DE8809388U1 - Filling device for the orderly, complete filling of a container with rods, in particular spent fuel elements from nuclear facilities, in hexagonal densest packing - Google Patents
Filling device for the orderly, complete filling of a container with rods, in particular spent fuel elements from nuclear facilities, in hexagonal densest packingInfo
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Description
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Befüllvorrichtung zum geordneten, vollständigen Füllen eines Behllters mit Stäben, insbesondere von abgebrannten Brennelementen aus kerntechnischen Anlagen, in hexagonal dichtester PackungFilling device for the orderly, complete filling of a container with rods, in particular spent fuel elements from nuclear facilities, in hexagonal, densest packing
Die Neuerung betrifft eine Befüllvorrichtung zum geordneten, vollstIndigen Füllen eines Behälters mit Stiben in hexagonal dichtester Packung, insbesondere mit Stäben von abgebrannten Brennelementen aus kerntechnischen Anlagen.The innovation concerns a filling device for the orderly, complete filling of a container with rods in hexagonal, dense packing, in particular with rods from spent fuel elements from nuclear facilities.
wendigkeit, die einzelnen Brennstäbe von abgebrannten Brennelementen insbesondere zur Lagerung und zum Transport geordnet in Behälter einzufüllen. Hierbei ist es zum Erreichen einer hexagonal dichtesten Packung der Stäbe im Behälter erforderlich, diese beim Brfüll organg an vorbestimmte Positionen im BehälterThe ability to fill the individual fuel rods of spent fuel elements into containers in an orderly manner, particularly for storage and transport. In order to achieve the tightest hexagonal packing of the rods in the container, it is necessary to place them in predetermined positions in the container during the fuel filling process. zu plazieren und die bereits eingefüllten Stäbe bis zum Erreichen des vollständig gefüllten Zustandes des Behälters gegen Verrutschen zu sichern. Insbesondere beim fernbedienten Manipulieren von aus abgebrannten Brennelementen entnehmenden Stäben, welche relativ zum Durchmesser eine erhebliche Längenausdehnungto place and to secure the already filled rods against slipping until the container is completely full. In particular, when remotely manipulating rods taken from spent fuel elements, which have a considerable length expansion relative to their diameter haben können, ist es notwendig, die für den einzelnen Brennstab innerhalb der hexagonalen Packungsstruktur vorgesehene Position definiert vorzugeben. Ferner müssen die Stäbe in dieser Position bis zum Erreichen der vollständigen Füllung des Behälters arretiert werden, bei der sich aufgrund der vollständigen Ausfüllungit is necessary to define the position for each fuel rod within the hexagonal packing structure. Furthermore, the rods must be locked in this position until the container is completely filled, at which point the fuel rods can be completely filled. des Behälterinneren die in hexagonal dichtester Packung liegenden Stäbe an den Behälterwänden und gegenseitig abstützen. Wird dagegen beim sukzessiven Einbringen der Stäbe in den Behälter die innerhalb der hexagonal dichtesten Packung vorbestimmte Positionen nicht exakt eingehalten, so besteht die Gefahr, daß derof the container interior, the rods arranged in hexagonal densest packing support each other on the container walls. If, however, the predetermined positions within the hexagonal densest packing are not exactly maintained when the rods are successively introduced into the container, there is a risk that the Behälter nicht vollständig gefüllt werden kann, da für die letzten einzufüllenden Stube nicht mehr ausreichend Platz zwischenContainer cannot be completely filled because there is no longer enough space between the last
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den bereits eingefüllten Stäben und der Behilterinnenwandung vorhanden ist. In einem solchen Fall mußten unter umständen alle Stäbe aus dem Behälter wieder entnommen und der Befüllvorgang erneut durchgeführt werden.the rods already filled in and the inner wall of the container. In such a case, all the rods may have to be removed from the container and the filling process carried out again.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befüllvorrichtung anzugeben, welche ein derart geordnetes Füllen eines Behälters mit Stäben ermöglicht, daß diese das Behälterinnere vollständig in hexagonal dichtester Packung ausfüllen.The innovation is based on the task of specifying a filling device which enables a container to be filled with rods in such an orderly manner that they completely fill the interior of the container in hexagonal, dense packing.
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Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen von Schutzanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung sind in den l'nteran-) Sprüchen angegeben.The problem is solved with the features of protection claim 1. Advantageous embodiments of the innovation are given in the intervening claims.
Die Neuerung wird anhand der nachfolgend kurz angeführten Figuren desweiteren näher erläutert. Dabei zeigt.The innovation is explained in more detail using the figures briefly shown below.
FIG 1 eine Befüllvorrichtung gemäß der Neuerung im Längsschnitt, FlG 2 eine weitere vorteilhafte Ausfuhrungsform der Befüllvorrichtung im Längsschnitt,FIG 1 shows a filling device according to the innovation in longitudinal section, FIG 2 shows a further advantageous embodiment of the filling device in longitudinal section,
ersten Zeile von Stäben im Querschnitt, FIG 5 die Befüllvorrichtung bei der Befüllung mit einer zweitenfirst row of bars in cross section, FIG 5 the filling device during filling with a second
FIG 6 die Befüllvorrichtung bei vollständiger Befüllung mit ) Stäben in hexagonal dichtester Packung,FIG 6 the filling device when completely filled with ) rods in hexagonal close packing,
FIG 7 eine vorteilhafte Ausführungsform eines Positioniermittels der Befüllvorrichtung für eine erste Reihe von Stäben, und FlG 8 eine weitere vorteilhafte Ausführungsform eines Schiebers der Befüllvorrichtung.FIG. 7 shows an advantageous embodiment of a positioning means of the filling device for a first row of bars, and FIG. 8 shows a further advantageous embodiment of a slide of the filling device.
Die Befüllvorrichtung gemäß der Neuerung besteht entsprechend der in der FIG 1 dargestellten vorteilhaften Ausführungsform aus einem Behälter B und aus drei Schiebern Sl, S2 und S3. Diese Schieber können von außen über entsprechende in den Behälterwänden vorgesehene öffnungen Al1 A2, A3 in die Behälter innereThe filling device according to the innovation consists of a container B and three slides Sl, S2 and S3, according to the advantageous embodiment shown in FIG. 1. These slides can be inserted from the outside into the inner container walls via corresponding openings Al 1 A2, A3 provided in the container walls.
• · · t f• · · t f
eingreifen. Öle beiden Schieber Sl und S2 sind dabei bevorzugt in einer gemeinsamen Ebene gegenüberliegend angeordnet. Der Schieber S3 dagegen greift in einer weiteren Ebene und über eine an die mit den Öffnungen Al und A2 versehenen Behälterseiten an- schließende Seite über die gesamte Breite in das Innere des Behälters B ein. engage. The two slides Sl and S2 are preferably arranged opposite one another in a common plane. The slide S3, on the other hand, engages in the interior of the container B in a further plane and over the entire width via a side adjoining the container sides provided with the openings Al and A2.
Der Querschnittsdarstellung in FIG 3 entlang der in der FIG 1 eingetragenen Schnittlinie A-A ist zu entnehmen, daß die Schieber Sl und S3 über die volle Behälterbreite an zwei sich anschließenden Behälterseiten in das Behälterinnere eingreifen. Der dem Schieber Sl gegenüberliegende Schieber S2 dagegen ist streifenförmig, wobei die Streifenbreite annähernd dem Durchmesser 2*r eines der in den Behälter einzufüllenden Stäbe entspricht. Der Schieber Sl verfügt an der dem Inneren des Behälters B zugewandten Stirnseite über Mulden MSH, MS12, MS13 mit dazwischenliegenden Übergangsstücken ZSIl, ZS12 und ZS13, welche desweiteren als Stützzähne bezeichnet werden. Dieser Schieber Sl dient als ein Positioniermittel, um die genauen Positionen einer ersten Reihe Rl von Stäben vorzugeben, welche an einer Behälterinnenwand beginnend in den Behälter eingefüllt werden. Abhängig von den jeweiligen Behälterinnenabmessungen ist die Lage und das verrutschsichere Einhalten dieser genauen Positionen ausschlaggebend dafür, daß der Behälter vollständig mit in hexagonal dichtester Packung geordneten Stäben gefüllt werden kann. Falls diese Positionen nicht genau eingehalten werden, so besteht die Gefahr, daß für die zuletzt einzufüllenden Stäbe an den dafür vorgesehenen Positionen nicht mehr ausreichend Platz zwischen den bereits in dem Behälter befindlichen Stäben und der Behälterinnenwandung verbleibt. Das Ziel des geordneten und vollständigen Füllen des Behälters mit Stäben in hexagonal dichtester Packung würde somit verfehlt werden. In einem solchen Fall müßten alle bereits eingefüllten Stäbe wieder entnommen und der Befüllvorgang unter genauer Einhaltung der für jeden Stab vorgesehenen Position erneut durchgeführt werden. The cross-sectional view in FIG 3 along the section line AA in FIG 1 shows that the slides Sl and S3 engage into the interior of the container over the full width of the container on two adjoining container sides. The slide S2 opposite the slide Sl, on the other hand, is strip-shaped, the strip width approximately corresponding to the diameter 2*r of one of the rods to be filled into the container. The slide Sl has troughs MSH, MS12, MS13 on the front side facing the interior of the container B with transition pieces ZSIl, ZS12 and ZS13 in between, which are also referred to as support teeth. This slide Sl serves as a positioning means to specify the exact positions of a first row Rl of rods, which are filled into the container starting at an inner wall of the container. Depending on the respective internal dimensions of the container, the position and the slip-proof adherence to these precise positions is crucial for ensuring that the container can be completely filled with rods arranged in hexagonal close packing. If these positions are not adhered to precisely, there is a risk that there will no longer be sufficient space between the rods already in the container and the inner wall of the container for the rods to be filled last at the positions provided for them. The aim of filling the container in an orderly and complete manner with rods in hexagonal close packing would thus be missed. In such a case , all the rods already filled would have to be removed again and the filling process carried out again, precisely adhering to the position provided for each rod.
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Gemäß der Darstellung von FIG 3 wird zu Beginn des Befüllvorganges der Schieber S3 über die Öffnung A3 so weit in das Behälterinnere eingeschoben, daS vom Behälterquerschnitt ledig-,Uch ein zum Befüllen einer ersten Zeile Zl von Stäben aus-According to the illustration in FIG 3, at the beginning of the filling process, the slide S3 is pushed through the opening A3 into the interior of the container so far that only a portion of the container cross-section is left for filling a first row Z1 of rods. reichender Anteil nicht abgedeckt 1st. Dieser wird durch den streifenförmigen Schieber S2 desweiteren bevorzugt zunächst so weit abgedeckt, daß gegenüber der Mulde MSH von Schieber Sl gerade eine solche öffnung ARH verbleibt, daß an der so bestimmten Position ein Stab BRlI in der ersten Zeile Zl der ersten Reihe Rl eingefüllt werden kann.sufficient portion is not covered. This is further preferably initially covered by the strip-shaped slide S2 to such an extent that opposite the trough MSH of slide Sl there remains just such an opening ARH that a bar BRlI in the first row Zl of the first row Rl can be filled at the position determined in this way.
Gemäß der in der FIG 3 bereits dargestellten Ausführungsform der Befüllvorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Stirnseite des streifenförmigen Schiebers S2 entsprechend der Form der einzuAccording to the embodiment of the filling device already shown in FIG 3, it is advantageous if the front side of the strip-shaped slide S2 corresponds to the shape of the füllenden Stäbe ebenfalls in Form einer Mulde MS2 gestaltet ist. Ebenfalls ist es zum verkantsicheren Einführen der Stäbe in den Behälter und zum sicheren Abstützen der bereits eingefüllten Jtäbe in ihren Positionen vorteilhaft, wenn der Schieber S3 an der in das Behälterinnere hineinragenden Stirnseite in einem Abfilling rods is also designed in the form of a trough MS2. It is also advantageous for the safe insertion of the rods into the container and for the safe support of the already filled rods in their positions if the slide S3 is in a recess on the front side protruding into the interior of the container. stand mit Ausnehmungen MS31...MS35 und dazwischenliegenden Vor sprüngen ZS31... ZS34 versehen ist, welcher dem durch die Behälterinnenabmessungen und durch die gewünschte hexagonal dichteste Packungsstruktur vorgegebenen Abstand der einzelnen Stabreihen Rl, R2, R3 ... entspricht.stand is provided with recesses MS31...MS35 and projections ZS31...ZS34 in between, which corresponds to the distance between the individual rows of rods Rl, R2, R3... specified by the internal dimensions of the container and by the desired hexagonal closest packing structure.
Zum weiteren Füllen des Behälters wird gemäß der Darstellung von FIG 4 der streifenförmige Schieber S2 nun stufenweise soweit zurückgezogen, daß sich in der ersten Zeile Zl in der in der hexagonalen Packungsstruktur folgenden Reihe R3 eine weitere öffnungTo further fill the container, the strip-shaped slide S2 is now gradually retracted as shown in FIG 4 until a further opening is created in the first row Zl in the row R3 following in the hexagonal packing structure. AR31 zum Einbringen eines weiteren Stabes BR31 ergibt. Auf diese Weise kann unter genauer Einhaltung, der gewünschten Stabpositionen eine erste Zeile Zl von Stäben an den jeweils ersten Positionen der Reihen Rl, R3, R5,... in den Behälter eingefüllt werden.AR31 for inserting another rod BR31. In this way, a first row Zl of rods can be filled into the container at the first positions of the rows Rl, R3, R5,... while strictly adhering to the desired rod positions.
Zum weiteren Befüllen des Behalters wird zunächst der streifenförmige Schieber S2 auf der Höhe der zweiten Zeile Z2 durch dieTo further fill the container, the strip-shaped slide S2 is first pushed through the
' > I I · « · · « &igr; I I I I I I I Ii « &igr;, ,,' > I I · « · · « &igr; I I I I I I I Ii « &igr;, ,,
Öffnung A2 erneut bevorzugt soweit in das Behälterinnere eingeschoben, daß zwischen der Mulde MS2 an der Stirnseite von Schieber S2 und dem Stützzahn ZSlI von Schieber Sl eine gerade zum Einfüllen eines weiteren Stabes ausreichende Öffnung AR22 gebildet wird. Nun kann der Schieber S3 ohne die Gefahr des Verrutschens der in der Zeile 1 bereits eingefüllten Stäbe soweit zurückgezogen werden, daß das Einfüllen einer zweiten Zeile Z2 von Stäben in den Behälter ermöglicht wird.Opening A2 is preferably pushed back into the interior of the container until an opening AR22 is formed between the trough MS2 on the front side of slide S2 and the support tooth ZSlI of slide Sl, which is just large enough to fill in another rod. Now slide S3 can be pulled back without the risk of the rods already filled in row 1 slipping, until a second row Z2 of rods can be filled into the container.
Diese Position von Schieber S3 ist in der FIG 5 dargestellt. Zum Befüllen der Zeile Z2 wird wiederum der streifenförmige Schieber S2 stufenweise zurückgezogen und die sich so ergebenden Öffnungen mit Stäben gefüllt. In der FIG 5 ist in der Öffnung AR22 bereits ein Stab BR22 in Zeile Z2, Reihe R2 eingefüllt und der Schieber S2 soweit zurückgezogen, daß sich eine weitere Öffnung AR42 in Zeile Z2, Reihe R4 zum weiteren Einfüllen eines Stabes BR42 ergibt. Auf diese Weise kann der Behälter B vollständig mit in hexagonal dichtester Packung geordneten Stäben gefüllt werden, ohne daß während des Befüllvorganges ein Verrutschen einzelner Stäbe und somit das Verschieben der gewünschten hexagonalen Packung befürchtet werden muß. Mit Hilfe des Schiebers S3 kann auch eine Verdichtung der bereits eingefüllten Stabreihen durch Verpressen erreicht werden. This position of slide S3 is shown in FIG 5. To fill row Z2, the strip-shaped slide S2 is again retracted step by step and the resulting openings are filled with rods. In FIG 5, a rod BR22 has already been filled into opening AR22 in row Z2, row R2 and the slide S2 is retracted so far that a further opening AR42 is created in row Z2, row R4 for the further filling of a rod BR42. In this way, the container B can be completely filled with rods arranged in hexagonal densest packing without having to worry about individual rods slipping during the filling process and thus shifting the desired hexagonal packing. With the help of the slide S3, the already filled rows of rods can also be compacted by pressing.
In der FIG 6 ist die Befüllvorrichtung mit einem vollständig gefüllten Behälter B dargestellt. Der dazugehörige Behälter B ist gemäß FIG 6 beispielhaft so ausgelegt, daß bei vollständiger Befüllung neun Reihen Rl bis R9 mit jeweils drei Stäben pro Reihe versetzt in hexagonal dichtester Packung aufgenommen werden können. Alle Schieber Sl, S2 und S3 können nun aus dem Behälterinneren vollständig zurückgezogen werden, da ein Verrutschen der in hexagonal dichtester Packung befindlichen Stäbe im Behälterinneren nun nicht mehr möglich ist. Gemäß der in der FIG 6 bereits dargestellten Ausfuhrungsform der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die Mulden an der Stirnseite von Schieber Sl In FIG. 6, the filling device is shown with a completely filled container B. The associated container B is designed as an example according to FIG. 6 so that when completely filled, nine rows R1 to R9 with three rods per row can be accommodated in hexagonally dense packing. All slides Sl, S2 and S3 can now be completely withdrawn from the inside of the container, since slipping of the rods in hexagonally dense packing inside the container is no longer possible. According to the embodiment of the invention already shown in FIG. 6, it is advantageous that the troughs on the front side of slide Sl
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übsr einen dem Radius r eiftes Stabes entsprechenden Innenradius r verfügen. have an inner radius r corresponding to the radius r of the rod .
In der FIG 2 ist eine weitere Ausführungsform der Befüllungsvorrichtung gemäß der Neuerung dargestellt. Diese eignet sich
besonders zum Befüllen des BehSlters B mit Stäben; welche relativ
zu ihrem Durchmesser über eine sehr große Länge verfügen.
Hifcrbsi sind in der oben beschriebenen Weise ausgebildete Schiebersätze
in unterschiedlichen Ebenen vorgesehen. In der Darstellung der FIG 2 sind dies beispielhaft die Ebenen El, E2
mit den Schiebersätzen sli, 521, S3i und S12, S22, 532. Werden
von wirkungsgleichen Schiebern einer jeden Ebene, d.h. in FIG den Schiebern SIl und S12 bzw. S21 und S22 bzw. S31 und S32,
während des Befüllvorganges parallel in der obenbeschriebenen Weise die gleichen Bewegungen ausgeführt, so kann der Behalte^
B geordnet und vollständig mit sehr langen Stäben in hexagonal dichtester Pacvsdng gefüllt werden, ohne daß einzelne Stäbe verbogen
werden und somit unter Umständen das hexagonal dichtestes Packungsmuster gestört wird.
20 FIG. 2 shows a further embodiment of the filling device according to the innovation. This is particularly suitable for filling the container B with rods which have a very great length relative to their diameter. For this purpose, slide sets designed in the manner described above are provided in different levels. In the illustration in FIG. 2, these are, for example, the levels E1, E2 with the slide sets S11, S21, S31 and S12, S22, S32. If the same movements are carried out in parallel in the manner described above by slides with the same effect on each level, ie in FIG. the slides S11 and S12 or S21 and S22 or S31 and S32, during the filling process, the container B can be filled in an orderly and complete manner with very long rods in hexagonally dense packing without individual rods being bent and thus the hexagonally dense packing pattern being disturbed under certain circumstances.
20
In der FIG 7 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Befüllungsvorrichtung dargestellt. Dabei dient anstelle des Schiebers Sl ein mit Mulden Ml, M2, M3 versehei.es gewelltes Blech Z als Positioniermittel zur Vorgabe der Positionen einer ersten Reihe Rl von Stäben BRIl, BR12, BR13. Eine derartig«FIG 7 shows a further advantageous embodiment of the filling device. Instead of the slide Sl, a corrugated sheet Z provided with troughs Ml, M2, M3 serves as a positioning means for specifying the positions of a first row Rl of bars BR11, BR12, BR13. Such a
Anordnung hat den Vorteil, daß diese ortsfest ist und keine öffnung
in der jeweiligen Behälterwandung vorgesehen werden muß. Nach vollständiger Befüllung des Behälters kann gegebenenfalls
das Blech entnomme . "?rden.
30The advantage of this arrangement is that it is stationary and no opening has to be provided in the respective container wall. After the container is completely filled, the sheet metal can be removed if necessary.
30
In der FIG 8 ist schließlich eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Schiebers Sl der Befüllvorrichtung dargestellt. Die Mulden MSH, MS12, MS13 an der Stirnseite dieses Schieber·= haben dabei eine trapezförmige Gestaltung, wobei deren Innenradius r vorteilhaft mit dem Radius r der einzufüllend?: _äbe übereinstimmt.Finally, FIG. 8 shows a further advantageous embodiment of the slide Sl of the filling device. The troughs MSH, MS12, MS13 on the front side of this slide have a trapezoidal design, with their inner radius r advantageously corresponding to the radius r of the container to be filled.
J 3 Schutzansprüche J 3 Protection claims
8 Fig.8 Fig.
Claims (1)
Priority Applications (1)
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DE8809388U DE8809388U1 (en) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | Filling device for the orderly, complete filling of a container with rods, in particular spent fuel elements from nuclear facilities, in hexagonal densest packing |
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DE8809388U Expired DE8809388U1 (en) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | Filling device for the orderly, complete filling of a container with rods, in particular spent fuel elements from nuclear facilities, in hexagonal densest packing |
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DE (1) | DE8809388U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19748222C1 (en) * | 1997-10-31 | 1999-07-15 | Siemens Ag | Preparation of irradiated fuel rods for decay storage in cooling pond |
-
1988
- 1988-07-22 DE DE8809388U patent/DE8809388U1/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19748222C1 (en) * | 1997-10-31 | 1999-07-15 | Siemens Ag | Preparation of irradiated fuel rods for decay storage in cooling pond |
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