DE1058165B - Kabelanordnung fuer das Anheben und Absenken eines mit einem Thermoelement ausgeruesteten, ummantelten Kernbrennstoffelementes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kabelanordnung für das Anheben und Absenken eines ummantelten Kernbrennstoffelementes, das mit einem Thermoelement ausgerüstet ist, dessen Zuführungskabel (Thermoelementkabel) durch eine biegsame Traghülle hindurchführt und über die beiden Enden derselben hinaus sich erstreckt.

Bei der Entwicklung oder Ausf ührung von Kernreaktoren ist zu beachten, daß ein sicheres und gefahrloses Arbeiten desselben von der Temperaturbeständigkeit des Umhüllungswerkstoffes der Kernbrennstoffelemente abhängig ist. Damit der Reaktor so betrieben werden kann, daß die Temperatur des Umhüllungswerkstoffes so hoch wie möglich mit Sicherheit gehalten wird, ist es erwünscht, daß die Umhüllungsoder Manteltemperatur dem Überwachungspersonal genau und mit einem Mindestmaß an Verzögerung angezeigt wird. Als eine zufriedenstellende Einrich-— tung zur Messung derartiger Temperaturen hat sich ein kleines Thermoelement erwiesen.

Eine besonders zweckmäßige Temperaturmessung kann dann erreicht werden, wenn eine Vielzahl von Thermoelementen an den Ummantelungen der Kernbrennstoffelemente innerhalb des Reaktorkerns vorgesehen werden. Die Anordnung einer Vielzahl von Thermoelementen am Mantel jedes Kernbrennstoffelementes ergibt aber erhebliche Schwierigkeiten, da jedes derselben mittels eines Kabels eine Verbindung nach außerhalb des Reaktors aufweisen muß, welche von den Thermoelementen weg durch den Kessel geführt sind, der den Kern des Reaktors aufnimmt. Diese Kabel wiirden den Weg des Kühlmittelgasstroms kreuzen und die Betätigung anderer Reaktorteile erheblich beeinträchtigen oder sogar stören. Insbesondere das Laden und Entladen des Reaktors wird nämlich durch eine Vielzahl von Kabeln sehr schwierig und umständlich, da ein Hängenbleiben der Kabel an den Kernbrennstoffelementen nicht immer verhindert werden kann. Aus diesem Grunde ist jede Brennstoffelementsäule nur am letzten einzusetzenden Brennstoffbauteil mit einem Thermoelement versehen, und eine besondere Vorrichtung zum Laden und Entladen des ummantelten Brennstoffelementes ist vorgesehen.

Bei der Kabelanordnung gemäß der Erfindung ist das eine Ende der Traghülle mit einer Kupplungsvorrichtung zum Ergreifen des Brennstoffelementes versehen, während das andere Ende der Traghülle mit einem hohlen, biegsamen Kabel lösbar verbunden ist, in dem das Thermoelementkabel verläuft, weiterhin stellt das Kabel mit seinem anderen Ende in lösbarer Verbindung mit einem Hubkabel, das mit einer Seiltrommel zum Aufwickeln der gesamten Kabelanordnung verbunden ist.

Kabelanordnung
für das Anheben und Absenken eines
mit einem Thermoelement ausgerüsteten, ummantelten Kernbrennstoffelementes

Anmelder:

United Kingdom
Atomic Energy Authority,
London

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen (Westf.), Oranienstr. 14

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 23. Juni 1956

Harry Morris und Herbert Chilvers Knights, London, sind als Erfinder genannt worden

Beim Laden und Entladen eines Kernreaktors wird die gesamte Anordnung von Draht, Rohr bzw. Schlauch und tragender Ummantelung verwendet bzw. benutzt, indem das Hubkabel mit einer Seiltrommel gekuppelt wird. Beim Normalbetrieb des Reaktors wird das hohle, biegsame Tragrohr und dessen Hubkabel entfernt, während das Thermoelementkabel elektrisch mit einem Anschlußblock verbunden wird, welcher Anschlüsse aufweist, die durch den den Reaktorkern enthaltenden Kessel hindurch verlaufen. Beim Laden einer Säule von ummantelten Kernbrennstoffelementen wird bis auf das mit dem Thermoelement versehene und zuletzt eingesetzte Kernbrennstoffelement ein üblicher Lademechanismus für alle übrigen Brennstoffelemente verwendet. Beim Entladen einer Brennstoffelementsäule wird zuerst das mit dem Thermoelement versehene Brennstoffelement entfernt, und dann werden die anderen Brennstoffelemente der gleichen Säule mittels des üblichen Entlademechanismus herausgenommen. Auf diese Art und Weise kann das

909 528013

Claims (1)

Laden und Entladen einer Brennstoffelementsäule ohne Behinderung durch die Thermoelementkabel vorgenommen werden. Die Erfindung soll nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung, welche die Hubvorrichtung für ein Brennstoffelement in Verbindung mit einem Thermoelement für das Messen der Manteltemperatur des Elementes in drei Teilen veranschaulicht, ausführlicher beschrieben werden, und zwar zeigt Fig. 1 den Kopf eines Brennstoffelementes und der Hubvorrichtung im Schnitt, Fig. 2 die Hubvorrichtung, die Traghülle oder Ummantelung und die Halbkupplung bzw. eine Kupplungshälfte im Schnitt, und zwar in einem größeren Maßstab als in Fig. 1, während Fig. 3 einen hohlen, biegsamen Tragschlauch, eine Halbkupplung für die Verbindung mit der Halbkupplung von Fig. 1 und einen Hubdraht wiedergibt. In Fig. 1 führt oder verläuft ein Thermoelement 1, welches eine lasttragende Ummantelung oder Traghülle 2 aufweist, durch ein abgestuftes oder abgesetztes Loch 3 hindurch in einen Hebe- oder Hubblock 4, welcher in einen Knauf 5 eines Brennstoffelementaufnahme- oder -haltebauteils 6, welches drei Lamellen 7 aufweist, eingeschraubt ist. Der Bauteil 6 hält ein Brennstoffelement 8, welches sich zusammensetzt aus einem Brennstoffstab 9, aus einer schraubenförmig mit Rippen versehenen Büchse 10, aus einer wärmeisolierenden Scheibe 11 aus Magnesiumoxyd und aus einer Endkappe 12 mit einem in einem Stück ausgebildeten Schraubzapfen 13. Eine Längsrille oder -nut 14 ist in die Rippe der Büchse 10 geschnitten. Weiterhin sind sechs in symmetrischen Abständen angeordnete Löcher 15 durch den Fuß des Haltebauteils 6 vorgesehen. Das Thermoelementkabel 1 verläuft durch das Loch 15, welches am nächsten der Achse der Nut 14 liegt, und von dort entlang der Nut 14. Das Kabel 1 wird in der Nut 14 mittels eines nichtrostenden Stahldrahtes 14a gehalten, welcher rund um die Büchse 10 in Abständen von 76,2 mm läuft. In Fig. 2 erstreckt sich das Thermoelementkabel durch und über die beiden Enden der Traghülle 2 hinaus, und zwar von einem Ende aus entlang der Nut 14 und vom anderen Ende aus mit einer freien Länge von etwa 91,4 cm, wo es für den Anschluß an einen Klemmblock vorbereitet oder eingerichtet ist. Die Ummantelung oder Hülle 2, welche aus nichtrostendem Stahldraht hergestellt ist, und zwar in Form einer enggewickelten Spirale, ist zwischen mit Schraubengewinde versehenen konischen Stiften oder Bolzen 16, 17 und Kiemmuttern 18, 19 eingeklemmt. Die Mutter 18 sitzt in dem abgestuften Loch 3, während die Mutter 19 einen Kuppelknauf 20 hält oder aufweist. Ein konischer Einführteil 21 ist im Hubblock 4 angeordnet. In Fig. 3 ist eine Länge eines hohlen, biegsamen Kabels 22 durch eine nichtrostende Stahllitze 23 umhüllt, deren Enden zwischen zugespitzten oder konischen Gewindebolzen 24, 25 und Kiemmuttern 26, 27 ein- oder festgeklemmt sind. Die Muttern 26, 27 weisen Gewindeteile 28 bzw. 29 auf. Der Teil 28 trägt oder hat einen Kuppelbauteil 30, welcher gegen den Kuppelknauf 20 (Fig. 2) mit Hilfe einer Überwurfmutter 31 geklemmt oder gepreßt wird. Der Bauteil 30 ist durch eine Madenschraube 32 gesperrt oder gesichert. Der Teil 29 hält einen Zapfen 33, welcher einen Steckzapfen 34, der sich in das Kabel hinein erstreckt, und einen Kuppelflansch 35 aufweist. Der Zapfen 33 ist durch eine Madenschraube 36 gesichert. Ein nichtrostender Hubkabel 37 ist mit einem Ende ständig an eine Seiltrommel angeschlossen, während das andere Ende zwischen einen zugespitzten Gewindestift oder -bolzen 38 und Kiemmutter 39 festgeklemmt ist. Die Mutter 39 weist einen mit Gewinde versehenen Kuppelknauf auf, welcher mit dem Zapfen 33 mit Hilfe einer Überwurfmutter 41 gekuppelt oder verbunden ist. Beim Laden oder Beschicken eines Kernreaktors mit Brennstoffelementen wird das das Brennstoffelement 8 haltende Kabel 1 mit seiner Ummantelung 2 an das hohle, biegsame Rohr 22 angekuppelt, so daß das freie Ende des Kabels 1 umschlossen wird. Ein Reaktorkanal wird zum Laden oder Beschicken durch Abnehmen der Ummantelung eines Reaktorladerohres geschaffen oder vorbereitet, indem ein Luftabschlußventil an das Laderohr angeschlossen, der Abschirmstopfen, welcher die Abdichtung im Beschickungsoder Laderohr abdichtet, abgenommen und die Beschickungsmaschine eingeführt wird. Alle Brennstoffelemente bis auf das mit dem Kabel 1 befestigte Brennstoffelement werden dann in den Reaktorkanal eingebracht, wobei das biegsame Kabel 22 an das Hubkabel 37 angeschlossen wird (welches schon an einer Seiltrommel befestigt ist), und das Brennstoffelement 8 wird in die Beschickungs- oder Lademaschine eingesetzt und durch das Luftabschlußventil hindurch abgesenkt, bis das als Hohlrohr ausgebildete Kabel 22 mit dem Ventil in Wirkverbindung kommt. Das Ventil wird dann geschlossen, während das Rohr vom Kabel 37 abgetrennt und die Lademaschine abgenommen oder entfernt wird. Daraufhin wird das Kabel 22 durch ein Axialloch im Abschirmstopfen durchgefädelt und der Abdichtstopfen in das Laderohr eingesetzt. Das Luftabschlußventil wird dann abgenommen und das Kabel 22 von der Traghülle 2 abgekuppelt. Dadurch wird das freie Ende des Kabels 1 und dessen innere Leiter zugänglich. Die Leiter oder Adern werden an einem Anschlußblock unterhalb der Ummantelung oder des Deckels angeschlossen, und diese oder dieser wird dann wieder in die Betriebsstellung zurückgebracht. Beim Entladen wird der vorbeschriebene Vorgang in umgekehrter Folge ausgeführt. Sowohl beim Laden als auch beim Entladen wird das Gewicht des Brennstoffelementes 8 vom Hubblock 4 aufgenommen und auf die nachgeordneten Bauteile übertragen, so daß das Thermoelementkabel 1 niemals auf Zug beansprucht wird. Der Steckzapfen 34 des Zapfens 33 begrenzt die Durchbiegung des biegsamen Kabels 22. Patentansprüche:

1. Kabelanordnung für das Anheben und Absenken eines ummantelten Kernbrennstoffelementes, das mit einem Thermoelement ausgerüstet ist, dessen Zuführungskabel (Thermoelementkabel) durch eine biegsame Traghülle hindurchführt und über die beiden Enden derselben hinaus sich erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Traghülle (2) mit einer Kupplungsvorrichtung zum Ergreifen des Brennstoffelementes (8) versehen ist, während das andere Ende der Traghülle (2) mit einem hohlen, biegsamen Kabel (22) lösbar verbunden ist, in dem das Thermoelementkabel (1) verläuft, daß das Kabel (22) mit seinem anderen Ende in lösbarer Verbindung mit einem Hubkabel (37) steht, das mit einer Seil-