DE19756244B4

DE19756244B4 - Vorrichtung zum Heben, Senken und Transport zumindest eines in einem flüssigkeitsgefüllten Becken angeordneten, bewegbaren Gegenstands sowie Verfahren zum Heben, Senken und Transport eines solchen Gegenstands

Info

Publication number: DE19756244B4
Application number: DE19756244A
Authority: DE
Inventors: Manfred Tennie; Günter Zeitzschel
Original assignee: Framatome ANP GmbH
Current assignee: Areva GmbH
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: DE19756244A1; DE19548510C1

Abstract

Vorrichtung (1) zum Heben, Senken und Transport zumindest eines in einem flüssigkeitsgefüllten Becken (11) angeordneten, bewegbaren Gegenstands (10), mit einem schwimmfähigen Tauchbehälter (2) und mit zumindest zwei Greifvorrichtungen (5) zum Greifen und Halten des Gegenstandes (10), die mit dem Tauchbehälter (2) verbunden sind, welcher einen mit einem Fluid (13) befüllbaren, geschlossenen Flutraum (3) aufweist, der an eine Fluidzuführung (4) angeschlossen ist, so daß dem Flutraum (3) Fluid (13) zuführbar oder abführbar ist, wobei der Tauchbehälter (2) nach unten offen ist und an seinen gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils ein Paar von Seitenflächen (43) aufweist, die einen sich verjüngenden Bereich bilden, und jeweils eine Greifvorrichtung (5) innerhalb des Tauchbehälters (2) in den sich verjüngenden Bereichen angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heben, Senken und Transport zumindest eines in einem flüssigkeitsgefüllten Bekken angeordneten, bewegbaren Gegenstands nach Anspruch 1 und weiterhin ein Verfahren zum Heben, Senken und Transport eines Gegenstands nach Anspruch 15.

In einer Kernkraftanlage sind flüssigkeitsgefüllte Becken, wie ein Brennelement-Lagerbecken, ein Absetzbecken, und/oder ein Flutraum zur Bedeckung des Reaktordruckbehälters vorhanden, die eine eine radioaktive Strahlung abschirmende Wasserschicht enthalten. Innerhalb dieser Becken werden radioaktiv strahlende Gegenstände, wie Brennelemente, Steuerstäbe und Inneneinbauten des Reaktordruckbehälters gelagert sowie unter der Wasseroberfläche transportiert. Vor allem bei einem Brennelement-Wechsel ist es erforderlich, Brennelemente aus dem in dem Reaktordruckbehälter angeordneten Reaktorkern zu entnehmen und in einem Abklingbecken zwischenzulagern, bis die Strahlungsaktivität der Brennelemente auf einen vorgegebenen Wert abgesunken ist.

Bei einem solchen Brennelement-Wechsel werden die abgebrannten Brennelemente aus dem Reaktorkern herausgezogen und unter der Wasseroberfläche in eine vorgegebene Lagerposition transportiert. Hierfür ist es erforderlich, die Brennelemente zu heben, zu transportieren und zu senken. Dies kann beispielsweise über Seilwinden mit entsprechenden Antriebsvorrichtungen und Sicherheitsvorrichtungen, wie beispielsweise Bremsen, erfolgen. Um bei einem Versagen der Transportvorrichtung, z.B. der Seilwinde, ein Abstürzen der Brennelemente zu ver meiden, ist beispielsweise aus der DE 29 07 324 A1 eine Tauchglocke bekannt.

Weiterhin ist aus der US-Patentschrift 4,721,055 eine Vorrichtung zum Heben und Transportieren eines in einer Flüssigkeit angeordneten Gegenstandes bekannt. Die Vorrichtung weist einen schwimmfähigen Tauchbehälter mit zwei Greifvorrichtungen und mit einem mit einem Fluid befüllbaren Flutraum auf. Aus der DE – OS 1 506 342 ist ferner ebenfalls ein Tauchbehälter mit Flutraum und mit Greifvorrichtungen bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Heben, Senken und Transport eines in einem flüssigkeitsgefüllten Becken angeordneten, bewegbaren Gegenstandes anzugeben, welche ein sicheres Heben und Senken des Gegenstandes bei gleichzeitigem geringen Platzbedarf und konstruktiv einfacher Ausführung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Vorrichtung erlaubt somit durch Ausnutzung des Auftriebes eines schwimmfähigen Körpers, dem Tauchbehälter, auf einfache Art und Weise ein Heben, Senken und einen Transport zumindest eines in dem mit Flüssigkeit gefüllten Becken angeordneten Gegenstandes. Der Tauchbehälter weist hierbei entsprechend den technischen Anforderungen eine geeignete Form auf. Er kann ein druckfester weitgehend starrer oder aufblasbarer Behälter, wie beispielsweise eine Schwimmblase, sein.

Ist der Tauchbehälter als starrer Behälter mit einem konstanten Innenvolumen ausgeführt, so kann über die Fluidzuführung eine Flüssigkeit hineingepumpt und/oder abgesaugt werden, wodurch der eine geschlossene Kammer bildende Flutraum mit einer vorgebbaren Menge an Flüssigkeit befüllbar ist, insbesondere vollständig entleert bzw. gefüllt ist. Dabei ist zusätzlich gleichzeitig eine Zuführung bzw. Abführung eines Gases möglich. Eine Fluidzuführung kann als Öffnung in dem Tauchbehälter ausgeführt sein, so daß Flüssigkeit, insbesondere Wasser, aus dem Becken in den Tauchbehälter eindringen oder durch Luft aus diesem herausgepreßt werden kann. Im Inneren des Flutraumes ist somit ein Teil des Volumens mit Flüssigkeit und ein Teil mit einem Gas, beispielsweise Luft, gefüllt. Hierdurch kann der Tauchbehälter beliebig tief in dem flüssigkeitsgefüllten Becken abgesenkt und die Greifvorrichtung mit einer zusätzlichen Last versehen unter Ausnutzung des Auftriebes des Tauchbehälters an die Oberfläche der Flüssigkeit gehoben werden. Hierdurch ist auf einfache Art und Weise ein Heben und Senken des Tauchbehälters und damit auch eines über die Greifvorrichtung gehaltenen Gegenstandes ermöglicht. Die Vorrichtung erfordert zudem nur einen geringen apparativen Aufwand, wobei nahezu keine mit der Flüssigkeit benetzte Komponenten aus dem Becken herausgeführt sind.

Um auch Gegenstände aus Ecken eines Beckens aufheben zu können, bilden die zwei Seitenflächen an der Stirnseite des Tauchkörpers einen sich verjüngenden Bereich. Mit der in dem sich verjüngenden Bereich angeordneten Greifvorrichtung sind auch die in Eckbereichen gelagerten Gegenstände erreichbar. Die Anordnung von zumindest zwei Greifvorrichtungen bietet den Vorteil, daß bei einem Arbeitseinsatz mit der ersten Greifvorrichtung ein Gegenstand von seinem Platz gehoben, und beispielsweise nach einer Drehung des Tauchkörpers durch einen bereits an der zweiten Greifvorrichtung hängenden Gegenstand ersetzt werden kann. Dadurch wird die Häufigkeit von langen Fahrwegen des Tauchkörpers, beispielsweise vom Reaktorkern zu einem Brennelement-Lagerbecken reduziert, und somit wird Zeit bei einem Brennelement-Wechsel eingespart.

Bevorzugt läuft das Paar von Seitenflächen spitz auf eine Kante zu. Der Tauchkörper ist mit dieser Kante an eine senk rechte Ecke des Beckens anlegbar. In anderen Worten: Der Tauchkörper weist eine beispielsweise langgestreckte Grundgeometrie auf, die sich zu einer Stirnseite hin verjüngt oder an der Stirnseite spitz zuläuft. Diese Ausgestaltung erleichtert das Manövrieren des Tauchbehälters in einem Eckbereich des Beckens.

Der Tauchkörper weist zwei gegenüberliegende Paare von Seitenflächen auf. Der von den Seitenflächen eingeschlossene Winkel beträgt vorteilhafterweise 90°. Der Tauchkörper weist demnach eine der Stirnseite gegenüberliegende Endseite auf, die analog zur Stirnseite von einem Paar von Seitenflächen gebildet wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Greifvorrichtungen verfahrbar angeordnet. Somit können verschiedene Greifvorrichtungen abwechselnd in den sich verjüngenden Bereich verschoben werden.

Vorzugsweise ist die Greifvorrichtung über ein Kraftübertragungselement in Form eines Seils, einer Kette oder einer Stange mit dem Tauchbehälter verbunden. Ist das Kraftübertragungselement beispielsweise ein Seil oder eine Kette, so können die Geifvorrichtung und der Tauchbehälter direkt oder über eine feststehende Umlenkrolle oder ähnlichem verbunden sein. Bei einer Verbindung über eine Umlenkrolle, ähnlich einem Seilzug, ist die Bewegung von Greifvorrichtung und Tauchbehälter entgegengesetzt gerichtet. Eine Absenkung des Tauchbehälters führt demnach zu einem Heben der Greifvorrichtung und umgekehrt. Bei einer direkten Verbindung zwischen Greifvorrichtung und Tauchbehälter sind die Bewegungen gleichgerichtet. Ein Senken des Tauchbehälters führt damit auch zu einem Senken der Greifvorrichtung.

Der Flutraum des Tauchbehälters hat vorzugsweise ein Volumen von 0,5 m³ bis 2 m³, insbesondere 1 m³. Dadurch ist das Heben und Senken eines schweren Gegenstandes in Wasser ermöglicht.

Der von der Vorrichtung beanspruchte Platz ist auf einige wenige Kubikmeter begrenzt, so daß die Vorrichtung während eines normalen Betriebes einer Kernkraftanlage aus dem entsprechenden Becken der Kernkraftanlage herausgenommen sein und gegebenenfalls komplett außerhalb eines den Reaktordruckbehälter einschließenden Sicherheitsbehälters gelagert werden kann.

Bei der Vorrichtung ist vorzugsweise ein Antrieb zur horizontalen Verschiebung der Greifvorrichtungen und/oder des Tauchbehälters vorgesehen. Dieser Antrieb kann über eine entsprechende Fernbedienung mittels Funk oder Kabel bedient werden, so daß ein mit der Greifvorrichtung gegriffener Gegenstand an jeden Ort innerhalb des Beckens fernbedienbar bewegt werden kann.

Bei der Vorrichtung ist vorzugsweise eine Zuführeinrichtung, insbesondere eine Pumpe, zum Befüllen und Entleeren des Flutraumes mit Gas, insbesondere Luft, vorgesehen. Bei einem Tauchbehälter, welcher als starrer Behälter ein konstantes Raumvolumen einschließt, kann die Zuführeinrichtung die Pumpe enthalten, durch welche das Gas in den Flutraum hinein bzw. herausgepumpt werden kann. Hierdurch läßt sich der Auftrieb des Tauchbehälters schnell und exakt einstellen, wodurch eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit und Präzision der Vorrichtung gegeben ist. Bei einem Tauchbehälter, welcher beispielsweise eine aufblasbare Schwimmblase ist, weist die Zuführeinrichtung beispielsweise eine Druckluftquelle auf, durch die die Schwimmblase aufgeblasen wird. Durch eine genaue und schnelle Einstellung der Luftmenge in der Schwimmblase läßt sich auch in diesem Fall der Auftrieb des Tauchbehälters schnell und genau einstellen. Zur Erreichung einer zusätzlichen diversitären Sicherheit der Vorrichtung können zwei unabhängige Tauchbehälter vorgesehen sein, beispielsweise ein starrer Tauchbehälter für den normalen Betrieb der Vorrichtung und ein aufblasbarer Tauchbehälter als Absturzsicherung.

Der Tauchbehälter umgibt die Greifvorrichtung vorzugsweise glockenartig. Damit ist ein von der Greifvorrichtung gehaltener Gegenstand zumindest teilweise von dem Tauchbehälter glockenartig umschlossen. Dies hat insbesondere bei einem radioaktiv strahlenden Gegenstand den Vorteil, daß durch den Tauchbehälter eine Abschirmung der radioaktiven Strahlung erfolgt. Hierzu kann der Tauchbehälter eine entsprechend geeignete Abschirmung aufweisen.

Das Greifen eines Gegenstandes, insbesondere eines in einem Brennelement-Lagergestell angeordneten Brennelementes, kann weiter dadurch vereinfacht und beschleunigt werden, daß die Greifvorrichtung eine zusätzliche Hubeinrichtung zum Heben des Gegenstands aufweist. Die Hubeinrichtung kann beispielsweise dazu dienen, den Gegenstand in einen glockenartigen Tauchbehälter einzuheben. Weiterhin kann durch die Hubeinrichtung eine ungenaue Positionierung der Greifvorrichtung ausgeglichen werden sowie auch Gegenstände in räumlich beengten Verhältnissen gegriffen werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Führung zur Stabilisierung des Tauchbehälters auf. Dadurch wird eine unkontrollierte Bewegung und Torkeln des Tauchkörpers in der Flüssigkeit vermieden, so daß der Gegenstand zielgerichtet ergriffen bzw. abgesetzt werden kann.

Für einen von externen Versorgungsleitungen unabhängigen Betrieb weist der Tauchbehälter vorteilhafterweise eine Druckkammer zur Aufnahme von unter Druck stehendem komprimierten Gas auf, wobei die Druckkammer über eine die Gaszuführung bildende Druckleitung mit dem Flutraum verbunden ist und diese mit einem fernbedienbaren Absperrorgan verschließbar sowie freigebbar ist. Vorzugsweise ist bei der Vorrichtung der gehandhabte Gegenstand ein Brennelement, ein Steuerstab oder ein Bauteil eines Reaktordruckbehälters in einem Reaktordruckbehälter, einem Brennelement-Lagerbecken oder einem Transportbehälter-Becken einer Kernkraftanlage.

Somit eignet sich die Vorrichtung für einen Einsatz in einem Becken in einer Kernkraftanlage zur Handhabung, insbesondere zum Heben, Senken und Transport von Brennelementen, Steuerstäben, Steuerstabführungsrohren, Neutronenquellen, Neutronenflußmeßlanzen, Einbauten innerhalb des Reaktordruckbehälters sowie sonstigen Werkzeugen und Gerätschaften. Aufgrund des geringen Volumens und der dadurch resultierenden einfachen Transportierbarkeit der Vorrichtung kann diese in jedem beliebigen Becken innerhalb des Sicherheitsbehälters der Kernkraftanlage, wie einem Brennelement-Lagerbecken, einem Absetzbecken für die Brennelemente, einem Transportbehälterbecken und/oder einem Flutraum, eingesetzt werden. Besonders eignet sich die Vorrichtung zur Durchführung eines Brennelement-Wechsels, bei dem abgebrannte Brennelemente aus dem Reaktordruckbehälter in das Brennelement-Lagerbecken transportiert und unverbrauchte Brennelemente in den Reaktordruckbehälter eingebracht werden. Auch eignet sich die Vorrichtung zur Durchführung von Reparatur- und Inspektionsmaßnahmen an den Brennelementen sowie Steuerstäben der Kernkraftanlage.

Die Aufgabe wird auch erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 15 gelöst. Das Verfahren zeichnet sich durch seine einfache Durchführbarkeit und durch den geringen apparativen Aufwand aus. Durch die Anordnung von mehreren Greifvorrichtungen können bei einem Arbeitsvorgang gleich mehrere Gegenstände gehoben und gesenkt werden, ohne daß zusätzliche Fahrstrecken für den Tauchbehälter erforderlich sind. Das Verfahren ist besonders geeignet zur Handhabung von Brennelementen und Steuerstäben in einer Kernkraftanlage, beispielsweise im Zuge eines Brennelement-Wechsels. Da die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vollständig fernbedienbar sowie weitgehend vollständig unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche in dem entsprechenden Becken angeordnet ist, bleiben andere Arbeitsabläufe in der Kernkraftanlage weitgehend unberührt.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Vorrichtung zur Handhabung eines in einem flüssigkeitsgefüllten Becken angeordneten Gegenstandes näher erläutert. Es zeigen in schematischer nicht maßstäblicher Darstellung:
1 eine Vorrichtung in einem Längsschnitt eines Hecken
2 eine von externen Versorgungsleitungen unabhängige Vorrichtung in einem schematischen Schnitt
3 eine Vorrichtung in einem Becken in einer Draufsicht.
Gleiche Bezugszeichen haben in den Figuren jeweils die gleiche Bedeutung.
1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Becken 11 zur Lagerung von Brennelementen einer Kernkraftanlage, welches mit einer Flüssigkeit, insbesondere demineralisiertem Wasser, gefüllt ist. In dem Becken 11 sind Gegenstände 10 in Form von Brennelementen angeordnet, wobei der Übersichtlichkeit halber lediglich schematisch ein Gegenstand 10 dargestellt ist. Geodätisch oberhalb des Gegenstandes 10 ist eine Vorrichtung 1 zur Handhabung des Gegenstandes dargestellt. Die Vorrichtung 1 weist einen Tauchbehälter 2 auf, welcher glockenartig, als nach unten geöffneter Kasten, ausgeführt ist.
Innerhalb des Tauchbehälters 2 ist eine über eine Hubeinrichtung 16 entlang einer Vertikalachse 21 verschiebbare Greifvorrichtung 5 angeordnet. Diese Greifvorrichtung 5 ist über ein Kraftübertragungselement 8 fest am oberen Ende 22 des Tauchbehälters 2 mit diesem verbunden. Am oberen Ende 22 weist der Tauchbehälter 2 eine Abschirmung 17 zur Abschirmung radioaktiver Strahlung auf. Die Hubeinrichtung 16 ist an eine Versorgung 19, insbesondere eine elektrische oder hydraulische Versorgung, angeschlossen. Der Tauchbehälter 2 ist ver schieblich mit einer vertikalen, stangenartigen Führung 6 verbunden, so daß er in vertikaler Richtung auf einer vorgegebenen Bahn verschiebbar ist.
Unterhalb der Abschirmung 17 weist der Tauchbehälter 2 einen die Greifvorrichtung 5 umgebenden Flutraum 3 auf. Der Flutraum 3 steht über eine als Öffnung ausgebildete Fluidzuführung 4 mit dem Becken 11 in strömungstechnischer Verbindung, so daß aus dem Becken 11 Wasser in den Flutraum 3 bis zu einem vorgegebenen Pegelstand eindringen kann. Der Pegelstand wird durch eine im Bereich des oberen Endes 22 angeordneten Luftzuführung 4a durch ein Zuführen von Gas 14 in Form von Luft eingestellt. Die als Schlauch ausgebildete Luftzuführung 4a ist mit einer außerhalb des Beckens 11 angeordneten Zuführeinrichtung 9 verbunden. Durch diese Zuführeinrichtung 9 wird Luft in den Flutraum 3 hineingepumpt oder aus diesem herausgelassen. Hierdurch ist der Auftrieb des Tauchbehälters 2 in weiten Grenzen einstellbar.
Durch ein Herauslassen der Luft aus dem Flutraum 3 sinkt der Tauchbehälter 2 ab und kann mittels einer entsprechenden Standfläche 20 auf den Boden 23 des Beckens 11 abgestellt werden. Durch ein Einpumpen von Luft in den Flutraum 3 nimmt der Auftrieb des Tauchbehälters 2 zu, so daß dieser sowie ein mit der Greifvorrichtung 5 gehaltener Gegenstand 10, insbesondere ein Brennelement, gehoben wird. Durch die Führung 6 erfolgt eine Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des Tauchbehälters 2 entlang der Vertikalachse 21, wodurch eine Schlingerbewegung des Gegenstandes und dadurch eine erhöhte Belastung der Vorrichtung 1 vermieden wird.
Selbstverständlich ist es auch möglich, bei einer Aufwärts- bzw. Abwärtsbewegung des Tauchbehälters 2 die Führung 6 durch einen Antrieb 7 (vergl. 2) in horizontaler Richtung zu bewegen. Mittels des Antriebes 7 ist somit neben einer vertikalen Verschiebung des Gegenstandes auch eine horizontale Verschiebung gewährleistet. Hierdurch kann der Gegenstand 10, das Brennelement, von jeder beliebigen Position innerhalb des Beckens 11 in eine beliebige andere Position transportiert werden.
Hierdurch kann ein abgebranntes Brennelement aus dem Reaktorkern eines Reaktordruckbehälters einer Kernkraftanlage gezogen und in dem Becken 11 oder in einem Absetzbecken abgesetzt werden, bis die von dem Brennelement ausgehende Radioaktivität auf einen vorgegebenen Wert abgeklungen ist. Mit dem Verfahren und der Vorrichtung ist es ebenfalls möglich, andere Gegenstände in einem flüssigkeitsgefüllten Becken einer Kernkraftanlage zu heben, zu senken und zu transportieren, wie beispielsweise Steuerstäbe, Neutronenmeßlanzen, Neutronenquellen, Werkzeuge oder Einbauteile des Reaktordruckbehälters.
2 zeigt in einem Längsschnitt einen Tauchbehälter 2. Der Tauchbehälter 2 weist neben dem Flutraum 3 auch eine Druckkammer 35 auf, die mit Druckluft oder einem ähnlichen komprimierten Gas befüllbar ist. Die Druckkammer 35 ist über eine Druckleitung 37 mit dem Flutraum 3 verbunden. Die Druckleitung 37 weist ein Absperrorgan 39 auf, durch welches die Druckleitung 37 abgesperrt bzw. geöffnet werden kann. Das Absperrorgan 39 ist hierzu vorzugsweise ein fernbetätigbares Ventil. An der geodätisch tiefstliegenden Stelle des Flutraums 3 ist die Fluidzuführung 4 vorgesehen, welche ein Steuerventil 41, beispielsweise ein Rückschlagventil, aufweist. Bei einem Öffnen der Druckleitung 37 gelangt die Druckluft in den Flutraum 3 und verdrängt einen Teil des darin befindlichen Wassers über die Fluidzuführung 4 in das Becken 11 hinaus. Durch Öffnen der Druckleitung 37 wird somit der Auftrieb des Tauchbehälters 2 erhöht, wodurch ein Heben eines Gegenstandes 10, insbesondere eines Brennelementes, erreicht wird. Durch Öffnen der Fluidzuführung 4 zu dem Becken 11 dringt zusätzliches Wasser in den Flutraum 3 ein, wenn Gas aus dem Flutraum abgelassen oder Fluid in den Flutraum gepumpt wird, wodurch das Gewicht erhöht wird und sich der Tauchbehälter 2 absenkt. Durch eine Fernbedienbarkeit sämtlicher Komponenten wie Greifvorrichtung 5, Absperrorgan 39, einen Antrieb 7 mit einem Propeller 7a und einem Ruder 7b und Steuerventil 41 ist die Vorrichtung 1 quasi wie ein ferngesteuertes U-Boot einsetzbar. In diesem Fall sind keinerlei Zuführungen und Leitungen aus der Flüssigkeit, dem demineralisierten Wasser, des Beckens 11 hinausgeführt. Mögliche Kontaminationen und Strahlungsbelastungen durch abtropfendes Wasser werden somit von vornherein vermieden.
Gemäß der 3 verjüngt sich der Tauchbehälter 2 an seinen gegenüberliegenden Stirnseiten, oder in anderen Worten: Er läuft an seinen Stirnseiten jeweils spitz zu. Der Tauchbehälter 2 wird also an seinen Stirnseiten von jeweils zwei aufeinander zulaufenden Seitenflächen 43 begrenzt. Die von den Seitenflächen 43 Kante 45 kann spitz zulaufend, aber auch abgeflacht oder abgerundet sein. Der von den Seitenflächen 43 eingeschlossene Winkel ist vorteilhafterweise im wesentlichen einem Winkel angepaßt, der auch von Wänden des Beckens 11 eingeschlossen wird. Vorzugsweise beträgt dieser Winkel 90°. An den Spitzen ist jeweils eine Greifvorrichtung 5 angeordnet, wie es in 3 schematisch skizziert ist.
Diese Ausführungsform des Tauchbehälters 2 erlaubt es, auch in einem Eckbereich eines Beckens 11 gelagerte Gegenstände 10 aufzuheben bzw. Gegenstände 10 dort abzulagern. Infolge der Anordnung von zwei Greifvorrichtungen 5 an dem Tauchbehälter 2 steht bei dem Transport eines Gegenstandes 10 noch eine zweite Greifvorrichtung 5 zur Verfügung. Sie bildet quasi eine Leerposition, in die ein zweiter Gegenstand 10 aufgenommen werden kann. Dies wirkt sich beispielsweise bei dem Austausch von Brennelementen positiv aus. In einem Arbeitsgang kann ein altes und verbrauchtes Brennelement von der Vorrichtung 1 mittels der zweiten Greifvorrichtung 5 in die Leerposition gehoben werden und gleichzeitig kann ein neues unverbrauchtes Brennelement nach einer Drehung des Tauchbehälter 2 in die Position des alten Brennelementes mittels der ersten Greifvorrichtung 5 abgesenkt werden. Die Anzahl der Fahrten zwischen dem Brennelement-Lagerbecken 11 und dem Kernreaktor wird somit um die Hälfte vermindert und unnötige Leerfahrten der Vorrichtung 1 werden vermieden. Der Austausch von abgebrannten Brennelementen läßt sich daher schneller durchführen. Je nach Größe des Tauchbehälters 2 und Ausgestaltung der Vorrichtung 1 können auch mehrere Brennelemente gleichzeitig transportiert werden.
Mit der Vorrichtung kann über eine Regelung des Auftriebes eines Tauchkörpers ein Gegenstand in einem mit Flüssigkeit gefüllten Becken gehoben, gesenkt und transportiert werden. Die Vorrichtung eignet sich hierdurch besonders für den Einsatz in einer Kernkraftanlage zur Handhabung eines Brennelementes, eines Steuerstabes oder eines irgendwie gearteten beweglichen Einbauteils eines Reaktordruckbehälters. Durch den geringen Platzbedarf der Vorrichtung kann diese außerhalb der eigentlichen Einsatzzeiten aus dem Sicherheitsbehälter der Kernkraftanlage herausgebracht und separat gelagert werden.

Claims

Vorrichtung (1) zum Heben, Senken und Transport zumindest eines in einem flüssigkeitsgefüllten Becken (11) angeordneten, bewegbaren Gegenstands (10), mit einem schwimmfähigen Tauchbehälter (2) und mit zumindest zwei Greifvorrichtungen (5) zum Greifen und Halten des Gegenstandes (10), die mit dem Tauchbehälter (2) verbunden sind, welcher einen mit einem Fluid (13) befüllbaren, geschlossenen Flutraum (3) aufweist, der an eine Fluidzuführung (4) angeschlossen ist, so daß dem Flutraum (3) Fluid (13) zuführbar oder abführbar ist, wobei der Tauchbehälter (2) nach unten offen ist und an seinen gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils ein Paar von Seitenflächen (43) aufweist, die einen sich verjüngenden Bereich bilden, und jeweils eine Greifvorrichtung (5) innerhalb des Tauchbehälters (2) in den sich verjüngenden Bereichen angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei der das Paar von Seitenflächen (43) spitz auf eine Kante (45) zuläuft.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, bei der die Kante (45) senkrecht derart verläuft, daß der Tauchbehälter (2) mit dieser Kante (45) an eine senkrecht verlaufende Ecke des Beckens (11) anlegbar ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, bei der der von den Seitenflächen (43) eingeschlossene Winkel 90° beträgt.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Greifvorrichtungen (5) verfahrbar angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Greifvorrichtungen (5) jeweils über ein Kraftübertragungselement (8) in Form eines Seils, einer Kette oder einer Stange mit dem Tauchbehälter (2) verbunden sind.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Flutraum (3) ein Volumen von 0,5 m³ bis 2,0 m³, insbesondere 1 m³, hat.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Antrieb (7) zur horizontalen Verschiebung der Greifvorrichtungen (5) und/oder des Tauchbehälters (2) vorgesehen ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Tauchbehälter (2) die Greifvorrichtungen (5) glockenartig umschließt.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Greifvorrichtungen (5) eine zusätzliche Hubeinrichtung (16) zum Heben des Gegenstandes (10) aufweisen.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Führung (6) zur Stabilisierung des Tauchbehälters (2).
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Zuführeinrichtung (9), insbesondere eine Pumpe, zum Befüllen und Entleeren des Flutraums (3) mit Gas (14), insbesondere Luft, vorgesehen ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, bei der der Tauchbehälter (2) eine Druckkammer (35) zur Aufnahme von unter Druck stehendem, komprimierten Gas (14) aufweist, wobei die Druckkammer (35) über eine die Gaszuführung bildende Druckleitung (37) mit dem Flutraum (3) verbunden und mit einem fernbedienbaren Absperrorgan (39) verschließbar sowie freigebbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der gehandhabte Gegenstand (10) ein Brennelement, ein Steuerstab oder ein Bauteil eines Reaktordruckbehälters in einem Reaktordruckbehälter, einem Brennelement-Lagerbecken oder einem Transportbehälter-Becken einer Kernkraftanlage ist.
Verfahren zum Heben, Senken und Transport eines Gegenstandes (10), insbesondere eines Brennelements, eines Steuerstabs oder eines Einbauteils eines Reaktordruckbehälters, in einem flüssigkeitsgefüllten Becken (11) oder in dem Reaktordruckbehälter einer Kernkraftanlage, wobei ein nach unten offener Tauchbehälter (2) mit einem Flutraum (3) mit einer veränderbaren Menge an Fluid (13) und einer Anzahl von mit dem Tauchbehälter (2) verbundenen, innerhalb dessen angeordneten Greifvorrichtungen (5) vorgesehen ist, wobei a) eine der Greifvorrichtungen (5) in eine Position über den Gegenstand (10) gebracht wird, b) durch Regelung einer Menge an Gas (14) in dem Flutraum (3) der Tauchbehälter (2) so bewegt wird, daß die Greifvorrichtung (5) in eine den Gegenstand (10) greifbare Position abgesenkt wird, c) der Gegenstand (10) mit der Greifvorrichtung (5) gegriffen und gehalten wird, d) die Greifvorrichtung (5) entlang einer Vertikalachse (21) verschoben und der Gegenstand (10) in das Innere des Tauchbehälters (2) gehoben wird, e) durch Regelung der Menge an Gas (14) in dem Flutraum (3) der Gegenstand (10) in eine vorgebbare Höhe gehoben wird, f) mit einer weiteren Greifvorrichtung (5) ein analog zu den Schritten a) bis e) aufgenommener weiterer Gegenstand (10) oder ein bereits mitgeführter weiterer Gegenstand (10) durch eine erneute Regelung der Menge an Gas (14) in dem Flutraum (3) in eine vorgesehene Absetzposition abgesenkt wird.