DE1055703B

DE1055703B - Nuclear reactor and process for charging it with fuel

Info

Publication number: DE1055703B
Application number: DE1958B0047659
Authority: DE
Inventors: William Robert Wootton
Original assignee: Babcock and Wilcox Ltd
Current assignee: Babcock International Ltd
Priority date: 1957-01-31
Filing date: 1958-01-31
Publication date: 1959-04-23
Also published as: FR1198660A; GB849278A; GB849277A; BE564440A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschicken (Be- oder Entladen) des Reaktor-Druckbehälters z. B. mit einem Brennstoffelement, einem Regelstab, bei einem Kernreaktor, der mit einer Flüssigkeit gekühlt wird, die während des Reaktorbetriebes eine viel höhere Temperatur als ihre Siedetemperatur bei atmosphärischem Druck erreicht. The invention relates to a method for charging (loading or unloading) the reactor pressure vessel z. B. with a fuel element, a control rod, in a nuclear reactor with a Liquid is cooled, which is a much higher temperature than during reactor operation reaches their boiling point at atmospheric pressure.

Bei Kernreaktoren von der Art, bei der Flüssigkeit als Kühlmittel benutzt wird, welche während des Betriebs des Reaktors eine Temperatur erreicht, die viel höher ist als ihre Siedetemperatur bei atmosphärischem Druck, entsteht, wenn ein Element aus dem Reaktorkern entfernt werden soll, die Notwendigkeit, den Druck innerhalb des Druckgefäßes auf oder im wesentlichen auf atmosphärischen Druck zu bringen und das Druckgefäß und seinen Inhalt auf eine Temperatur unterhalb der Siedetemperatur des Kühlmittels bei atmosphärischem Druck abzukühlen. Da die Abkühhmg mit einer solchen Geschwindigkeit vorgenommen werden muß, daß unerwünschte Wärmespannungen in dem Druckgefäß vermieden werden, und da die Temperatur des Druckgefäßes und seines Inhalts auf Betriebstemperatur gebracht werden muß, bevor der Kernreaktor wieder in Betrieb genommen werden kann, verstreicht notwendigerweise eine beträchtliche Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt, an dem die zum Auswechseln eines Elements erforderlichen Arbeiten in Angriff genommen werden, und dem Zeitpunkt, zu dem der Kernreaktor wiederum als Wärmequelle für die damit verbundene Wärmeausnutzungsanlage zur Verfügung steht. Es wäre ein großer Vorteil, wenn diese Zeitspanne wesentlich verkürzt werden könnte.In nuclear reactors of the type in which liquid is used as a coolant, which during operation of the reactor reaches a temperature which is much higher than its boiling temperature at atmospheric Pressure, arises when an element is to be removed from the reactor core, the need to to bring the pressure within the pressure vessel to or substantially to atmospheric pressure and the pressure vessel and its contents to a temperature below the boiling point of the coolant to cool at atmospheric pressure. Because the cooling is done at such a speed it must be ensured that undesirable thermal stresses in the pressure vessel are avoided, and since the temperature of the pressure vessel and its contents must be brought to operating temperature, before the nuclear reactor can be brought back into operation, a considerable period of necessity will pass by Period of time between the time required to replace an element Work to be commenced, and the time at which the nuclear reactor will turn as Heat source for the associated heat utilization system is available. It would be a great advantage if this period of time could be shortened significantly.

Eine bekannte Methode des Entfernens und Einsetzens von Brennstoffelementen in bezug auf das Druckgefäß eines Kernreaktors besteht in der Verwendung einer beweglichen Lademaschine, die mit Hilfe von Stutzen arbeitet, die den Zugang zu jeweiligen kleinen Gruppen von Brennstoffelementen durch die Wandungen des Druckgefäßes hindurch ermöglichen. Solche Lademaschinen müssen ausreichend genau arbeiten, um sicherzustellen, daß die auszutauschenden Elemente einer Gruppe genau in ihre jeweiligen Stellungen eingeführt werden, und sie müssen gleichzeitig ausreichend anpassungsfähig sein, um sicherzustellen, daß dies selbst dann geschieht, wenn kleine Abweichungen in der gegenseitigen Lagebeziehung der Brennstoffelemente und der Stutzen vorkommen. Die Lademaschine ist daher kostspielig, und es können sich Schwierigkeiten hinsichtlich der gewünschten Einführung der Elemente in eine bestimmte Lage ergeben. Außerdem erschwert die Anbringung von Stutzen in kürzeren Abständen auf einer Kernreaktor
und Verfahren zu seiner Beschickung
mit BrennstoffOne known method of removing and inserting fuel elements with respect to the pressure vessel of a nuclear reactor is to use a movable loading machine which operates by means of nozzles which allow access to respective small groups of fuel elements through the walls of the pressure vessel. Such loading machines must be sufficiently accurate to ensure that the interchangeable elements of a group are accurately inserted into their respective positions, and at the same time they must be sufficiently adaptable to ensure that this occurs even when there are small deviations in the mutual positional relationship of the fuel elements and the nozzle occur. The loading machine is therefore expensive and difficulties can arise with regard to the desired introduction of the elements into a particular location. It also makes it difficult to attach nozzles at shorter intervals on a nuclear reactor
and procedure for its loading
with fuel

Anmelder:
Babcock & Wilcox Limited, LondonApplicant:
Babcock & Wilcox Limited, London

Vertreter: Dipl.-Ing. Ε. Kühnemann
und Dipl.-Ing. Κ. Kühnemann, Patentanwälte
Düsseldorf, Friedrichstr. 71Representative: Dipl.-Ing. Ε. Kühnemann
and Dipl.-Ing. Κ. Kühnemann, patent attorneys
Düsseldorf, Friedrichstr. 71

¹S Beanspruchte Priorität: ¹ S Claimed priority:

Großbritannien vom 31. Januar 1957Great Britain 31 January 1957

William Robert Wootton, London,William Robert Wootton, London,

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

Fläche einer Druckgefäßwandung die Herstellung eines Druckgefäßes von ausreichender Festigkeit.Area of a pressure vessel wall the production of a pressure vessel of sufficient strength.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird unter Beibehaltung der Betriebstemperatur und des Betriebsdruckes des flüssigen Kühlmittels eine Verbindung zwischen dem Druckgefäß und einer relativ kleinen Hilfsdruckkammer hergestellt, welche mit verhältnismäßig kaltem flüssigem Kühlmittel von annähernd demselben Betriebsdruck gefüllt ist, und daß anschließend die erforderliche Bewegung des Elements zwischen der Hilfsdruckkammer und dem Druckbehälter ausgeführt wird, wohingegen das Einsetzen von z. B. Brennstoffelementen in die Hilfsdruckkammer bzw. die Entnahme derselben aus dieser dann erfolgt, wenn die erwähnte Kammer vom Druckgefäß getrennt und mit Kühlflüssigkeit unter einem wesentlich niedrigeren Druck gefüllt ist.In the method according to the invention, a connection is made while maintaining the operating temperature and the operating pressure of the liquid coolant made between the pressure vessel and a relatively small auxiliary pressure chamber, which with relatively cold liquid coolant of approximately the same operating pressure is filled, and that then the required movement of the element between the auxiliary pressure chamber and the pressure vessel is carried out, whereas the onset of e.g. B. fuel elements in the auxiliary pressure chamber or the removal of the same from this takes place when the mentioned chamber is removed from the pressure vessel is separated and filled with coolant under a much lower pressure.

Die Erfindung umfaßt ferner einen Kernreaktor, dessen Reaktorkern innerhalb des Druckgefäßes beweglich ist, daß Vorrichtungen zur Bewegung des Kerns vorhanden sind, um irgendeine Station aus einer Anzahl von Stationen in dem Reaktorkern für die Aufnahme von Elementen in Stellung zu einer gemeinsamen Lade- und Entladeöffnung in dem Druckgefäß zu bringen, und daß Vorrichtungen (Greifervorrichtungen) zum Herausziehen bzw. Einführen eines Elements durch die Öffnung und zum Einsetzerz desselben in die Station vorhanden sind.The invention further comprises a nuclear reactor, the reactor core of which is movable within the pressure vessel is that there are devices to move the core to any station a number of stations in the reactor core for receiving elements in position relative to a common one Bring loading and unloading opening in the pressure vessel, and that devices (gripper devices) for pulling out or inserting an element through the opening and for inserting of the same are present in the station.

Die Erfindung wird an Hand eines Beispiels gemäß den teilweise schematischen Zeichnungen beschrieben:The invention is described using an example according to the partially schematic drawings:

909 507/465909 507/465

11

Fig. 1 ist eine im Schnitt längs der Linie I-I der Fig. 3 und in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung gesehene Vorderansicht eines Kernreaktors des Druckwassertyps mit den zugehörigen Brennstoffelement-Greifervorrichtungen und der Aufbewahrungskammer für verbrauchte Brennstoffelemente;Figure 1 is a sectional view taken along line I-I of Figure 3 and in the direction indicated by the arrows A front elevational view, as seen, of a pressurized water type nuclear reactor with associated fuel element gripping devices and the spent fuel element storage chamber;

Fig. 2 zeigt ein Teilgebiet des Reaktorkernes und die Anordnung der Brennstoffelemente in dem Reaktorkern;Fig. 2 shows a part of the reactor core and the arrangement of the fuel elements in the Reactor core;

Fig. 3 ist eine Aufsicht im Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 1;Fig. 3 is a sectional plan view taken along line III-III of Fig. 1;

Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht eines Kernreaktors des Druckwassertyps mit den zugehörigen Brennstoffelement-Greifervorrichtungen und der Aufbewahrungskammer für verbrauchte Brenn-Stoffelemente; Fig. 4 is a schematic side view of a pressurized water type nuclear reactor with the associated fuel assembly gripping devices and the storage chamber for spent fuel assemblies;

Fig. 5 ist eine Vorderansicht im Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 4;Fig. 5 is a sectional front view taken along line V-V of Fig. 4;

Fig. 6 ist eine Seitenansicht im Schnitt lediglich eines oberen Teiles eines Druckkolbenzylinders, der in Fig. 5 gezeigt ist;Fig. 6 is a side sectional view of only an upper part of a plunger cylinder which shown in Fig. 5;

Fig. 7 ist eine Aufsicht im Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 5.FIG. 7 is a sectional plan view along line VII-VII of FIG. 5.

Wenn wir zuerst das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung betrachten, so umfaßt der Kernreaktor ein Druckgefäß 1 von vertikal länglicher, im allgemeinen zylindrischer Form, das aus zwei Teilen besteht, nämlich einem unteren Hauptteil oder Hauptabschnitt IA und einem oberen Deckelabschnitt 15. Letzterer hat einen kleineren Durchmesser als der Hauptabschnitt und weist an seinem unteren Ende einen nach außen vorspringenden Flansch 3 auf, durch den sich Bolzen (nicht dargestellt) hindurcherstrecken, mit deren Hilfe der obere Teil an dem unteren Hauptteil befestigt ist. Obwohl nicht dargestellt, befindet sich zwischen den beiden Teilen des Druckgefäßes unmittelbar unterhalb des Flansches 3 eine leicht entfernbare ringförmige Dichtschweißung, um an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Teilen den Austritt von Flüssigkeit auszuschließen. If we first the view in Figs. 1 to 3 shown embodiment of the invention, the nuclear reactor comprising a pressure vessel 1 of vertically elongated, generally cylindrical shape, which consists of two parts, namely a lower body or main portion IA and an upper lid portion 15. The latter has a smaller diameter than the main section and at its lower end has an outwardly projecting flange 3 through which bolts (not shown) extend by means of which the upper part is attached to the lower main part. Although not shown, there is an easily removable annular sealing weld between the two parts of the pressure vessel immediately below the flange 3 in order to prevent the escape of liquid at the connection point between the two parts.

Der Hauptabschnitt IA besitzt an seinem Boden eine mit Flansch versehene öffnung 5, durch die Kühlwasser aus einem an das Druckgefäß 1 angeschweißten Rohr 7 eintritt. Der Deckelabschnitt 15 besitzt ungefähr in der Mitte seiner Höhe eine mit Flansch versehene öffnung 9 für den Ausfluß des erwärmten Kühlwassers in ein an das Druckgefäß angeschweißtes Rohr 11. The main section IA has at its bottom an opening 5 provided with a flange, through which cooling water enters from a pipe 7 welded to the pressure vessel 1. The cover section 15 has, approximately in the middle of its height, an opening 9 provided with a flange for the outflow of the heated cooling water into a tube 11 welded to the pressure vessel.

Das Druckgefäß 1 ist innerhalb einer Kammer 15 untergebracht, die in einer biologischen Abschirmung 17 aus Beton ausgebildet ist; das Druckgefäß wird von einem geeigneten Stahlgerüst getragen, das auf dem Boden 19 der Kammer 15 steht.The pressure vessel 1 is housed within a chamber 15 which is formed in a biological shield 17 made of concrete; the pressure vessel is supported by a suitable steel frame which stands on the floor 19 of the chamber 15 .

Innerhalb des Hauptabschnittes IA des Druckgefäßes ist der Reaktorkern 21 angeordnet; dieser besteht aus einem Aggregat von Brennstoffelementen 23. Jedes Brennstoffelement besteht aus einer Gruppe langer, schmaler Platten, die parallel zueinander in relativ engem Abstand innerhalb eines Rohres angeordnet sind, das in seinem Querschnitt rechteckig und in seinen Abmessungen bleistiftartig ist. Brennstoffelemente dieser Art sind den Fachleuten wohlbekannt. Die Brennstoffelemente sind mit ihren Längsachsen vertikal angeordnet, und das Aggregat der Brennstoffelemente erscheint von oben gesehen annähernd kreisförmig, wobei die Brennstoffelemente einen bestimmten Abstand voneinander haben und in symmetrischer Form angeordnet sind. Dabei bleibt ein kreuzförmiger Zwischenraum 25 (s. Fig. 2) be-703 The reactor core 21 is arranged within the main section IA of the pressure vessel; this consists of an aggregate of fuel elements 23. Each fuel element consists of a group of long, narrow plates which are arranged parallel to one another at a relatively close distance within a tube which is rectangular in cross-section and pencil-like in its dimensions. Fuel elements of this type are well known to those skilled in the art. The fuel elements are arranged with their longitudinal axes vertically, and the assembly of the fuel elements appears approximately circular when viewed from above, the fuel elements being at a certain distance from one another and being arranged in a symmetrical shape. A cross-shaped intermediate space 25 (see FIG. 2) remains thereby be-703

stehen, der die Brennstoffelemente in vier Gruppen 21 A, 215, 21c und 21 D aufteilt. Zwischen ihnen sind paarweise vier Gruppen von neutronenabsorbierenden Regelplatten 27.4, 275, 27 C und 27 D angeordnet. In der Fig. 2 ist die Gruppe von Regelplatten 27 A in einer teilweise hochgehobenen Stellung gezeigt, während die anderen drei Gruppen der Regelplatten in ihrer voll eingeführten Stellung dargestellt sind, in welcher sie die Radioaktivität in dem Reaktorkern 21 unter den kritischen Wert herabsetzen. Die Vorrichtungen zur Betätigung der Regelplatten sind weiter unten im Detail beschrieben, und es wird sich aus jener späteren Beschreibung deutlich ergeben, daß die Darstellung der Platte 27A in teilweise hochgehobener Stellung nur dazu dient, um die Betätigung der Regelplatten zu zeigen. Wenn, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ein Brennstoffelement gerade ausgewechselt wird, befinden sich sämtliche Regelplatten in ihrer untersten Stellung.stand, which divides the fuel elements in four groups 21 A, 215, 21 c and 21 D. Between them, four groups of neutron-absorbing control plates 27 .4, 275, 27 C and 27 D are arranged in pairs. In FIG. 2, the group 27 is shown A in a partially lifted position of control plates, while the other three groups of control plates are shown in their fully inserted position, in which they reduce the radioactivity in the reactor core 21 below the critical value. The devices for actuating the control plates are described in detail below and it will be apparent from that later description that the illustration of the plate 27A in a partially raised position is only used to show the actuation of the control plates. When, as shown in FIG. 2, a fuel element is being replaced, all of the control plates are in their lowest position.

Der Reaktorkern 21 ist auf einer gitterartigen Drehscheibe 31 montiert, die wiederum auf einem Wagen 33 montiert ist, so daß sie zu einer Drehbewegung^ relativ zu dem Wagen um eine mit 35 angedeutete Achse fähig ist; zu den Montageteilen der Drehscheibe gehören Rollen 37, die auf Schienen (nicht dargestellt) auf der Drehscheibe und auf dem Wagen laufen. Der Wagen 33 ist horizontal quer zur Längsachse des Druckgefäßes beweglich. Der Wagen 33 in der Form einer Gitterplatte ruht auf Rollen 39, die auf Schienen (nicht dargestellt) laufen, welche auf einem Hauptauflager 41 montiert sind; dieses ruht auf Tragkonsolen 43, die an der Innenwand des Hauptabschnitts IA des Druckgefäßes angebracht sind. Die Drehscheibe 31 hat auf ihrem Umfang Zähne 45 für den Eingriff eines Schneckenrades. Ein gekapselter elektrischer Antriebsmotor 47 (s. Fig. 3), der außerhalb des Druckgefäßes 1 untergebracht ist, hat eine Antriebswelle 49, die an dem vom Motor 47 entfernten Ende in einem an der Innenseite des Gefäßes 1 angebrachten Lager 51 drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 49 trägt eine Schnecke 53, die auf der Welle 49 verschiebbar ist, aber durch Zapfen 55 eingegrenzt wird, welch letztere an dem Wagen 33 angebracht sind, so daß die Schnecke 53 in dem richtigen Arbeitsverhältnis zu den Schneckenradzähnen 45 gehalten wird. Somit kann der laufende Antriebsmotor 47 über die Welle 49, die Schnecke 53 und die zugehörigen Zähne 45 eine Drehung der Drehscheibe 31 relativ zum Wagen 33 in der gewünschten Richtung verursachen.The reactor core 21 is mounted on a grid-like turntable 31 , which in turn is mounted on a carriage 33 so that it is capable of a rotary movement relative to the carriage about an axis indicated by 35; The mounting parts of the turntable include rollers 37 which run on rails (not shown) on the turntable and on the carriage. The carriage 33 is movable horizontally across the longitudinal axis of the pressure vessel. The carriage 33 in the form of a grid plate rests on rollers 39 which run on rails (not shown) which are mounted on a main support 41; this rests on support brackets 43 which are attached to the inner wall of the main section IA of the pressure vessel. The rotary disk 31 has teeth 45 on its circumference for the engagement of a worm wheel. A sealed electric drive motor 47 has, (s. Fig. 3) which is located outside of the pressure vessel 1, a drive shaft 49 which is rotatably mounted in an attached to the inside of the vessel 1 bearing 51 at the end remote from the motor 47 end. The drive shaft 49 carries a worm 53 which is slidable on the shaft 49 but is delimited by pins 55 , the latter being attached to the carriage 33 so that the worm 53 is kept in the correct working relationship with the worm gear teeth 45 . Thus, the running drive motor 47 can cause a rotation of the turntable 31 relative to the carriage 33 in the desired direction via the shaft 49, the worm 53 and the associated teeth 45.

Ein zweiter gekapselter elektrischer Antriebsmotor 61, der ebenfalls außerhalb des Druckgefäßes 1 untergebracht ist und ein Untersetzungsgetriebe enthält, besitzt eine mit Schraubengewinde versehene Welle 63, die in das Druckgefäß 1 hineinreicht und in eine zugehörige Mutter 65 eingreift, die nicht drehbar an dem Wagen befestigt ist. Somit bewirkt der laufende Antriebsmotor 61 über die Welle 63 und die Mutter 65 eine horizontale Bewegung des Wagens 33 in der gewünschten Richtung quer zum Druckgefäß.A second encapsulated electric drive motor 61, also housed outside the pressure vessel 1 and containing a reduction gear, has a screw-threaded shaft 63 which extends into the pressure vessel 1 and engages an associated nut 65 which is non-rotatably attached to the carriage . The running drive motor 61 thus effects a horizontal movement of the carriage 33 in the desired direction across the pressure vessel via the shaft 63 and the nut 65.

Die beiden Motoren 47, 61 betätigen je einen Sender, der elektrische Impulse zu einem außerhalb der biologischen Abschirmung untergebrachten Anzeigeapparat sendet. Auf diese Weise werden die augenblickliche Ausrichtung und Stellung des Reaktorkerns 21 in dem Druckgefäß dem Maschinisten des Kernreaktors mitgeteilt. The two motors 47, 61 each actuate a transmitter which sends electrical impulses to a display device housed outside the biological shielding. In this way, the current orientation and position of the reactor core 21 in the pressure vessel are communicated to the machine operator of the nuclear reactor.

Das Hauptauflager 41 besitzt in der Mitte eine öffnung 66, welche das an dem Lager aufwärts vorbeiströmende Wasser auf die offenen unteren EndenThe main support 41 has an opening 66 in the middle, which directs the water flowing upwards past the bearing onto the open lower ends

der Brennstoffelemente 23 des Reaktorkerns 21 hinlenkt; geeignete Leitbleche oder Abdichtungen verhindern das Entweichen des Wassers nach der Seite.the fuel element 23 of the reactor core 21 steers; suitable baffles or seals prevent the water from escaping to the side.

Der Deckelabschnitt 1 B des Druckgefäßes ist mit einer einzelnen gemeinsamen Lade- und Entladeöffnung 71 versehen, durch diez. B. Brennstoffelemente in den Reaktorkern 21 ein- oder ausgeführt werden. An den Deckelabschnitt IB ist ein Rohr 73 angeschweißt, welches sich aufwärts durch die biologische Abschirmung 17 hindurch erstreckt und mit einer Muffe 75 versehen ist, um zu vermeiden, daß durch den ringförmigen Raum zwischen der Abschirmung 17 und dem Rohr Strahlung nach außen dringt. Oberhalb der Abschirmung 17 ist in das Rohr 73 ein Absperrschieber 77 eingesetzt, dessen Bohrung den Durchgang eines Brennstoffelementes ermöglicht. Das obere Ende des Rohres 73 ist an einer Hilfsdruckkammer 79 befestigt, welche viel kleiner als das Druckgefäß 1 ist. Der Oberteil der Kammer 79 besitzt eine öffnung 81, an der ein Kabelrohr 83 befestigt ist; dieses weist an seinem oberen Ende eine mit 85 bezeichnete Kammer auf, die eine Seiltrommel 87 enthält. In jenem Teil des Rohres 73, der sich unterhalb des Schiebers 77 befindet, ist ein Leitrohr 89 von quadratischem Querschnitt angebracht, in welchem die Brennstoffelemente ungehindert, ohne nennenswerte drehende Bewegung frei bewegt werden können; das obere Ende des Leitrohres 89 besitzt außen Schneckenradzähne 91 für eine (nicht dargestellte) Schnecke auf der Welle eines kombinierten Elektromotors nebst Rädergetriebe 93. Mit Hilfe des Motoraggregats 93 kann das Leitrohr 89 in dem Rohr 73 nach Wunsch ausgerichtet werden. Ein Anzeigeinstrument am Motoraggregat 93 zeigt diese Ausrichtung an. Ein Kabel oder Drahtseil 95, dessen oberes Ende um die Seiltrommel 87 gewickelt ist, reicht abwärts bis in die Kammer 79 hinein und hat an seinem unteren Ende einen elektromagnetisch betätigten mechanischen Greifmechanismus 97 für das Ergreifen des oberen Endes eines Brennstoffelements zum Zwecke des Anhebens oder Senkens desselben. Die Darstellung der Brennstoffelemente in Fig. 2 ist größtenteils schematisch; jedes Brennstoffelement hat ein offenes oberes Ende, in das man den Greifmechanismus 97 hineinlassen kann, bevor er erregt wird; bei seiner Erregung spreizt er sich gegen die Wandung des erwähnten offenen Endes und kommt zum Eingriff.The lid portion 1 B of the pressure vessel is provided with a single common loading and unloading opening 71 through which. B. fuel elements in the reactor core 21 or carried out. A tube 73 is welded to the cover section IB which extends upwardly through the biological shield 17 and is provided with a sleeve 75 in order to prevent radiation from penetrating through the annular space between the shield 17 and the tube. Above the shield 17 , a gate valve 77 is inserted into the pipe 73 , the bore of which allows a fuel element to pass through. The upper end of the tube 73 is attached to an auxiliary pressure chamber 79 which is much smaller than the pressure vessel 1 . The upper part of the chamber 79 has an opening 81 to which a cable pipe 83 is attached; this has at its upper end a chamber labeled 85 which contains a cable drum 87. In that part of the tube 73 which is located below the slide 77 , a guide tube 89 of square cross-section is attached, in which the fuel elements can be moved freely without any significant rotating movement; the upper end of the guide tube 89 has external worm gear teeth 91 for a worm (not shown) on the shaft of a combined electric motor and gear train 93. With the aid of the motor unit 93 , the guide tube 89 can be aligned in the tube 73 as desired. A display instrument on the motor unit 93 shows this alignment. A cable or wire rope 95, the upper end of which is wrapped around the cable drum 87 , extends down into the chamber 79 and has at its lower end an electromagnetically operated mechanical gripping mechanism 97 for gripping the upper end of a fuel element for the purpose of raising or lowering it same. The representation of the fuel elements in Figure 2 is largely schematic; each fuel element has an open top into which the gripping mechanism 97 can be inserted before it is energized; when he is excited he spreads against the wall of the aforementioned open end and comes into action.

Innerhalb der Hilfsdruckkammer 79 befindet sich ein rundes Leitrohr 101, durch das das Drahtseil 95 führt. Dieses Leitrohr ist mit einem (nicht im einzelnen dargestellten) Bewegungsmechanismus versehen, mit dessen Hilfe es aus der Ausrichtstellung zum Rohr 73, die durch 101.4 dargestellt ist, heraus- und in eine Ladestellung 101 B oder in eine Entladestellung 101 C bewegt werden kann.Inside the auxiliary pressure chamber 79 there is a round guide tube 101 through which the wire cable 95 leads. This guide tube (not shown in detail) provided with a moving mechanism, by means of which it challenges from the alignment position to the pipe 73, which is represented by 101 .4 and moved to a loading position 101 B, or to a discharge 101 C can .

Die Hilfsdruckkammer 79 besitzt in ihrem Boden eine Ladeöffnung 105, von der sich ein gerades Lade-Übergaberohr 107 erstreckt; dieses Rohr hat einen voll aufgebohrten Absperrschieber 109 und erstreckt sich in die biologische Abschirmung 17 hinein bis zu einem drehbaren Magazin 111, das in einer Kammer 112 untergebracht ist. DieAchse des Magazins 111 ist zur Vertikalen um die Hälfte des Neigungswinkels des Rohres 107 zur Vertikalen geneigt. Das Magazin enthält eine Übergabekammer 113, die sich bei Drehung des Magazins aus der Stellung 113A, in der sie auf das Rohr 107 ausgerichtet ist, in die entgegengesetzte Stellung 1135 bewegt, in welcher die Achse der Kammer 113 vertikal verläuft.The auxiliary pressure chamber 79 has in its bottom a loading opening 105, from which a straight loading transfer tube 107 extends; this tube has a fully bored gate valve 109 and extends into the biological shield 17 up to a rotatable magazine 111 which is accommodated in a chamber 112. The axis of the magazine 111 is inclined to the vertical by half the inclination angle of the tube 107 to the vertical. The magazine contains a transfer chamber 113 which, when the magazine is rotated , moves from the position 113A in which it is aligned with the tube 107 to the opposite position 1135 in which the axis of the chamber 113 runs vertically.

Ein Laderohr 115 erstreckt sich aus einer Höhenlage oberhalb der der Seiltrommelkammer 85 vertikal in die biologische Abschirmung 17 hinein und endet an der Magazinkammer 112. A loading tube 115 extends vertically into the biological shield 17 from a height above that of the cable drum chamber 85 and ends at the magazine chamber 112.

Die Hilfsdruckkammer 79 weist weiterhin in ihrem Boden eine Entladeöffnung 125 auf, an der sich ein gerades Entlade-Übergaberohr 127 anschließt; dieses Rohr hat einen voll aufgebohrten Absperrschieber 129 und erstreckt sich in die biologische Abschirmung 17 hinein bis zu einem drehbaren Magazin 131, das in einer Kammer 132 untergebracht ist. Die Achse des Magazins 131 ist zur Vertikalen im obenerwähnten Maße geneigt. Das Magazin enthält eine Übergabekammer 133, die sich bei Drehung des Magazins aus der Stellung 133^4, in der sie auf das Rohr 127 ausgerichtet ist, in die entgegengesetzte Stellung 1335 bewegt, in welcher die Achse der Kammer 133 vertikal verläuft. Ein Entladerohr 135 erstreckt sich aus einer Höhenlage oberhalb der der Seiltrommelkammer 85 vertikal in die biologische Abschirmung 17 hinein und endet an der Magazinkammer 132. The auxiliary pressure chamber 79 also has a discharge opening 125 in its bottom, to which a straight discharge transfer tube 127 is connected; this tube has a fully bored gate valve 129 and extends into the biological shield 17 up to a rotatable magazine 131 which is accommodated in a chamber 132. The axis of the magazine 131 is inclined to the vertical to the extent mentioned above. The magazine contains a transfer chamber 133 which, when the magazine is rotated , moves from the position 133 ^ 4, in which it is aligned with the tube 127 , to the opposite position 1335 in which the axis of the chamber 133 is vertical. An unloading tube 135 extends vertically into the biological shield 17 from a height above that of the cable drum chamber 85 and ends at the magazine chamber 132.

Das drehbare Magazin 111 bzw. 131 ist mit einem Elektromotor 137 bzw. 139 versehen; mit Hilfe dieser Motoren können die Magazine unter Steuerung durch entsprechende Endoegrenzungsschalter auf Wunsch in eine der beiden dargestellten Betriebsstellungen gebracht werden.The rotatable magazine 111 or 131 is provided with an electric motor 137 or 139 ; With the help of these motors, the magazines can be brought into one of the two operating positions shown, if desired, under the control of appropriate limit switches.

Die Regelplattengruppen 27^4, 275, 27 C und 27 D sind getrennt voneinander beweglich, und zwar mit Hilfe von Stempeln, die durch den Deckelabschnitt IB des Druckgefäßes zu außerhalb des Druckgefäßes untergebrachten Druckkolbenzylindern führen. In den Zeichnungen ist nur die Hebevorrichtung für die Platten 27 A dargestellt, und dieser Mechanismus besteht aus einem Stempel 141, der an seinem unteren Ende eine elektromagnetisch betätigte Haltevorrichtung 143 aufweist und sich nach oben durch einen Stutzen 145 im Deckelabschnitt 1 B in einen Druckkolbenzylinder 147 hinein erstreckt. Eine Betätigung des Stempels 141 verursacht eine Vertikalbewegung der Haltevorrichtung 143. Die Bewegungsmöglichkeit des Stempels wird begrenzt durch geeignete Endbegrenzungsschalter, die den Motor steuern, so daß, wenn die Haltevorrichtung 143 erregt wird, um eine Gruppe von Platten 27^4 zu halten, und dann bis zur Grenze ihrer Bewegungsmöglichkeit hochgehoben wird, die unteren Enden der Regelplatten den Arm des kreuzförmigen Zwischenraumes 25, in dem sie operieren, nicht verlassen. Wenn die Haltevorrichtung 143 stromlos gemacht wird, werden die Regelplatten 27 A freigegeben, so daß diese in ihre unterste Stellung zurückfallen. Der Betätigungsmechanismus für die übrigen Regelplatten entspricht dem für die Gruppe der Regelplatten 27^4 beschriebenen.The regulating plate groups 27 ^ 4, 275, 27 C and 27 D are movable separately from one another, specifically with the aid of punches which lead through the cover section IB of the pressure vessel to pressure piston cylinders housed outside the pressure vessel. In the drawings, only the lifting device for the plates 27 A is shown, and this mechanism is composed of a stamper 141 having at its lower end an electromagnetically operated holding device 143 and upwardly through a conduit 145 in the lid section 1 B in a pressure piston cylinder 147 extends into it. Actuation of the plunger 141 causes vertical movement of the holder 143. The possibility of movement of the plunger is limited by suitable limit switches which control the motor so that when the holder 143 is energized to hold a group of plates 27 ^ 4, and then is lifted up to the limit of their range of motion, the lower ends of the control plates do not leave the arm of the cross-shaped space 25 in which they operate. When the holding device 143 is de-energized, the control plates 27 A are released so that they fall back into their lowest position. The actuation mechanism for the other control plates corresponds to that described for the group of control plates 27 ^ 4.

Der Kernreaktor dient zur Stromerzeugung, und zu diesem Zwecke sind die Rohre 7 und 11 mit einem Röhren-Wärmeaustauscher des indirekten Typs (nicht dargestellt) zur Erzeugung von Dampf, der in einer Dampfturbine ausgenutzt wird, verbunden. Eine solche Anordnung eines Kernreaktors vom Druckwassertyp ist in der Reaktortechnik den Fachleuten wohlbekannt.The nuclear reactor is used to generate electricity, and for this purpose the tubes 7 and 11 are connected to a tubular heat exchanger of the indirect type (not shown) for generating steam which is used in a steam turbine. Such a pressurized water type nuclear reactor arrangement is well known in the reactor art to those skilled in the art.

Während des Betriebs des Kernreaktors als einer Wärmequelle zur Stromerzeugung wird mittels Pumpen ein ständiger Wasserstrom aufrechterhalten, der durch die Eintrittsöffnung 5 in das Druckgefäß 1 hineinfließt und es durch die Austrittsöffnung 9 wieder verläßt. Die Schieber 77, 109 und 129 sind währenddessen voll geschlossen, und das Kabel 95 ist auf der Trommel 87 aufgewickelt, so daß sich der Greifmecha-During operation of the nuclear reactor as a heat source for generating electricity, a constant flow of water is maintained by means of pumps, which flows into the pressure vessel 1 through the inlet opening 5 and leaves it again through the outlet opening 9. The slides 77, 109 and 129 are fully closed, and the cable 95 is wound on the drum 87 , so that the gripping mechanism

nismus 97 innerhalb der Hilfsdruckkammer 79 befindet. Der Reaktorkern 21 steht in der Mitte des Hauptabschnitts IA der Druckkammer 1, so daß er von einem ringförmigen Gürtel Kühlwasser umgeben ist, welches gleichzeitig als Neutronenreflektor wirkt. Die Drehscheibe 31 ist in bezug auf den Wagen 33 so ausgerichtet, daß sich jede der Regelplatten 27 A, 27 B, 27 C und 27 D unmittelbar unter dem Stempel ihrer zugehörigen Hebevorrichtung befindet. Durch Senken des Stempels 141 mit der Haltevorrichtung 143 in erregtem Zustand wird auf diese Weise die Gruppe der Regelplatten 27 A mit dem Stempel 141 gekoppelt. Die Steuerung des Reaktors geschieht dann durch Anheben oder Absenken der Regelplatten 27 A. Die anderen Regelplatten sind gleicherweise mit den Stempeln ihrer jeweiligen Hebevorrichtungen gekoppelt.mechanism 97 is located within the auxiliary pressure chamber 79 . The reactor core 21 stands in the middle of the main section IA of the pressure chamber 1, so that it is surrounded by an annular belt of cooling water, which at the same time acts as a neutron reflector. The turntable 31 is oriented with respect to the carriage 33 so that each of the control plates 27 A, 27 B, 27 C and 27 D is located immediately under the punch of its associated lifting device. By lowering the punch 141 with the holding device 143 in the excited state, the group of control plates 27 A is coupled to the punch 141 in this way. The reactor is then controlled by raising or lowering the control plates 27 A. The other control plates are likewise coupled to the rams of their respective lifting devices.

Das im Druckgefäß 1 aufwärts fließende Wasser strömt durch die zentrale öffnung 66 im Hauptauflager 41 und tritt in die unteren offenen Enden der besseren Einführen des Brennstoffelements etwas erweitert ist. Das Brennstoffelement wird nunmehr mittels des Kabels 95 in die Hilfsdruckkammer 79 hochgezogen, anschließend der Schieber 77 geschlossen und dann der Druck in der Kammer 79 auf ungefähr Außenatmosphärendruck reduziert. Da die Kammer 79 und das Kabelrohr 83 stets mit Wasser vollgefüllt sind, wird nur eine sehr kleine Menge Wasser benötigt, um den Druck in der Kammer 79 zu ändern, ίο Nunmehr wird der Schieber 129 geöffnet, das Leitrohr 101 aus der Stellung 101.4 in die StellunglOlC geschwenkt und das Kabel 95 von der Trommel 87 abgespult, so daß das verbrauchte Brennstoffelement durch das Rohr 127 und den Schieber 129 in die Übergabekammer 133 des drehbaren Magazins 131 gelangt. Nunmehr wird der Strom für den Greifmechanismus 97 abgeschaltet, so daß dieser wieder in die Hilfsdruckkammer 79 zurückgezogen werden kann. Das Magazin 131 wird gedreht, um die Kammer 133 inThe water flowing upwards in the pressure vessel 1 flows through the central opening 66 in the main support 41 and enters the lower open ends of the better insertion of the fuel element is somewhat widened. The fuel element is now raised by means of the cable 95 in the assisting pressure chamber 79, then the slide 77 closed, and then reduced the pressure in the chamber 79 to approximately the outside atmosphere pressure. Since the chamber 79 and the conduit 83 are always filled with water, a very small amount of water is needed only to change the pressure in the chamber 79, ίο now opens the slider 129, the guide tube 101 from the position 101 .4 is pivoted into position 10C and the cable 95 is unwound from the drum 87 , so that the used fuel element passes through the tube 127 and the slide 129 into the transfer chamber 133 of the rotatable magazine 131 . The current for the gripping mechanism 97 is now switched off so that it can be withdrawn into the auxiliary pressure chamber 79 again. The magazine 131 is rotated to the chamber 133 in

Brennstoffelemente ein: es fließt zwischen den ein- ao die Stellung 1335 zu bringen, in welcher ein an einemFuel elements a: it flows between the one ao to bring the position 1335 , in which one on one

zelnen Platten der Brennstoffelemente aufwärts und leitet die in den Platten durch die Kernreaktion erzeugte Wärme ab. Dieses erwärmte Wasser verläßt das Druckgefäß durch die Austrittsöffnung 9 und gelangt dann zum Wärmeaustauscher.individual plates of the fuel elements and dissipate the heat generated in the plates by the nuclear reaction. This heated water leaves the pressure vessel through the outlet opening 9 and then reaches the heat exchanger.

Der Druck des Wassers im Druckbehälter 1 wird auf etwa 105 Atü/Quadratzoll gehalten, und das Wasser %^rerläßt das Druckgefäß mit einer Temperatur von etwa 260° C. Unter diesen Bedingungen der Temperatur und des Druckes verwandelt sich das Wasser nicht in Dampf.The pressure of the water in the pressure vessel 1 is kept at about 105 atmospheres / square inch, and the water% ^r leaves the pressure vessel at a temperature of about 260 ° C. Under these conditions of temperature and pressure, the water does not turn into steam.

Die Hilfsdruckkammer 79, die Magazinkammern 112 und 132 und die vertikalen Rohre 115 und 135 sind ständig mit Wasser gefüllt.The auxiliary pressure chamber 79, the magazine chambers 112 and 132 and the vertical tubes 115 and 135 are always filled with water.

Zum Zwecke des Auswechselns von Brennstoffelementen wird der Kernreaktor zunächst nichtkritisch gemacht, indem sämtliche Regelplatten 27^, 27B, 27 C und 27 D in ihre unterste Stellung gesenkt und die Haltevorrichtungen 143 stromlos gemacht Kabel hängender Greifmechanismus (ähnlich dem Greifmechanismus 97), durch das Entladerohr 135 herabgelassen, das Brennstoffelement zu ergreifen und" durch das Rohr 135 nach oben zum weiteren Abtransport herauszuziehen vermag.For the purpose of replacement of fuel elements of the nuclear reactor is first made not critical by all control plates 27 ^, 27B, 27 C and 27 D lowered into its lowermost position and the holding devices deenergized 143 cable hanging gripping mechanism (similar to the gripping mechanism 97), through the discharge tube 135 lowered to grasp the fuel element and "be able to pull it out through the tube 135 upwards for further removal.

Das LeitrohrlOl wird jetzt in die Stellung 101 B geschwenkt, der Schieber 129 geschlossen und der Schieber 109 geöffnet. Vor Betätigung dieser Schieber ist ein Druckausgleich nicht erforderlich. Ein neues Brennstoffelement wird mit Hilfe eines an einem Kabel hängenden Greifmechanismus ähnlich dem Greifmechanismus 97 durch das Rohr 115 in die Kammer 113 des Magazins 111 hinabgelassen. Das Magazin wird dann in die Stellung 113.4 gedreht, und der Greifmechanismus 97 wird durch die öffnung 105, das Rohr 107 und den Schieber 109 hinabgelassen, um das neue Brennstoffelement zu ergreifen, welches dann mittels des Kabels 95 in die Hilfsdruckkammer 79 hinaufgezogen wird. Nach Schließen des SchiebersThe guide tube 10 is now pivoted into the position 101 B , the slide 129 is closed and the slide 109 is opened. Pressure equalization is not required before actuating this slide. A new fuel element is lowered through the tube 115 into the chamber 113 of the magazine 111 with the aid of a gripping mechanism suspended from a cable, similar to the gripping mechanism 97. The magazine is then rotated to position 113 .4, and the gripping mechanism 97 is lowered through the opening 105, the tube 107 and the pusher 109 to grab the new fuel element which is then pulled up by means of the cable 95 in the auxiliary pressure chamber 79 . After closing the slide

werden, so daß die Stempel, welche die Regelplatten 40 109 wird der Druck in der Kammer 79 mit Hilfe derso that the stamp, which the control plates 40 109 is the pressure in the chamber 79 with the help of the

bzw. -stäbe betätigen, ganz nach oben aus dem Reaktorkern herausgezogen werden können. Die Pumpen, welche den Kühlwasserkreislauf zum und vom Druckgefäß 1 in Gang halten, werden allmählich gedrosselt, bis das Wasser nur noch mit einer betriebstechnisch vertretbaren Geschwindigkeit fließt. Der Flüssigkeitsdruck in der Hilfsdruckkammer 79 wird mittels einer Pumpe dem im Druckgefäß 1 herrschenden Druck angepaßt. Dann wird der Schieber 77 geöffnet und der Greifmechanismus 97 mittels des Kabels 95 durch den Schieber 77 und das Leitrohr 89 in das Druckgefäß 1 hinabgelassen.Actuate or rods, can be pulled all the way up out of the reactor core. The pumps, which keep the cooling water circuit to and from the pressure vessel 1 running, are gradually throttled until the water only flows at an operationally acceptable speed. The liquid pressure in the auxiliary pressure chamber 79 is adapted to the pressure prevailing in the pressure vessel 1 by means of a pump. The slide 77 is then opened and the gripping mechanism 97 is lowered into the pressure vessel 1 by means of the cable 95 through the slide 77 and the guide tube 89.

Nunmehr werden die Antriebsmotoren 47 und 61 entsprechend erregt, um das zu entfernende Brennstoffelement unter die öffnung 71 im Deckelabschnitt IB des Druckgefäßes zu bringen. Dieser Arbeitsgang der genauen Einstellung der Station des zu entfernenden Brennstoffelements unter die öffnung 71 wird ermöglicht durch die mit den Motoren 47 und 61 verbundenen Anzeigevorrichtungen, die eine genaue Anzeige über die Ausrichtung und seitliche Stellung des Reaktorkerns 21 vermitteln. Die Ausrichtung des Leitrohres 89 erfolgt durch Betätigung des Motoraggregats 93 und Beobachtung der daran angebrach zugehörigen Pumpe auf den im Druckgefäß 1 herrschenden Druck gebracht, der Schieber 77 geöffnet und das neue Brennstoffelement mittels des Kabels 95 durch das Leitrohr 89 in die freie Station im Reaktorkern 21 hinabgelassen. Hierauf wird der Greifmechanismus 97 stromlos gemacht und dann etwas angehoben ; die Motoren 47 und/oder 61 werden, soweit es notwendig ist, in Gang gesetzt, um das nächste zu entfernende Brennstoffelement unter die öffnung 71 zu bringen. Hierauf wiederholt sich der oben beschriebene Vorgang. Die Bewegungsmöglichkeiten der Drehscheibe und des Wagens sind ausreichend groß, um jede einzelne Brennstoffelementstation im Reaktorkern unter die öffnung 71 zu bringen.The drive motors 47 and 61 are now excited accordingly in order to bring the fuel element to be removed under the opening 71 in the cover section IB of the pressure vessel. This operation of precisely setting the station of the fuel element to be removed under the opening 71 is made possible by the display devices connected to the motors 47 and 61 , which give a precise indication of the orientation and lateral position of the reactor core 21 . The guide tube 89 is aligned by actuating the motor unit 93 and observing the associated pump attached to it, brought to the pressure prevailing in the pressure vessel 1 , the slide 77 opened and the new fuel element by means of the cable 95 through the guide tube 89 into the free station in the reactor core 21 lowered. The gripping mechanism 97 is then de-energized and then raised slightly; the motors 47 and / or 61 are started, if necessary, in order to bring the next fuel element to be removed under the opening 71 . The process described above is then repeated. The possibilities of movement of the turntable and the carriage are sufficiently large to bring each individual fuel element station in the reactor core under the opening 71 .

Nach Beendigung sämtlicher Besehickungsvorgänge wird der Greifmechanismus 97 in die Hilfsdruckkammer 79 hochgezogen und der Schieber 77 dann geschlossen. Der Reaktorkern 21 wird mittels der Motoren 47 und 61 gedreht und in seine normale Betriebsstellung im Reaktorgefäß 1 gebracht. Die Stempel 141 der Hebevorrichtungen für die Regelplatten werden gesenkt und mit den Regelplatten gekoppelt. Die Pumpen, die den Wasserkreislauf durch das Druckgefäß 1 aufrechterhalten, werden auf volleAfter all loading operations have been completed, the gripping mechanism 97 is pulled up into the auxiliary pressure chamber 79 and the slide 77 is then closed. The reactor core 21 is rotated by means of the motors 47 and 61 and brought into its normal operating position in the reactor vessel 1 . The rams 141 of the regulating plate elevators are lowered and coupled to the regulating plates. The pumps that maintain the water cycle through the pressure vessel 1 are at full capacity

ten Anzeigevorrichtung. Der Greifmechanismus 97 65 Tourenzahl gebracht, und der Reaktorkern 21 wirdth display device. The gripping mechanism 97 brought 65 number of revolutions, and the reactor core 21 is

wird dann in das obere Ende des Brennstoffelements hineingelassen, dann erregt, damit er das Element ergreift. Das Kabel 95 wird hierauf hochgezogen, um das obere Ende des Brennstoffelements in das untere Ende des Leitrohres 89 einzuführen, welches zum durch Hochziehen der Regelplatten 27,4, 275, 27 C und 27 D wieder kritisch gemacht.is then lowered into the top of the fuel element, then energized to grip the element. The cable 95 is then pulled up in order to introduce the upper end of the fuel element into the lower end of the guide tube 89 , which is made critical again by pulling up the regulating plates 27 , 4, 275, 27 C and 27 D.

Es ist durch entsprechende Ausbildung der Regelplatten 27 möglich, diese durch die Öffnung 71 ebenso mittels des Greifmechanismus auszuwechseln.By appropriately designing the regulating plates 27 , it is possible to replace them through the opening 71 by means of the gripping mechanism.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4 bis 7 weist der Kernreaktor ein Druckgefäß 201 von vertikal länglicher, im allgemeinen zylindrischer Form, auf, das aus zwei Teilen besteht, nämlich einem unteren Hauptteil 201A und einem oberen Deckelabschnitt 201B. Der letztere hat einen kleineren Durchmesser als der Hauptteil und ist an seinem unteren Ende mit einem nach außen vorspringenden Flansch 203 versehen, durch den sich Bolzen (nicht dargestellt) hindurcherstrecken, mit deren Hilfe der obere Teil an dem unteren Hauptteil befestigt ist. Obwohl nicht dargestellt, befindet sich zwischen den beiden Teilen des Druckgefäßes unmittelbar unterhalb des Flansches 203 eine leicht entfernbare ringförmige Dichtschweißung, um an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Teilen den Austritt von Flüssigkeit auszuschließen. In the embodiment according to FIGS. 4 to 7, the nuclear reactor has a pressure vessel 201 of vertically elongated, generally cylindrical shape, which consists of two parts, namely a lower main part 201 A and an upper lid portion 201 B. The latter has one smaller in diameter than the main part and is provided at its lower end with an outwardly projecting flange 203 through which bolts (not shown) extend by means of which the upper part is fixed to the lower main part. Although not shown, there is an easily removable annular sealing weld between the two parts of the pressure vessel immediately below the flange 203 in order to prevent the escape of liquid at the connection point between the two parts.

Der Hauptabschnitt 201A besitzt an seinem Boden eine mit Flansch versehene Öffnung 205, durch die Kühlwasser aus einem an das Druckgefäß 201 angeschweißten Rohr 207 eintritt. Der Deckelabschnitt 201B besitzt ungefähr in der Mitte seiner Höhe eine mit Flansch versehene öffnung 209 für den Abfluß des erwärmten Kühlwassers in ein an das Druckgefäß angeschweißtes Rohr 211.The main section 201 A has at its bottom an opening 205 provided with a flange, through which cooling water enters from a pipe 207 welded to the pressure vessel 201. The cover section 201 B has an opening 209 provided with a flange approximately in the middle of its height for the drainage of the heated cooling water into a pipe 211 welded to the pressure vessel.

Das Druckgefäß 201 ist innerhalb einer Kammer 215 untergebracht, die in einer biologischen Abschirmung 217 aus Beton ausgebildet ist; das Druckgefäß ruht auf einem geeigneten Stahlgerüst, das auf dem Boden 219 der Kammer 215 steht.The pressure vessel 201 is housed within a chamber 215 which is in a biological shield 217 is formed from concrete; the pressure vessel rests on a suitable steel frame, which is on the Bottom 219 of the chamber 215 is standing.

Innerhalb des Hauptabschnitts 201.4 des Druckgefäßes ist der Reaktorkern 221 angeordnet, der aus einem Aggregat von Brennstoffelementen 223 besteht. Jedes Brennstoffelement besteht aus einer Gruppe langer, schmaler Platten, die parallel zueinander in relativ engem Abstand innerhalb eines Rohres angeordnet sind, das in seinem Querschnitt rechteckig und in seinen Abmessungen bleistiftartig ist. Brennstoffelemente dieser Art sind den Fachleuten wohlbekannt. Die Brennstoffelemente sind mit ihren Längsachsen vertikal angeordnet, und das Aggregat der Brennstoffelemente erscheint von oben gesehen annähernd kreisförmig. Die Brennstoffelemente haben einen bestimmten Abstand voneinander und sind in symmetrischer Form angeordnet, so daß ein kreuzförmiger Zwischenraum bestehenbleibt, der die Brennstoffelemente in vier Gruppen aufteilt. Zwischen diesen sind paarweise vier Gruppen von neutronenabsorbierenden Regelplatten, wie z.B. die Regelplatte 227^4 (s. Fig. 5), angeordnet. Diese Anordnung der Brennstoffelemente und Regelplatten ist ähnlich der, wie sie oben unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben ist.The reactor core 221 is arranged within the main section 201.4 of the pressure vessel an assembly of fuel elements 223. Each fuel element consists of one group long, narrow plates, which are arranged parallel to one another at a relatively close spacing within a tube which is rectangular in cross-section and pencil-like in dimensions. Fuel elements of this type are well known to those skilled in the art. The fuel elements are with their longitudinal axes arranged vertically, and the aggregate of the fuel elements appears approximately when viewed from above circular. The fuel elements have a certain distance from each other and are in arranged symmetrical shape, so that a cross-shaped space remains, the fuel elements divided into four groups. Between these are four groups of neutron-absorbing pairs Rule plates such as rule plate 227 ^ 4 (see Fig. 5) are arranged. This arrangement of the fuel elements and control plates is similar to that described above with reference to FIG.

Der Reaktorkern 221 ist auf einer gitterartigen oberen Drehscheibe 231 montiert, die auf einem gitterartigen Wagen oder einer unteren Drehscheibe 233 montiert ist, so daß die obere Drehscheibe 231 relativ zu der unteren Drehscheibe um eine mit 235 angedeutete Achse zu einer Drehbewegung fähig ist. Zu den Montageteilen der oberen Drehscheibe 231 gehören Rollen 237, die auf Schienen (nicht dargestellt) laufen, welche auf der oberen Drehscheibe bzw. der unteren Drehscheibe angebracht sind. Die untere Drehscheibe 233 ist um eine Achse 238 drehbar, welche parallel zur Achse 235 und zur Achse des Druckgefäßes 201, aber gegen diese versetzt verläuft. Die Rollen 239 der Drehscheibe 233 kufen auf Schienen, die an der Drehscheibe 233 und auf einem Hauptauflager 241 angebracht sind, welches auf Tragkonsolen 243 ruht, die an der Innenwand des Hauptabschnitts 201A des Druckgefäßes anmontiert sind. Die obereThe reactor core 221 is mounted on a lattice-like upper turntable 231 which is mounted on a lattice-like carriage or lower turntable 233 so that the upper turntable 231 is capable of rotating relative to the lower turntable about an axis indicated at 235. The mounting parts of the upper turntable 231 include rollers 237 that run on rails (not shown) mounted on the upper turntable and the lower turntable, respectively. The lower turntable 233 is rotatable about an axis 238, which runs parallel to the axis 235 and to the axis of the pressure vessel 201, but offset from them. The rollers 239 of the turntable 233 on skid rails mounted on the turntable 233 and on a Hauptauflager 241 which rests upon support brackets 243, on the inner wall of the main portion 201 A of the pressure vessel are anmontiert. The upper

Drehscheibe 231 ist auf ihrem Umfang mit Stirngetriebezähnen 245 versehen. Ein gekapselter elektrischer Antriebsmotor 247 mit einem Untersetzungsgetriebe ist innerhalb des Druckgefäßes untergebracht und in geeigneter Weise auf der unteren Drehscheibe 233 montiert. Der Motor 247 ist mit einer Welle 249 versehen, die ein Stirnrad 253 trägt, welches in dem entsprechenden Arbeitsverhältnis zu den Getriebezähnen 245 steht. Mit dem Motor 247 kann die obere ίο Drehscheibe 231 relativ zu der unteren Drehscheibe 233 in der gewünschten Richtung um die Achse 235 gedreht werden.Turntable 231 is provided with spur gear teeth 245 on its circumference. An enclosed electric drive motor 247 with a reduction gear is housed within the pressure vessel and is suitably mounted on the lower rotary disk 233. The motor 247 is provided with a shaft 249 which carries a spur gear 253 which is in the corresponding working relationship with the gear teeth 245. With the motor 247, the upper rotary disk 231 can be rotated relative to the lower rotary disk 233 in the desired direction about the axis 235.

Auf der Innenwandung des Druckgefäßes ist noch ein zweiter gekapselter elektrischer Antriebsmotor 261 montiert; der Motor 261 enthält ein Untersetzungsgetriebe mit einer Welle 263; diese Welle trägt ein Stirngetrieberad 264, das so angeordnet ist, daß es in Stirngetriebezähne 265, die auf dem Umfang der unteren Drehscheibe 233 vorhanden sind, eingreift. Bei laufendem Antriebsmotor 261 wird somit eine Drehung der unteren Drehscheibe 233 relativ zum Druckgefäß 201 um die Achse 238 in der gewünschten Richtung verursacht.A second encapsulated electric drive motor 261 is also located on the inner wall of the pressure vessel assembled; the motor 261 includes a reduction gear with a shaft 263; this wave enters Spur gear 264, which is arranged so that it is in spur gear teeth 265, which on the circumference of the lower turntable 233 are present, engages. When the drive motor 261 is running, a Rotation of the lower rotary disk 233 relative to the pressure vessel 201 about the axis 238 in the desired manner Direction causes.

Elektrische Stromleitungen für die beiden Motoren 247, 261 führen durch die Wandung des Druckgefäßes hindurch. Außerdem betätigen die beiden Motoren 247, 261 je einen Sender, der, wenn der Motor läuft, elektrische Impulse durch Leiter, welche durch die Wandung des Druckgefäßes hindurchführen, zu einem außerhalb der biologischen Abschirmung untergebrachten Anzeigeapparat sendet. Auf diese Weise wird die Stellung der unteren Drehscheibe 233 relativ zum Druckgefäß und die Stellung der oberen Drehscheibe 231 relativ zu der unteren Drehscheibe 233 dem Maschinisten des Kernreaktors mitgeteilt.Electric power lines for the two motors 247, 261 run through the wall of the pressure vessel through. In addition, the two motors 247, 261 each operate a transmitter that, when the motor is running, electrical impulses through conductors which pass through the wall of the pressure vessel to one sends display apparatus housed outside the biological shielding. In this way becomes the position of the lower rotary disk 233 relative to the pressure vessel and the position of the upper rotary disk 231 communicated to the engineer of the nuclear reactor relative to the lower turntable 233.

Das Hauptauflager 241 besitzt in der Mitte eine Öffnung 269, welche das an dem Lager aufwärts vorbeiströmende Wasser auf die offenen unteren Enden der Brennstoffelemente 223 des Reaktorkerns 221 hinlenkt; geeignete Leitbleche oder Abdichtungen verhindern das Entweichen von Wasser nach der Seite.The main support 241 has an opening 269 in the center, which the flow past the bearing upwards Directs water onto the open lower ends of the fuel elements 223 of the reactor core 221; suitable baffles or seals prevent water from escaping to the side.

Der Deckelabschnitt 201B des Druckgefäßes ist mit einer einzelnen gemeinsamen Lade- und Entladeöffnung 271 versehen, durch die z. B. Brennstoffelemente in den Reaktorkern ein- oder ausgeführt werden. An den Deckelabschnitt 2015 ist ein Rohr 273 angeschweißt, welches sich aufwärts durch die biologische Abschirmung 217 hindurcherstreckt und mit einer Muffe 275 versehen ist, um zu vermeiden, daß durch den ringförmigen Raum zwischen der Abschirmung 217 und dem Rohr Strahlung nach außen dringt. Oberhalb der Abschirmung 217 ist in das Rohr 273 ein Absperrschieber 277 eingesetzt, dessen Bohrung den Durchgang eines Brennstoffelements ermöglicht. Das obere Ende des Rohres 273 ist an einer Hilfsdruckkammer 279 befestigt, welche viel kleiner als das Druckgefäß 201 ist. Der Oberteil der Kammer 279 besitzt eine öffnung 281, auf der ein hoher Druckkolbenzylinder 283 sitzt. Innerhalb des Zylinders 283: ist ein mit Wasserdruck betätigter Druckkolben 287 angeordnet, an dem ein Stempel 288 befestigt ist. Der Wasserdruck im Zylinder 283 ist größer als der Betriebsdruck des Wassers in dem Druckgefäß. Das untere Ende des Stempels 288 ist mit dem hervorstehenden Teil einer Bajonettkupplung versehen. Die einzelnen Brennstoffelemente sind an ihrem oberen Ende als ergänzende Teile der Bajonettkupplung ausgebildet. Zum Zwecke der gesteuerten Drehung, des Stempels 288, wenn die Kupplung hergestellt oder unterbrochen werden soll, und zum Zwecke derThe lid portion 201 B of the pressure vessel is provided with a single common loading and unloading opening 271 through which, for. B. fuel elements are introduced into or out of the reactor core. A tube 273 is welded to the cover section 2015, which extends upward through the biological shield 217 and is provided with a sleeve 275 in order to prevent radiation from penetrating through the annular space between the shield 217 and the tube. Above the shield 217, a gate valve 277 is inserted into the pipe 273, the bore of which allows a fuel element to pass through. The upper end of the tube 273 is attached to an auxiliary pressure chamber 279, which is much smaller than the pressure vessel 201. The upper part of the chamber 279 has an opening 281 on which a high pressure piston cylinder 283 is seated. Inside the cylinder 283: a pressure piston 287 actuated with water is arranged, to which a plunger 288 is attached. The water pressure in the cylinder 283 is greater than the operating pressure of the water in the pressure vessel. The lower end of the punch 288 is provided with the protruding part of a bayonet coupling. The individual fuel elements are designed as supplementary parts of the bayonet coupling at their upper end. For the purpose of controlled rotation, the ram 288 when the coupling is to be established or broken, and for the purpose of

909 507/465909 507/465

11

korrekten Ausrichtung eines Brennstoffelements auf die Station im Reaktorkern 221, in die es eingesetzt werden soll, ist der obere Deckel 289 des Zylinders 283 mit einer Stopfbuchse versehen, durch die sich eine drehbare Betätigungsspindel 290 hindurcherstreckt. Das obere Ende der Spindel 290 trägt ein Schneckenrad 291, in das eine durch einen Elektromotor 293 nebst Untersetzungsgetriebe angetriebene Schnecke 292 eingreift. Das untere Ende der Spindel 290 setzt sich als eine Stange 294 von quadratischem Querschnitt fort, die in ein quadratisches Loch 295 im Kolben 287 hineinpaßt und bis in den Stempel 288 weiterführt, der nur in dem oberen Teil seiner Gesamtlänge hohl ist. Eine Betätigung des Motors 293 wird eine Drehung des Stempels 288 um einen kleinen _lg Winkel unter Steuerung von geeigneten Endbegrenzungsschaltern verursachen. Eine Anzeigevorrichtung an dem Motor 293 läßt die augenblickliche Stellung des Stempels 288 relativ zum Druckgefäß 201 erkennen. For correct alignment of a fuel element with the station in the reactor core 221 in which it is to be inserted, the upper cover 289 of the cylinder 283 is provided with a stuffing box through which a rotatable actuating spindle 290 extends. The upper end of the spindle 290 carries a worm wheel 291, in which a worm 292 driven by an electric motor 293 together with a reduction gear engages. The lower end of the spindle 290 continues as a rod 294 of square cross-section which fits into a square hole 295 in the piston 287 and continues into the punch 288 , which is hollow only in the upper part of its overall length. Actuation of the motor 293 will cause the ram 288 to rotate a small _lg angle under control of suitable limit switches. A display device on the motor 293 shows the current position of the plunger 288 relative to the pressure vessel 201 .

Innerhalb der Hilfsdruckkammer 279 ist ein drehbares Magazin 301 in geeigneter Weise um eine vertikale Achse 303 drehbar montiert und mit einer Welle 305 eines außerhalb der Kammer untergebrachten kombinierten Elektromotors 307 nebst Untersetzungsgetriebe gekuppelt. Das Magazin 301 besitzt eine vertikale Übergabekammer 309, welche in einer der Stellungen des Magazins auf den Stempel 288 ausgerichtet ist. Die Kammer 309 ist ausreichend groß, um einen ungehinderten Durchgang eines Brennstoffelements 223 zu gestatten; sie ist aber zu klein, um eine Drehung des Brennstoffelements zuzulassen. Ein \*erschlußschieber 310 am Boden des Magazins ist mittels einer außerhalb der Kammer 279 gelegenen Steuervorrichtung aus der dargestellten Stellung in eine andere Stellung verschiebbar, in der der Schieber ein sich innerhalb der Übergabekammer 309 befindendes Brennstoffelement trägt.Inside the auxiliary pressure chamber 279 , a rotatable magazine 301 is mounted in a suitable manner so as to be rotatable about a vertical axis 303 and is coupled to a shaft 305 of a combined electric motor 307 housed outside the chamber, together with a reduction gear. The magazine 301 has a vertical transfer chamber 309 which is aligned with the punch 288 in one of the positions of the magazine. The chamber 309 is sufficiently large to permit unobstructed passage of a fuel element 223; however, it is too small to allow rotation of the fuel element. A locking slide 310 at the bottom of the magazine can be displaced by means of a control device located outside the chamber 279 from the position shown into another position in which the slide carries a fuel element located inside the transfer chamber 309.

Die Hilfsdruckkammer 279 besitzt in ihrem Boden eine Übergabeöffnung 311, von der ein vertikales Übergaberohr 312 abgeht, das mit einem voll aufgebohrten Absperrschieber 313 versehen ist und sich in die biologische Abschirmung hinein bis zum Dach eines horizontalen Stollens 314 erstreckt. Dieser Stollen verläuft seitwärts oberhalb der Kammer 215 zu einer Stelle unterhalb eines Wasserturms 317 (s. Fig. 4), der den Oberteil des Druckkolbenzylinders 283 etwas überragt. Der Boden 314 A dieses Stollens ist als Führungsschiene für einen auf Rädern laufenden Wagen 319 ausgebildet, der mit einem Zugseil (nicht im einzelnen dargestellt) versehen ist, mit dessen Hilfe der Wagen nach Wunsch zwischen einer Vielzahl von Lade- und Entladestationen unterhalb des Rohres 312 und einer Vielzahl von Lade- und Entladestationen unterhalb des Wasserturms 317 hin- und hergezogen werden kann. Oberhalb der Kammer 215 enthält der Boden 314.4 eine Bleiabschirmung 314 B. Unterhalb des Wasserturms 317 ist ein drehbares Magazin 321 für verbrauchte Brennstoffelemente angeordnet, versehen mit geeigneter Motoreneinrichtung, um die verschiedenen Kammern des Magazins unter das untere Ende eines vertikalen Rohres 323 bringen zu können, welches unmittelbar unter der Lade- und Entladestellung des Wagens 319 die Verbindung zum Stollen 314 herstellt.The bottom of the auxiliary pressure chamber 279 has a transfer opening 311 from which a vertical transfer pipe 312 branches off, which is provided with a fully drilled gate valve 313 and extends into the biological shielding up to the roof of a horizontal tunnel 314 . This tunnel runs sideways above the chamber 215 to a point below a water tower 317 (see FIG. 4), which projects slightly beyond the upper part of the pressure piston cylinder 283. The floor 314 A of this tunnel is designed as a guide rail for a carriage 319 running on wheels, which is provided with a pull rope (not shown in detail), with the aid of which the carriage can be moved between a large number of loading and unloading stations below the tube 312 as desired and a plurality of loading and unloading stations can be reciprocated below the water tower 317. Above the chamber 215 containing the bottom 314 .4 lead shielding 314, below the water tower 317 is disposed a rotatable magazine 321 for spent fuel elements, provided with suitable motor means for the various chambers of the magazine under the lower end of a vertical tube 323 bring which connects to the tunnel 314 immediately below the loading and unloading position of the trolley 319 .

Der Wagen 319 enthält vier vertikale quadratische Rohre, von denen jedes geeignet ist, eines der quadratischen Brennstoffelemente aufzunehmen und gegen Drehung zu sichern; jedes der Rohre besitzt an seinem Boden einen fernsteuerbaren Schieberver-703 The trolley 319 contains four vertical square tubes, each of which is adapted to receive one of the square fuel elements and secure against rotation; each of the tubes has a remote controllable slide valve 703 at its bottom

Schluß zur Halterung bzw. Freigabe des Brennstoffelements. Conclusion for holding or releasing the fuel element.

Die Decke der Hilfsdruckkammer 279 weist eine weitere öffnung 331 auf, von der sich ein mit einem Druckkolben und einem Stempel 338 versehener Druckkolbenzylinder 333 aufwärts erstreckt. Der Stempel ist ähnlich konstruiert und besitzt ähnliche Betätigungsvorrichtungen, wie sie für den Stempel 288 vorgesehen sind, obwohl der vom Stempel 338 zurückzulegende Weg kürzer ist als der des Stempels 288. The cover of the auxiliary pressure chamber 279 has a further opening 331 , from which a pressure piston cylinder 333 provided with a pressure piston and a stamp 338 extends upwards. The stamp is constructed and has similar actuation devices to those provided for the stamp 288 , although the distance to be traveled by the stamp 338 is shorter than that of the stamp 288.

Die Anordnung und die Betätigungsmöglichkeiten der Regelplatten, wie z. B. der Platte 227 A, sind ähnlich denen, wie sie oben unter Bezugnafhme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben worden sind. Die Rohre 207 und 211 sind, ebenfalls mit einem Röhren-Wärmeaustauscher des indirekten Typs (nicht dargestellt) zur Erzeugung von Dampf, der in Dampfturbinen ausgenutzt wird, verbunden.The arrangement and the operating options of the control plates, such. B. the plate 227 A, are similar to those as described above with reference to Figs. 1-3. The tubes 207 and 211 are also connected to a tubular heat exchanger of the indirect type (not shown) for generating steam which is used in steam turbines.

Wenn es notwendig wird, einige oder sämtliche Brennstoffelemente iniReaktorkern 221 auszuwechseln, wird der Kernreaktor zunächst nichtkritisch gemacht, die Betätigungsstempel für die Regelplatten werden von diesen getrennt und nach oben gezogen, und. die Umwälzpumpen werden so gedrosselt, daß das Kühlwasser nur noch schwach zirkuliert.If it becomes necessary to replace some or all of the fuel elements in the reactor core 221 , the nuclear reactor is first made non-critical, the actuating rams for the control plates are separated therefrom and pulled upwards, and. the circulation pumps are throttled so that the cooling water only circulates weakly.

Der Druck in der Hilfsdruckkammer 279 wird mittels einer Pumpe, die Speisewasser in diese Kammer hineindrückt, auf den im Druckgefäß 201 herrschenden. Druck erhöht. Dann wird der Schieber 277 geöffnet und der Stempel 288 durch den Schieber 277 hindurch in das Druckgefäß 201 hineingesenkt.The pressure in the auxiliary pressure chamber 279 is reduced to that prevailing in the pressure vessel 201 by means of a pump which presses feed water into this chamber. Pressure increased. Then the slide 277 is opened and the ram 288 is lowered through the slide 277 into the pressure vessel 201 .

Die Antriebsmotoren 247 und 261 werden nun entsprechend erregt, um das zu entfernende Brennstoffelement unter die Öffnung 271 im Deckelabschnitt 201 B des Druckgefäßes zu bringen. Wie oben in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3 beschrieben worden ist, kann der Maschinist auch die Ausrichtung der Seitenflächen des Brennstoffelements erkennen, so daß er durch entsprechende Erregung des Motors 293 den Stempel 288 so- drehen kann, daß der am Stempel befindliche Teil der Bajonettkupplung die richtige Stellung für den Eingriff in das zu entfernende Brennstoffelement 223 erhält. Durch Betätigung der Pumpe, die Wasser in den Zylinder 283 oberhalb des Kolbens 287 hineindrückt, wird der Stempel 288 nach unten gedrückt und rückt damit in den aufnehmenden Teil der Bajonettkupplung am oberen. Ende des zu entfernenden Brennstoffelements ein. Der Stempel wird dann mittels des Motors 293 gedreht, damit die Bajonettkupplung zustande kommt, und anschließend mit dem Brennstoffelement angehoben. Während dieser Aufwärtsbewegung wird der Stempel in eine: Nullstellung gedreht, in der die Seitenflächen des Brennstoffelements auf die Seitenflächen der Kammer 309 im Magazin. 301 ausgerichtet sind, DasBrennstoffelement wird so lange hochgehoben, bis es sich im Inneren der Hilfsdruckkammer 279, und zwar innerhalb der Kammer 309 im Magazin 301, befindet. Hierauf wird der Schieber 310 über die Öffnung geschoben, um das untere Ende der Kammer zu verschließen. Der Stempel 288 wird nunmehr gedreht, um die Bajonettkupplung zu lösen, wobei das Brennstoffelement durch die Seitenwände der rechteckigen Kammer 309 an einer Drehungverhindert wird. DasBrennstoffelement ruht, nachdem der Stempel 288 von ihm gelöst ist, auf dem Verschluß schieber 310. Der Stempel 288 wird jetzt ein kurzes Stück abgehoben, so daß er das Magazin ganz freigibt.The drive motors 247 and 261 are then excited accordingly in order to bring the fuel element to be removed under the opening 271 in the cover section 201 B of the pressure vessel. As has been described in accordance with above in connection with the embodiment of FIGS. 1 to 3, the machine operator that the can also detect the orientation of the side faces of the fuel element, so that it can 293 rotate so-stamp 288 by appropriate energization of the motor, The part of the bayonet coupling located in the punch receives the correct position for engagement in the fuel element 223 to be removed. By actuating the pump, which presses water into the cylinder 283 above the piston 287 , the plunger 288 is pressed downwards and thus moves into the receiving part of the bayonet coupling at the top. End of the fuel element to be removed. The ram is then rotated by means of the motor 293 so that the bayonet coupling is established and then raised with the fuel element. During this upward movement, the plunger is rotated into a neutral position in which the side surfaces of the fuel element contact the side surfaces of the chamber 309 in the magazine. 301 are aligned, the fuel element is lifted until it is inside the auxiliary pressure chamber 279, namely inside the chamber 309 in the magazine 301 . The slide 310 is then pushed over the opening to close the lower end of the chamber. The plunger 288 is now rotated to disengage the bayonet coupling, the fuel element being prevented from rotating by the side walls of the rectangular chamber 309. After the plunger 288 is released from it, the fuel element rests on the breech slide 310. The plunger 288 is now lifted a short distance so that it completely releases the magazine.

11

Der Schieber 277 wird geschlossen, und der Druck in der Hilfsdruckkammer 279 wird reduziert. Ween ungefähr atmosphärischer Druck erreicht ist, wird der Schieber 313 geöffnet. Das Magazin 301 wird nun mit Hilfe des Motors 307 gedreht, bis sich die Übergabekammer 309 in der Stellung 3095 senkrecht oberhalb der Übergabeöffnung 311 befindet. Jetzt wird der Stempel 338 oben in das Brennstoffelement hineingesenkt und gedreht, um die Bajonettkupplung zu arretieren, Der Verschlußschieber 310 wird zur Seite bewegt, um das jetzt vom Stempel 338 getragene Brennstoffelement freizugeben. Der Stempel wird gesenkt, um das Brennstoffelemenit durch das Rohr 312 und den Absperrschieber 313 hindurch in eines der rechteckigen Rohre das Wagens 319 hineinzusetzen.. Der an diesem Rohr angebrachte Verschluß schieber wird geschlossen und die Bajonettkupplung wieder gelöst. Der Stempel wird dann in die Hilfsdruckkammer 279 bis oberhalb des Magazins 301 hochgezogen, und der Sclhieber 313 wird wieder geschlossen.The slide 277 is closed and the pressure in the auxiliary pressure chamber 279 is reduced. When approximately atmospheric pressure is reached, the gate 313 is opened. The magazine 301 is now rotated with the aid of the motor 307 until the transfer chamber 309 is in the position 3095 vertically above the transfer opening 311 . The plunger 338 is now lowered into the top of the fuel element and rotated in order to lock the bayonet coupling. The locking slide 310 is moved to the side in order to release the fuel element now carried by the plunger 338. The ram is lowered in order to put the fuel element through the pipe 312 and the gate valve 313 into one of the rectangular pipes in the carriage 319 .. The closure slide attached to this pipe is closed and the bayonet coupling is released again. The ram is then pulled up into the auxiliary pressure chamber 279 to above the magazine 301 , and the slide valve 313 is closed again.

Die obigen Arbeitsgänge werden dann wiederholt, um weitere Brennstoffelemenite aus dem Reaktorkern zu entfernen, wobei der Wagen 319 jeweils etwas verschoben wird, um die in ihm vorhandenen rechteckigen, Rohre auf das Rohr 312 zwecks Aufnahme weiterer Brennstoffelemente auszurichten. Sind vier Brennstoffelemente in dem Wagen untergebracht, dann wird der Wagen in dem Stollen 314 in die Entladestellung oberhalb des Magazins 321 bewegt, in der die vier Brennstoffelemente in das Magazin entladen werden. Anschließend werden aus dem Wasserturm 317 vier neue Elemente in den Wagen eingesetzt, und zwar mittels eines Stempels, der den Stempeln 288 und 338 ähnlich ist.The above operations are then repeated to remove additional fuel elements from the reactor core, shifting the carriage 319 slightly each time to align the rectangular tubes in it with tube 312 to accommodate additional fuel elements. If four fuel elements are accommodated in the car, then the car is moved in the tunnel 314 into the unloading position above the magazine 321 , in which the four fuel elements are unloaded into the magazine. Subsequently, four new elements from the water tower 317 are inserted into the carriage by means of a stamp which is similar to the stamps 288 and 338.

Diese neuen Brennstoffelemente werden, in den Reaktorkern 221 eingesetzt, indem das oben für die Entfernung von Brennstoffelementen aus dem. Kern beschriebene Verfahren in geeigneter Weise modifiziert wird. Der Schieber 277 ist geschlossen, der Schieber 313 ist geöffnet. Die Hilfsdruckkammer 279 ist ungefähr auf dem gleichen Druck wie der Stollen 314. Der Stempel 338 befindet sich unten im Rohr 312, nachdem er das vierte Element freigegeben hat, und der Wagen 319 wird mit seinen vier neuen Elementen in die Stellung unterhalb des Stempels 338 zurückgefahren. Der Stempel 338 wird dann, dazu benutzt, um eines der Brennstoffelemente in das Magazin 301 zu übertragen, und wird dann noch weiter nach oben gezogen, Der Schieber 313 wird nunmehr geschlossen und das Magazin 301 in die in Fig. 5 dargestellte Stellung gedreht. DerDruck in derHilfsdruckkammer 279 wird dann auf den Druck erhöht, der im. Druckgefäß 201 herrscht. Der Schieber 277 wird geöffnet, und das neue Element wird mittels des Stempels 288 in die entsprechende Station im Reaktorkern. 221 eingesetzt. Der Stempel 288 wird dann voll nach oben gezogen, der Schieber 277 geschlossen und der Druck in der Hilfsdruckkammer 279 wird wieder auf den Druck in dem Stollen 314 gesenkt. Der Schieber 313 wird hierauf geöffnet und das Magazin 301 gedreht, um die Übergabekammer 309 in die Stellung 309 B zu bringen. Ein zweites der frischen Brennstoffelemente wird mittels des Stempels 338 dem Wagen entnommen und in die Kammer 309 hochgezogen. Durch weiteres Fortsetzen dieser Arbeitsgänge können die vier neuen Elemente in die vier freien Stationen des Reaktorkerns 221 gebracht werden.These new fuel elements are used in the reactor core 221 , using the above procedure for the removal of fuel elements from the. Core method described is modified in a suitable manner. The slide 277 is closed, the slide 313 is open. The auxiliary pressure chamber 279 is at approximately the same pressure as the cleat 314. The ram 338 is at the bottom of the tube 312 after it has released the fourth element, and the carriage 319 with its four new elements is returned to the position below the ram 338 . The punch 338 is then used to transmit to one of the fuel elements in the magazine 301, and is then further pulled up, the slider 313 is now closed and the magazine is rotated 301 in the in Fig. Position 5 shown. The pressure in the auxiliary pressure chamber 279 is then increased to the pressure in the. Pressure vessel 201 prevails. The slide 277 is opened and the new element is inserted into the corresponding station in the reactor core by means of the ram 288. 221 used. The ram 288 is then pulled fully upwards, the slide 277 is closed and the pressure in the auxiliary pressure chamber 279 is again reduced to the pressure in the tunnel 314 . The slider 313 is opened and then the tray 301 is rotated to bring the transfer chamber 309 in the position 309 B. A second of the fresh fuel elements is removed from the cart by means of the ram 338 and pulled up into the chamber 309. By continuing these operations, the four new elements can be brought into the four free stations of the reactor core 221 .

Die Rotationsachsen 238 und 235 sind so gewählt, daß jede Station für ein Brennstoffelement in dem Reaktorkern unter die öffnung 271 gebracht werden 703The axes of rotation 238 and 235 are selected such that each station for a fuel element in the reactor core is brought 703 under the opening 271

kann, und. es ist möglich, die Elemmte jeweils in Vierergruppen auszuwechseln, wie es vorstehend beschrieben worden ist. can, and. it is possible to replace the Elemmte in groups of four, as has been described above be .

Die in dem Magazin 321 gelagerten Brennstoffelemente können durch den Wasserturm 317 zum weiteren Abtransport herausgezogen werden, wenn dies jeweils erwünscht ist; dazu wird der Stempel benutzt, der auch dazu dient, neue Brennstoffelemente in den Wagen 319 einzusetzen.The fuel elements stored in the magazine 321 can be pulled out through the water tower 317 for further removal, if this is desired in each case; this is done using the punch that is also used to insert new fuel elements into the trolley 319.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung lassen sich die Regelplatten ohne Schwierigkeit durch die vom Druckgefäß in die Hilfsdruckkammer führende Öffnung entfernen. In vielen Anwendungsfällen der Erfindung werden die Regelplatten ersetzt sein durch Regelstäbe von annähernd den gleichen Dimensionen wie die Brennstoffelemente, und in einem solchen Falle können auch die Regelstäbe auf dem Wege über die Hilfsdruckkammer aus dem Reaktor entfernt werden, Falls Regelplatten oder -stäbe entfernt werden sollen, wird es normalerweise erforderlich sein, zunächst einige der Brennstoffelemente zu entfernen, um sicherzustellen, daß durch die Entfernung der Regelstäbe der Reaktor nicht kritisch gemacht wird.In this embodiment of the invention, the control plates can be easily through the Remove the opening leading from the pressure vessel into the auxiliary pressure chamber. In many applications of the In the invention, the control plates will be replaced by control rods of approximately the same dimensions like the fuel elements, and in such a case the control rods can also be on the way over the auxiliary pressure chamber must be removed from the reactor, if control plates or rods are removed it will normally be necessary to remove some of the fuel elements first, to ensure that the removal of the control rods does not render the reactor critical.

Die Wassermenge, die erforderlich ist, um den Druck in der Hilfsdruckkammer auf den im, Hauptdruckgefäß herrschenden Druck zu erhöhen, ist sehr gering, so< daß es praktisch möglich ist, die für die Erhöhung des Drucks in der Hilfsdruckkammer vorgesehene Pumpe, falls erwünscht, ganz wegzulassen und eine Umgehungsleitung von kleinem Innendurchmesser parallel zum Schieber 77 bzw. zum Schieber 277 anzuordnen; in diese Umgehungsleitung muß ein Absperrventil eingebaut werden, das geöffnet werden kann, wenn man. Wasser durch die Umgehungsleitung aus dem Hauptdruckgefäß in die Hilfsdruckkammer fließen lassen will, um die Drücke in den beiden Gefäßen auszugleichen.The amount of water required to increase the pressure in the auxiliary pressure chamber to the pressure prevailing in the main pressure vessel is very small, so that it is practically possible to use the pump provided for increasing the pressure in the auxiliary pressure chamber, if desired. to omit entirely and to arrange a bypass line with a small inner diameter parallel to slide 77 and slide 277; A shut-off valve must be installed in this bypass line, which can be opened if one. Want to let water flow through the bypass line from the main pressure vessel into the auxiliary pressure chamber in order to equalize the pressures in the two vessels.

Es wird klar geworden sein, daß die Hilfsdruckkammer ständig mit kalter Flüssigkeit gefüllt bleibt und daß während des Auswechselns der Brennstoffelemente Temperatur und Druck der Flüssigkeit innerhalb des Druckgefäßes im. wesentlichen unbeeinflußt bleiben. Infolgedessen kann der Betrieb des Kernreaktors schnell wieder aufgenommen werden.It will be clear that the auxiliary pressure chamber remains constantly filled with cold liquid and that during the replacement of the fuel elements, the temperature and pressure of the liquid inside the pressure vessel in. remain essentially unaffected. As a result, the Nuclear reactor to be resumed quickly.

Die Arbeit der verschiedenen Absperrschieber und Ventile und die Bewegungen der verschiedenen Magazine sind oben als Arbeitsgänge beschrieben worden, die durch einen Maschinisten von Hand gesteuert werden. Normalerweise wird, es wünschenswert sein, zwischen den verschiedenen. Schiebern, Ventilen und Magazinen Verriegelungen einzubauen, um Unfälle zu vermeiden, falls eine falsche Reihenfolge der Arbeitsgänge eingeschlagen wird. Der Einbau von Verriegelungen zwischen den unmittelbar mit dem Hilfsdruckgefäß verbundenen Schiebern, und Ventilen muß fast als unbedingtes Erfordernis bezeichnet werden mit Rücksicht auf die schwerwiegenden Konsequenzen, die sich ergeben würden, wenn das Hauptdruckgefäß durch diese Ventile und Schieber und die Hilfsdruckkammer in die Atmosphäre abblasen könnte.The work of the various gate valves and valves and the movements of the various magazines have been described above as operations that are manually controlled by a machinist will. Usually, it will be desirable to choose between the different. Gate valves, valves and Magazines incorporate interlocks to avoid accidents in the event of a wrong order of the Work steps are taken. The installation of interlocks between the immediately with the Auxiliary pressure vessel connected slides, and valves must almost be called an absolute requirement taking into account the serious consequences that would result if that Blow the main pressure vessel through these valves and slides and the auxiliary pressure chamber into the atmosphere could.

In einigen Fällen wird es möglicherweise wünschenswert oder notwendig sein, ein. Druckgefäß mit mehreren Lade- und Entladeöffnungen zu versehen, wenn es sich nämlich als unmöglich erweisen sollte, durch Bewegung des Reaktorkerns seitwärts im Druckgefäß sämtliche Elemente unter eine einzige Lade- und Entladeöffnung zu bringen, In einem solchen Falle können den Lade- und Entladeöffnungen getrennte Hilfsdruckkammern zugeordnet werden,In some cases it may be desirable or necessary to have one. Pressure vessel to provide several loading and unloading openings if it proves to be impossible should, by moving the reactor core sideways in the pressure vessel, all elements under a single one Bring loading and unloading hatches, In such a case you can use the loading and unloading hatches separate auxiliary pressure chambers are assigned,

Claims

1 or a single auxiliary pressure canister can be provided for the various openings. The type of reactor described will normally involve removing fuel elements from the core and replacing them with fresh elements, but with the apparatus described it is also possible to move fuel elements from station to station within the reactor core without the pressure vessel being removed must be depressurized. Where fuel elements tend to deplete more quickly in one zone of the core than in another zone for some reason, it may be advantageous to rearrange the fuel elements without removing them from the pressure vessel. PATENT CERTIFICATE:

1. Method for charging (loading or unloading) the reactor pressure vessel z. B. with a fuel element, a control rod in a nuclear reactor, which is cooled with a liquid that reaches a much higher temperature than its boiling point at atmospheric pressure during reactor operation, characterized in that while maintaining the operating temperature and the operating pressure of the liquid coolant in the pressure vessel of the reactor a connection between the pressure vessel and a relatively small auxiliary pressure chamber is established, which ^{is filled with relatively cold liquid coolant \ r} on approximately the same operating pressure, and that then the required movement of the element between the auxiliary pressure chamber and the pressure vessel is carried out, whereas the onset of z. B. fuel elements in the auxiliary pressure chamber or the removal of the same then takes place when the mentioned chamber is separated from the pressure vessel and filled with cooling liquid at a much lower pressure.

2. The method according to claim 1, characterized in that, before the connection between the pressure vessel and the auxiliary pressure chamber for 4-5 the passage of said element is made, the pressure in the auxiliary pressure chamber and the pressure in the pressure vessel by means of a pressure equalization connection between the chamber and the vessel or other pressure-generating devices are matched to one another.

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the removal an element from the auxiliary pressure chamber through one filled with liquid. Channel in a liquid-filled receiving chamber is made.

4. Nuclear reactor for carrying out the method according to claim 1 to 3, characterized in that that the reactor core is movable within the pressure vessel, that devices for moving the core are available in order to any station from a number of. Stations in the reactor core for receiving elements in position to a common loading and unloading opening in the pressure vessel, and that devices (gripper devices) for pulling out or inserting an element through the opening and for inserting it into the station.

5. Nuclear reactor according to claim 4, characterized in that the coolant is a liquid is provided, which is in an annular zone between the reactor core and the pressure vessel serves as a neutron reflector, and that the reactor rotates on a trolley around a central vertical axis is arranged.

6. Nuclear reactor according to claim 5, characterized in that the carriage is horizontal across the Pressure vessel is movable).

7. Nuclear reactor according to claim 6, characterized in that the car around one in relation is rotatable to the pressure vessel eccentric axis.

8. Nuclear reactor according to one of claims 4 to 7, characterized in that means are present are in the way of the position of the reactor core relative to the loading and unloading opening on the remote display.

9. Nuclear reactor according to one of claims 4 to 7, characterized by devices which hold the reactor core in the respective positions for the loading and unloading opening.

10. Nuclear reactor according to one de: r claims 4 to 9, characterized in that the loading and The discharge opening is connected to the auxiliary pressure chamber via a slide,

11. Nuclear reactor according to claim 10, characterized in that a valve-controlled bypass line is provided around the slide, which is arranged so that between the pressure vessel and the auxiliary pressure chamber has limited communication.

12. Nuclear reactor according to one of claims 10 and 11, characterized in that the auxiliary pressure chamber has a valve-controlled opening to which a liquid-filled opening closes A channel leading to a receiving chamber connects that with the auxiliary pressure chamber transfer devices Are connected., with which the withdrawn from the pressure vessel elements in the, channel or elements from the channel in the Auxiliary pressure chamber can be discharged.

13. Nuclear reactor according to claim 12, characterized in that the transfer device is a comprises rotatable magazine adapted to move elements laterally within the auxiliary pressure chamber back and forth between two positions. to move, namely a position above the Loading and. Discharge opening and a position above, the valve-controlled opening.

14. Nuclear reactor according to one of claims 10 and 11, characterized in that tilting devices provided and> are arranged that a within the auxiliary pressure chamber on the Gripper device suspended element between the loading and unloading opening and the. valve controlled, down, inclined sewing tube (discharge channel) can be moved back and forth.

15. Nuclear reactor according to claim 14, characterized in that at least one. Secondary pipe in ends a receiving chamber containing a rotatable magazine which is arranged so that the Elements moved back and forth from the position below the secondary pipe into the position below an inlet and / or outlet channel can be

16. Nuclear reactor according to claim 14, characterized in that the inlet and / or, Austrittskanaj runs perpendicularly that the magazine contains chambers for receiving the elements, the