DE1764158A1 - Kernreaktorsysteme - Google Patents

Description

8 MÜNCHEN 27, DEN

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 483921/22

G-ulf General Atomic Incorporated, John Jay Hopkins Drive, ■ San Diego, Calif., Y₀St.Ao

Kernreaktorsysteme

Die Erfindung betrifft Kernreaktorsysteme und insbesondere Kernreaktorsysteme mit einer Anordnung zur Halterung und zur Bedienung der in einem Reaktorbehälter angeordneten Kernelemente. Die Erfindung betrifft darüber hinaus bestimmte in derartigen Systemen verwendete Vorrichtungen und ein Verfahren zur Benutzung dieser Vorrichtungen, durch das zahlreiche konstruktive. Schwierigkeiten gegenstandslos werden»

Zahlreiche Arten von Kernreaktoren weisen eine Vielzahl von Brennelementen und Einrichtungen zur Anordnung der Kernelemente in einer Betriebsstation oder stellung auf, um einen Reaktorkern zu bilden. Diese Kernelemente können aus spaltbarem, mit spaltbarem Material angereichertem Material, neutronen·« moderierendem Material, neutronenreflektierendem Material oder Kombinationen aus einem oder sämtlichen dieeer Materialien bestehen. Vor der Inbetriebnahme des Reaktore wird der

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Kern üblicherweise aua den Kernelementen zusammengesetzt. Nach bestimmten Betriebsperioden wird der Kern im allgemeinen erneut aufgefüllt, wobei einige oder sämtliche der spaltbares Material enthaltenden Kernelemente ersetzt werden,» Darüber hinaus kann ein periodischer Austausch der Kernelemente erwünscht sein, die ein mit spaltbarem Material angereichertes, moderierendes oder reflektierendes Material enthaltene

Die Bedienung der Kernelemente, die erforderlich ist, wenn der Kern zusammengesetzt und erneut aufgefüllt werden soll oder wann verschiedene nicht spaltbare Kernelemente ausgetauscht werden sollen, kann mehrere unterschiedliche Arbeitssohritte erfordern· Diese Arbeitsschritte können die Befestigung und Abnahme der Kernelemente Ton den Haltθeinrichtungen umfassen, welche die Kernelemente in den BetriebsStationen oder Stellungen im Kern halten« Die Bedienung kann auch den Transport dtr Kernelemente awischen ihren Betriebsstationen im Kern und entsprechenden Speicherstationen einschließen·

Üblicherweise ist ein den Kern umhüllender Reaktorbehälter vorgesehen, um bei einem auftretenden Schaden einen Auftritt von radioaktiven Produkten zu unterbinden und, falls erwünscht, einen biologischen Schutzschirm für das am Reaktor arbeitende Personal eu schaffen. Der Reaktorbehälter kann als Träger eines flüssigen oder gasförmigen Kühlmittels für den Kern ausgebildet sein« Falla die Speicherung der Kernelemente ausserhalb des Reaktorbehölters erfolgt, schließt die Bedienung

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üblicherweise auch den Transport der Kernelemente in und-aus dem Reaktorbehälter durch eine in diesem Behälter angeordnete öffnung ein·

Die vorstehend beschriebenen Bedienungeschritte sind duroh eine ständig im Reaktorbehälterinneren angeordnete Vorrichtung durchführbar, #i« die von außerhalb des Reaktorbehälters ferngesteuert ist. Eine Anordnung dieser Art bedarf jedoch einer relativ komplizierten Maschinerie, welohe hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit und ihrer Kosten erhebliohe Problem» aufwirft· Eine ständig im Reaktorbehälterinneren angeordnete Vorrichtung erfordert gegebenenfalls einen entsprechend grösseren Reaktorbehälter, um ausreichenden Raum zu schaffen« Dies führt zu zusätzlichen Kosten und kann bei Raummangel unerwünscht sein»

Bei Durchführung der vorstehend beschriebenen Bedienungsschritte zum Transport der einzelnen Kernelemente ist es häufig erwünscht , während des Transports der Kernelemente einen konti« nuierlichen Kühlmittelfluß duroh das Kernelement oder um das Kernelement zu schaffen© Dies ist insbesondere dann erwünsoht, wenn Kernelemente nach Ablauf einer bestimmten Betriebedauer aus dem Kern entfernt werden sollen, da die Kernelemente bei ihrer Entfernung häufig eine nahe der Kernbetriebetemperatur liegend« Temperatur aufweisen«

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

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Kernreaktorsystem zu schaffen, bei dem viele der Bedienungsschritte unmittelbar von außerhalb des Reaktorbehälters steuerbar sind und bei dem die Kernelemente asu ihrer Tereinfaohten Handhabung außerhalb des Reaktorbehälters gehalten sind und von einer Stellung im Reaktorkern zu einer Stellung außerhalb des Reaktorkernes durch Bedienungseinrichtungen förderbar sind, die unmittelbar von außerhalb des Reaktor«· behälters gesteuert sind·

Dabei soll ein Kernelement für einen Kernreaktor geschaffen werdin, das einen Kühlmittelfluß durch den Kern einen minimalen Widerstand entgegensetzt und eine einwandfreie Halterung für Teile des Kernelementes ermöglicht·

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine für einen Kernreaktor verwendbare Transporteinrichtung und ein Verfahren zur Ausrichtung bestimmter Teile innerer Vorrichtungen eines Kernreaktorsystemes zu schaffen, derart, daß diese Ausrichtung durch Einrichtungen außerhalb des Reaktorbehälters durchführbar ist·

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert« Darin zeigtt

RLg. 1 einen Schnitt durch ein Kernreaktorsystea nach der Erfindung)

Fig.2 einen Schnitt gemäß der Linie 2-2 in Figur 1j

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Figo 3 eine Draufsicht auf einen Kernreaktor für ein System nach Fig«1 und 2 in sohemätischer Darstellung sowie vergrößertem Maßstab}

Fig.4 eine teilweise gebrochene ,auseinandergeisogene perspek·· tivisohe Darstellung eines Teils einer gitterförmigen Halterung und eines erfindungsgemäßen Kernelementsj

Fig«5 eine teilweise gebrochene, perspektivische Ansicht des unteren Sndes des Brennstoffelements nach Pig.4·?

Pig·6 eine perspektivische Teilansioht eines Innenteiles des Kernelements nach Pig·4 in vergrößertem Maßstab;

Pig.7 einen Schnitt gemäß der linie 7-7 in Pigo4$

Pig.8 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Halterung und Bedienung eines Kernelemente in vergrößertem Maßstab!

Pig·9 eine teilweise geschnittene Ansicht einer erfindungegemäßen Transporteinrichtung!

Pig*9A eine teilweise gosohnittene Ansicht eines Teils der Einrichtung nach Pig·9 in vergrößertem Maßstabj

Pig.10 ein® Ansioht der ^raneporteinriohtung nach Hg+9 i» Betriebeetellung und in vergrößertem MaSetab|

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Fig_e11 einen Schnitt gemäß der Linie 11-11 in den figuren 9 und 9Aj

Figo 12 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Einrich tung nach den Figuren 9 bis 11;

13 einen Sohnitt durch ein erfindungsgemäßes Werkzeug zum Laden und Entladen eines Kernelements und

Figo14 eine, Explosivdarstellung der Kopplung zwischen dem Kernelement und den Halterungs- und Bedienungseinrichtungen und dem Lade- und Entladewerkzeug·

Gemäß Figur 1, 2 und 8 weist das Kernreaktorsystem eine Vielzahl von Kernelementen 54 auf, die zur Bildung eines Reaktorkernes 19 in Betriebsstationen gehalten sind· Zum Transport jedis einzelnen Kernelements zwischen einer Speioherstation und einer Zwischenstation sind Bedienungseinrichtungen vorgesehen· Für jedes Kernelement ist ein Bedienungsstab 77 vorgesehen· Jeder Bedienungsstab 77 weist Einrichtungen auf, die in Abhängigkeit von der'Handhabung des BedienungsStabes mit den Kernelement in und außer Eingriff gelangen· Der Reaktor«» behälter weist für jeden Bedienungsstab 77 öffnungen 31 auf« Sie Bedienungestäbe greifen duroh die öffnungen 31 und sind in diesen axial verschiebbar· Zur Handhabung der Bedienungs·· stäbe derartι daß diese Bit den Kernelementen in und außer Eingriff gelangen, und iur axialen Verschiebung der Bedienungs·

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stäbe für den Transport der Kernelemte zwisohen ihren Zwischenstationen und ihren Betriebsstationen sind außerhalb des Reak« ■ torbehälters Einrichtungen angeordnet.. -

Gemäß Figur 1, 2 und 8 weist das Reaktorsystem Einrichtungen 69, 81 und 83 auf, wovon wenigstens einige außerhalb des Reaktorbehälters angeordnet sind, um die Kernelemente in ihren Betriebsstationen zu halten« Die Ton den Kernelementen weg·· W geführten Bedienungsstäbe 77 greifen durch die in einer dar Wände des Reaktorbehälters befindlichen öffnungen 31 und sind mit den außerhalb des Eeaktorbehälters angeordneten Halteeinrichtungen lösbar verbunden, so daß die Kernelemente un«· abhängig von der mit den öffnungen versehenen Reaktorbehälterwand gehalten sind« Die Halteeinrichtung kann an Reaktorbe·- hälterinnenwänden - ausgenommen die mit öffnungen versehene Wand - befestigt sein· In diesem Fall greift die Halteeinrichtung mit Teilen 81 durch die Öffnungen, während die Bedienungs- *m stäbe außerhalb des Reaktorbehälters mit diesen Teilen gekoppelt sind·

Die für den vorbeschriebenen Kernreaktor verwendbaren erfin·» dungsgemäßen Kernelemente (s. Fig·4 bis 7) weisen normalerweise ein längliches Gehäuse 57 und eine Vielzahl langgeetrekter und in diesem Gehäuse angeordneter Bolzen 58 auf« Das Gehäuse ' kann einen beliebigen Querschnitt aufweisen. Im vorliegenden Fall besitzt das Gehäuse einen quadratischen Querschnitt. Da«

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Gehäuse kann einen reohteckförmigen, dreieckigen, kreisförmigen oder anderen Querschnitt besitzen. Zwischen den Enden des Gehäuses ist wenigstens ein quer zum Gehäuse gerichtetes Drahtgitter angeordnet, um zwischen den Bolzen 58 einen Abstand zu bewahren· Das Drahtgitter besteht aus einer Vielzahl gekreuzter Drähte 64, 66 und 67 (Fig.6) stromlinienförmigen Querschnitts, um auf den Kühlmittelfluß einen minimalen Widerstand auszuüben. Die für den Kernreaktor verwendbare erfindungsgemäße Bedienungseinrichtung 42 (a. Pig· 9 bis 12) weist normalerweise ein Kernelementaufnahmerohr 137 auf, das zum Transport erentuell im Hohr befindlicher Kernelement bewegt wird. Das Rohr besitzt einen frei rotierbaren Abschnitt 1}69, dessen innerer Querschnitt dem Außenumfang der Kernelemente angepaBt ist. Hierdurch wird eine Leitfläche für die Führung des Kühlmittels durch das in dem Aufnahmerohr befindliche Kernelement geschaffen, wobei der drehbare Abschnitt 169 derart ausgerichtet werden kann, daß er der Ausrichtung eines bestimmten Kernelements im Kern angepaßt ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bedienung der Kernelemente ditnt für ein Kernreaktorsystem, das ein Kernelementaufnahmerohr d»r vorbesohriebenen Art aufweist, und wobei die Kernelemente einen nicht kreisförmigen Querschnitt besitzen· Bedingt durch die Art, in der das Aufnahmerohr (rohrförmiger Kernelementbehälter) in Bezug auf das Muster, in dem die Kernelemente ia Kern angeordnet sind, bewegt wird, rotiert das Rohr relatir

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zur Ausrichtung der Kernelemente. Das Verfahren umfaßt die Entladung des Kernreaktors, wobei der als leitfläche wirkende Abschnitt 169 des Rohres derart ausgerichtet wird, daß er der Ausrichtung eines bestimmten Kernelements im Kernreaktor angepaßt ist und die axiale Verschiebung dieses Kernelements aus seiner Betriebsstation in das Aufnahmerohr. Das im Aufnahmerohr befindliche Kernelement wird anschließend so ge~ dreht, daß der als leitfläche wirkende Teil des Rohres zu φ dem nächsten aus dem Kernreaktor zu entfernenden Kernelement ausgerichtet ist» wenn das Aufnahmerohr zu diesem Kernelement ausgerichtet ist_e Das im Aufnahmerohr befindliche Kernelemeni; wird dann zu einer Zwischenstation befördert und dort aus dem Aufnahmerohr entfernt. Das Aufnahmerohr wird anschließend zum nächsten, aus dem Reaktorkern zu entfernden Kernelement ausgerichtet.

1. Das Reaktorsystem* β

Nachstehend wird das in den Figuren dargestellte AusfUhrungs- beispiel des Gegenstandes nach der Erfindung näher erläutert.» Die Gesamtanlage des Reäktorsystems ist in den Figuren 1 und dargestellt· Das Reaktorsystem weist einen Reaktorbehälter 11 aus Spannbeton auf. Dieser Behälter ist als eine längliche Kammer ausgebildet, die duroh Wände 1 j und 14 in ein mittleres Abteil 18 und zwei jeweils an den Enden der Kammer befindliehe Abteile 16 und 17 unterteilt iet. Im mittleren Abteil 18 ist ein Reaktorkern 19 angeordnet· Die Abteile 16 und 17

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enthalten entsprechende Dampferzeugungseinrichtungen 21 und 22, z.B. Dampfgeneratoren. Zur Zirkulation eines Kühlmittels, ζ·Β. eines Gases durch den Reaktorkern und die Dampfgeneratoren sind Kühlmittelzirkulatoren 23 und 24 durch geeignete öffnungen in den Stirnwänden des Reaktorbehälters 11 geführt. Zu diesem Zweck sind eine nioht dargestellte Leitung und. Kanäle 26 und 27 vorgesehen. Zur Schaffung eines Zuganges su den Dampfgeneratoren von außerhalb des Reaktorbehälters Bind in den Stirnwänden des Reaktorbehälters 11 entfernbare Pfropfen 28 und 29 angeordnet·

Die Decke des Reaktorbehälters 11 aus Spannbeton ist mit einer Vielzahl vertikal ausgerichteter öffnungen 31' versehen, in welchen in der nachstehend beschriebenen Weise Bedienungsstäbt untergebracht sindo Der Bodenteil des Reaktorbehälters 11 ist mit einer vertikal ausgerichteten öffnung 32 zum Einbringen von Kernelementen in den Reaktorbehälter und mit einer gleichfalls vertikal ausgerichteten öffnung 33 zur Entfernung von Kernelementen au· dem Reaktorbehälter versehen· Die öffnung 32 ist mit einem entfernbaren Sohutzpfropfen 34 versehen, der während der Zufuhr von Brennstoffelementen in einem Behälter aufbewahrt wird· Zur Verhinderung des Entweiohens von Kühlmittel ist die öffnung 32 auch mit in der Zeiohnung nioht dargestellten Einrichtungen, wie ζ·Β· am oberen und unteren Ende der öffnung angeordneten Isolationsventilen versehen, deren Abstand voneinander derart gewählt ist, daß awisohen

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diesen das Brennstoffelement und zusätzlich Einrichtungen zur Reinigung dieses Raumes angeordnet werden können. Unmittel- bar unterhalb der Mitte des Reaktorkernes 19 ist der Bodenteil des Reaktorbehälters 11 mit einer Öffnung 36 versehen· Die Öffnung 36 ist durch einen entfernbaren Pfropfen 37 ge- · schlossen·

Unterhalb des mittleren Abteils 18 des Reaktorbehälters 11 ist eine durch ein Betongehäuse 39 gebildete .Kammer 38 angeordnet« Die Kammer 38 bildet ein» Bedienungsstation,aus der dem Reaktorbehälter frische Kernelemente zugeführt werden· Zur Zufuhr frischer Kernelemente in die Kammer ist eine nicht dargestellte Eingangstür vorgesehen, die mit der Kammer 38 in Verbindung steht«. Darüber hinaus enthält die Kammer 38 einen verschiebbaren und als Pfropfen ausgebildeten Speicherbehälter 41, der in der in Fig.1 gezeigten Anordnung unmittelbar unterhalb der Eingangsöffnung 36 und in der Darstellung nach !ig.2 von der Eingangsöffnung weg zur einen Seite der Kammer 38 verschoben angeordnet ist« ·

Die öffnung 36 dient während der Bedienung der Kernelemente zur Aufnahme und Halterung einer Bedienungseinriohtung 42· Zum Einsetzen der Beäienungseinriohtung wird der Pfropfen 37 mittels einer in der Zeiohnung nicht dargestellten automat!·» sehen Einrichtung duroh ein um die Öffnung 36 angeordnetes, und ferngesteuertes Iaolationsventil 40 vom Tortyp entfernt und in eine in Pig.1 striohliniert angedeutet· Speioherstellung

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innerhalb dea Behälters 4-1 befördert. Das Ventil wird je nach Bedarf geöffnet oder geschlossen, um ein Kühlmittel im Reaktorbehälter zu bewahren. Anschließend kann der Behälter in die in Pig.2 dargestellte Stellung befördert uiri die Bedienungseinriohtung mittels eines Kolbens 43 durch das Isolationsventil 40 in die Öffnung 36 geschoben werdene Der Kolben 43 ist unmittelbar unterhalb der Öffnung 36 und unterhalb der Kammer 38 angeordnet und enthält eine geeignete Vorrichtung, um den Pfropfen 37 und die Bedienungseinriohtung 42 in die öffnung 36 bzw· aus dieser heraus zu befördern« Durch eine nioht dargestellte fernsteuerung kann die Bedienungeeinrichtung 42 ebenfalls im Speicherbehälter 41 gelagert und in der Öffnung 36 gesichert wenden (s. Pig.2).

Die au· Beton gefertigte Abschirmung 39 ist unterhalb der Kammer 38 fortgesetzt, um einen Beobachtungeraum 44 und ein Lagerbad 46 zu schaffen* Das Bad 46 ist mit Wasser gefüllt, wobei zur abgeschirmten und gekühlten Lagerung gebrauchter Kernelemente eine nicht dargestellte Lagereinrichtung vorgesehen sein kann· Die Abschirmung 39 weist im Bodenteil des Lagerbades 46 eine Ausnehmung 47 auf· Hierduroh können die nioht dargestellten Lagergerüste für die Kernelemente beladen werden, ohne daß jedes Kernelement angehoben werden muß· Für den Hub dient ein Hoohkran 45·

Um die Beschickung des Lagergerüstes mit Kernelementen zu

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erleichtern, ist in einer Wand zwischen dem Beobachtungsraum 44 und dem lagerbad 46 ein lichtdurchlässiges Fenster 48. für die visuelle Beobachtung dieses Vorganges angeordnet· Zwischen der Öffnung 33 und dem lagerbad 46 erstreckt sieh durch die Kammer 38 ein Entladekanal 49. Dieser Kanal ist in einer dem Wasserstand im Lagerbad entsprechenden Höhe mit Wasser gefüllt und ermöglicht die unmittelbare Beförderung der Kernelemente vom Reaktorbehälterinneren zum Lagerbad 46* Im lagerbad 46 ist ein Transportbehälter 51 angeordnet, in dem die durch den Kanal 49 geführten Kernelemente zur Ausnehmung 47 und anschließend in die lagergerüste befördert werden·

Die Figur 3 zeigt die Anordnung der Kernelemente im dargestell·· ten Reaktorsystem· Die Kettenreaktion erfolgt im Reaktorkern durch schnelle neutronen· Der Reaktorkern weist einen mittleren Bereich 52 auf, in dem die Kernelemente aus spaltbarem Material angeordnet sind· Der Bereich 52 ist Ton einem eine Hülle bildenden ringförmigen Bereich 53 umgeben, dessen Kernelemente aus einem mit spaltbarem Material angereicherten Material gefertigt

Die

sind* ϊά nachstehend näher erläuterten Kernelemente 54 besitzen quadratischen Querschnitt· Einige der Kernelemente ent*· halten über den gesamten Bereioh aus spaltbarem Material in regelmäßigen Abständen verteilte leere Quadranten 56, in die nioht dargestellte Kontrollstäbe eingesetzt werden können· Zur Aufnahme der Kontroll stäbe und ihrer AnttfiebeeinriGhtuRgea können in der Deoke des Heaktorbehältere 11 nioht dargestellt®

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Öffnungen vorgesehen sein©

Entsprechend dem gesamten Reaktorkern ist der Bereich aus spaltbarem Material normalerweise duroh eine kreisförmige Umfangslinie begrenzt· Obgleich die gemeinsame Umfangslinie der Bereiche 52 und 53 des Reaktorkernes kreisringförmig ist, sei bemerkt, daß der quadratische Querschnitt der Kern·· elemente 54 und ihre jeweils unmittelbar benachbarte Anord·» nung mit jeweils gleicher Ausrichtung dazu führt, daß die Kernelemente in einem quadratischen oder karteBisehen Koordinatensystem angeordnet sind.

II« Die Kernelemente.

Die figuren 4 bis 7 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die Kernelemente. Die Kernelemente weisen ein Gehäuse 57 mit quadratischem Querschnitt auf, das eine Vielzahl länglicher Bolzen 58 umschließt· Die Bolzen bestehen jeweils aus einem Stab aus spaltbarem oder aus einem mit spaltbarem Material angereichertem Material, das sich in einer geeigneten Hülle befindet· Bei der Wahl der Quersohnittsgröße der Kernelemente und dem entsprechend der Anzahl und des Durohmessers der in den Kernelementen enthaltenen Bolzen 58 ist u.a. zu beachten, daß die Zahl der Abteile nioht so groß sein soll, daß sich die für die Halterung dienenden Öffnungen des Reaktor-· behälter« mit den Spanndrähten (tendon placement) dee Spannbeton· dti Reaktorbehälters überschneiden· Das Gehäuse 57 und seine sugehörigen Elemente sollen die einseinen Bolsen

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zu einer festen Matrix zusammenfassen, die während der Bedienung mühelos manövrierbar ist. Darüber hinaus sollen das Gehäuse 57 und seine zugehörigen Elemente die Bolzen während ' der Bedienungsoperationen schützen· DaB Gehäuse soll einen minimalen Raum einnehmen, derart, daß der Reaktorbetrieb durch Wechselwirkungen mit Neutronen und mit dem Kühlmittelfluß durch den Reaktorkern nicht zu stark beeinträchtigt wird· Schließlich sollen die Gesamtabmessungen der Kernelemente so klein sein, daß leicht eine radiale Ausrichtung (zoning) des Reaktorkernes in verschiedene Brennelementzonen möglich ist und erhebliche Temperaturunterschiede im Gehäuse vermeid« bar sind. Die Gesamtabmessungen des Gehäuses 57 sollten jedoch groß genug sein, um die Brennstofferneuerung nicht unzulässig in die Länge zu ziehen·

Die oberen und unteren Enden jedes Bolzens 58 sind mit festen Stöpseln 59 versehen, die zur hermetischen Abdichtung der Bolzen und zu deren Befestigung im Gehäuse 57 dienen· Nach den Figuren 4 und 5 sind die Stöpsel gesohlitst und greifen in genutete Kreuzelemente 61 ein, die im oberen und unteren Teil des Gehäuses 57 angeordnet sind· Die nicht sichtbaren Nu« ten der Kreuzelemente 61 entsprechen dem Durchmesser der Stöpsel 59, wobei sie jedoch nicht βο tief sind· Die oberen Stöpsel sind mit den oberen Kreuzelementen 61 verschweißt und somit ortefest angeordnet. Zwisohen den geschlitzten Enden der an den unteren Enden der Bolzen 58 befindlichen Stöpeel 59 und den Nuten der zugehörigen Kreuzelemente 61 besteht

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ein axialer Abstand, um eine thermisch bedingte axiale Längenänderung der Bolzen zu ermöglichen. Am oberen und unteren Ende des Gehäuses 57 verlaufen die Kreuzelemente 61 in gleicher Richtung. Me Stöpsel sind in Abständen längs der Kreuzelemente angeordnet, wob$i die mit radioaktivem Material gefüllten Bolzen in einer dreieckförmigen Neigung vorgesehen sind. Zur Begrenzung einer eeitliehen Bewegung der Bolzen ist zwischen den Schlitz 15 und der Dicke der Kreuzelemente 61 nur ein geringes Spiel vorgesehen.

Zusätzlich zu den an den oberen und unteren Enden des Gehäuses

57 angeordneten Kreuzelementen 61, die zur Versteifung der Gehäusewände beitragen, sind an den oberen und unteren Enden des Gehäuses 57 weitere Kreuzelemente 62 vorgesehen· Diese Kreuzelemente sind zu den jeweiligen Kreuzelementen 61 senkrecht ausgerichtet und bewirken eine zusätzliche Versteifung der Wände des Gehäuses 57·

Bedingt durch den Keutronenflußgradienten können die im Brennelementbereioh des Reaktorkernes angeordneten einzelnen Bolzen

58 dazu neigen, sich während d*a Reaktorbetriebes zu biegen· Zur Unterdrückung dieser Durchbiegung und damit zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Kühlmittelverteilung sind verteilt über dit Gehäuseläng· - im Gehäuse zahlreiche Gitter angeordnet· Die Gitter sind jeweils gleich· Gemäß Figur 6 eind die Gitter aus drei Gruppen jeweils zueinander paralleler

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Drähte gebildet, wobei sich die Drähte unterschiedlicher Gruppen jeweils unter einem Winkel von etwa 60° kreuzen. Die Drähte können nach Art der Seiten eines lennissohlägers mit dem umgebenden Gehäuse verbunden sein und eine Vielzahl von gleichseitigen Dreieoken bilden. Der Abstand der Drähte 64, 66 und 67 ist derart gewählt, daß sich Dreiecke bilden, welche die Bolzen 58 in ihrer lage sichern und ihre Durchbiegung verhindern. Gegebenenfalls können die Drähte an einigen oder ihren sämtlichen Kreuzungsstellen durch Punktsohweissen, TauohlÖten oder anstelle der in der Zeichnung dargestellten Anordnung in einer Ebene nach sogenannter Korbflechtart miteinander verbunden sein, wobei die Drähte abwechselnd über und unter die anderen Drähte geführt sind.

Die Drähte können auch unter einem Winkel von 45° zu den Se·· hausewanden und senkrecht zueinander ausgerichtet sein, so daß sie jeweils Vierecke für die Bolzen bilden· In diesem Pail sind die Bolzen in einem Viereck angeordnet und durch senk*» recht zu den Genaueewänden und länge dem Behause verlaufenden leitflächen in vier Abschnitte teilbar. Diese Elemente bewirken eine zusätzliche Versteifung und ermögliohen eine radiale Ausrichtung des Reaktorkernes, um kleinere Gruppen von Bolaen als in eines vollen Kernelement einzuschließen und eine stan«» dige Öffnung zu ermögliohen oder die Mögliohkeit zu schaffen, daS gegebenenfalls in einem der Quadranten Leitfläohen angeordnet werden können· Selbatverstandlioh sind auch andere stoffelementbolzenanordnungen möglich.

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Wie nachstehend erläutert, ist duroh das Gehäuse 57 ein Kühlmittelfluß geleitet, der die Bolzen 58 umströmt und Wärme von diesen Bolzen abführt. In einem flüssigkeitsgekühlten Leistungskernreaktor der dargestellten Art ist ein größerer Wirkungsgrad erhältlich, wenn der Druckabfall auf ein Minimum gehalten wird, während das Kühlmittel an den im Gehäuse 57 befindlichen Elementen vorbeiströmt. Zu diesem Zweck ist der Querschnitt der Drähte 64, 66 und 67 nach / strömungsdynami sehen Gesichtspunkten ausgebildet und weist in Strömung spricht ung vorzugsweise seine maximale Abmessung auf, die etwa doppelt so groß ist wie seine maximale Abmessung quer zum Kühlmittelstrom· Verglichen mit einem Gitter aus Drähten kreisförmigen Querschnitts (wobei der Drahtdurohmesser gleioh dem in Querrichtung vorhandenen maximalen Durchmesser des Querschnittes der Drähte ist, deren Querschnitt nach strömungsdynamisohen Gesichtspunkten ausgebildet ist) ist der durch das Abstandsgitter aus Drähten stromlinienförmigen Querschnitts verursachte Druckabfall nur etwa 1/50 so groß· Die Anordnung eignet sich insbesondere dann, wenn - wie dies häufig bei schnellen Reaktoren der Pail ist - der Raum zwischen den Bolzen 58 im Vergleich zum Durohmesser der Bolzen groß sein soll*

Das Gehäuse 57 weist einen oberen Teil 68 geringeren Quer« schnitte aufο Hierdurch ist es möglich, aine nachstehend beschriebene und aur Halterung der Kernelement· dienende Gitter·* platte 69 aus Rippen erheblioher Breite au fertigen, ohne daß

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hierdurch Raum zwischen den Kernelementen vergeudet wird. Zur Anpassung an die kleinere QuerBchnittsfläohe des Teiles 68 sind die Bolzen 58 mit verringertem Durohmesser ausgebildet und geringfügig zur Gehäusemitte gebogen. Zur exakten Anordnung des Gehäuses 57 in der Gitterplatte 69 ist die zwisohen dem Teil 68 verringerten Querschnitts und dem übrigen Teil des Gehäuses 57 gebildete Schulter abgeschrägte

III. Die Kernelementhalterung.

Aus Figur 8 ist die Halterung der Kernelemente in ihren Betriebsstationen im Kern ersichtlich. Die Figur 8 zeigt lediglich ein Kernelement. Die restlichen Kernelemente sind jedoch in der gleichen Weise im Kern befestigte Die zur Befestigung dienende Gitterplatte 69 besteht aus einer Vielzahl von Metallplatten, die sich jeweils unter einem reohten Winkel schneiden und ein Gitter bilden. Gemäß Fig.1 und 2 ist das Gitter 69 durch die Seitenwände des Abteiles 18 gestützte Einzelheiten dieser Halterung sind nicht dargestellt· Zur Halterung können beispielsweise in den Betonwänden des Abteils ausgebildete Ausnehmungen und Trägerbalken für das Gittetf&ienen, die das Abteil durohlaufen und auf geeigneten, in den Ausnehmungen angeordneten Puffern aufliegen« Andere Arten der Aufhängung, ζ·Β. sich vom Boden des Abteile abhebende Stützen, können unter bestehenden Umständen ausreichen*

Aus den Figuren 4- und 8 ist ersichtlich, daß das obere T_eil

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des Gehäuses 57 vier diagonale Stege 71 aufweist. Die Stege 71 tragen einen zentralen Stöpsel 75t der in einer sich erweiternden Basis 72 angeordnet ist. Der Stöpsel 73 ist hohl und nach oben gerichtet, um - wie nachstehend erläutert eine Kopplung zur Halterung des Kernelements zu schaffen. Der durch das Gitter 69 gebildete obere Teil jedes Gehäuses ist mi* vier diagonalen Stegen 74 versehen, die von den vier Ecken jedes Gehäuses im Gitter 69 einwärts verlaufene Die Stege 74 tragen in jedem Gehäuse des Gitters eine zentrale Hülse 76, die zur Aufnahme des oberen Teils des Stöpsels 73 des zugehörigen Kernelements geeignet ist. Durch die Öffnung 31 des Reaktorbehälters 11 greift ein Bedienungsstab 77, der in der in Figur 14 dargestellten Weise durch einen Bajonettverschluß in eine im Stöpsel 73 ausgebildete Ausnehmung 78 eingreifen kann. Im Inneren des Stöpsele 73 sind zwei Ansätze 80 vorgesehen. Jeder Ansäta weist eine schwalbenschwanzartig an seiner unteren Kante ausgebildete Ausnehmung 85 auf. Das Ende des Bedienungsstabes 77 weist zwei schwalbenschwanaartige Ansätze 90 auf· Diese Ansätze sind_; zwischen die Ansätze 80 ftihrbar und greifen bei Drehung des Bedienungsstabes in die Ausnehmungen 85 ein· Die Kopplung ist so gewählt, daß der Bedienungsstall 77 duroh seine Drehung relativ zum Kernelement mit dem am Kernelement befestigten Stöpsel 73 in und außer Eingriff gelangt· Die Kopplung ist jedoch derart, daß beim Eingriff der Ansätze 90 in die Ausnehmungen 85 keine relative Drehbewegung zwischen dem Kernelement und dem Bedienungsstab erfolgen kann. Falls das Gewioht des Kernelements

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auf den Bajonettverschluß eine abwärts gerichtete Kraft ausübt, sind die Anaätze 90 in den Ausnehmungen 85 gesichert. Hierdurch kann das Kernelement durch Drehung des Bedienungsstabes gedreht werden.

Der Bedienungsstab 77 ist an seinem oberen Ende mit einem zur Befestigung eines Kabels dienenden Teil 79 versehen. Zum Heben und Senken des Bedienungsstabes 77 und damit des mit (Q diesem Stab verbundenen Kernelements wird ein Hubseil mit dem Teil 79 verbunden. Das Teil 79 kann mit einem Drehteil o.dgl. versehen sein» um eine Rotation des Bedienungsstäbes relativ zum Kabel zu ermöglichen. Der Bedienungsstab 77 dient nicht nicht nur zur nachstehend beschriebenen Handhabung der Kernelemente, sondern auch als Teil der Halterung für die Kernelemente in ihren Betriebsstationen im Reaktorkern. Die Halterung oder Aufhängung der Kernelemente an der oberen Wand des Reaktorkernes ist unerwünscht _t da dies eine entsprechende m Verstärkung des Reaktorbehälterserfordert. Polglich dient das Gitter 69 zur Halterung der Kernelemente. Palis die Kernelemente im Reaktorbehälterinneren mit dem Gitter verbunden werden sollen» ist eine komplizierte und aufwendige Einrichtung erforeierliefe, um die Kernelemente ferngesteuert mit dem Gitter zu verbinden bzw. von diesem zu trennen. Zweokmäßigerweise erfolgt daher die Verbindung zwischen den Kernelementen und dem Traggitter außerhalb des Reaktorbehälters· Zu diesem Sweok ist ein« eine Laet übertragende und koaxial zum Bedienung»« »tab 77 auageriohtete Hülse 81 vorgesehen» die en ihrem unteren

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Ende auf der oberen Kante der Hülse 76 aufliegtβ Das obere Ende des Bedienungsatabes 77 weist einen mit einem Gewinde versehenen Bereich 82 auf. Auf den Gewindeteil 82 ist eine Mutter 83 aufgeschraubt, die auf der oberen Kante der Hülse 81 aufliegt* Folglich wird das Gewicht des Kernelements über den Bedienungsstab und die Hülse 81 auf die Hülse 76 dee Gitters 69 übertragen« Wenn das Kernelement aus dem Reaktorkern entfernt werden soll, wird die Mutter 83 gelokkert und der Bedienungsstab 77 durch das nioht dargestellte Kabel gesenkte Die Mutter 83 ist an ihrem oberen Ende durch sswei ringförmige Dichtungen 84 und an ihrem unteren Ende durch eine ringförmige Dichtung 86 dicht mit dem Bedienungsstab 77 verbunden. Im Bereich des oberen Ende-s der Hülse ⁸^ sind mehrere Keile 87 vorgesehen, welche die Hülse 81 mit dem Bedienungsstab 77 verkeilen, um eine relative Rotation zwischen diesen Elementen zu verhindern· Der Bedienungsstab ist jedoch axial zur Hülse 81 verschiebbare Vexm das Kernelement von seiner Betriebsstation im Reaktorkern zu einer Zwischenstation axial verschoben wird, kann daher durch Drehung der Hülse 81 der Bedienungsstab 77 derart gedreht werden, daß der Bajonettverschluß mit dem Stöpsel 73 gelöst wird. Zur Ausübung dieser Drehung kann das obere Ende der Hülse 81 mit einer geeigneten Einrichtung, z.B. mit einer Hülse 95 versehen βein. Am oberen Teil Jedes Abteils des Gittere 69 ist eine einen DurohlaJ gewährende Platte 88 angeordnet· Diese Platte bzw. Abdeckung erstreckt sioh von einer Hülst 89 radial naoh außen und ist mit einer Vielzahl von öffnungen oder

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Schlitzen 91 versehen. Die Schlitze 91 sind von der Hülse 89 radial nach außen gerichtet und enden im kurzen Abstand vom Außenumfang der kreisförmigen Platte 88. Die Öffnungen 91 sind - betrachtet in Umfangsriohtung der Platte 88 - in geeigneten Abständen verteilt, weshalb die gegebenenfalls erforderliche Entfernung der Platte sehr einfach ist, da lediglich das Metall im Bereich zwischen den Schlitzen und dem äußeren Umfang der Platte 88 durchtrennt werden muß· Durch die Schlitze oder Öffnungen 91 strömt auch das Kühlmittel. Bedingt durch den mit dem quadratischen Abteil im Gitter 69 verwendeten kreisringförmigen Umfang der Platte 88 strömt auch ein Teil des Kühlmittels um die Platte 88. Der Außendurchmesser der Platte 88 ist etwas kleiner als die Innenabmessung des Abteils im Gitter»

Die Platte bzw· Abdeokung 88 ist durch eine am oberen Teil der Hülse 89 vorgesehen und durch eine Zahnstange 95 und ein Treibrad 94 gebildete Anordnung axial mit der Hülse 89 justierbar· Das Treibrad 94 ist durch einen nicht dargestellten Motor antreibbar. Zwischen der Hülse 89 und der Hülse 81 ist eine ringförmige Dichtung 96 am oberen Ende der Hülse 89 angeordnet. An dieser Stelle sei erwähnt, daß der Reaktorbehälter mit einer Auskleidung 97 versehen ist, welche die Außen- und Innenflächen des Reaktorbehälters bedekt und sich durch die Öffnungen 31 erstreckte Die Hülse 89 ist in einem Diohtungs- und Gleitring 98 geführt, der auf der Reaktorbehälteraußenseite die Öffnung 31 umschließt und mit der Auskleidung 97 verschraubt

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ist. Der Ring 98 ist duroh eine ringförmige Dichtung 99 mit der Auskleidung dicht verbunden. Eine aus einer gleitenden Dichtung und einer !lageranordnung 101 bestehende Kombination geeigneter Beschaffenheit ermöglicht die Verschiebung der Hülse'89 im Hing 98 und dichtet die Hülse 89 gegen den Ring 98 ab, um die Vnversehrtheit des Reaktorbehälters zu bewahren. Zur Stabilisierung der Hülse 89 ist am unteren Ende der Öffnung 31 eine ähnliche Diohtungs« und Lageranordnung 102 vorgesehen. Auf die Auskleidung 97 ist eine Haube oder Kappe 103 aufgeschraubt, welche in Betriebsstellung des Kernelements die über die öffnung 31 hinausgreifenden Elemente bedeckt. Zur Erhöhung der Wirksamkeit der Dichtung kann das Innere der Haube 103 auf den Druck des im Reaktorbehälterinneren befindlichen Kühlmittels gebracht werden. Wie nachstehend erläutert, wird die Haube 103 während der Bedienung des Kernelements entfernt.

IV. Die Bedienungseinrichtung·

Wie bereits erwähnt, ist während der Bedienung des Kernelementes eine Bedienungseinrichtung 42 in die öffnung 36 des Reaktorbehälters 11 eingeführt. Die Bedienungseinrichtung ist in den Figuren 9i 9A, 10, 11 und 12 dargestellt· Die Einrichtung enthält ein Gehäuse 104, das duroh zwei in einem Lagergehäuse 107 angeordnete ringförmige Lager 106 getragen ist. Der untere Teil des Gehäuses 104 hat eine ringförmige Schulter 108. Das obere der beiden Lager 106 ist als Drucklager

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ausgebildet und dient zur Aufnahme der Schulter 108. Ein in der Auskleidung 97 der Öffnung iDefestigtes ringförmiges Lager 105 stabilisiert das Gehäuse 104· Im gleichen Sinne wirkt eine am oberen Ende der Öffnung angeordnete Laufbuchse 110o In ihrer Betriebsstellung ist die Bedienungseinriohtung in der Öffnung 36 angeordnet, wobei das Gehäuse durch die Öffnung hinausgreifte Das Lagergehäuse 107 weist einen nach außen gekehrten Plansch 109 auf, der am·unteren Ende der Öffnung mit der Auskleidung 97 verschraubt ist. Das untere Ende des Gehäuses 111 weist nin nach innen gekehrtes Zahnrad 116 auf, das durch ein Antriebszahnrad 117 angetrieben ist. Das Antriebszahnrad 117 wird durch einen Motor 118 angetrieben, der in einer,das untere Stirnende des Gehäuses 104 abschließenden Kappe befestigt ist. Die Kappe 119 ist über einen naoh außen gekehrten Flansch 1£1 mit einem Flansch 111 des Lagergehäuses 1.07 veraehraubt. Durch Rotation des Motors 118 wird daher das Gehäuse 104 in Bezug auf das Lagergehäuse 107 und damit in Bezug auf den Reaktorbehälter gedrehte

Das Gehäuse 104 trägt und enthält einen Arm 122_f 4er bei Bedienung des Kernelements durch eine im Gehäuse befindliche Öffnung 125 radial nach außen schwenkbar ist.(aus den in den Figuren 9 un4 11 gezeigten Stellungen in die Stellung naeh Figur 10}* Wenn sich der Arm in seiner aufrechten Otellung im oberen feil des Gehäuse» 104 befindet, kann ai@ Be&iö2iungseinricmtung stiheloe duroh die Öffnung 36 geführt

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Arm ist in zwei Bügeln 123 eingelagert, die vom Gehäuse nach innen gekehrt sind· Her Arm 122 weist eine gekrümmte untere Platte 124 auf, die in aufrechter Stellung des Armes die Öffnung 125 bedeckt und die zylindrische Umfangsflache des Gehäuses 104 vervollständigt. Zwei zueinander parallel ausgerichtete Seitenwände 126 heben sich von gegenüberliegenden Kanten der Platte 124 ab. Die Wände 126 sind in Lagerzapfen 128 schwenkbar gelagert. Die Lagerzapfen 128 sind in den Bügeln 123 geführt. Mit dem inneren Ende einer der beiden Wände 126 ist eine Getriebeschneoke 129 verbunden, die mit einer Schnecke 131 kämmt. Die Sohnecke 131 ist auf das obere Ende einer Schneckenwelle 132 aufgebracht, welche im Inneren des Gehäuses 104 vertikal geführt IsV und durch eine horizontale Platte 133 greift. Die Platte 133 ist im oberen !Deil des Gehäuses 104 zwischen einwärts gekehrten ringförmigen Planschen 134 gesiohert· Zur Montage iat das Gehäuse an den Planschen trennbar· Mit ihrem unteren Ende steht die Schneckenwelle 132 mit einem 0 im Gehäuse 119 angeordneten, nicht dargestellten Motor in treibender Verbindung,» Bei entsprechender Rotation der Schneckenwelle 132 kann daher der Arm 122 gehoben und gesenkt werden« Die Seitenwände 126 sind jeweils mit einem nach innen gekehrten Teil 136 versehen· Die Teile 127 und 136 bilden zwei längs der Länge des Armes 122 verlaufende parallele Führungen« Das zur Aufnahme des Kernelemente dienende Bohr 137 ist in diesen !Führungen geführt, wenn es längs des Armes 122 radial nach außen verschoben wird« Das

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Aufnahmerohr 137 ruht auf einer Platte 138. Die Platte 138 weist eine mit dem Rohrinneren in Verbindung stehende mittige Öffnung auf. Die Platte 138 ruht auf vier Wänden 139. Zwei Rollen 141 sind jeweils mit den einen Seitenwänden 139 verbunden. Diese Rollen sind in den Führungen 136 geführt· Die voneinander abgekehrten, rollenfreien Wände 139 sind jeweils mit einem Gehäuse 142 versehen, dessen Zweck nachstehend erläutert wird. Auf die Enden des Aufnahmerohres 137 sind Hülsen 143 und 144 aufgebracht. Jede Hülse weist zwei Arme 146 und 147 auf. Die Arme greifen jeweils durch die durch den gesenkten Arm 122 freigegebene Öffnung,125 im oberen Teil des Gehäuses I04o Die Arme können miteinander frei gekreuzt werden· Die Arme 147 und 146 sind jeweils mit einem entsprechenden Mutterpaar 148 bzw. 149 verbunden· Jeweils eine der Muttern 148 und eine der Muttern 149 ist auf eine vertikale Schnecke 151 aufgeschraubt· In ähnlicher Weise sind die anderen Muttern £a?% der Paare 148 und 149 auf eine vertikale Sohnecke 152 aufgeschraubt. Die Schnecken 151 und 152 sind durch zwei entsprechende Antriebswellen 153 antreibbar· Die Antriebswellen 153 sind im unteren Gehäuse 104 senkrecht angeordnet und durch Motoren antreibbar, die sich in der Kappe 119 befinden. Die Schraubverbindung zwischen den Schnecken 151 und 152 und öen zugehörigen Muttern 148 und 149 ist derart gewählt, daß bei Rotation dieser Schnecken die beiden Muttern jeder Schnecke zueinander gegensinnig verschoben werden» Wenn daher sämtliche Schnecken in gleioher Riohtung rotiert werden, werden die Mut-

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tern dieser Schnecken voneinander getrennt, während bei Rotation jeder dieser Schnecken in entgegengesetzter Richtung die Muttern in Richtung zueinander verschoben werden. Die Folge ist ein radialer Antrieb,durch den die radiale Stellung des Aufnahmerohres 137 auf dem Arm 122 durch den Betrieb der die Schnecken antreibenden Motoren mühelos steuerbar ist· Die äußerste Stellung des Aufnahmerohres 137 ist durch die in Figur 10 ausgezogenen linien angedeutet, während die inne~ re Stellung des Aufnahmerohres im Gehäuse 104 durch die striohlinierten linien in Figur 10 gekennzeichnet ist. In der letzten Stellung und bei vertikaler Anordnung der Arme 122 (s. Fig.9A][ wird ein geeignetes Gestell oder eine sonstige nicht dargestellte Vorrichtung zur Halterung des Aufnahmerohres 137 und seiner zugehörigen Teile im Gehäuse 104 erhalten.

Am äußeren Ende des radialen Armes 122 ist ein Rad 154 angeordnet. Dieses Rad liegt auf einer kreisförmigen Schiene 155 auf, die ständig unterhalb des Reaktorkernes im Reaktorbehälter befestigt ist. Diese Schiene bildet das einzige ständig im Innern befestigte Element der Bedienungseinrichtung« Falls der Motor 118 erregt wird, um das Gehäuse 104 in Bezug auf das lagergehäuse 107 zu drehen» schwenkt oder dreht der Arm 122 in seiner ausgezogenen Stellung unterhalb den Reaktorkern und in das Innere des Abteils 18. Durch Änderung der Stellung des radialen Trägerarmes und durch Änderung der Stellung des Aufnahmerohres 137 yuf diesem Arm kann das Aufnahmerohr

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in eine entsprechende Stellung.zum Reaktorkern 19 gebracht werden. Die Bewegung wird durch Änderung der Parameter eines · Polarkoordinatensyatems bewirkt. Daher bestimmt die Rotation des Gehäuses 104 den Theta-Parameter und der Betrieb der Schnecken 151 und 152 den r-Parameter in einem Polarkoordinatensystem, dessen Mittelpunkt Sich auf der Rotationsachse des Gehäuses befindet·

Wie nachstehend eingehender erläutert, können die Kernelemente durch die Bedienungsstäbe 77 in das zu ihrer Aufnahme dienende Rohr 137 eingeführt oder von diesem Rohr zum Reaktorkern befördert werden. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn ein Kernelement nach seinem Betrieb auf dem Kernreaktorkern entfernt und während seines Transports gekühlt werden soll, da es üblicherweise sehr heiß ist» Zur Kühlung der Kernelemente während ihrer Beförderung in das Aufnahmerohr 137, während ihrer Beförderung in diesem Rohr und bei ihrer Entnahme aus diesem Rohr wird ein Kühlmittelstrom durch das Aufnahmerohr geführt· Im Gehäuse 104 befindet sich eine Leitung 157» die durch die Platte 133 geführt ist. Das obere Ende äer Kühlmittelleitung 157 ist mit einer Öffnung versehen» die eine abgestufte Kantenfläche 158 aufweist» Der Arm 122 weist ein© Haube 159 auf, die zwischen den Führungen 136 ausgerichtet ist und mit der unteren Platte 124 einen Kühlmittelkanal 161 feildrfe. Das innere Ende des Armee 122 erstreckt stoh Über die Zapfen 128 hinaus, so daß te beim Herabaohwenkeß <3es äußeren dee Armee 122 zur öffnungsflache 158 hoch gesohwo&fet w

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Die Haube 159 ist etwas gegen das innere Ende der Führungen 126 versetzt, um eine Fläche 162 mit abgestufter Kante zu bilden, welche gegen die Fläche 158 anliegt. Hierdurch wird zwischen der leitung 157 und dem Kanal 161 eine flüssigkeitsdurohlässige Verbindung geschaffen.

Wie bereits erwähnt, eteht das Aufnahmerohr 137 durch eine in der Platte 138 befindliche öffnung mit einem oberhalb der Haube 159 zwischen den Seitenwänden 139 gebildeten Raum in Verbindung. Die Haube 159 ist mit einem Längsschlitz 163 ver-Behen, der zwischen dem Kanal 161 und dem Inneren der Wand· 139 eine Verbindung schafft. Hierdurch kann in jeder Stellung des Aufnahmerohres 137 auf dem Arm 122 eine Verbindung zwischen dem Rohr und dem Kanal 161 geschaffen werden· Um zu vermeiden, daß ein Kühlmittel aus dem Kanal 161 durch den Schlitz 163 in andere Bereiche als dem Bereich zwischen den Wänden 139 strömt, sind zwei Blattfedern 164 und 165 konstanter Federkraft vorgesehen. Jede dieser Federn liegt flach auf dem Sohlitz 163 auf, wobei ihre Kanten in Kanäle eingreifen, die längs des Schlitzes in der Haube ausgebildet sind· Zur Ausübung eines geringen Druckes auf die Haube 159 können die Blattfedern mit einem sohwaoh gekrümmten Querschnitt ausgebildet sein· Das eine Ende der Blattfeder 164 ist mit dem aus-Beren Inde der Haube 159 verbunden« Da® eine Ende der Blattfeder 165 ist mit dem oberen Teil der Leitung 157 verbunden· Die voneinander abgekehrten Enden der Blattfedern 164 und 'sind ,jeweils auf Rollen 166 au.?epulbar. Die Rollen 166 sind

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in den Gehäusen 142 untergebracht, die eich auf entgegengesetzten Seiten des duroh die Wände 139 gebildeten Gehäuses befinden. Beim Verschieben des Aufnahmerohrs 137 auf dem Arm 122 schließen die Blattfedern den Schlitz 163 bis auf einen kleinen Raum zwischen den Rollen 166, um zwischen dem Kanal 161 und dem Inneren des.Aufnahmerohres 137 einen Kühlmittelstrom zu ermöglichen. Das Kühlmittel strömt durch das Kernelement in das Rohr 137, durch den Kanal 161 zur Leitung 157 und von dieser Leitung durch nicht dargestellte geeignete Einrichtungen zum Einlaß der Zirkulatoren 23 und 24 (s. Figo 1 und 2).

Wie bereits erwähnt, besitzen die Kernelemente eine quadratische äußere Form, weshalb zwischen den Außenflächen des Gehäuses 57 der Kernelemente und der Innenflächen des Aufnahmerohres 137 Räume vorhanden sind. Zur Vermeidung eines Kühlmittelflusses duroh diese Räume und zur Gewährleistung, daß das Kühlmittel im Aufnahmerohr 137 durch das Kernelement strömt, ist eine Leitfläche vorgesehen. Diese Leitfläche weist eine Platte 167 auf, die eine quadratische und der äußeren Gestalt der Kernelemente angepaßte öffnung 170 besitzt· Die Platte 167 ist durch geeignete nioht dargestellte Lager mit dem oberen Ende des Aufnahmerohres 137 verbunden und weist vier Stützen 168 auf· Hierdurch wird ein frei rotierbarer Teil 169 geschaffen. Dieser $eil ist an seinem oberen Ende duroh zwei Führungsplatte». 171 schließbar. Diese Führungsplatten sind von den Spitzen der Stützen 168 nach innen gekehrt und werden beim Ein«

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oder Ausführen eines Kernelements in bzw. aus dem Aufnahmerohr 137 naoh unten oder oben geschwenkt. In der Mitte der beiden Führungsklappen 171 ist eine Öffnung 172 ausgebildet, die bei geschlossenen Führungsklappen (durch geeignete nicht dargestellte Federeinrichtungen) eine Führung für den Bedienungsstab 77 schafft, wenn dieser zur Kopplung mit einem Kernelement in das Aufnahmerohr 137 eingeführt wird.

Die Stützen 168 tragen einen sich nach außen erweiternden , kegelstumpfförmigen Teil 173, der die Kernelemente in das Aufnahmerohr führt. Der kegelstumpfartige Teil weist eine quadratisohe zentrale Öffnung auf, die in ihrer Größe und Ausrichtung der Fläche der Führungsklappen 171 und der Öffnung 170 angepaßt ist. Wie nachstehend erläutert, kann die Ausrichtung des frei rotierbaren Teiles variiert werden, um die speziell erwünschte Ausrichtung für ein Kernelement zu ermöglichen» das durch diesen Teil geführt werden soll. Zur Ausrichtung des Teils 169 ist kein ferngesteuerter Antrieb erforderlich«

V. Die Bedienungswerkaeuge«

Gemäß Fig· 1 und 2 dient die Bedienungseinriohtung zum Befördern der Kernelemente zwischen einer Stellung, die sich unmittelbar unterhalb ihrer Betriebestation im Reaktorkern 19 befindet, und einer Stellung, die unmittelbar über einer der beiden Öffnungen 32 und 33 angeordnet ist· Wenn Kernelemente duroh die Öffnung 32 in den Reaktorbehälter befördert werden

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aollen, muß das Kernelement genügend hoch, angehoben, werden, ', um das Aufnahmerohr 137 unmittelbar über der öffnung anordnen ' zu können. Das Kernelement kann anschließend in das Aufnahmerohr abgesenkt werden, Falls in umgekehrter Weise ein Kern ~ element durch die öffnung 33 aus dem Reaktorbehälterinneren herausgeführt werden soll, wird das Kernelement zunächst aus dem Aufnahmerohr 137 herausgehoben und anschließend durch die Öffnung 33 und den Kanal 49 gesenkt. Zur Durchführung die·- aer Hub- und Senkvorgänge ist unmittelbar über jeder der im * Reaktorbehälter über dem Abteil 18 angeordneten öfffnungen und 33 ein Bedienungswerkzeug 174 vorgesehen. Die über diesen beiden öffnungen angeordneten Werkzeuge 174 sind einander etwa gleioh, weshalb nur eines dieser Werkzeuge beschrieben . -I wirdο

In Figur 13 ist die Beschaffenheit des Bedienungswerkzeuges "-;■ "~" 174 eingehender dargestellt» Das Werkzeug weist einen langen Bedienungsstab 176 auf, der mit dem bereits erwähnten Bedienungsstab 77 identisch ist. Zur Durchführung des Bedienungsstabes durch den Reaktorbehälter 11 ist eine Öffnung 177 vorgesehen. Die Auskleidung 97 des Reaktorbehältere ist aus der Öffnung 177 herausgeführt. Das untere End· des Bedienungs-Btabas 176 ist derart ausgebildet, daß es-mit-einem Stöpsel 73 eines der Kernelemente lösbar verbindbar ist· 2ur Kopplung dient ein der Darstellung nach Figur 14 öirfc sprechend ar Bajo-» jaettTarscliIuß. Sin zur Befestigung eines Kabels äleuenäoe feil 178 ist am oberen Ünde des Bedienungsstalsös 176 aageord«.

net, so daß durch ein an einem nicht dargestelltem Aiifaug be*

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festigtes Kabel der Bedienungestab 176 gehoben und gesenkt werden kann·

Um insbesondere bei der Entladung des eine relativ hohe Tempe- ν ratur aufweisenden Kernelements einen Kühlmittelstrom durch daa Kernelement aufrechtzuerhalten, ist durch die Gitterplatte 69 eine leitung 179 herabgefiihrt. Die leitung 179 weist an ihrem oberen Ende einen naoh außen gekehrten Flansch auf, der auf der oberen Kante des G-itters 69 aufliegt und damit die leitung hält. Das Kühlmittel strömt normalerweise in Abwärtsrichtung duroh den Reaktorkern. Zur Kühlung der Kernelemente während ihrer Bedienung wird daher das Kühlmittel in gleicher Richtung durch die leitung 179 geführt. Die leitung 179 kann mit einer schließbaren Blende versehen sein, um gegebenenfalls einen Kühlmittelfluß duroh die leitung zu unterbinden, wenn das Bedienungswerkzeug 174 außer Benutzung ist. Auf den Bedienungsstab 176 ist eine Hülse 182 koaxial aufgebracht, welche duroh die leitung 179 geführt ist. Das obere Ende der Hülse 182 ist als eine naoh außen gekehrte Schulter 183 ausgebildet , die auf einem Ring 184 aufliegt. Der Ring 184 ist mit der Auskleidung 97 des Reaktorbehälters verschraubt· Die länge der Hülse 182 ist so gewählt, daß ihr unteres Ende geradem über dem unteren Ende der leitung 179 endet· Die Hülae 182 ist aus dieser Stellung nach oben axial verschiebbar· Eine Verschiebung der Hülse in entgegengesetzter Richtung wird durch die Schulter 183 unterbunden· Der Ring 184 ist duroh

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eine ringförmige Dichtung 186 gegen die Auskleidung und durch eine ringförmige Dichtungs- und Lageranordnung 187 gegen die Hülse 182 abgedichtet. Duroh die Anordnung 187 ist die Hülse 182 in Bezug auf den Ring 184- dreh- und axial verschiebbar. Der Bedienungsstab 176 ist durch eine Vielzahl von Keilen 188 mit der Hülse 182 verkeilt, wobei der Bedienungsstab und die Hülse derart miteinander verkeilt bleiben, daß sie gemeinsam gedreht werden können, wenn sich der Bedienungsstab in seiner durch axiale Verschiebung möglichen untersten Stellung befindet. Ein Schneckengetriebe 189 umschließt die Hülse 182 über der öffnung 177· Das Schneckengetriebe wird durch eine durch einen Motor 190 angetriebene Schnecke 191 angetriebene Wie nachstehend erläutert, können die Hülse und der Bedienungsstab rotiert werden, um den auf dem Aufnahmerohr 137 angeordneten, frei rotierbaren Teil 169 auszurichten.

Das untere Ende der Hülse 182 greift durch eine Hülse 192. Zur Halterung der Hülse 192 ist ein Dichtungsring 193 vorgesehen, der in eine am unteren Ende der Hülse 182 angeordnete ringförmige Nut eingreift. Von der Hülse 192 sind vier Stege 194 zu den vier Ecken eines Leiterteiles 196 geführt, der quadratischen Querschnitt aufweist« Der Leiterteil 196 ist in der Leitung 179 gleitbar geführt und wird mit der Hülse 182 auf- und abwärts verschoben. Die Hülse 182 ist mit einer Zahnstange 197 versehen, die mit einem Antriebsrad 198 kämmt, um die Hülse in der Öffnung 177 axial um eine Lange zu verschie-

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ben, die etwa der Länge des Leiterteiles entspricht. Hierdurch kann das Leiterteil 196 je nach Wunsch aus dem unteren Ende der leitung 179 herausgezogen aad oder in dieses befördert werden. Das Antriebsrad ist auf einer Anordnung 199 befestigt, die auf dem Reaktorbehälter ruht und von diesem frei nach oben verschiebbar ist. Hierduroh können die Zahnstange und das An- - triebsrad mit der Hülse 182 aufwärts befördert werden. Dies erfolgt, wenn ein Kernelement in die Leitung 179 gehoben wird, um die Bedienungseinrichtung klar zu machen (clearing), da der auf dem Kernelement befindliche Stöpsel beim Anheben des Kernelements gegen das untere Ende der Hülse schlägt· Wenn ein Kernelement nicht so weit angehoben ist, daß es gegen die &ülse schlägt, ermöglichen die Zahnstange und das Antriebsrad einen Hub oder eine Streckung des Leiterteiles 196, wenn dies zur Schaffung eines Abstandes oder zur Aufrechterhaltung eines Kühlmittelflusses erwünscht ist. In seiner Ruhestellung ist der Bedienungsstab 176 durch eine der Mutter 83 nach Fig#8 entsprechende Verriegelungsmutter 196 mit der Hülse 182 verriegelt. Zum Anheben oder Senken eines Kernelements aus oder in das Aufnahmerohr der Bedienungseinrichtung und aus oder in die Lade- bzw. Entladeöffnungen 32 und 33 und damit zum Anheben und Senken des Bedienungsstabes 176 dient ein nicht dargestellter und mit einem Kabel versehener Aufzug· Durch Rotation der Hülse 182 und des Bedienungsstabes 176 mittels dem Schneckengetriebe 189 und den Keilen 188 wird der Bedienungsstab mit dem Kernelement in und außer Eingriff gebracht,

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Venn ein heißes Kernelement durch die Öffnung 33 aus dem Reaktorbehälter 11 herausgeführt wird, kann der Kühlmittelfluß durch Ansatz des Leitteiles 196 aufrechterhalten werden« Die maximale Ausziehbarkeit des Leiterteiles 196 ist etwas größer als die Differenz zwischen der Länge eines Kernelements und dem Abstand zwischen dem oberen Ende der Öffnung 33 und dem unteren Ende der Leitung 179· Hierdurch wird gewährleistet, daß zu keinem Zeitpunkt während der Bewegung der Kernelemente beide Kernelementenden im wesentlichen gleichen Druekbereiohen ausgesetzt sind, obgleich aus Abstandsgründen die Kernelemente kurzer sind als der vorerwähnte Abstand· Der Kühlmittelfluß durch die Kernelemente wird hierdurch während sämtlicher Zeiten aufrechterhalten· Da die Temperatur bei der Einführung frischer Kernelemente in den Reaktorkern keine Probleme aufwirft, können die zum Laden des Reaktorkernes dienenden Werkzeuge ohne einen Leiterteil 196 ausgebildet sein*

YI. Das Bedienungsverfahren·

Obgleich die Handhabung verschiedener Elemente des Systemes bereits im einzelnen erläutert worden ist, dürfte ee rateak sein, den gesamten Lade- und Entladevorgang zu beschreiben, obwohl dies einige Wiederholungen in sieh einschließt· Zunäohst wird das Beladen des Reaktorkernes beschrieben« Während der Beladimg wird der Bruok du in Reakterbefcäi-ter befinäliehen lühlislttels auf oder unterhalb AtJaoephärenäruck gehalten« 3>ie über Bäiätllohiu'.Se£ieaung«etäb«tt-77 'eageGraaeteii. Haines? to?

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werden entfernt» Der Pfropfen bzw. Stöpsel 37 wird anschlies-' send durch den Kolben 43 aus der öffnung 36 herausgeführt und in den Lagerbehälter 41 befördert. Der Lagerbehälter wird danach beseitegeschoben und die Bedienungseinrichtung 42 in die Öffnung 36 eingesetzte Vor dem Einsatz der Bedienungseinriohtung wird der drehbare Teil 169 jedoch derart ausgeriohtet, daß die Leitfläche in einer bestimmten Richtung angeordnet ist, wenn sich das Aufnahmerohr 137 über der Ladeöffnung 32 befindet. Nachdem die Transporteinrichtung durch nicht dargestellte Einrichtungen in die Öffnung 36 eingesetzt und in dieser gesichert wurde, werden die Kühlmittelzirkulatoren 23 und 24 erregt, um das Kühlmittel durch das Aufnahmerohr 137 zu zirkulieren« Eine Kühlung ist zwar während des Ladevorganges nioht erforderlich, es hat sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, die Kühlung ständig aufrechtzuerhalten, falls die Bedienung eines heißen Kernelements notwendig ist·

Uach der Justierung der Bedienungseinriohtung 42 und dem Start des Kühlmittelflusses wird mit dem Transport des frisohen Brennstoffelements begonnen· Zu diesem Zweok wird das Q-ehäuse 104 gedreht und das Aufnahmerohr 137 herausgezogen, bis es etwas auf der Seite der Ladβöffnung 32 angeordnet ist« Durch eine in der Zeiohnung nicht dargestellte Einrichtung wird ein neues Kernelement duroh die öffnung gehoben und derart ausgerichtet, daß es mit der Ausrichtung dee drehbaren Teiles 169 «ueammenfällt. Das Kernelement wird anschließend duroh die öffnung hoohgeatoßen, bie sein oberes Ende in das Abteil

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greift·

An dieeer Stelle wird das über der Öffnung 32 befindliche Beäienungswerkzeug 174 verwendet.Der Bedienungsstab 176 dieses Bedienungswerkzeuges wird gesenkt und gedreht, um mit dem Kernelement in Eingriff zu gelangen· Das Kernelement wird dann angehoben, bis sich sein unteres Ende über dem oberen Ende des drehbaren Teiles 169 befindet. Das Aufnahmerohr wird hierauf unmittelbar Über die Öffnung 32 befördert und das Kernelement in das Rohr gesenkt· Bevor der Bedienungsstab 176 von dem im Aufnahmerohr 137 befindlichen Kernelement gelöst wird, wird durch das Bedienungswerkzeug das Kernelement derart ausgerichtet, daß es sich in der geeigneten Richtung befindet, wenn die Bedienungseinrichtung das Kernelement zu einer Station befördert hat, die sich unmittelbar unterhalb seiner Betriebsstation im Reaktorkern befindet. Dies ist erforderlich, da das Rohr 137 und sein drehbarer Teil 169 während des Transports des Rohres in Bezug zur Ausrichtung der mit einem quadratischen Querschnitt ausgebildeten Kernelemente gemeinsam rotieren· Die Ausrichtung des Kernelements im Aufnahmerohr 137 erfolgt durch die Sohneoke 191 und den Schneckenantrieb 189, welche den Bedienungsstab 176 durch die mit diesem Stab verkeilte Hülse 182 drehen· Um während der Ausrichtung des Kernelementes eine Entkopplung des Bedienungsstabes vom Kernelement zu vermeiden, ist das Kernelement während peiner Ausrichtung Ton jeglicher Halterung im Aufnahmerohr 137 gelöst· Durch die Schwerkraft des Kernelementes unterdrückt der Bajonettverschluß eine relative Rotation zwischen dem

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Bedienungsstab und dem Kernelement. Das Kernelement wird anschließend zur Halterung im Aufnahmerohr 137 gesenkte Da die Schwerkraft nunmehr wirkungslos geworden ist, ermöglicht der Bajonettverschluß die Entkopplung des Bedienungsstabes 176 vom Kernelement. Der Bedienungsstab wird dann durch die öffnung 177 nach oben befördert.

Wenn der Bedienungsstab 176 vom Kernelement und dem zur Aufnah«

ist, me dieses Elementes dienenden Rohr 137 gelöst/wird das Gehäuse · 104 gedreht und das Aufnahmerohr 137 auf dem Arm 122 radial verschoben, bis sioh das im Rohr befindliche Brennstoffelement unmittelbar unterhalb der Betriebsstation befindet, in die es eingeführt wird. IHir den Pail, daß das Kernelement an dieser Stelle nicht exakt ausgerichtet ist, sind die am oberen Ende des Kernelementes im Boden der Gitterplatte angeordneten * entsprechenden Platten abgeschrägt, um das Kernelement exakt \ auszurichten, wenn es dicht in das Gitter hoohgezogen wird. \ Nun wird der an dieser Stelle befindliche Bedienungsstab 77 verwendet, um das Kernelement in seine Stellung zu heben (durch

Befestigung eines Aufzugskabels am Bedienungsstab)· Anschlies- '}' send wird die Mutter 83 aufgeschraubt und das Aufzugskabel

von Bedienungsatab 77 gelöst· I

Nachdem das ^ernelement von der Bedienungeeinriohtung gelöst und axial in seine Betriebsstellung im Kern befördert worden ist, wird die Bedienungseinrichtung betätigt, um das Aufnahme· >

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rohr 137 wieder benachbart zur Ladeöffnung 32 anzuordnen» Das nächste, durch die Öffnung zu befördernde Element wird zuerst in Übereinstimmung mit der Stellung des drehbaren Teiles 169 ausgerichtet. Diese Stellung entspricht der Stellung des zuletzt in den Reaktorkern beförderten Kernelements. Das frische Kernelement wird anschließend in der gleichen Weise wie das vorerwähnte Kernelement teilweise in das Aufnahmerohr 137 gesenkt, wobei seine Ausrichtung duroh Drehung der Hülse 182 des über der ladeöffnung befindlichen Bedienungswerkzeuges 174 erfolgt. Das frische Kernelement wird dann vollständig in das Rohr befördert und das vorstehend beschriebene Verfahren wiederholt·

Bei Durchführung des Entladevorganges ist der Betrieb des Reaktors auf einen unterkritischen Wert reduziert und der im Abteil 18 herrschende Innendruck auf Atmosphärendruck oder weniger gesenkt. Es sind sämtliche Hauben 103 abgehoben· Der Stöpsel 37 ist von der öffnung 36 entfernt. Die Bedienungseinrichtung 42 wird dann in der gleichen Weise wie beim üadevorgang in die Öffnung 36 eingesetzt, wobei jedoch im Unterschied zum ladeverfahren der drehbare Teil 169 derart ausgerichteli ist_f daß er mit der Sichtung des ersten Kernele«

aus
mentβs übereinstimmt! das aaSeF dem Kern, herausgeführt werden.

'wenn es mit diesem ausgerichtet let·

Durchführung eier vorerwähnten'Schritte"wird äureh el it Be.··

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dienungseinriohtung das Gehäuse 104 gedreht und das Aufnahmerohr 137 längs des Armes 122 verschoben, so daß es unmittelbar unter dem zu entfernenden Kernelement angeordnet ist· Fach der Befestigung eines Aufzugskabels am Bedienungsstab wird die Mutter 83 am Bedienungsstab 77 für das Kernelement gelöst und das Kernelement von seiner Betriebsstellung im Reaktorkern in das Aufnahmerohr 137 gesenkt· Anschließend wird der Bedienungsstab 77 vom Kernelement gelöst und das Aufnahmerohr zur Entladeöffnung 33 befördert. Wenn das Aufnahmerohr 137 unmittelbar über der öffnung 33 angeordnet ist, wird das unmittelbar über dieser öffnung befindliohe Bedienungswerkzeug 174 benutzt, um das Kernelement aus dem Rohr zu heben. Bevor das Kernelement über den drehbaren Teil 169 angehoben worden ist, wird es gedreht, bis der drehbare Teil derart ausgerichtet ist, daß seine Richtung mit dem Kernelement zusammenfällt, das als nächstes aus dem Reaktorkern herausgeführt werden soll, wenn das Aufnahmerohr hierzu ausgerichtet ist. Das Kernelement wird anschließend vollständig aus dem Rohr 137 entfernt und das Rohr von seiner über der öffnung 33 befindlichen Stellung wegbefördert. Das Kernelement wird dann duroh die öffnung und durch den Kanal 49 in den im Lagerbad befindlichen Transportbehälter 51 befördert. Zur Rückführung des zirkulierenden Kühlmittels von der Entladeöffnung 33 zu den Zirkulatoren sind nicht dargestellte Vorrichtungen vorgesehen· Der Kanal ist bis zum Boden des Reaktorbehälters 11 mit Wasser gefüllt, so daß das Kernelement nach seinem Austritt aus der öffnung

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in das im Transportbehälter befindliche Wasser eintaucht und gekühlt wird, wenn es in das Lagerbad gelangt. Das Aufnahmerohr 137 wird dann unterhalb dem nächsten Kernelement angeordnet, das aus dem Reaktorkern herausgeführt werden soll«

Die vorstehenden Lade- und Entladevorgänge sind so beschrieben worden,als ob eine Vielzahl von Kernelementen entweder nacheinander in den Reaktorkern eingeführt ader aus diesem nacheinander entfernt worden seien. Es ist auch möglich, ein Kernelement aus dem Reaktorkern herauszuführen und durch ein an die gleiche Stelle befördertes neues Element zu ersetzen, ohne daß während eines bestimmten Bedienungsvorganges andere Kernelemente entfernt oder wieder eingefügt werden müssen. Dies kann in der bereits vorstehend beschriebenen Weise erfolgen·

YII. Zusammenfassung.

Duroh die Erfindung wird ein Kernreaktoraystern geschaffen, in dem die Kernelemente von außen getragen sind und indem zahlreiche im Reaktorbehälterinneren ablaufende Kernelementbedienungssohritte vom Reaktorbehälteräußeren durchführbar sind* Dieats Kernreaktorsystem vermeidet eine übermäßige Öffnungszahl und Reaktorbehältergröße sowie eine komplizierte Ausrüstung und Steuerung· Die Erfindung schafft darüber hinaus ein Kernelement, das einen geringen Kühlmittelströmungewiäerstand aufweist und eine gute Halterung für die Kernelement-

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Γ~1 ·) Kernreaktorsystem mit Kernelementen, mit Einrichtungen zur Halterung der Kernelemente in Betriebsstellungen zur Bildung eines Reaktorkernes, mit einem Reaktorbehälter^-eufii Umhüllen des Reaktorkernes, mit Bedienungseinrichtungen zum Transport der Kernelemente zwischen einer lagerstation und einer Zwischenstation und mit Bedienungsstäben für jedes einzelne Kernelement, die jeweils Einrichtungen aufweisen, die bei Betätigung der Bedienungsstäbe mit den Kernelementen in und aö.ßer Eingriff gelangen, dadurch gekennzeichnet, dafl der Reaktorbehälter (11) für jeden Bedienungsstab (77) eine Öffnung (31) aufweist, daß die Bedienungsstäbe in den Öffnungen axial verschiebbar sind und daß außerhalb des Reaktorbehälters Einrichtungen angeordnet sind, bei deren Betätigung die Bedienungsstäbe mit den Kernelementen (54) in und außer Eingriff gelaigen und axial verschiebbar sind, um die Kernelemente zwischen ihren Betriebs- und Zwischenstellungen (Stationen) zu verschieben·

   2» Kernrealätorsyatem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Halterung dienenden Einrichtungen (69» 81, 83) eine Vielzahl außerhalb des Reaktorbehältere (11) angeordneter Halterungsteile aufweisen und daß außerhalb des Reaktorbehälters Einrichtungen Torgesehen sind, um die Bedit«

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   nungsstäbe (77) zur lösbaren Halterung der Kernelemente (54) an entsprechenden Halterungsteilen (81) zu befestigen.

   3. Kernreaktorsystern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Halterungsteil (81) mit einem entsprechenden Bedienungsstab (77) verteilt ist und daß die Halterungsteile in Bezug auf die Kernelemente (54) drehbar sind, um die Bedienungsstäbe mit ihren zugehörigen Kernelementen in und außer Eingriff zu bringen·,

   4· Kernreaktorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenetationen der Kernelemente (54) im Reaktorbehälter (11) angeordnet sind, daß die Beddenungseleeente eine Bedienungseinrichtung zum Einzeltransport der Kernelemente (54) zwischen ihren Zwisohenstationen und einer zweiten Zwischenstation im Reakterbehälter aufweisen, daß der Reaktorbehälter mit einer Transportöffnung ausreichender Größe versehen ist, derart, daß die Kernelemente einzeln durch diese Öffnung förderbar sind, und daß ein Bedienungsstab (77) samt zugehöriger öffnung (31) gegenüber dieser Traneportöffnung angeordnet list, um die Kernelemente einzeln von dieser Bedienungseinrichtung zu lösen und die Kernelemente einzeln duroh diese Transportöffnung zu befördern·

   5· Kernreaktorsystem naoh Anspruoh 4, dadurch gekennzeichnet«

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   daß die Bedienungseinrichtung ein zur Aufnahme von Kernelementen (54) dienendes Aufnahmerohr (137) und Einrichtungen zur Führung eines Kühlmittelgases durch dieses Aufnahmerohr aufweist und daß das Aufnahmerohr einen frei drehbaren Iieitfläohenteil (169) mit einem Innenquerschnitt aufweist, welcher dem Außenumfang der Kernelemente (54) angepaßt ist, um ein Kühlmittel duroh ein in diesem Aufnahmerohr befindliches Kernelement z\x leiten, wobei die Ausrichtung des Leitflächenteiles der Ausrichtung eines Kernelements im Reaktorkern (19) angepaßt sein kann©

   6* Kernreaktorsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienungseinrichtung einen drehbaren Arm (122), ein zur Aufnahme eines Kernelements (54.) dienendes Aufnahmerohr (137) und Einrichtungen zum Verschieben des Aufnahmerohres längs dieses Armes und zur Rotation des Armes aufweist, wobei das Aufnahmerohr zu jedem der im Reaktorkern (19) angeordneten Kernelemente ausrichtbar ist, daß der Arm einen Kanal (161) und einen Längssohlitz (163) aufweist, der den Kanal mit dem Äußeren des Armes verbindet und einen Kühlmittelfluß zwischen dem Kanal und dem Aufnahmerohr ermöglicht, daß zwei Jeweils auf entgegengesetzten Seiten des Aufnahmerohres angeordnete Blattfedern (164, 165) konstanter Federkraft angeordnet sind, welche den Iiängsschlitζ bedecken und daß das Aufnahmerohr Einrichtungen

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   (142) aufweist, um bei Verschiebung des Aufnahmerohres längs des Armes die Blattfedern jeweils auf- bzw. abzuspulen, um zwischen dem Kanal und dem Aufnahmerohr eine Verbindung aufrechtzuerhalten·

   7. Kernreaktorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung eines Kühlmittelflusses durch den Kern (19) eine Vielzahl sich öffnender Einrichtungen vorgesehen ist, daß jede dieser Einrichtungen eine zur Anordnung im Ktihlmittelfluß geeignete Blende (88) o.dgl. aufweist, daß mit der Blende ein Steuerelement (93) verbunden ist, das sich durch eine der Bedienungsstaböffnungen (31) im Reaktorbehälter (11) erstreckt und daß außerhalb des Reaktorbehälters eine Einrichtung (94) zur Verschiebung des Steuerelements vorgesehen ist, um den Kühlmittelfluß zu regeln.

   8. Kernreaktorsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (88) eine Scheibe (89) aufweist, die mit einer zur Anpassung des Steuerelements dienenden öffnung versehen ist, daß die Blende eine Vielzahl von Schützen (91) aufweist, die von dieser öffnung nach außen gekehrt und zu dieser öffnung benachbart sind und daß die Schlitze bis in Nähe des Außenumfanges der Scheibe geführt sind, um zur Entfernung des Steuerelements aus dem Reaktorbehälter (11) die Durchtrennung der Scheibe zu erleichtern.

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   9· Kernreaktorsystem naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kernelement (54). ein längliches Gehäuse (57) quadratischen Querschnitts aufweist, daß eine Vielzahl länglicher Bolzen (59") in diesem Gehäuse angeordnet ist, daß an den Enden dieses Gehäuses Einrichtungen zur Halterung dieser Bolzen angeordnet sind, daß diese Einrichtungen derart ausgebildet sind, daß ein Kühlmittel duroh das Gehäuse strömen kann, daß zur Aufrechterhaltung eines Abstandes zwischen den Bolzen zwischen den Enden des Gehäuses ein quer zur Längsachse des Gehäuses gerichtetes Drahtgitter angeordnet ist und daß das Drahtgitter aus einer Vielzahl gekreuzter Drähte (64, 66, 67) stromlinienförmigen Querschnitts gebildet ist, um einen minimalen Strömungewiderstand zu erhalten·

   10· Kernreaktorsystem nach einem der vorhergehenden Anspruch·, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktorbehälter (11) ein Reaktoratteil (18) aufweist, daß eine Vielzahl von Kern- ; elemente]! (54) Vorgesehen sind, daß außerhalb des Reaktorbehälter· Einriohungen zur Halterung der Kernelemenie in ihren Betriebsstellungen im Reaktorbehälter angeordnet sind, daß der Reaktorbehälter in seiner einen Wand eine Vielaahl von öffnungen (31) aufweist, daß ein· Vielzahl von Bedienungsstäben (77) vorgesehen ist, die mit diesen Kernelementen verbunden sind und jeweils duroh die»β öffnungen greifen und daß die Bedienungeetäb· lösbar mit den außerhalb de·

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   Reaktorbehälters angeordneten Halterungseinrichtungen (69, 81, 83) gekoppelt sind.

   11· Kernreaktorsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungseinrichtungen (69, 81, 83) eine Stütze aufweisen, die quer zu dem durch die Wände des Reaktor-» behältere (11) gebildeten Reaktorabteil (18) ausgerichtet ist, daß diese Stütze - ausgenommen die mit öffnungen versehene Wand - in Wänden, des Reaktorbehälters ruht, und daß diese Stütze Teile aufweist, die zur Kopplung mit den Bedienungsstäben (77) teilweise durch diese öffnungen greifen, um die Kernelemente (54) unabhängig ύοώ. der mit öffnungen versehenen Wand des Reaktorbehälterβ au halten.

   12. Kernelement für einen Kernreaktor, gßkenneeiclmet durch ein längliohee Gehäuse (57), eine Vielzahl in diestm Gehäuse angeordneter länglicher Bolzen (58), jeweils an den 2nden dieses Gehäuseβ angeordnete Einrichtungen sur Halterung der Bolien, wobei diese Einrichtungen derart ausgebildet sind, daß duroh dae Gthäuet ein Iuhl«ittTtlfluö führbar ist und wobei sur Aufreohterhaltung eines Abstan· des zwischen den BoI«en wenigstens ein Drahtgitter awi« sohen den Enden des Gehäuse« quer sur öehäueellngsachse ausgerichtet ist,und zur Erzielung eines miniaalen 8*rö· aungewiderrfcandea aus einer Vielsahl miteinander gekreuster Drähte (64» 66, 67) stromlinienförmigen Querschnitts gebildet ist·

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   13. Kernelement nach Anspruoh 12, dadurch, gekennzeichnet, daß die Drähte (64, 66, 67) des Drahtgitters in drei eng benachbarten Ebenen angeordnet sind und sich etwa unter einem Winkel von 60° kreuzen, um eine Vielzahl von Dreiecken für die Aufnahme der Bolzen (58) zu bilden.

   14. Kernelement nach Anspruoh 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt jedes Drahtes (64, 66, 67) des Drahtgittere stromlinienförmig (aerofoil)' ausgebildet und etwa doppelt so lang wie breit ist.

   15. Kernreaktorsystem mit einer Bedienungseinrichtung zum Transport von Kernelementen mit nicht kreisförmigem Querschnitt, gekennzeichnet durch ein zur Aufnahme eines Kernelemente (54) dienendes Aufnahmerohr (137), eine Einrichtung zum !Transport des Aufnahmer öhre β und einen mit dem Aufnahmerohr verbundenen, frei drehbaren Xeitflächenteil (169)» mit einem dem Außenumfang der Kernelemente angepaßten Innenquerschnitt, um Kühlmittel durch ein im Aufnahmerohr befindliches Kernelement zu leiten, wobei das Leitfläohenteil derart ausgerichtet sein kann, daß es zu einem bestimmten Kernelement im Reaktorkern (19) ausgerichtet ist#

   16* Verfahren zur Bedienung eines Kernelements für ein Kernreaktorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche»

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   dadurch gekennzeichnet, daß der Leitflächenteil (169) zu einem im Reaktorkern (19) befindlichen bestimmten Kernelement (54) ausgerichtet ie* wird, daß dieses Kernelement axial aus seiner Betriebsstellung heraus in das Aufnahmerohr (137) befördert wird, daß dieses Kernelement während seiner Anordnung im Aufnahmerohr ausge-. richtet wird, um den Leitfläohenteil derart anzuordnen, daß dieser zu dem Kernelement ausgerichtet ist, das als nächstes aus dem Reaktorkern entfernt werden soll, wenn das Aufnahmerohr mit diesem Kernelement ausgerichtet ist, daß das im Aufnahmerohr befindliche Kernelement nach dieser Ausrichtung zu einer Zwischenstation befördert und dort aus dem Aufnahmerohr entnommen wird und daß das ■

   Aufnahmerohr mit dem aus dem Reaktorkern als nächstes zu /

   entfernden Kernelement ausgerichtet wird. }

   17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß \[ die Beladung des Reaktorkernts (19) durch eine derartige Anordnung des im Aufnahmerohr (137) befindlichen Kernelements (54) in der Zwischenstation erfolgt, daß es mit •einer ep*t«ren Ausrichtung ie Reaktorkern übereinstimmt, wenn te «loh in Übtreinetinmung Mit etiner Betriebeetellung befindet, daß daβ Aufnahmerohr etwa in Betriebestellung des Kernelemente ausgerichtet wird und daß das Kernelement axial aus dem Aufnahmerohr herausgeführt und in seine Stellung im Kernreaktor befördert wird»

   109822/0511 BAD ORIGINAL

   L e e r s e it e