DE1464399C - Lademaschine zum Austauschen von Kernreaktor-Brennstoffelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lademaschine zum Austauschen von Kernreaktor-Brennstoffelementen auch bei vollem Druck im Kernreaktor, mit einem innerhalb einer zur Lademaschine gehörenden Abschirmung angeordneten und an den Kernreaktor anschließbaren Druckgefäß, das mit mehreren mit Kühlmittel gespeisten Halterungen für die Brennelemente mit einer verschließbaren Anschlußvorrichtung an den Kernreaktor und mit Vorrichtungen zum Verschieben der Brennstoffelemente von einer Ladungslage oberhalb der Anschlußvorrichtung zu den Halterungen versehen ist. Eine derartige Lademaschine ist Gegenstand des älteren deutschen Patents 1 122 442. *

Es ist von großer Bedeutung, daß die Brennstoffelemente in einem heterogenen Reaktor auch dann ausgetauscht werden können, wenn der Reaktor mit voller Leistung arbeitet. Die Kosten für den Austausch werden dann bedeutend niedriger, und die Betriebssicherheit der ganzen Anlage ist größer. Bei einem solchen Austausch werden aber große Anforderungen an die Sicherheit gestellt, weil sowohl das im Reaktor befindliche Druckmittel als auch die Brennstoffelemente slark radioaktiv sind. Bei einer eventuellen Leckage kann die Reaktorhalle verseucht werden, so daß das Verweilen des Betriebspersonals in der Halle unmöglich wird. Die Brennstoffelemente müssen während einer gewissen Zeit nach dem Entfernen aus dem Reaktorherd in einem mit Strahlungsschutz versehenen, gekühlten Raum aufbewahrt werden, wo ihre Wärme- und Strahlungsenergie langsam abnehmen kann, ohne Schaden zu verursachen.

Bei einer bekannten Lademaschine (deutsche Auslegeschrift 1 054 185) ist ein Drehmagazin für die Aufnahme der Brennstoffelemente vorgesehen. Bei solchen Drehmagazinen ist es konstruktiv nicht oder nur unter erheblichem Aufwand möglich, die Brennstoffelemente individuell zu kühlen, da das gesamte Druckgefäß, innerhalb dessen das Drehmagazin angeordnet ist, von Kühlmittel durchströmt werden muß. Der Wärmeaustausch zwischen den Brennstoffelementen und dem Kühlmittel ist verhältnismäßig schlecht, da nur ein kleiner Teil des Kühlmittels unmittelbar mit den Brennstoffelementen in Berührung kommt.

Bei einer anderen bekannten Lademaschine, die ebenfalls mit einem Drehmagazin arbeitet und die gleichen Nachteile wie eine Lademaschine nach der deutschen Auslegcschrift 1 054 185 aufweist (deutsche Auslegeschrift 1 075 755), ist das Magazin ortsfest 5°, angeordnet, während bei einer weiteren bekannten beweglichen Lademaschine (französische Patentschrift 1 247 096) ein ausfahrbares Rohr zur Herstellung der Verbindung mit dem Reaktor dient. Bei der Verwendung eines solchen Anschlusses muß besondere Sorgfalt auf die Abdichtung des beweglichen Rohres verwendet werden. Bekannt ist schließlich auch (französische Patentschrift 1 205 689) die Anordnung von Handbetätigungsmitteln an Lademaschinen. Die Handbetätigungsmittel dienen im bekannten Fall zum öffnen und Schließen eines Verschlußorgans.

Gegenstand des älteren deutschen Patentes 1 122 442, von dem die Erfindung ausgeht, ist eine an einem Behälter angeschlossene Einrichtung, um ferngesteuert Gegenstände in diesen Behälter einzubringen oder aus ihm herauszubefördern, wobei in einer Kammer Lagerungsmöglichkeiten für die ein- und/oder herauszubringenden Gegenstände sowie Hebevorrichtungen untergebracht sind, die mit lösbaren Greifern die Gegenstände erfassen. Bei einer in der deutschen Patentschrift 1 122 442 beschriebenen Ausführungsform ist eine Lademaschine für Kernreaktoren beschrieben, mit der Brennsätze von oben in einen Kernreaktor eingebracht bzw. herausgenommen werden können. Diese Lademaschine ist, da die Brennstoffelemente in Rohren aufbewahrt werden und aus diesen nach oben herausgezogen werden müssen, einmal sehr hoch (mindestens doppelte Höhe der Brennstoffelemente) und schwer, was eine gleichfalls schwere und damit teuere Ausbildung der gesamten Tragkonstruktion für die Schienen, die Laufkatze usw. erfordert, und zum anderen benötigt sie, um einen druckdichten Anschluß an den Reaktor herzustellen, ein ausfahrbares Rohr, d. h. gleitende Teile, mit denen eine absolut dichte Verbindung nur sehr schwer zu erreichen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lademaschine mit einem einfachen, jedoch absolut druckdichten Anschluß an das Reaktorgefäß und mit einer einfachen Betätigungsvorrichtung zu schaffen, wobei bewegliche Teile an der Anschlußvorrichtung vermieden werden sollen und das Druckgefäß nicht viel höher sein soll als die Brennstoffelemente lang sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Druckgefäß relativ zu der es umgebenden Abschirmung heb- und senkbar sowie^für eine Feineinstellung seitlich bewegbar angeordnet ist und daß die Halterungen aus innerhalb des Druckgefäßes längs des Uinfanges des Druckgefäßquerschnittes angeordneten oberen Haltern und unteren Anschlußrohren bestehen, durch die den.Brennstoffelementen das Kühlmittel zuströmt.

Die die Erfindung aufweisende Lademaschine zeichnet sich durch eine niedrige, relativ leichte und kompakte Konstruktion aus, die durch die besondere Ausbildung und Anordnung der Halterungen für die Brennstoffelemente ermöglicht wird. Durch die geringe Bauhöhe, das niedrige Gewicht in Verbindung mit der einfachen Anschlußvorrichtung an den Kernreaktor wird eine billige und leicht manövrierbare Lademaschine erhalten.

Durch die Verwendung von relativ zum Druckgefäß festehenden Halterungen für die Brennstoffelemente ist es konstruktiv einfach möglich, jeder dieser Halterungen das Kühlmittel individuell zuzuführen. Dies bringt den Vorteil, daß das Kühlmittel vollständig mit dem zu kühlenden Element in Berührung gebracht wird, was einen intensiven Wärmeaustausch ergibt. Infolge der Zuführung des Kühlmittels an den Halterungen ist es leicht möglich, z.B. dadurch, daß die Kühlmittelzufuhr zu den Kühlstellungen von den eingesetzten Brennstoffelementen gesteuert wird, nur dort Kühlmittel strömen zu lassen, wo ein Brennstoffelement in der Halterung steckt. Die Kühlung arbeitet damit wesentlich wirtschaftlicher als bei Durchströmung des gesamten Druckbehälters.

Dadurch, daß alle wichtigen Teile an der Spitze und am Boden der Lademaschine konzentriert werden können, werden sie für Inspektion und Wartung leicht zugänglich. Der mittlere Teil der Lademaschine, d. h. der Teil, der in der Hauptsache von den Brennstoffelementen eingenommen wird, kann einen kompakten Strahlungs- und thermischen

Claims (1)

1. Schutz ohne Lücken und Öffnungen erhalten. Bei diesem Aufbau kann die Lademaschine auch leicht mit einschaltbaren Handbetätigungsgeräteri als Sicherheitsvorrichtung im Fall von Stromunterbrechung oder ähnlichem Versagen versehen werden.

   Das Druckgefäß kann in an sich bekannter Weise an seinem oberen Ende pendelnd aufgehängt sein. Ein so aufgehängtes Druckgefäß läßt sich leicht auf die jeweilige Anschlußstelle ausrichten.

   Ein Ausführungsbeispiel der die Erfindung aufweisenden Lademaschine ist im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben, die im Schnitt schematisch eine die Erfindung aufweisende Lademaschine zeigt.

   In der Zeichnung bezeichnet 1 eine Laufkatze, die die Maschine trägt. 2 ist ein Strahlungsschutz, der das Druckgefäß 3 umgibt. Bei 4 befindet sich eine Aufzugtrommel, deren Zugglied 5 über eine Umlenkrolle 6 läuft, wenn ein Brennstoffelement 7 von einem beweglichen Arm 15 zu einer äußeren Kühlstellung gebracht wird, wie dies in der Figur gezeigt ist. Das Brennstoffelement wird in einem Halter 8 aufgehängt, und ein Auslösearm 9 löst die Greifanordnung 10 des Zugglieds. Wenn eine schwerkraftbetätigte Greifanordnung verwendet wird, ist ein Auslöseurm nicht notwendig.

   Das Kühlmittel, das das Brennstoffelement durchspült, wird durch die Kühlschlange 11 zu- und abgeleitet. Im Anschlußrohr 16 sind Ventile angeordnet, die von den Brennstoffelementen so betätigt werden, daß sie von dem Gewicht der Elemente geöffnet, aber von einer Feder und dem Druck des Kühlmittels geschlossen gehalten werden, wenn an der betreffenden Stelle kein Element vorhanden ist. Bei 12 ist ein Schließ ventil vorgesehen, das das Anschlußrohr 13 öffnen oder schließen kann.

   Die Dichtung und Kupplungsanordnung am Reaktor können in bekannter Weise ausgeführt sein, die in den Figuren nicht dargestellt ist. Die Aufhangeanordnung 14 senkt und hebt das Druckgefäß 3 zum Anschluß bzw. Lösen vom Reaktor und erlaubt außerdem eine gewisse Beweglichkeit des Druckgefäßes, was die Feineinstellung beim Anschluß der Lademaschine an den Reaktor erleichtert. Die vertikale Bewegung wird z. B. mittels einer Schraube und einer von einem Motor angetriebenen Mutter erreicht oder mittels eines hydraulischen oder pneumatischen ίο Arbeitszylinders. Die seitliche Bewegungsmöglichkeit wird am einfachsten dadurch erhalten, daß das Druckgefäß an einem Haken oder einer öse pendelnd aufgehängt wird.

   ¹S Patentanspruch:

   Lademaschine zum Austauschen von Kernreaktor-Brennstoffelementen auch bei vollem Druck im Kernreaktor, mit einem innerhalb einer

   so zur Lademaschine gehörenden Abschirmung angeordneten und an den Kernreaktor anschliußbaren Druckgefäß, das mit mehreren mit Kühlmittel gespeisten Halterungen für die Brenn-: elemente mit einer verschließbaren Anschlußvorrichtung an den Kernreaktor und mit Vorrichtungen zum Verschieben der Brennstoffelemente von einer Ladungslage oberhalb, der Anschlußvorrichtung zu den Halterungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgefäß (3) relativ zu der es umgebunden Abschirmung (2) heb- und senkbar sowie für eine Feineinstellung seitlich bewegbar angeordnet ist und daß die Halterungen aus innerhalb dos Druckgefäßes (3) längs des Uinfanges des Druckgefäßquerschnittes angeordneten oberen Haltern; (8) und unteren Anschlußroiiren (16) bestehen/ durch die den Brennstoffelementen (7) das Kühlmittel zuströmt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen