operationen und Bearbeitungen kontaminierter Elemente durchzuführen, ist es nötig, Vorsichtsmaßnahmen zu ergreifen und in komplexen und kostspieligen Anlagen zu arbeiten. Die Rückgewinnung nicht erschöpfter Brennstäbe aus defekten Kassetten ist daher eine sehr kostspieliege Operation.
Es sind daher neue Brennelementkassetten entworfen und entwickelt worden, die Führungsrohre besitzen, deren Verbindung mit wenigstens einem der Kopfstücke lösbar ist. Die Kassette wird unter Wasser in einem Becken in vertikale Stellung gebracht, z.B. einem Becken zur Lagerung von Brennelementkassetten, in dem die Ersetzung der defekten Brennstäbe durchgeführt wird.
Die Führungsrohre der Kassette sind in einer vertikalen Position, die Kassette ruht auf dem Boden des Beckens auf einem der Kopfstücke bzw. dem unteren Kopfstück. Das andere bzw. obere Kopfstück ist in einer bestimmten Was Sertiefe von der Oberseite des Beckens her zugänglich. Die in das obere Kopfstück der Kassette eingeführten Bereiche der Führungsrohre umfassen einen radial dehnbaren Bereich, der z.B. auf das Ende des Führungsrohrs aufgesetzt sein kann. Dieser radial dehnbare Bereich besteht aus einem gespaltenen Rohrstück, das einen radial nach außen vorspringenden Bereich aufweist, der dazu bestimmt ist, in einem im Inneren des Kopfstücks gebildeten Hohlraum von entsprechender Form im Durchgangsloch des Führungsrohrs einzugreifen. Eine ins Innere des Führungsrohrs eingeführte Blockierhülse bewirkt die radiale Ausdehnung des gespaltenen Rohrstücks und die Aufhängung des Führungsrohrs.
Wenn in einem Becken unter Wasser das obere Kopfstück abmontiert und anschließend bestimmte Brennstäbe der Kassette entfernt und oder ausgetauscht werden, muß anschließend das obere Kopfstück wieder angebracht und an den Führungsrohren der Kassette befestigt werden. Hierfür muß eine Blockierhülse in den oberen Bereich eines jeden Führungsrohrs eingeführt und befestigt werden.
Es sind z.B. in EP-A-182 149 Vorrichtungen vorgeschlagen worden, die sowohl zum Einsetzen wie zum Abziehen der Blockierhülsen verwendet werden. Solche Vorrichtungen umfassen ein gespaltenes Rohrstück, das in einen radial überstehenden Wulst ausläuft, innerhalb dessen eine in eine Olive auslaufende Stange verschoben werden kann, um so das gespaltene Rohrstück zu betätigen, indem die Sektoren des gespaltenen Rohrstücks auseinanderbewegt werden. Eine solche Vorrichtung ist nicht völlig zuverlässig und wirft gewisse Probleme bei der Anwendung auf.
Bisher waren keine gleichzeitig einfachen und wirksamen Geräte zum Einsetzen der Blockierhülsen in den Führungsrohren einer zerlegbaren Brennelementkassette bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Vorrichtung zum Einsetzen einer Blockierhülse eines Führungsrohrs in ein abnehmbares Kopfstück einer Brennelementkassette eines wassergekühlten Kernreaktores anzugeben, wobei die aus einem Bündel von parallel in einem Tragwerk aus Führungsrohren, Verstrebungen und zwei Kopfstücken gehaltenen Brennstäben gebildete Brennelementkassette unter Wasser in einem Becken angebracht ist, wobei jedes Führungsrohr in vertikaler Stellung lösbar mit dem hochgelegenen Kopfstück der Kassette mit Hilfe eines radial verformbaren und in einem das obere Kopfstück durchquerenden Loch untergebrachten Endstücks des Führungsrohrs verbunden ist, wobei das Endstück einen radial überstehenden Aufhängungsbereich aufweist, der eine Blockierhülse in seinem Innenbereich aufnimmt, um die radiale Ausdehnung und Aufhängung des Führungsrohrs durch seinen Aufhängungsbereich in einer ringförmigen Erweiterung des Lochs des Kopfstücks durchzuführen, welche einfach strukturierte und einfach, schnell und sicher anzuwendende Vorrichtung aufweist:
eine in senkrechter Stellung an einem über dem Becken angebrachten Halte- und Hebemittel befestigte Stange, die zumindest einen unteren Endbereich oder Zapfen besitzt, dessen Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Blockierhülse ist,
ein mit dem Zapfen verbundenes Haltemittel zum Halten der Blockierhülse auf dem Zapfen,
einen Anschlag quer zur Achse des Zapfens, der eingerichtet ist, um auf einen Bereich der auf dem Zapfen sitzenden Blockierhülse zu drükken und
ein Mittel zur vertikalen Bewegung der Stange.
Zur Lösung der Aufgabe besteht das Mittel zum Halten der Blockierhülse zumindest aus einer auf dem Zapfen in dessen axialer Richtung befestigten Blattfeder, die eine konvexe Krümmung zum Äußeren des Zapfens hin aufweist, so daß der Durchmesser eines imaginären, zum Zapfen koaxialen Zylinders, der die Feder umhüllt, größer als der Innendurchmesser der Blockierhülse ist.
Um die Erfindung gut verständlich zu machen werden, nachfolgend als nicht einschränkende Beispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren mehrere Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Anbringungsvorrichtung zur Wiedermontage oberer Kopfstücke von Brennelementkassette für Leichtwasser-Kernreaktoren beschrieben.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Brennelementkassette eines Druckwasser-Kernreaktors.
Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Tragwerks der in Fig. 1 dargestellten Kassette.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht im Teilschnitt des oberen Kopfstücks der Brennelementkassette.
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf das in Fig. 3 dargestellte obere Kopfstück entlang 4.
Fig. 5 ist eine Darstellung im axialen Schnitt der Befestigungselemente eines Führungsrohrs im oberen Kopfstück der Kassette.
Fig. 6 ist eine Seitenansicht des Endbereichs des Führungsrohrs, der dessen Aufhängung im oberen Kopfstück sicherstellt.
Fig. 7A ist ein Querschnitt durch eine Blockierhülse gemäß einer ersten Ausgestaltung.
Fig. 7B ist ein Querschnitt durch eine Blockierhülse gemäß einer zweiten Ausgestaltung.
Fig. 7C ist ein Querschnitt durch eine Blockierhülse gemäß einer dritten Ausgestaltung.
Fig. 7D ist ein Querschnitt einer Blockierhülse gemäß einer Variante der dritten Ausgestaltung.
Fig. 8 ist eine Seitenansicht in axialem Schnitt einer erfindungsgemäßen Anbringungsvorrichtung in einer ersten Ausgestaltung.
Figuren 9A, 9B und 9C sind Darstellungen des Zapfens einer erfindungsgemäßen Anbringungsvorrichtung im axialen Halbschnitt.
Fig. 10 ist ein Querschnitt durch eine Blockierhülsenversorgungsvorrichtung für die erfindungsgemäße Einsetzvorrichtung.
Fig. 11 ist eine Draufsicht entlang 11 der Fig. 10.
Fig. 12 ist eine Seitenansicht im Schnitt einer erfindungsgemäßen Einsetzvorrichtung in einer zweiten Ausgestaltung.
Fig. 13 ist eine Darstellung in Seitenansicht und im axialen Schnitt einer erfindungsgemäßen Einsetzvorrichtung nach einer dritten Ausgestaltung.
Fig. 1 zeigt eine allgemein mit 1 bezeichnete Brennelementkassette, die aus einem Bündel paralleler Brennstäbe 2 besteht, die durch entlang der Stäbe 2 beabstandete Verstrebungen 3 gehalten werden. Die Verstrebungen 3 bestehen aus Gittern, deren Maschen jeweils einen Brennstab aufnehmen. Manche Stellen im Gitterraster sind durch Führungsrohre 4 belegt, deren Länge größer als die Länge der Brennstäbe 2 ist.
Die Führungsrohre 4 sind mit einem ihrer Enden mit einem Kopfstück 5, das das obere Kopfstück der Brennelementkassette bildet, und an ihrem unteren Ende mit einem zweiten Kopfstück 6, das das untere Kopfstück bildet, verbunden.
In ihrer Bearbeitungs- oder Lagerposition ist die Kassette vertikal angeordnet, wie in Fig. 1 dargestellt. Wenn die Kassette in Lagerstellung unter Wasser in einem Becken ist, ist das obere Kopfstück 5 von der Oberseite des Bekkens her zugänglich. Dieses obere Kopfstück 5 weist Blattfedern 7 auf, die die Verankerung der Kassette im Reaktorkern sicherstellen, dessen obere Gitterplatte auf den Federn 7 lastet. Das Kopfstück weist außerdem über seine Oberseite überstehende Blöcke 8 auf.
In Fig. 2 ist das Tragwerk 9 der Brennelementkassette mit den Führungsrohren 4, den Verstrebungen 3 und den Kopfstücken 5 und 6 dargestellt. Dieses Tragwerk 9 dient zur Aufnahme der Brennstäbe 2 des Bündels, die in das Tragwerk eingeschoben oder herausgezogen werden können, wenn das obere Kopfstück 5 entfernt ist. Um Brennstäbe ersetzen oder entfernen zu können, sind lösbare Verbindungen zwischen den Enden der Führungsrohre 4 und dem oberen Kopfstück 5 vorgesehen.
In Figuren 3 und 4 sieht man ein oberes Kopfstück einer Brennelementkassette mit einer Vorsatzplatte 10, in die im Inneren von Öffnungen 11 in der Vorsatzplatte, die durch die Vorsatzplatte hindurchgehen und vom Oberteil der Brennelementkassette her zugänglich sind, Führungsrohre eingreifen. Das Instrumentenführungsrohr der Brennelementkassette, das im Zentralbereich angebracht ist, wird von einer speziell geformten Öffnung 12 aufgenommen. Das obere Kopfstück der Kassette besteht aus der Vorsatzplatte 10 und einem Rahmen 14, die miteinander über eine an die Platte 10 und den Rahmen 14 geschweißte Schürze verbunden sind. Der Rahmen 14 trägt die Vorsprünge 8, die Zentrieröffnungen aufweisen und Bügel 8' zum Halten der Federn 7. Wie in Fig. 4 zu sehen, sind die Durchgangslöcher 11, in denen die Führungsrohre 4 befestigt werden können, an definierten Stellen angeordnet, die den Stellungen der vierundzwanzig Führungsrohre der Kassette entsprechen. Durchgangslöcher für Wasser 15 durchqueren die Vorsatzplatte 10 des Kopfstücks zwischen den Durchgangsöffnungen 11 der Führungsrohre.
Wie in Fig. 5 zu sehen, weisen die Durchgangsöffnungen 11 der Vorsatzplatte 10, die die Führungsrohre 4 aufnehmen, eine ringförmige Erweiterung 16 auf, in die ein am oberen Ende des Führungsrohrs 4 vorgesehener torischer Vorsprung eingreift.
Bei der in den Figuren 5 und 6 dargestellten Ausgestaltung besteht der obere Bereich 18 des Führungsrohrs 4 aus einer ans obere Ende des Führungsrohrs angesetzten Hülse, die über ringförmige verformte Abschnitte 19 der Hülse 18 und des Führungsrohrs 4 befestigt ist.
Eine Durchgangshülse 21 des oberen Verstrebungsgitters 20 ist ebenfalls am Führungsrohr durch ringförmige Verformung der Seitenwand des Führungsrohrs und der Hülse befestigt.
Die Hülse 18 besitzt zwei diametral gegenüberliegende Schlitze 23, die zwei Zylindersektoren 24a und 24b in der Wand der Hülse 18 begrenzen. Die zwei Zylindersektoren 24a und 24b, die den ringförmigen Vorsprung 17 in der Nähe ihrer Enden aufweisen, ermöglichen eine gewisse diametrale Dehnung oder Stauchung des Endes der Hülse 18.
Um die Montage des Führungsrohrs durchzuführen, wird die Hülse 18 in eine Durchgangsöffnung 11 der Vorsatzplatte so eingeführt, daß die ringförmigen Vorsprünge 17 mit dem erweiterten Bereich 16 der Öffnung zusammenfallen.
Diese Einführung ist aufgrund der diametralen Stauchung der elastischen Zylindersektoren 24a und 24b leicht durchzuführen.
Die Positionsblockierung des Führungsrohrs wird durch Einführen einer Blockierhülse 25 in die Hülse 18 durch die Oberseite der Vorsatzplatte 10 vorgenommen. Die Blockierhülse 25 kann z.B. zylindrisch geformt sein, wie in Fig. 7A dargestellt, oder leicht kegelig wie in Fig. 7B dargestellt.
In Figuren 7C und 7B ist eine Blockierhülse 125 mit zylindrisch-kegelförmiger Außenform dargestellt, mit der die Positionsblockierung eines Führungsrohrs in sicherer Weise und in einfachen Schritten vorgenommen werden kann. Wie nachfolgend erläutert wird, ist die Anwendung der Erfindung gleichermaßen vorteilhaft, wenn eine Blockierhülse 125 wie in Fig. 7C oder Fig. 7D dargestellt, verwendet wird.
Die Blockierhülse 125 besitzt eine einteilige rohrförmige Wand 126, deren Außenfläche einen oberen zylindrischen Bereich und einen unteren kegeligen Bereich aufweist, die über die große Basis des kegeligen Bereichs verbunden sind.
Die Stärke der Wand 126 ist je nach Höhe der Wand veränderlich. Der obere Bereich 127 der Wand bildet einen Ring von geringer Stärke. Die innere Bohrung des unteren Bereichs 128 der Blockierhülse ist zylindrisch geformt, so daß die Wand in diesem unteren Bereich 128 eine von oben nach unten abnehmende Stärke besitzt.
Der Bereich 128 der Wand weist eine ringförmige Nut 129 in der Nähe seines oberen Endes in dem Bereich großer Stärke auf.
Der Ring 127 ist vom kegeligen Bereich 128 durch eine radial zum Inneren der Hülse vorspringende Kante 130 getrennt. Die Nut 129 ist auf der der Kante 130 gegenüberliegenden Seite, d.h. nach unten, durch eine Schulter 131 begrenzt.
Die Nut 129 kann zum Einsetzen der Blockierhülse 125 in ein Führungsrohr benutzt werden, in dem ein Greifwerkzeug in die Nut 129 eingeführt wird, wie nachfolgend erklärt wird. Axialer Schub kann auf die Hülse 125 über das Schulterstück 131 ausgeübt werden, um die Blockierung des Führungsrohrs zu bewirken, dessen Dehnung durch den ins Führungsrohr eingreifenden kegelförmigen Bereich 128 aufrechterhalten wird.
Der Ring 127 liegt dann in einem Bereich der Bohrung des Kopfstücks der Kassette, der nicht vom Führungsrohr belegt ist. Ein oder mehrere radiale Einschnitte sind in diesem Bereich der Bohrung des Kopfstücks angebracht. Nach der Blockierung des Führungsrohrs wird der Ring 127 ins Innere der radialen Einschnitte der Bohrung des Kopfstücks geschoben, in denen er die Befestigung der Blockierhülse sicherstellt. In Fig. 7B ist eine Ausführungsvariante der Blockierhülse aus Fig. 7C dargestellt. Die Hülse 125' ist mit der Hülse 125 identisch, abgesehen von der Tatsache, daß sie anstelle des bei der Anbringung der Blockierhülse im Führungsrohr verwendeten ebenen Schulterstücks 131 ein kegelförmiges Schulterstück 131' aufweist.
Der Vorgang des Einsetzens einer Blockierhülse eines Führungsrohrs kann unter Wasser in einem Becken durchgeführt werden, in dem die Brennelementkassette gelagert ist.
Erfindungsgemäß kann zum Einsetzen der Blockierhülsen einer Brennelementkassette unter Wasser eine Vorrichtung wie in Fig. 8 dargestellt benutzt werden, die mit Hilfe einer Halteklammer 30 an einer über dem Becken angeordneten Halte- und Hebeeinrichtung aufgehängt ist.
Die Vorrichtung umfaßt im wesentlichen eine rohrförmige Stange 31, deren Länge in der Größenordnung von 4 m liegen kann. Die Stange 31 umfaßt einen unteren Bereich, der aus einem rohrförmigen Stück oder Zapfen 32 besteht, der mit Bezug auf Figuren 9A, 9B und 9C genauer beschrieben wird. Der Zapfen 32 besitzt einen Außendurchmesser, der geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Blockierhülse 25 des Rohrs in der Vorsatzplatte 10 des oberen Kopfstücks der Kassette im Laufe des Wiederzusammenbaus ist.
Um den Endbereich der Stange 31 herum, an dem der Zapfen 32 befestigt ist, ist eine Anordnung 33 zum Abstoßen der Blockierhülsen angeordnet. Diese Anordnung 33 umfaßt eine gleitbeweglich am Ende der Stange 31 befestigte obere Platte 34, die einen Abstoßschieber bildet, an dem eine Anordnung von Stäben 35 befestigt ist, die gleitbeweglich in einem mit dem unteren Bereich der Stange verbundenen Führungsteil 36 montiert sind und durch auf die Platte 36 drückende Federn 37 nach oben gedrückt werden.
Das von der Platte 34 abgewandte Ende der Stäbe 35 ist an einer Abstoßplatte 38 befestigt, die gleitbeweglich an der Außenfläche des Zapfens 32 montiert ist.
In dem Fall, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung gleichzeitig zum Einsetzen und Abziehen von Blockierhülsen verwendet wird, wie noch zu erläutern ist, ermöglicht die Betätigung des Schiebers 34 nach unten das Abstoßen einer Blockierhülse, die aus einem Führungsrohr abgezogen worden ist und die nach dem Anheben der Stange auf dem Zapfen 32 der Stange steckengeblieben ist.
Außerdem ermöglicht die Vorrichtung 33, auf die Blockierhülse den zum Einführen in das Führungsrohr notwendigen axialen Druck zu übertragen, sowie ein Widerlager am Kopfstück zu finden, um den Zapfen aus der im Führungsrohr angebrachten Blockierhülse herauszuziehen.
Die Stange 31 ist in axialer Richtung gleitbeweglich im Inneren eines rohrförmigen Körpers 40 montiert, der nach unten durch auf den Schieber 34 der Abstoßvorrichtung 33 drückende Streben 41 verlängert ist.
Ein durch eine Leitung 42 versorgter hydraulischer Kolben ist einerseits über eine in in der Wand der Stange 31 vorgesehenen Langlöchern axial beweglichen horizontalen Achse 44 mit dem Körper 40 und andererseits mit der Stange 31 verbunden. Zum Beispiel kann die Kolbenstange des Kolbens mit der Achse 44 und seinen Körper an der Stange 31 befestigt sein.
Durch Beaufschlagung des Kolbens kann die Stange 31 bezüglich des Körpers 40 aus ihrer in Figur 8 dargestellten Position nach oben verschoben werden, wobei der Körper 40 über die Streben 41 und die Vorrichtung 33 sich auf der Oberseite der Vorsatzplatte 10 abstützt.
Mit Bezug auf Figuren 9A, 9B und 9C wird nun der untere Bereich der Einsetzvorrichtung beschrieben, der aus dem Zapfen 32 besteht.
In Fig. 9A ist der Zapfen mit einer auf seiner Außenfläche sitzenden Blockierhülse 25 vor dem Einführen der Hülse 25 in ein Führungsrohr dargestellt.
Fig. 9B ist ein Schnitt entlang B der Fig. 9A.
In Fig. 9C ist der Zapfen nach Anbringung einer Blockierhülse im Inneren eines Führungsrohrs dargestellt.
Ferner weist die in den Figuren 9A, 9B und 9C dargestellte Vorrichtung keine Abstoßanordnung analog der in Fig. 8 dargestellten Anordnung 33 auf. Der rohrförmige Körper 40, in dessen Inneren die Stange 31 und der Zapfen 32 in Axialrichtung gleitbeweglich montiert sind, ist in seinem unteren Bereich fest mit einem ringförmigen Teil 45 verbunden, das eine Einstellscheibe mit einer ersten Andruckfläche 45a zum Berühren des oberen Endes der Blockierhülse 25 und eine zweite Andruckfläche 45b zum Berühren der Oberseite der Vorsatzplatte 10 des Kopfstücks der Kassette beim Einsetzen der Blockierhülse 25 bildet (Fig. 9C).
Der Zapfen 32 umfaßt einen rohrförmigen Körper, der in seinem unteren Bereich mit einem spitzbogigen Endstück 46 verbunden ist, das die Einführung des Zapfens in das Durchgangsloch der Vorsatzplatte und in den oberen Bereich 18 des Führungsrohrs während des Anbringens einer Blokkierhülse erleichtert.
Der bewegliche Teil des Zapfens 32 hat einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser der Blockierhülse 25.
Wie in der Gesamtheit der Figuren 9A, 9B, 9C zu sehen ist, sind drei Blattfedern 48 an der Außenfläche des Zapfens 32 in seinem beweglichen Teil in Längsrichtung befestigt. Die Federn 48 sind auf der Außenfläche des Zapfens in Stellungen mit einem Winkelabstand von 120 º voneinander um die Achse ZZ' des Zapfens herum befestigt.
Jeder Blattfeder 48 ist in einer bogenförmigen Aussparung in der Außenfläche des Zapfens 32 befestigt und in ihrem unteren Bereich am Zapfen 32 durch einen Schweißpunkt 49 befestigt. Der obere Bereich jeder Feder 48 ist an der Oberfläche des Zapfens 32 mit Hilfe eines Rings 50 befestigt, dessen Stellung entlang der Achse des Zapfens einstellbar ist. Wie in Fig. 9B zu sehen, sind die Blattfedern 48 gekrümmt und ihre konvexe Seite weist nach außen. Die Krümmung der Federn 48 kann durch Verschieben des Rings 50 eingestellt werden.
Dies Krümmung wird so gewählt, daß der Zylinder mit der Achse ZZ', der die drei Federn 48 umhüllt, einen geringfügig größeren Durchmesser als der Innendurchmesser der Blockierhülse 25 besitzt. Auf diese Weise wird, wenn eine Hülse 25 auf den Zapfen 32 aufgesetzt wird, bis zu dem Moment, in dem ihr oberes Ende in Berührung mit der Andruckfläche 45a des ringförmigen Teils 45 kommt, eine leichte Krümmung der Blattfedern 48 erzeugt, die durch ihre Elastizität eine Zentrierung und einen gewissen Halt der Hülse auf dem Zapfen 32 sicherstellen.
Der in den Figuren 9A, 9B und 9C dargestellte Zapfen umfaßt außerdem in seinem unteren Bereich radiale Öffnungen 52, die mit der zentralen Bohrung 47 des Zapfens in Verbindung stehen und auf die äußere Oberfläche des Zapfens 32 münden.
In jeder der radialen Öffnungen 32 ist eine Greifklaue 53 montiert. Die drei Klauen 53 werden in einer zurückgezogenen Stellung im Inneren der entsprechenden radialen Öffnung 52 durch eine aus Federn 54 bestehende elastische Vorrichtung gehalten.
Eine Betätigungsstange 55 ist gleitbeweglich im Inneren der Bohrung 47 montiert und umfaßt an ihrem unteren Ende einen Bereich 55a, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des beweglichen Bereichs der Stange 55 ist.
Die Stange 55 kann zwischen einer Stellung, in der ihr unterer Bereich 55a in Berührung mit der Innenseite der Greifklauen 53 ist und einer abgesenkten Stellung, in der der bewegliche Bereich der Stange 55 in Berührung mit diesem Innenbereich der Klauen 53 ist, verschoben werden.
In der ersten Stellung der Betätigungsstange sind die Klauen 53 in zurückgezogener Stellung im Inneren der Öffnung 52, wobei sich ihr äußeres Ende innerhalb der inneren Kontur der Hülse 25 befindet.
Im Gegensatz dazu sind in der zweiten Stellung der Stange 55 die Klauen 53 ausgefahren und ihr äußeres Ende gelangt unter die Blockierhülse 25, die auf dem Zapfen 32 sitzt und auf der Andruckfläche 45a anschlägt.
Die Betätigungsstange 55 kann vom oberen Bereich der Stange 31 her betätigt werden, die sich im oberen Niveau des Beckens befindet.
Diese Anordnung aus Greifklauen und Mitteln zu ihrer Betätigung wird im wesentlichen zum Abziehen der Blockierhülsen benutzt, wie in einer am gleichen Tag wie die vorliegende Anmeldung von der Firma Framatome eingereichten Patentanmeldung erläutert ist.
Im Fall einer Vorrichtung zum Einsetzen von Blockierhülsen sind die Greifklauen nicht notwendig, da der Halt der Blockierhülse 25 in ihrer dargestellten Stellung durch die Federn 48 allein sichergestellt werden kann.
Es ist jedoch ein Mehrzweckwerkzeug denkbar, mit dem Blokkierhülsen gleichermaßen eingesetzt und abgezogen werden können. In diesem Fall können die Greifklauen 53 zum Halten der Hülse gleichzeitig mit den Federn 48 oder unabhängig von diesen dienen.
Im Fall einer Blockierhülse 125 oder 125' wie in Fig. 7C oder Fig. 7B dargestellt, sind der Entwurf des Zapfens 32 und die Stellung des ringförmigen Teils 45 so vorgesehen, daß die Klauen 53 in Höhe der Nut 129 zu liegen kommen, wenn der Zapfen in die Blockierhülse eingeführt ist und die Klauen 33 in zurückgezogener Stellung sind. In diesem Fall kann der Halt der Hülse allein durch die Klauen 53 sichergestellt werden, wobei diese Klauen aus der Greifnut 129 herausgezogen und eingeführt werden.
Um eine Blockierhülse 25 in ein Führungsrohr 4 einzusetzen, dessen Ende 18 in eine Bohrung einer Vorsatzplatte 10 eines oberen Kopfstücks einer Brennelementkassette eingeführt ist, unter Verwendung einer Vorrichtung wie in Fig. 8 oder in Figuren 9A bis 9C dargestellt, wird die Blokkierhülse 25 auf den Zapfen 32 soweit aufgeschoben, bis das obere Ende der Hülse an die Andrückfläche 45a der Einstellscheibe 45 anschlägt.
Im Fall einer Mehrzweckvorrichtung, mit der mit Hilfe der Greifklauen Hülsen eingesetzt und abgezogen werden können, müssen in dieser ersten Phase die Greifklauen in ihrer zurückgezogenen Stellung sein. Diese erste Phase kann oberhalb des Beckens durchgeführt werden, wobei die Stange 31 mit Hilfe der Winde des Laufkrans, an dem sie aufgehängt ist, hochgezogen ist, so daß ihr unterer Bereich für eine Bedienungsperson zugänglich ist.
Anschließend wird die Stange im Becken bis auf das Niveau des oberen Kopfstücks der wieder zusammenzusetzenden Kassette heruntergefahren. Die Stellung der Stange und des Zapfens 32 wird dabei durch eine Videokamera so geregelt und gesteuert, daß die Achse ZZ' des Zapfens mit der Achse des zu befestigenden Führungsrohrs 4 fluchtet.
Die Blockierhülse 25 wird in die Bohrung der Vorsatzplatte 10 und in den oberen Bereich 18 des Führungsrohrs eingeführt, angedrückt und mit Hilfe eines Andruckteils, das aus der Abstoßplatte 38 (Fig. 8) oder der Einstellscheibe 45 (Fall der Fig. 9C) bestehen kann, angebracht.
Im Fall einer Blockierhülse 125 oder 125', wie in Figuren 7C und 7D dargestellt, wird der Druck vorteilhafterweise mit Hilfe ausgefahrener und an das Schulterstück 131 oder 131' der Nut 129 der Hülse drückender Klauen 53 des Zapfens 32 ausgeübt, wobei Druck auf die Stange sichergestellt wird.
In dem Fall, daß der Schub über eine Abstoßanordnung 33 bewirkt wird, kann die Schubplatte auch über einen Einstellring wie den Ring 45 in Kontakt mit dem oberen Ende der Blockierhülse kommen.
Wie in Fig. 9C zu sehen ist, kommt die Andruckfläche 45b des Zwischenrings 45 in Kontakt mit der Oberseite der Vorsatzplatte 10, wodurch das Ende der Abwärtsbewegung der Stange zum Einsetzen der Hülse 25, die dann perfekt im Führungsrohr plaziert ist, festgelegt ist.
Der Zwischenring 45 ermöglicht so die Übertragung des Schubs auf die Blockierhülse 25 sowie deren genaue Plazierung in axialer Richtung im Inneren des Führungsrohrs.
Es ist zu beachten, daß der Einstellring und die Abstoßanordnung am Körper 40 befestigt sind, in dem die Stange gleitbeweglich montiert ist. Während der Anbringung der Hülse sind die Stange und der rohrförmige Körper in axialer Position gegeneinander blockiert und der axiale Schub der Stange kann auf die Blockierhülse übertragen werden, um sie in das Führungsrohr einzuführen.
Nach der Anbringung der Hülse wird der Kolben beaufschlagt, wodurch die Stange wieder angehoben wird, wobei der rohrförmige Körper 40 auf dem oberen Kopfstück der Kassette ruht. Die Verschiebung der Stange ist ausreichend, um den Zapfen 32 vollständig aus der Blockierhülse herauszuziehen, die in der Bohrung der Vorsatzplatte und im Führungsrohr durch den Ring 45 gehalten wird. Das Herausziehen bereitet keine Schwierigkeiten, da die elastischen Blattfedern 48 nur eine begrenzte Kraft auf die Innenwand der Blockierhülse ausüben.
Es ist zu beachten, daß, wenn eine Mehrzweckvorrichtung benutzt wird, die gleichzeitig Greifklauen und Federn aufweist, die Greifklauen beim Wiederanheben der Stange in zurückgezogener Position sein müssen.
Der Einstellring 45 der eventuell unter der Abstoßplatte der Anordnung 33 angebracht sein kann, stellt neben seiner Funktion beim Einsetzen der Hülse das Zurückbleiben dieser Hülse beim Wiederanheben der Stange sicher. Außerdem stellt im Fall einer Mehrzweckvorrichtung zum Einsetzen und Abziehen der Einstellring 45 die Einstellung der axialen Position der Hülse auf dem Zapfen 32 sicher, so daß die Greifklauen 53 beim Abziehen der Hülse genau unterhalb des unteren Endes der Hülse 25 oder innerhalb der Nut 129 der Hülse 125 oder 125' eingreifen können.
Die oben beschriebenen Vorrichtungen verwenden eine Stange, die gleitbeweglich im Inneren eines rohrförmigen Körpers montiert ist, der eine begrenzte Bewegung der Stange zum Durchführen des Abziehens des Zapfens nach der Anbringung der Blockierhülse ermöglicht. Wenn elastische Feder verwendet werden, um den Halt der Blockierhülse am Zapfen sicherzustellen, kann eine solche gleitbewegliche Montage der Stange vermieden werden. Eine solche vereinfachte Vorrichtung umfaßt einfach eine einteilige Stange, die an ihrem unteren Ende den Zapfen 32 trägt, der mit Blattfedern und einem Einstellring analog dem Ring 45 versehen ist, der eine Andruckfläche für das obere Ende der Blokkierhülse und eine Andruckfläche auf das obere Kopfstück der Kassette zum Sicherstellen einer korrekten Plazierung der Blokkierhülse darstellt. Diese Plazierung wird sichergestellt durch einfaches Schieben mit Hilfe der Stange bis zu dem Moment, in dem der Einstellring auf das Kopfstück der Kassette anschlägt.
Anschließend wird die Stange angehoben, wodurch der Zapfen 32 von der Blockierhülse abgezogen wird, ohne daß diese verschoben wird, obwohl kein Teil ihren Halt sicherstellt. Tatsächlich wird die Blockierhülse unter Kraftaufwendung in das Führungsrohr eingeführt und wird dort durch die vom Führungsrohr ausgeübten radialen elastischen Kräfte festgehalten. Im Gegensatz dazu üben die elastischen Federn 48 nur begrenzte Kräfte auf die Innenwand der Blockierhülse aus, so daß der Zapfen herausgezogen werden kann, ohne die Hülse zu bewegen.
Bei jeder Brennelementkassette, an der das obere Kopfstück wieder anmontiert wird, müssen 24 Blockierhülsen jeweils in eines der vierundzwanzig Führungsrohre der Kassette eingeführt werden.
Wenn nach jedem Vorgang des Einsetzens einer Hülse die Stange wieder angehoben werden muß, um den Zapfen mit einer neuen Blockierhülse auszurüsten, benötigen die Arbeitsgänge zum Wiederzusammenbau einer Kassette zahlreiche Bewegungen und eine sehr lange Zeit.
Mit Hilfe der in den Figuren 10 und 11 dargestellten Vorrichtung zur Versorgung mit Blockierhülsen können zahlreiche Bewegungen vermieden werden. Diese Vorrichtung kann im Becken in der Nähe der wieder zusammenzubauenden Kassette plaziert werden. Die Versorgungsvorrichtung umfaßt ein quaderförmiges Gestell 56, das in seinem oberen Bereich durch eine Platte 57 abgeschlossen ist, die ihrerseits mit einer zweiten, zur Platte 57 parallelen, fluchtend über ihr angeordneten und einteilig mit ihr zusammenhängenden Platte 58 starr verbundenen ist.
Die Platte 58 besitzt Durchgangsöffnungen 59, deren Durchmesser deutlich größer als der Außendurchmesser der Blokkierhülsen 25 ist.
Die Platte 57 besitzt eine Anordnung von Sacklöchern 61, die jeweils mit einem Loch 59 der Platte 58 fluchten.
Eine dritte Platte 60 ist frei zwischen den Platten 57 und 58 montiert und besitzt ein Raster von Durchgangslöchern analog zum Raster der Löcher 59 der Platte 58. In jedem der Löcher 62 der Platte 60 ist eine Gummihülse befestigt, deren Innendurchmesser sehr geringfügig größer als der Durchmesser der Blockierhülse 25 ist.
Ein Schwingarm 64 ist gelenkig entlang einer der Kanten der Platte 58 und entlang der entsprechenden Kante der Platte 60 in Höhe von in diese Platten eingearbeiteten Gabeln befestigt. Außerdem ist der Schwingarm 64 an seinem den Platten 58 und 60 gegenüberliegenden Ende an die Stange eines Kolbens 65 angelenkt, der am Gerüst 56 befestigt ist. Zwischen seinen zwei gelenkigen Endbereichen ruht der Schwingarm auf einem mit dem Gerüst 56 fest verbundenen Anschlag 66.
Durch den Kolben 65 kann über den Schwingarm 64 die Platte 60 parallel zu den Platten 57 und 58 durch Hebelwirkung verschoben werden.
Bei der Bestückung der Versorgungsvorrichtung mit Blokkierhülsen 25 werden diese Hülsen in den sich deckenden Öffnungen 59 und 62 angeordnet und kommen auf dem Boden des entsprechenden Sacklochs 61 zu liegen.
Wenn die Gesamtheit der Positionen der Versorgungsvorrichtungen mit Blockierhülsen versehen ist, werden diese durch Beaufschlagung des Kolbens 65 eingeklemmt, wodurch die Platte 60 verschoben wird, und die Hülsen 25 in den Öffnungen 59 und 61 über die Gummihülsen, die die Öffnungen 62 auskleiden und eine Beschädigung der Hülsen während des Einklemmens verhindern, eingeklemmt.
Die Versorgungsvorrichtung kann mit ihrer Anordnung von Hülsen 25 am gewünschten Ort plaziert werden.
Der Druck des Kolbens 65 wird entspannt, so daß die Hülse 25 in den Öffnungen 59, 61 und 62, deren Durchmesser deutlich größer als der Durchmesser der Hülse 25 ist, frei ist.
Die Entnahme einer Hülse 25 durch die Einsetzvorrichtung kann durchgeführt werden, indem der Zapfen 32 in die auf der Platte 57 des Gestells 56 ruhende Hülse eingeführt wird. Die Hülse 25 wird dann am Zapfen 32 durch die Federn 48 gehalten. Die Stange kann angehoben und die Hülse 25 zum zu blockierenden Führungsrohr transportiert werden. Der Vorgang kann für jedes der zu fixierenden Führungsrohre durchgeführt werden; die Aufnahmefähigkeit der Versorgungsvorrichtung ist ausreichend, um die Ausstattung der Führungsrohre mehrerer Brennelementkassetten mit Blockierhülsen sicherzustellen.
In Fig. 12 ist eine Vorrichtung dargestellt, mit der in einem einzigen Vorgang die Anbringung der Blockierhülsen der Gesamtheit der Führungsrohre einer Brennelementkassette durchgeführt werden kann.
Die Abziehvorrichtung, als Mehrzapfenvorrichtung bezeichnet, umfaßt eine Mehrzahl von Zapfen 70, die jeweils genauso wie der in den Figuren 9A, 9B und 9C dargestellte Zapfen 32 aufgebaut sind.
Diese Zapfen 70 können jedoch auch ausschließlich Blattfedern 48 oder ausschließlich Greifklauen 53 zum Sicherstellen des Halts der Blockierhülsen an den Zapfen 70 vor ihrer Einsetzung in die Führungsrohre der Kassette aufweisen.
Wenn die Zapfen 70 Greifklauen aufweisen, können diese in Abziehposition gebracht werden, indem Stäbe 71 nach unten verschoben werden, die in ihrem oberen Bereich an einer Platte 72 befestigt sind, die die gleichzeitige Bewegung der Gesamtheit der Stäbe 71 ermöglicht. Die Zapfen 70 sind ihrerseits an einer Platte 73 befestigt, die starr mit dem unteren Ende einer Stange 75 verbunden ist, die eine Halteklammer 76 aufweist, über die sie mit dem Laufkran einer Schiebebühne des Beckens verbunden werden kann, in dem sich die Brennelementkassette befindet.
Die Stange 75 umfaßt einen unteren Bereich 77, der teleskopisch über eine im Inneren von Langlöchern 79 angeordnete Achse 78 am oberen rohrförmigen Bereich der Stange befestigt ist. Der Bereich 77 umfaßt eine Platte 80, an der Stützstreben 81 befestigt sind, die unter Spiel die Platten 72 und 73 durchlaufen, und sich auf der Vorsatzplatte 10 der Kassette abstützen.
Ein Kolben 82 ist am oberen Bereich der Stange 75 befestigt und umfaßt eine über einen Bügel 83 mit der Achse 78 des unteren teleskopischen Bereichs 77 verbundene Kolbenstange.
Ein zweiter Kolben 84 ist ebenfalls am oberen Bereich der Stange 75 befestigt und umfaßt eine mit der Platte 72 zum Verschieben der Stangen 71 und mit einer gleitend in der Bohrung im unteren Bereich der Stange 75 montierten Führungshülse 85 verbundene Kolbenstange.
Jeder der vierundzwanzig Zapfen der in Fig. 12 dargestellten Einsetzvorrichtung kann mit einer Blockierhülse versehen werden, indem das Werkzeug über der Versorgungsvorrichtung wie in Figuren 10 und 11 dargestellt angeordnet wird. Die Gesamtheit der Zapfen der Mehrzapfenvorrichtung kann in einem einzigen Vorgang bestückt werden, wenn die Aufnahmeöffnungen für die Hülsen 25 an der Versorgungsvorrichtung in einer Anordnung plaziert sind, die der Queranordnung der Führungsrohre in einer Kassette entspricht. Man kann auch eine Versorgungsvorrichtung mit mehreren Öffnungsanordnungen vorsehen, von denen jede hinsichtlich ihrer Position in den Platten 57, 58 und 60 der Queranordnung von Führungsrohren in einer Kassette entspricht. Mit ihrem oberen Ende schlagen die Hülsen am oberen Bereich des Zapfens 70 angeordneten Einstellring 86 an.
Der Halt der Hülsen kann durch an den Zapfen montierte Blattfedern oder durch Greifklauen oder auch durch Federn und Klauen sichergestellt werden.
Im Fall, daß die Zapfen 70 Greifklauen aufweisen, können diese insgesamt durch Verschiebung der Platte 72 mit Hilfe des Kolbens 84 bewegt werden. Die Vorrichtung wird im Becken oberhalb der wieder zu montierenden Brennelementkassette herabgefahren und anschließend präzise positioniert, so daß jeder der Zapfen 70 mit einem Führungsrohr 4 fluchtet. Diese genaue Plazierung kann mit Hilfe einer Videokamera kontrolliert werden.
Die Zapfen 70, auf denen die Blockierhülsen 25 sitzen, werden in die entsprechenden Rohre 4 eingeführt und die Hülsen 25 werden durch Schub mit Hilfe der Stange 75 angebracht. Die Einschiebtiefe der Blockierhülsen ist exakt festgelegt durch Einstellringe 86, die auf die Oberseite der Vorsatzplatte 10 drücken, um den Anschlag der Stange 75 bei der Anbringung der Hülsen sicherzustellen.
Wenn die Vorrichtung Greifklauen aufweist, werden diese durch Beaufschlagen des Kolbens 84 zum Wiederanheben der Stäbe 71 in Rückzugsposition gebracht.
Wenn der Halt der Hülsen nur durch Blattfedern sichergestellt ist, können die Zapfen ohne vorbereitenden Vorgang herausgezogen werden.
Der Kolben 82 wird beaufschlagt, so daß Schub auf den unteren Bereich 77 der Stange ausgeübt wird, der auf dem oberen Kopfstück der Kassette ruht. So wird durch Reaktion der Wiederanstieg der Stange und das Abziehen der Zapfen bewirkt, wobei die Blockierhülsen in den entsprechenden Führungsrohren in Position bleiben.
Wenn Greifklauen verwendet werden, kann durch Zurückziehen dieser Klauen die Verbindung zwischen der Blockierhülse und dem entsprechenden Zapfen aufgehoben werden und im Fall der Verwendung von Federn ermöglicht die Elastizität dieser Feder das Abziehen des Zapfens ohne Verschieben der Blockierhülse.
In Fig. 13 sieht man eine Vorrichtung zum Einsetzen von Blockierhülsen in Führungsrohre, die einfach strukturiert ist und deren rein manuelle Bedienung keine äußere Energiezufuhr erfordert.
Die Vorrichtung ist während eines Einsetzvorgangs einer Blockierhülse 25 in ein Führungsrohr 4 im Inneren der Vorsatzplatte 10 einer Brennelementkassette dargestellt.
Die Vorrichtung besteht aus einer rohrförmigen Stange 90, die in ihrem oberen Bereich über einen Hebering 91 am Laufkran einer Hebebrücke aufgehängt ist, die sich oberhalb des Brennstoffbeckens, in dem die Brennelementkassette gelagert ist, bewegt.
Die Stange 90 besitzt ein unteres Kopfstück mit verringertem Durchmesser 92, das an seinem Ende einen Einstellring 93 zur Regelung der Einführungstiefe aufweist.
In der Bohrung des Kopfstücks 92 ist ein Zapfen 94 über einen spielfrei und mit geringer Reibung in der Bohrung des Kopfstücks montierten Führungszylinder 95 gleitbeweglich montiert.
Der Zapfen 94 umfaßt in seinem unteren Bereich unterhalb des Zylinders 95 einen Endbereich, dessen Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser einer Blockierhülse 25 ist. In diesem unteren Bereich des Zapfens sind drei gekrümmte Blattfedern 98 analog zu den beschriebenen und in den Figuren 9A, 9B und 90 dargestellten Blattfedern 48 befestigt.
Der untere Bereich des Zapfens 94 weist eine spitzbogige Form auf, die die Einführung des Zapfens in eine Führungsrohr 4 beim Einsetzen einer Blockierhülse 25 erleichtert.
Der obere Bereich des Zapfens oberhalb des Zylinders 95 besteht aus einem Stab, dessen Durchmesser deutlich kleiner als der Durchmesser der Bohrung des Kopfstücks 92 ist und der in seinem oberen Bereich mit einem in einer Bohrung 97 im Inneren des Bereichs der Stange 90 mit großem Durchmesser mit geringer Reibung montierten Führungskopf 96 einteilig verbunden ist.
Der Führungskopf 96 ist mit dem Steuerstab 99 einer von Hand fernbetätigten Verschiebevorrichtung verbunden.
Die Vorrichtung vom Typ mit Kugelfernbetätigung weist eine Hülle 100 auf, die in ihrem unteren Bereich an einer mit der Stange 90 verbundenen Platte 102 mit Muttern 101 befestigt ist. Die Hülle 100 ist außerdem an der Stange in ihrem oberen Bereich über eine Buchsenanordnung 103 befestigt. Die Steuerstange 99 ist gleitbeweglich im Inneren der Hülle 100 montiert und umfaßt einen unteren Bereich außerhalb der Hülle, der mit dem Kopf 96 verbunden ist. Der obere Bereich der Stange 99 ist mit einem Steuerknopf 105 und einem Steuergriff 106 mit Mikrometerschraube verbunden. Der Knopf 105 und der Griff 106 sind an der Buchsenanordnung 103 am oberen Ende der Stange 90 montiert.
Durch Druck auf den Knopf 105 erreicht man eine Verschiebung der Stange 99 und des Zapfens in Abwärtsrichtung über eine Entfernung, die mindestens der Länge des unteren Bereichs des Zapfens unterhalb des Zylinders 95 entspricht. Diese Verschiebung ermöglicht, das untere Ende des Zapfens mit den Blattfedern 98 aus einer zurückgezogenen Position im Inneren des Kopfstücks 92 in eine völlig herausgezogene Position wie in Fig. 13 dargestellt zu überführen. Durch Zug am Knopf 105 erreicht man die entgegengesetzte Verschiebung.
Mit dem Griff 106 können begrenzte und kontrollierte Verschiebungen des Zapfens 94 in der einen oder anderen Richtung bewirkt werden.
Es wird nun die Anwendung der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung für das Einsetzen einer Blockierhülse in ein Führungsrohr 4 einer Brennelementkassette im Inneren der Vorsatzplatte 10 des oberen Kopfstücks der Kassette beschrieben.
Zunächst wird die Stange 90 mit Hilfe der Kranaufhängung so bewegt, daß ihr unteres Ende sich oberhalb einer in der Nähe des Kopfstücks der wieder zu montierenden Kassette angeordneten Hülsenversorgungsvorrichtung wie in Figuren 10 und 11 dargestellt befindet. Der Zapfen 94 wird in seine herausgezogene Position gebracht, wie in Fig. 13 dargestellt. Der Zapfen 94 wird in eine Blockierhülse 25 in Eingriff gebracht, die frei in der Versorgungsvorrichtung angeordnet ist, deren Platte 60 in der entriegelten Position ist. Die Hülse wird durch die elastischen Blattfedern 98 gehalten. Die auf dem Zapfen 94 positionierte Hülse 25 schlägt am Einstellring 93 an.
Die Stange 90 wird leicht angehoben, um die Entnahme der Hülse durchzuführen und dann auf das Rohr 4 axial ausgerichtet. Der Zapfen 94 wird in das die Platte 10 durchlaufende Loch und das Führungsrohr eingeführt, wobei über die Stange Schub auf den Zapfen 94 übertragen wird. Der Einstellring 93, der an der Oberseite der Vorsatzplatte 10 nach dem Einführen der Hülse in Anschlag kommt, definiert die Endposition des Zapfens. Die Blockierhülse ist dann perfekt im Rohr plaziert und bewirkt die Blockierung des Rohrs 4 im Inneren der Platte 10. Anschließend wird Zug auf den Knopf 105 ausgeübt, was zum Wiederanstieg des Zapfens 94 im Inneren des Kopfstücks 92 führt, wobei der vorspringende Bereich mit den Federn 98 vollständig im Inneren der Bohrung des Kopfstücks 92 verborgen ist. Die Blockierhülse 25 erfährt beim Wiederanstieg des Zapfens 94 keine Bewegung, da ihr axialer Halt durch den Einstellring 93 sichergestellt ist. Zusätzlich ist die Hülse 25 im Inneren des Führungsrohrs blockiert.
Es kann auch die manuell ferngesteuerte Verschiebevorrichtung benutzt werden, um die Blockierhülse ins Führungsrohr durch eine durch Druck auf den Knopf 105 gesteuerte Verschiebung nach unten einzuführen. Der Zapfen wird nach unten durch Druck auf den Knopf 105 verschoben, wobei sein unterer Bereich in die am Ende des Kopfstücks 92 überstehende Position kommt. Dann kann wie oben beschrieben eine Blockierhülse am Ende des Zapfens 94 plaziert werden, um einen neuen Einsetzvorgang einer Hülse in einem anderen Führungsrohr der Kassette durchzuführen.
Die in Fig. 13 dargestellte Vorrichtung besitzt den Vorteil einer sehr großen Einfachheit hinsichtlich ihrer Struktur wie auch ihrer Anwendung. Zusätzlich besitzt die Vorrichtung den Vorteil, daß sie keine Antriebseinrichtungen wie Kolben besitzt, die eine äußere Energiequelle erfordern.
Die erfindungsgemäße Blockierhülseneinsetzvorrichtung ermöglicht in jedem Fall, eine Einsetzung der Hülse in eine perfekt durch einfache Vorgänge gesteuerte Position durchzuführen und den Zapfen anschließend an die Einsetzung der Hülse herauszuziehen, ohne daß sich diese im Inneren des Führungsrohrs verschiebt.
Die Verwendung einer Mehrzapfenvorrichtung ermöglicht, gleichzeitig die Einsetzung der vierundzwanzig Blockierhülsen der Führungsrohre einer Brennelementkassette durchzuführen.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausgestaltungen beschränkt.
Es sind andere Vorrichtungen als die beschriebenen zum Halten der Hülse auf dem Zapfen denkbar, seien es rein passive (Blattfedern) oder aktive, die eine Steuereinrichtung erfordern (Greifklauen). Wenn passive Einrichtungen verwendet werden, müssen die Kräfte zum Halten der Hülse am Zapfen wesentlich kleiner als die elastischen Kräfte sein, die den Halt der Blockierhülse im Führungsrohr sicherstellen, in dem Fall, daß der durch den Einstellring gebildete Anschlag einteilig mit der Stange verbunden ist und mit dieser angehoben wird, wenn der Zapfen nach dem Einsetzen der Hülse herausgezogen wird.
Die Zahl der Federn zum Halten der Hülse am Zapfen ist beliebig. Man könnte zum Beispiel nur eine einzige Feder vorsehen, wobei der Halt der Hülse durch Druck der Hülse auf die Zapfenoberfläche entlang einer Hüllfläche sichergestellt ist.
Ferner sind andere Einrichtungen zum Herausziehen des Zapfens denkbar, so kann dieses Herausziehen beim Anheben der Stange in ihrer Gesamtheit oder durch Steuern der Verschiebung eines beweglichen Organs in vertikaler Richtung von der Oberseite des Beckens her durchgeführt werden.
Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einsetzen von Blockierhülsen in die Führungsrohre einer Brennelementkassette mit abnehmbarem Kopfstück für einen wassergekühlten Kernreaktor von beliebigem Typ verwendet werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Einsetzen einer Blockierhülse (25) eines Führungsrohrs (4) in ein Kopfstück (5) einer zerlegbaren Brennelementkassette eines wassergekühlten Kernreaktors, wobei die aus einem Bündel von parallel in einem Tragwerk aus Führungsrohren (4), Verstrebungen (3) und zwei Kopfstücken (5, 6) gehaltenen Brennstoffstäben gebildete Brennelementkassette unter Wasser in einem Becken angebracht ist, wobei jedes Führungsrohr (4) in vertikaler Stellung lösbar mit dem hochgelegenen Kopfstück (5) der Kassette mit Hilfe eines radial verformbaren und in einem das obere Kopfstück (5) durchquerenden Loch untergebrachten Endstücks (18) des Führungsrohrs (4) verbunden ist, wobei das Endstück einen radial überstehenden Aufhängungsbereich (17) aufweist, der eine Blockierhülse (25) in seinem Innenbereich aufnimmt, um die radiale Ausdehnung und Aufhängung des Führungsrohrs (4) durch seinen Aufhängungsbereich (17) in einer ringförmigen Erweiterung des Loches (11) des Kopfstücks durchzuführen, wobei die Vorrichtung aufweist:

- eine in senkrechter Stellung an einem über dem Becken angebrachten Handhabungs- und Anhebungsmittel befestigte Stange (31, 90, 75), die zumindest einen unteren Endbereich (32, 70, 94) oder Zapfen besitzt, dessen Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Blockierhülse (25) ist,

- ein mit dem Zapfen (32, 70, 94) verbundenes Haltemittel (48, 53, 98) zum Halten der Blockierhülse auf dem Zapfen,

- einen Anschlag (45a, 53, 86, 93) quer zur Achse des Zapfens, der geeignet ist, auf einen Bereich der auf dem Zapfen (32, 70, 94) sitzenden Blockierhülse (25, 125, 125') zu drücken, und

- ein Mittel zur vertikalen Bewegung zumindest eines Bereichs der Stange (31, 75, 90),

dadurch gekennzeichnet,

daß das Mittel zum Halten der Blockierhülse (25) zurnindest aus einer auf dem Zapfen (32, 94) in dessen axialer Richtung befestigten Blattfeder (48, 98) besteht, die eine konvexe Krümmung zum Außeren des Zapfens hin aufweist, so daß der Durchmesser eines imaginären, zum Zapfen (32, 94) koaxialen Zylinders, der die Feder umhüllt, größer als der Innendurchmesser der Blockierhülse (25) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel zum Halten der Blockierhülse (25) aus drei am Rand des Zapfens (32, 94) befestigten Blattfedern besteht, deren Stellungen um die Zapfenachse um 120º gegeneinander versetzt sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (31) verschiebbar im Inneren eines rohrförmigen Körpers (40) angebracht ist, der Mittel (38, 45) zum Abstützen auf der Vorsatzplatte des oberen Kopfstücks (5) der Kassette aufweist, und wobei der rohrförmige Körper (40) und der Stab (31) miteinander über ein Mittel zur relativen Bewegung in der Art eines Stellglieds verbunden sind, das das Herausziehen des Zapfens (32) aus der Blockierhülse (25) nach der Anbringung dieser Hülse durch vertikale Bewegung des Stabs (31) nach oben ermöglicht, während der rohrförmige Körper (40) auf die Vorsatzplatte (10) der Kassette drückt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (40) geeignet ist, über eine Anordnung (33) zum Ausstoßen von Blockierhülsen auf die Vorsatzplatte (10) zu drücken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (40) geeignet ist, auf die Vorsatzplatte (10) über einen Einstellring (45) zu drücken, an dem der Anschlag (45a) zum Drücken auf die Blockierhülse (25) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich des Stabs (75) mittels einer Platte (73) eine Anordnung von Zapfen (70) trägt, von denen jeder ein Mittel zum Halten einer Blockierhülse (25) aufweist, wobei die Zapfen (70) auf der Platte (73) an Orten, die den Orten der Führungsrohre einer Brennelementkassette entsprechen, befestigt sind und das Haltemittel eines jeden Zapfens aus mindestens einer konvex gekrümmten Blattfeder besteht, die auf der Außenoberfläche des Zapfens (70) befestigt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab aus zwei teleskopischen Bereichen (75, 77) besteht, von denen einer (75) ein Stellglied (82) aufweist, dessen Stab mit dem zweiten Bereich der Stange (77) verbunden ist, der Vorrichtungen (81) zum Andrücken auf der Vorsatzplatte (10) des oberen Kopfstücks (5) der Brennelementkassette aufweist, wobei die die Zapfen (70) tragende Platte (73) mit dem ersten Bereich (75) des Stabs fest verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (94) verschiebbar in der Bohrung eines rohrförmigen Kopfstücks (92) angebracht ist, das den unteren Bereich der Stange (90) bildet und mit einer ferngesteuerten axialen Bewegungsvorrichtung (99) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bewegungsvorrichtung (99) aus einer von Hand gesteuerten Vorrichtung der über Kugeln ferngesteuerten Art gebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie in unmittelbarer Nähe des Kopfstücks (5), an dem die Anbringung der Hülse (25) vorgenommen wird, eine Versorgungsvorrichtung (56) zur Versorgung mit Blockierhülsen (25) umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsvorrichtung (56) umfaßt:

- eine erste horizontale Platte (57), die eine Mehrzahl von Aussparungen (61) zur Aufnahme des Endes von Hülsen (25) aufweist,

- eine zweite oberhalb der Platte (57) in einem bestimmten Abstand angebrachte horizontale Platte (58), die eine Mehrzahl durchgehender Öffnungen (59) aufweist, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Hülsen (25) ist, und die fluchtend mit den Aussparungen (61) der Platte (57) angebracht sind,

- eine dritte, beweglich in einer horizontalen Ebene zwischen den Platten (57) und (58) angebrachte Platte (60), die eine Mehrzahl von durchgehenden Öffnungen (62) aufweist, deren Anordnung identisch derjenigen der durchgehenden Öffnungen (59) der Platte (58) ist, und

- ein Mittel (65) zum Bewegen der dritten Platte (60) bezüglich der Platten (57) und (58) zwischen einer fluchtenden Stellung der Öffnungen (59) und (62) und der Aussparungen (61) und einer versetzten Stellung, die das Festhalten der in der Versorgungsvorrichtung (56) angebrachten Hülsen (25) ermöglicht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (59) und (62) und die Aussparungen (61) auf den Platten (57, 58, 60) jeweils in einer Anordnung angebracht sind, die die Querschnittsanordnung der Führungsrohre einer Brennelementkassette wiedergibt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (59) und (62) und die Aussparungen (61) auf den Platten (57, 59, 60) jeweils gemäß mehrerer Anordnungen angebracht sind, von denen jede die Querschnittsanordnung der Führungsrohre in einer Brennelementkassette wiedergibt.

14. Verfahren zum Einsetzen einer Blockierhülse (25) eines Führungsrohrs (4) in einem Kopfstück (5) einer zerlegbaren Brennelementkassette eines wassergekühlten Kernreaktors, wobei die aus einem Bündel parallel in einem Tragwerk aus Führungsrohren (4), Verstrebungen (3) und zwei Kopfstücken (5, 6) gehaltenen Brennstoffstäben gebildete Brennelementkassette unter Wasser in einem Becken angebracht ist, wobei jedes Führungsrohr (4) in vertikaler Stellung lösbar mit dem hochgelegenen Kopfstück (5) der Kassette mit Hilfe eines radial verformbaren und in einem das obere Kopfstück (5) durchquerenden Loch untergebrachten Endstücks (18) des Führungsrohrs (4) verbunden ist, wobei das Endstück einen radial überstehenden Aufhängungsbereich (17) aufweist, der eine Blockierhülse (25) in seinem Innenbereich aufnimmt, um die radiale Ausdehnung und Aufhängung des Führungsrohrs (4) durch seinen Aufhängungsbereich (17) in einer ringförmigen Erweiterung des Loches (11) des Kopfstücks durchzuführen,

dadurch gekennzeichnet, daß

- eine Hülsenversorgungsvorrichtung (56) in direkte Nähe des zerlegbaren Kopfstücks (5) gebracht wird,

- daß mindestens eine Blockierhülse (25) aus der Versorgungseinrichtung (56) mit Hilfe einer beweglichen Einsetzvorrichtung (31) entnommen wird, die ein an einem unteren Endbereich (32) der Einsetzvorrichtung (31) angeordnetes Haltemittel (48) zum Halten von mindestens einer Hülse durch Eingreifen des Endbereichs (32) in axialer Richtung im Inneren einer Blockierhülse aufweist,

- daß die Blockierhülse (25) in einem Führungsrohr im Inneren des Kopfstücks (5) angebracht wird, und

- daß der untere Bereich (32) der Einsetzvorrichtung (31) aus dem Führungsrohr (4) und dem Kopfstück (5) herausgezogen wird, wobei die Hülse (25) im Inneren des Führungsrohrs (4) verbleibt und die Einsetzvorrichtung eine neue Blockierhülse (25) aus der Versorgungsvorrichtung (56) entnehmen kann, ohne in den oberen Bereich des Beckens angehoben zu werden.