DE1614643A1 - Be-und Entladevorrichtung fuer D2 0-moderierte und gekuehlte Kernreaktoren - Google Patents

Description

Ee- and Entladevorrichtung für DpO-raoderierte und gekühlte Kernreaktoren

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur abgeschirmten und abgedichteten Be- und Entladung DpO-moderierter und gekühlter Kernreaktoren. Bei solchen Kernreaktoren stellt der Be- und Entladevorgang ein Problem dar, das wegen des hohen Preises für das schwere Wasser nicht ähnlich einfach wie bei Leichtwasserreaktoren gelöst werden kann, bei denen lediglich* der Raum oberhalb des eigent-lichen Reaktorkernes mit-Wasser gefülit und durch diese Abschirmung der Brennelementwechsel unter direkter Beobachtung vorgenommen werden kann. Bei Schwerwasserreaktoren kommt dabei noch die Entstehung von Tritium als er-

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• schwerend hinzu, da dessen Austritt in die Umgebung möglichst vollständig verhindert werden muß.

Es ateilte sich daher die Aufgabe, einmal den Be- und Entladevorgang ähnlich einfach wie bei Leichtwasserreaktoren durchzuführen und zum anderen den Austritt von Tritium auszuschließen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bereits in Patentanmeldung 3 110 649 VIITc/21g - PLA 67/1342 "3er Vorschlag gemacht worden, die SchwerwasserfUlLung "eines derartigen Kernreaktors unter Zwischenschaltung einer Trocknungsstufe gegen leichtes Wasser auszutauschen und dann die Be- und Entladung in gleicher Weise wie bei Leichtwasserreaktoren vorzunehmen. Ss ist klar, daß dieses an sich sehr brauchbare Verfahren verhältnismäßig zeitraubend ist, "so daß nach weiteren Möglichkeiten gesucht wurde, die genannte Aufgabenstellung mit rascher einzusetzenden Einrichtungen und Methoden zu lösen.

Erfindungsgemäß, besteht die Vorrichtung zur abgeschirmten und abgedichteten Be- und Entladung aus einem im Reaktorkessel 21 verbleibenden oberen Schild 2 in Gestalt an sich bekannter, exzentrischer Drehdeckel 3 und 4 sowie aus einem nach Abnahme des Kesseldeckels 19 aufsetzbaren Deckel 10 praktisch gleichen horizontalen Aufbaues, an den der obere Schild 2 über Hubein- / richtungen 16 ankoppelbar ist.

Eine mögliche konstruktive Durchi*ührung dieser Vorrichtung sei anhand der anliegenden Figur beschrieben. Diese stellt einen

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Längsschnitt durch den Kessel 21, den eigentlichen Reaktorkern 23 sowie den oberen Schild 2 dar. Der Beaktorkessei 21 ist für den Brennelementwechsel vorbereitet, d.h.der Kesseiaeckei 19 ist abgenommen unä dafür der drehbare Deckel 10 aufgesetzt. Dieser ist auf einem äußeren Ringtraglager 14 drehtar gelagert, das am Druckkessel seibst oder auch auf einem äußeren. Lagerbett 20 angebracht sein feann. Der Aufbau- des Keaktordruckkessels und seiner Einbauten ähnelt zunächst dem eines normalen Leichtwasser-Bruckwasserreaktors: der den Reaktorkern tragende"-und die Kühj.-mitteJ strömung führende Kerntehäi ^f.er 1" ist wie ütiich am Flanschring des Bruckkessels aufireha'ngt. Anste 1 Ie des bei Leiehtwasserreaktoreh in den Flanschring⁰ -des Kernbehalters von oben eingehängten and auf den Kern aufgesetzten oberen Eerngerüstes bildet hier jedoch der obere Schild 2 dieses obere KerngerUst. Er 1st"ausreichend dick aufgeführt ana gegebenenfalls;bekannterweise mit Wasser und Stahikugeln usw.. gefüllt, damit zum ZeItpunkt der Be- und Kntladung eine ausreichende otrahienabschirinung nach oben cur Belademaschine hin gewährleistet ist. Lieser c bere^s Schild Γ ist nach Art: eines sogenannten doppelten Drehdeckeis mit einemzentrischen Tei.. 3 und einem" exzentrischen Teil 4 so^ ausgeführt, daß äyrch den^ ausreichend iemessenen Beladekanal *> sernes exzentrisehen Teiies durch Drehung von Teil 3 und 4 In tekapter WeisQ jedes Brennelement des Reaktors mit einem Man!paliergerät 6 erreicht und aus dem Kern herausgezogen bzw. in ihn eingesetzt werden kann. An seiner Unterseite trägt dieser obere Πchiti 2 eine entsprechend seinem Aufbau exζentrisch geteilte obere Giiterplatte 7 zur Niederhaife'jng und Positionierung

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der Brennelemente des Reaktorkernes. Der Beladekanal 5 ist dabei während des normalen Reaktorbetriebes mit einem Abschirm-., stopfen 8 verschlossen, der an seiner Unterseite einen seinem «uerschnitt entsprechenden Gitterpiattenaussehnitt 9 trägt..

t Zwischen der so dreifach unterteilten Gitterplatte und der Unterseite des oberen Schiides kann dan aus dem Kern austretende Kühlwasser dem Austrittsstutzen"des Druckbehälters 21 zuströmen.

,Im Gegensatz zu einem normalen doppelten Drehdeckel ist der obere' Schild 2 jedoch nicht mit äußeren und inneren Drehlagern ausgestattet, seine Teile sind lediglich ineinandergesteckt, so daß er während des Reaktorbetriebes im Druckkessel verbleiben kann und währenddessen die Funktion des oberen Kerngerüstes wie bei einem Leichtwasser-Druckwasserreaktor erfüllt. Darüberhinaus hat dieser obere Schild die für den Be- und Entladefail gewünschte Abschirmwirkung und wirkt gleichzeitig als Verdrängungekörper für das schwere Wasser im oberen Teil des Druckbehälters.

Weitere Einzelheiten dieser Vorrichtung sind nachstehender Funktionsbesehreibung ζμ entnehmen.

Für den Be- und Entladevorgang wird der Reaktor zunächst stillgesetzt, abgekühlt und drucklos gemacht. Alsdann wird der Druck— kesseldeckel 19 abgehoben und der Drehdeckel 1-0 auf den Kesselflansch aufgesetzt. Dieser Drehdeckel besteht aus dem zentrischen A-uflenteil 11 , das auf dem äußeren Ringtraglager 14 ruht und dem · exzentrischen Innenteil 12, das auf dem inneren Traglager 15

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drehbar ist. Dieser exzentrische Innenteil 12 entspricht nach Lage und Größe dem exzentrischen Teil 4 des oberen Schildes 2. Er ist außerdem mit einer Beladeöffnung 13 versehen, die genau mit dem Beladekanal 5 des oberen Schildes 2 fluchtet. Dabei ist die Beladeöffnung 13 so ausgeführt, daß das Brenne!ementmanipuliergerät 6 auf das exzentrische Innentei 1 -12 des Drehdeckels aufgesetzt werden kann, um sowohl den Abschirmstopfen 8 des oberen Schildes als auch die zu be- und entladenden Brennelemente hindurchzuziehen. Pur das Funktionieren der Be- und Entladung mu13 nun aber auch der obere Schild 2 drehbar gemacht werden. Er ist zunächst durch Bolzen 17- verdrehungssicher im Reaktorkessel 21 befestigt. Diese Sicherung wird gelöst, indem zunächst der Drehdeckel 10 so gedreht wird, daß sich dessen exzentrischer ,Innenteii genau über dem exzentrischen. SchiIdte!1 4 befindet und Beiadeöffnung 13 sowie Beladekanal 5 fluchten. In dieser Stellung greifen auf dem Drehdeckel 10 angebrachte Hübvorrich-

16 in die unteren ScM lot ©ils ein und iieben diese um einige an und "bring©b sie zur !&£©§·© s© D^sliäseltel''10₀ .IJaIbei liebt sieh eier Hamö ä©a äels^es seatriscli©® S©ilga 3 ÜQQ 2 VQM Flaaseli öqs_: Ksra'boiilitti'Q 1 sbc Äuofo der iua©^© gentr.isehe feil 4 iss ö¥©reii-ScliiIä@Q 2 xiird'"'durch i@a größestesa Hubweg fi©E> in EifigriiX b©fiadli0k@ii öss exzentrischen InnsziteiIs 12 du DrQhdsekels .10 uia i-/enige mm von seiner Auflage im ZentrisaheX! Aüßenteil 3 des Schildes 2 abgehoben. Durch diese Hubbewegung löst sich gleichzeitig die Dreharretierung 17 der Teile des oberen Schildes gegeneinander und gegen den Kernbehälter» Außerdem geraten die Paßstifte 18 der Brennelemente gegenüber der oberen Gitterplatte 7 außer Ein-

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griff. Damit ist erreicht, daß alle Teile des oberen Schildes an den entsprechenden Teilendes Drehdeckels hängen und mit ihm über seine inneren und äußeren Traglager 15 und 14 durch entsprechende nicht dargestellte Antriebe so gedreht werden können, daß nach Ausbau des Abschirmstopfens 8 mit Hilfe des Brennelementmanipuliergerätes 6 jede Brennelementposition im Kern bedient werden kann.

Infolge des während aer Vorbereitung des Be- und Entladevorganges und auch während dieser Zeit im Kessel verbleibenden oberen Schildes ? ist die Bedienungsmannschaft vor der Keaktorstrahiung geschützt. Durch eine abgedichtete Ausführung der Drehlager und 14 wird außerdem ein Austreten von Tritium aus dem Reaktorinnenraum verhindert» Da .nach Beendigung des Be- un.d Entladevorganges zunächst der obere Schild wieder in seine Ausgangsposition auf den Kernbehälter 1 abgesetzt wird und in dieser Stellung durch die Stift® 17 drehgesichert ist, so ist auch nach dem nun

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"19 steht der Besfetos? wieder suis Anfahren bereit«

In der Figur sind die Regel- und Meßeinrichtungen nieht näher dargestellt» Diese'können in üblicher Weise in nicht dargestellte Kanäle des oberen Schildes 2 eingesetzt werden und müssen selbstverständlich in diesem Pali vor dem Aufsetzen des Drehdeckeis 10 entfernt werden. Zweckmäßiger ist es jedoch, diese Regel- und Meßeinrichtungen von unten her in den Reaktorkern einzuführen, da

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sie dann praktisch während des Brennelementwechselvorganges im Reaktorkern verbleiben können und auch die Ausbildung des oberen Schiidee J? einfacher gehalten werden kann. Auch das Entstehen kurzzeitig nicht abgeschirmter Öffnungen während des Ausbaues der Begeistahantriebe und der Meßeinrichtungen - diese Öffnungen würden erst durch den Drehdeckel 10 wieder verschlössen werden wird vermieden« Bie Absorber- und Abschaltstäbe bleiben selbstverstänalich während" des Be- und Entlad-evp-rg.ang.es im Inneren des Reaktorkernes 23 und werden erst beim Neuanfahren des Reaktors wenigstens teilweise wieder voll herausgezogen.."-

5 Patentanepriiche

1 Figur

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   M J Vorrichtung zur abgeschirmten und abgedichteten Be- und Entladung D_o0-moderierter und gekühlter Kernreaktoren, dadurch gekennzpichnet, daß sie aus einem im Reaktorkessel 21 verbleibenden oberen Schild (?) in Gestalt an sich bekannter exzentrischer Drehdeckel (3, 4) sowie aus einem nach Abnahme des Kesseldeckels (19) *auf- » setzbaren drehbaren Deckel (10) praktisch gleichen horizontalen Aufbaues besteht, an den der obere Schild (2) über Hubeinrichtungen (1fc) ankoppeltar ist.

   ?. Vorrichtung nach Anspruch T, dadurch -gekennzeichnet, daß der obere dchild (2) kastenförmig mit einer Füllung aus abgeschirmenden Materialien, wie z.B. Stahlkugeln:, ausgeführt ist, einen exzentrisch angeordneten lösbaren kreisrunden Einsatz (4) gleichen Aufbaues mit einem durch einen Abachirmpfropfen (8) verschließbaren Beladekanal (5) enthält und.starr mit einer auf Abstand gehalteren oberen Gitterplatte (7) gleichen horizontalen Quer-Schnitts verbunden ist. . .

   3." Vorrichtung nach Anspruch 1 .und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der otere Schild ,(P) bei geschlossenem"Reaktorkessel (21) verdrehungssicher auf einem Innenflansch des Kessels aufsitzt und nach Entfernung des Kesseldeckels (19) sowie Aufsetzen des Dreh- ' deckeis (1Ö) durch eine Hubbewegung mit diesem verbunden als Ganzes, sowie in seinem Einsatz (3)-so gedreht werden kann, daß der Beladekanal (5) auf jede BrenneleraentpGsition ausrichtbar ist.

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   4» Vorrichtung Wach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren (14) und inneren (15) Lager nach Öffnung des Reaktorkessels (21) aufsetzbaren Drehdeckeis (TO") gegen das Durchdringen evtl. tritiumhaltigen Dampfes aus dem Reaktorkern (25) abgedichtet sind.

   5. Verfahren zum Gebrauch der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch die nachstehenden Schritt^

   " Reaktor abschalten, abkühlen und drucklos machen," Reaktordeckel abheben,

   DrehdecKei (10) mit exzentrischem Dreheinsatz (1-2) -aufsetzen,, oberen Schild (;') anheben bis zur Anlage am Drehdeckel (Ίυ), Brennelementmanipuiiergerät (6) üblicher Bauart auf Beladeöffnung (1-3) aufsetzen und Abschirmstopfen (8) ziehen,

   Brennelementwechsei mit Hilfe der kombinierten Drehung des Deckels und seines Einsatzes, '

   Wiederherstellung der Betriebsbereitschaft des Reaktors sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge. .

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