DE19916901C1 - Verfahren zum Brennelement-Wechsel in einem Kernkraftwerk - Google Patents

Abstract

Zum Auswechseln von Brennelementen im Reaktorkern (20) eines Kernkraftwerks werden wenigstens zwei Brennelemente (8a, 8b oder 30a, 30b oder 40a, 40b) eine Gruppe (G-1 bzw. G-2 bzw. H-1) bildend gemeinsam bewegt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß wenigstens ein Brennelement (8a bzw. 30a bzw. 40a) der Gruppe (G-1 bzw. G-2 bzw. H-1) ein Brennelement mit einem Steuerelement ist. Das Steuerelement kann sowohl ein Betriebs-Steuerelement (41) sein als auch ein Ersatz-Steuerelement (9), das in einem Brennelement an die Stelle eines Drosselkörpers eingebaut wird. Vorzugsweise werden die Brennelemente der Gruppe gleichzeitig angehoben oder abgesenkt oder gleichzeitig in horizontaler Richtung transportiert. Zum Auswechseln aller oder einer Vielzahl der Brennelemente des Reaktorkerns (20) wird das Ersatz-Steuerelement (9) vorzugsweise mehrfach verwendet. Mit dem Verfahren ist der Brennelement-Austausch eines Kernkraftwerks besonders zeitsparend und somit kostengünstig durchführbar, wobei eine mögliche Kritikalität beim Bewegen der Brennelemente sicher vermieden ist.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Kerntechnik.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswechseln von Brennelementen im Reaktorkern eines Kernkraftwerks, wobei we­ nigstens zwei Brennelemente eine Gruppe bildend gemeinsam be­ wegt werden.

Im Laufe der Betriebszeit eines Kernreaktors wird der in den Brennelementen enthaltene Kernbrennstoff durch Abbrennen ver­ braucht, mit der Folge, daß die Brennelemente von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden müssen. Hierzu müssen abgebrannte Brennelemente aus dem Reaktorkern in das Brennelement-Lager­ becken und frische, unverbrauchte oder nur zum Teil ver­ brauchte Brennelemente aus dem Brennelement-Lagerbecken in den Reaktorkern bewegt werden.

Während des Betriebs weist der Reaktorkern eine Vielzahl von Brennelementen auf, die im wesentlichen langgestreckt-quader­ förmig geformt sind und dicht nebeneinander benachbart, geo­ dätisch vertikal orientiert sind. Zur Steuerung der Kernreak­ tion weist eine Mehrzahl dieser Brennelemente Steuerelemente, sogenannte Steuerstäbe oder Regelstäbe, auf, die durch in den Brennelementen enthaltene Steuerstabführungsrohre in die Brennelemente eingebracht sind. In denjenigen Brennelementen, die keine Steuerstäbe aufweisen, sind die Steuerstabführungs­ rohre von sogenannten Drosselkörpern verschlossen. Diese wer­ den benötigt, um den Kühlmitteldurchsatz gleichmäßig über den Reaktorkern zu verteilen.

Der Austausch von Brennelementen erfolgt in der Regel nach einem Betriebszyklus des Kernkraftwerks von mehreren, insbe­ sondere 12 bis 18 Monaten. Hierzu muß das Kernkraftwerk ab­ geschaltet und der Reaktorkern drucklos gemacht werden. Durch Demontage des Druckbehälterdeckels und Ausbau verschiedener Einbauten wird der Reaktorkern von oben zugänglich. Dies ge­ schieht bei geflutetem Reaktorbecken, um die Wasserabschir­ mung für den freiliegenden Reaktorkern zu erhalten. Über dem gefluteten Brennelement-Lagerbecken und dem Reaktorbecken kann dann eine Manipulierbrücke mit einem in einem Führungs­ mast hängenden Greifer verfahren werden, wobei jede Position im Brennelement-Lagergestell und im Reaktorkern mit Hilfe ei­ nes nach Koordinaten justierten Positionierungssystems ange­ fahren werden kann.

Zum Austausch des Kernbrennstoffs eines Kernkraftwerks ist es beispielsweise aus der DE 26 23 103 A1 bekannt, mehrere Stäbe ein und desselben Brennele­ ments, insbesondere Brenn-, Brut-, Absorber- oder Giftstäbe, zugleich zu ziehen bzw. einzusetzen.

Zum Austausch des Kernbrennstoffs werden jedoch in der Regel die einzelnen Brennelemente jeweils als Ganzes ausgetauscht. Zur Handhabung von Brennelementen und Steuerstäben sowie von Drosselkörpern kann beispielsweise ein sogenannter Doppel­ greifer eingesetzt werden, wie er in der DE-AS 17 64 176 beschrieben ist. Dieser Doppelgreifer ist ausgestattet mit einem selbständig bedienbaren Steuer­ stabgreifer und einem selbständig bedienbaren Brennelement­ greifer, so daß es möglich ist, sowohl einen Steuerstab als auch ein Brennelement für sich allein zu transportieren und umzusetzen als auch das Brennelement mit dem noch darin be­ findlichen Steuerstab zu verfahren.

Eine ähnliche Vorrichtung ist als "Handhabemechanismus für Brennelementbündel und Kontrollelementgruppen" in der DE-OS 22 55 852 beschrieben.

Aus der US 5,473,645 ist eine Vorrichtung zum Aufbewahren ei­ nes Brennstoffsupports und zweier zugehöriger Steuerstäbe be­ kannt. Damit können in einem Siedewasserreaktor ein Brenn­ stoffsupport und die zugehörigen Steuerstäbe simultan gezogen werden.

In der DE 31 10 582 C2 ist ein Verfahren zum Manipulieren und/oder Lagern eines Kernreaktorbrennelements beschrieben, bei dem mittels eines speziellen Kuppelteils gewährleistet ist, daß ausschließlich hin Brennelement mit einem Zusatzkör­ per aus neutronenabsorbierendem Werkstoff manipulierbar oder lagerbar ist. Der Zusatzkörper wird neben den Brennstäben, insbesondere in für Absorberstäbe eines Steuerelements vorge­ sehene Zwischenräume zwischen den Brennstäben, lösbar ange­ bracht.

Die beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen haben den ge­ meinsamen Nachteil, daß jeweils nur ein einziges Brennele­ ment, gegebenenfalls mit zugehörigem Steuerstab, handhabbar ist. Da während des Brennelement-Austauschs das Kernkraftwerk abgeschaltet ist, stellt die Dauer des Brennelement-Wechsels einen wesentlichen Kostenfaktor dar. Außerdem ist das Bedien­ personal während eines Brennelement-Wechsels einer Strahlen­ belastung ausgesetzt. Es besteht deshalb ein Bedarf, die für weinen Brennelement-Wechsel erforderliche Zeit zu verkürzen.

Aus der US 5,687,207 ist ein Verfahren zum Brennelement-Wech­ sel bekannt, bei dem zwei Brennelemente gleichzeitig gehand­ habt werden. Hierzu wird eine Lademaschine zunächst über ei­ nem ersten Brennelement positioniert. Nachdem das erste Brennelement gezogen wurde, wird die Lademaschine über einem zweiten Brennelement positioniert und dieses ebenfalls gezo­ gen. Die beiden Brennelemente werden in ein gemeinsames Füh­ rungsrohr eingebracht.

Bei diesem Verfahren kann nicht sicher ausgeschlossen werden, daß mit den beiden unmittelbar nebeneinander angeordneten Brennelementen eine unzulässige Kritikalität erreicht wird. Kritikalität liegt an einer Stelle dann vor, falls dort die Anzahl der pro Zeiteinheit produzierten Neutronen gleich groß ist wie die Anzahl der pro Zeiteinheit durch Absorption und Leckverluste verlorengegangenen Neutronen. Der sogenannte ef­ fektive Multiplikationsfaktor, der durch das Verhältnis aus der Produktionsrate einerseits und zu der Summe aus Absorpti­ ons- und Leckverlustrate andererseits gebildet ist, ist dann eins. Neben einer Reihe von internationalen Vorschriften gibt es auch eine Reihe von nationalen Vorschriften, in denen ge­ regelt ist, welcher maximale effektive Multiplikationsfaktor bei abgeschaltetem (Druckwasser-)Reaktor, z. B. beim Brennele­ ment-Wechsel, noch zulässig ist. Beispielsweise ist in der sicherheitstechnischen Regel KTA 3602 des deutschen kerntech­ nischen Ausschusses (KTA) maximal ein effektiver Multiplika­ tionsfaktor von 0,95 erlaubt. Dieser Wert darf schon unter der Annahme nicht überschritten werden, daß das Kühlmittel im Reaktorbecken und/oder Brennelement-Lagerbecken reines unbo­ riertes Wasser ist. Mit anderen Worten: Eine zusätzliche, aus einer Borkonzentration im Kühlmittel folgende Sicherheit darf bei der Handhabung von Brennelementen nicht berücksichtigt werden, und es muß bereits ohne diese zusätzliche Sicherheit gewährleistet sein, daß der effektive Multiplikationsfaktor den Wert 0,95 nicht übersteigt. Dies ist bei dem Verfahren der US 5,687,207 nicht sicher gewährleistet.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zum Auswechseln von Brennelementen im Reaktorkern ei­ nes Kernkraftwerks anzugeben, mit dem der Brennelement-Wech­ sel in kurzer Zeit möglich ist, und bei dem eine unzulässige Kritikalität sicher vermieden wird.

Diese Aufgabe wird bezogen auf das eingangs genannte Verfah­ ren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß wenigstens ein Brennelement der Gruppe ein Brennelement mit einem Steuerele­ ment ist.

Dadurch, daß eines der bewegten Brennelemente ein (eingefah­ renes) Steuerelement enthält, ist es auf einfache Weise mög­ lich, den effektiven Multiplikationsfaktor auf einen Wert un­ terhalb von 0,95 zu bringen. Es ist hierzu nicht zwingend er­ forderlich, einen entsprechend großen Abstand und/oder neu­ tronenabsorbierende Zwischenwände - vorzugsweise aus Borstahl - zwischen den gemeinsam bewegten Brennelementen vorzusehen, obgleich dies je nach Anforderungsfall zusätzlich möglich ist. Beide Vorkehrungen, sowohl der große Abstand als auch die Zwischenwände, sind in der Regel im Lagergestell des Brennelement-Lagerbeckens verwirklicht. Diese Vorkehrungen können jedoch für einen zeitsparenden Brennelement-Wechsel, bei dem mehrere Brennelemente gleichzeitig aus dem Reaktor­ kern gezogen und/oder gleichzeitig wieder in diesen einge­ setzt werden, nicht in einfacher Weise realisiert werden, da die Brennelemente im Reaktorkern ohne nennenswerten Abstand direkt nebeneinander stehend angeordnet sind.

Vorzugsweise umfaßt die Gruppe mindestens drei Brennelemente. Beispielsweise werden vier Brennelemente gemeinsam bewegt, wovon wenigstens zwei Brennelemente ein eingefahrenes Steuer­ element aufweisen.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung werden die Brennelemente der Gruppe gleichzeitig, insbesondere synchron, angehoben oder abgesenkt. Dies ist insbesondere deshalb mög­ lich, weil - wie oben bereits dargelegt - ein die Kritikali­ tät verhindernder großer Abstand zwischen den Brennelementen oder eine neutronenabsorbierende Zwischenwand zwischen den Brennelementen nicht zwingend erforderlich ist, da das Unter­ schreiten der Kritikalität erfindungsgemäß dadurch erreicht wird, daß wenigstens ein bewegtes Brennelement mit einem Steuerelement ausgestattet ist. Deshalb muß zwischen zwei An­ hebevorgängen (Ziehen zweier Brennelemente) oder zwischen zwei Absenkungsvorgängen nicht notwendigerweise eine Neuposi­ tionierung einer entsprechenden Lademaschine erfolgen. Es ist deshalb mit der bevorzugten Ausgestaltung in besonders vor­ teilhafter Weise möglich, den Brennelement-Wechsel in sehr kurzer Zeit durchzuführen.

Das genannte Anheben kann beim Ziehen der Brennelemente aus dem Reaktorkern und/oder aus dem Brennelement-Lagergestell stattfinden. Gleiches gilt für das Absenken.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung werden die Brennelemente der Gruppe gleichzeitig in geodätisch horizontaler Richtung transportiert. Dadurch wird die Zeit für einen Brennelement- Wechsel in vorteilhafter Weise weiter reduziert.

Vorzugsweise sind die Brennelemente einer Gruppe, die gemein­ sam bewegt werden, solche Brennelemente, die im Reaktorkern benachbart angeordnet waren oder werden.

Zum Auswechseln zahlreicher oder aller Brennelemente des Re­ aktorkerns ist es zweckmäßig, nacheinander mehrere Gruppen zu bewegen, wobei den Gruppen unterschiedliche Brennelementpo­ sitionen im Reaktorkern zugeordnet sind.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind im Reaktorkern die Gruppen mosaikartig, insbesondere lückenlos, aneinandergren­ zend angeordnet. Dadurch ist es möglich, einen Großteil aller Brennelemente im Reaktorkern gruppenweise auszutauschen, ohne daß eine sehr große Zahl einzelner Brennelemente übrigbliebe, die einzeln bewegt werden müßten. Dadurch wird die notwendige Zeit für einen Brennelement-Wechsel für den gesamten Reaktor­ kern in vorteilhafter Weise weiter reduziert.

Nach einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung wird in einem Brennelement an die Stelle eines Drosselkörpers wenig­ stens ein Ersatz-Steuerelement eingebaut. Beispielsweise ist das Ersatz-Steuerelement das (eine) Steuerelement, welches in der Gruppe mitbewegt wird. Das Ersatz-Steuerelement kann aber auch in der Gruppe zusätzlich zu einem bereits während des Betriebs in einem Brennelement vorhandenen Steuerelement (sog. Betriebs-Steuerelement) in einem anderen Brennelement an die Stelle des dortigen Drosselkörpers eingebaut sein.

Durch die Verwendung des Ersatz-Steuerelements ist es in vor­ teilhafter Weise möglich, auch in denjenigen Bereichen im Re­ aktorkern Brennelemente gruppenweise zu bewegen, in denen nicht zu jedem Brennelement ohne Steuerelement ein benachbar­ tes Brennelement mit Steuerelement vorhanden ist. Dies ist häufig insbesondere in der Nähe der Kernmitte der Fall, wo eine Mehrzahl von Brennelementen anstelle von Steuerelementen Drosselkörper aufweist. Durch die Verwendung des Ersatz- Steuerelements ist es möglich, auch diese Brennelemente im Bereich der Kernmitte gruppen- oder paarweise zu bewegen, insbesondere gruppen- oder paarweise zu ziehen und gruppen- oder paarweise in Richtung des Brennelement-Lagerbeckens zu transportieren.

Bevorzugt wird zum Auswechseln aller oder einer Vielzahl der Brennelemente des Reaktorkerns ein einziges Ersatz-Steuerele­ ment verwendet. Dieses Ersatz-Steuerelement kann nacheinander zum Einbau an verschiedenen Positionen im Reaktorkern an die Stelle des jeweils dort vorhandenen Drosselkörpers verwendet werden.

Insbesondere wird bei einem ersten Brennelement einer ersten Gruppe im Reaktorkern ein erster Drosselkörper entfernt und durch das Ersatz-Steuerelement ersetzt, und es wird dann die erste Gruppe zum Brennelement-Lagerbecken transportiert.

Vorzugsweise wird nach dem Absetzen aller Brennelemente der ersten Gruppe im Brennelement-Lagerbecken das Ersatz-Steuer­ element aus dem ersten Brennelement gezogen und zum Einsetzen in ein zweites Brennelement einer zweiten Gruppe im Reaktor­ kern verwendet, aus dem ein zweiter Drosselkörper entfernt wurde, und es wird die zweite Gruppe zum Brennelement-Lager­ becken transportiert.

Nach einer anderen bevorzugten Weiterbildung wird das Ersatz- Steuerelement nacheinander derart in Brennelemente an unter­ schiedlichen Brennelementpositionen im Reaktorkern einge­ setzt, daß diese Brennelementpositionen zusammen mit den Po­ sitionen von Brennelementen, die im Reaktorbetrieb ein Steu­ erelement aufweisen, ein schachbrettartiges Muster aus Posi­ tionen mit bzw. ohne Steuerelement ergeben. Dadurch ist es auf besonders einfache Weise möglich, Brennelemente z. B. paarweise oder in Vierergruppen zu wechseln, wobei keine oder nur eine sehr geringe Anzahl an einzelnen Brennelementen üb­ rig bleibt, aus denen keine Gruppe gebildet werden kann und die entsprechend der bislang üblichen Vorgehensweise - ein­ zeln - gewechselt werden müssen.

Die genannte schachbrettmusterartige Verteilung ist insbeson­ dere bei einem Druckwasserreaktor, z. B. vom Typ KONVOI, von Vorteil. Bei anderen Anlagen kann das Ersatz-Steuerelement nacheinander derart in Brennelemente an unterschiedlichen Brennelementpositionen im Reaktorkern eingesetzt werden, daß je zwei benachbarten Brennelementen ohne Betriebssteuerele­ ment zeitweise das Ersatz-Steuerelement zugeordnet wird.

Falls beispielsweise im Reaktorkern während des Reaktorbe­ triebs die Brennelemente ohne Steuerelement, d. h. diejenigen mit Drosselkörper, eine geradlinige Reihe bilden, wird bei­ spielsweise jede zweite Position dieser Brennelemente ohne Betriebs-Steuerelement vorübergehend mit dem Ersatz-Steuer­ element versehen. Das Ersatz-Steuerelement wird vor dem Zie­ hen einer Brennelementgruppe oder eines Brennelementpaars in die entsprechende Brennelementposition eingesetzt.

Nach einer anderen bevorzugten Weiterbildung werden zum Aus­ wechseln aller oder einer Vielzahl der Brennelemente des Re­ aktorkerns

• a) zunächst alle zu ersetzenden Drosselkörper aus den Brenn­ elementen entfernt,
• b) dann Brennelemente in mehreren Gruppen jeweils mit Ersatz- Steuerelement zum Brennelement-Lagerbecken transportiert,
• c) dann weitere Brennelemente in mehreren Gruppen jeweils mit einem Brennelement, das im Reaktorbetrieb ein Steuerele­ ment aufweist, zum Brennelement-Lagerbecken transportiert und
• d) anschließend gegebenenfalls verbleibende Brennelemente einzeln zum Brennelement-Lagerbecken transportiert.

Vorzugsweise wird hierbei nur ein einziges Ersatz-Steuerele­ ment in der oben angegebenen Weise mehrfach verwendet. Bei einer Vorgehensweise entlang der Schritte a) bis d) läßt sich eine äußerst große zeitliche Einsparung erzielen.

Das Verfahren mit seinen Ausgestaltungen findet bevorzugt auch beim Transport unverbrauchter und/oder teilweise ver­ brauchter Brennelemente vom Brennelement-Lagerbecken zum Re­ aktorkern Verwendung. Insbesondere wird der Transport unver­ brauchter und/oder teilweise verbrauchter Brennelemente vom Brennelement-Lagerbecken zum Reaktorkern unter Verwendung des Ersatz-Steuerelements in umgekehrter Reihenfolge der be­ schriebenen Vorgehensweisen analog durchgeführt. Dadurch ist die Zeitersparnis vorteilhaft weiter erhöht.

Das Ersatz-Steuerelement, das an die Stelle eines Drosselkör­ pers eingebaut wird, kann ein noch nicht im Reaktorbetrieb eingesetztes Steuerelement oder ein bereits im Reaktorbetrieb benutztes Steuerelement sein. Im letztgenannten Fall wird vorzugsweise ein Steuerelement verwendet, das noch nicht vollständig verbraucht ist.

Das Verfahren nach der Erfindung sowie eine zu seiner Durch­ führung geeignete Lademaschine werden anhand der Fig. 1 bis 6 näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt (Vertikalschnitt) durch die Lademaschine in einer Gesamtansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Führungsmast der Ladema­ schine und zwei Brennelemente in (Horizontal-) Schnittdarstellung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Doppelgreifers der Lademaschine,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Umsetzens von zwei Brennelementen zwischen dem Reaktorkern und dem Brennelement-Lagergestell,

Fig. 5 eine Vorgehensweise zum Austausch aller Brennele­ mente eines Reaktorkerns gemäß einem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung, bei dem Brennelemente paarweise bewegt werden, und

Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahrens nach der Erfindung, bei dem Brennelemente in Vierergruppen bewegt werden.

Fig. 1 gibt schematisch die Darstellung einer Lademaschine für die Handhabung von Brennelementen wieder. Die Ladema­ schine weist eine verfahrbare Brücke 1 auf, wie sie in Reak­ torgebäuden installiert ist. Die Brücke 1 ist senkrecht zur Blattebene bewegbar. Auf der Brücke 1 befindet sich eine Laufkatze 2, die geodätisch horizontal im rechten Winkel zur Brücke 1 verfahrbar ist. Auf der Laufkatze 2 ist ein Füh­ rungsmast 3 um seine Mittelachse drehbar gelagert. Im Füh­ rungsmast 3 befindet sich eine Zentrierglocke 4. Innerhalb dieser Zentrierglocke 4 sind zwei Doppelgreifer vorhanden, von denen in Fig. 1 nur einer ersichtlich ist. Jeder der Doppelgreifer weist einen äußeren Brennelementgreifer 5 und einen inneren Steuerstabgreifer 6 auf. Oberhalb eines Rah­ mens 2.1 der Laufkatze 2 befinden sich Hubwerke 7, die auf einem mit dem Führungsmast 3 verbundenen Hubwerksgestänge 7.1 angeordnet sind.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Führungsmast 3 mit sich im Führungsmast 3 befindlicher Zentrierglocke 4 und zwei Brennelementen 8a, 8b. Der Führungsmast 3 ist an den Stel­ len 3.1 in vertikaler Richtung geteilt. Mit anderen Worten: Er setzt sich aus zwei Hälften 3a, 3b eines in axialer Rich­ tung geteilten Rohrs zusammen. Die Zentrierglocke 4 weist ei­ nen rechteckigen Querschnitt auf und ist entsprechend der Teilung des Führungsmasts 3 an den Stellen 4.1 vertikal ge­ teilt. Jede der Hälften oder jedes der Teilstücke 4a, 4b der Zentrierglocke 4 ist so bemessen, daß darin ein Brennele­ ment 8a bzw. 8b aufgenommen werden kann. Zur stabilen Führung der Zentrierglocke 4 im Führungsmast 3 weist der Letztgenann­ te entlang seiner Längsrichtung Winkeleisen 3.2 auf. An dia­ gonal gegenüberliegenden Winkeleisen 3.2 tragen diese eine Rollenführung 3.3. In die Rollenführungen 3.3 greifen mit hinreichendem Schlupf als Rollen ausgebildete Führungsrä­ der 4.3 ein, deren Drehachsen senkrecht auf der die Rollen­ führung 3.3 tragenden Fläche der Winkeleisen 3.2 stehen. Die Führungsrollen 4.3 sind an einem nahezu trapezför­ migen Anbau 4.2 der Zentrierglocke 4 angebracht, der die räumliche Ent­ fernung zwischen der Zentrierglockenwand und dem Winkelei­ sen 3.2 weitgehend überwindet.

Diesen nahezu trapezförmigen Anbauten 4.2 gegenüber liegen weitere trapezförmige Anbauten 4.4 der Zentrierglocke 4. An ihrer dem Winkeleisen 3.2 benachbarten Seite weisen diese An­ bauten 4.4 Laufrollen 4.5 auf, deren Drehachse parallel zu der benachbarten Fläche des Winkeleisens 3.2 orientiert ist. An den beiden verbleibenden freien Außenseiten der Zentrier­ glocke 4 ist an die Außenwand der Zentrierglocke 4 jeweils eine Laufrolle 4.6 angebracht, die direkt an der Innenwand des Führungsmasts 3 abrollt.

Die Aufnahme der Brennelemente 8a, 8b in die Teile 4a bzw. 4b der Zentrierglocke 4 erfolgt durch die in Fig. 2 nicht näher dargestellten Brennelementgreifer 5.

Dabei ist jede der beiden Zentrierglockenhälften mit einem Brennelementgreifer 5 versehen, wie er in Fig. 3 gezeigt ist. Jeder dieser Brennelementgreifer 5 ist um einen im Inne­ ren des Brennelementgreifers 5 angeordneten Steuerstabgrei­ fer 6 ergänzt zu einem sogenannten Doppelgreifer, insbeson­ dere nach DE-AS 17 64 176, insbesondere darin Spalte 3, Zeile 42, bis Spalte 7, Zeile 5. Bezüglich Einzelheiten des Doppel­ greifers wird auf DE-AS 17 64 176 verwiesen.

Gemäß Fig. 3 weist jeder der beiden Doppelgreifer im wesent­ lichen zwei funktionelle Elemente auf, nämlich den Brennele­ mentgreifer 5 und den in diesem konzentrisch angeordneten Steuerelementgreifer 6. Um ein erstes Brennelement 8a und ein weiteres Brennelement 8b aus dem Reaktorkern oder einem Brennelement-Lagergestell zu entnehmen, oder auch um Drossel­ körper aus Brennelementen zu entfernen, wird zunächst die ge­ samte Greifanordnung mit Hilfe der Brücke 1 und der Lauf­ katze 2 in eine Position oberhalb der zu wechselnden Brenn­ elemente 8a, 8b gebracht. Daraufhin wird die Zentrierglocke 4 soweit abgesenkt, daß sie mit ihrer Unterkante eine Position knapp oberhalb des ersten Brennelements 8a einnimmt. Wird das Brennelement 8a dem Reaktorkern entnommen, so greifen die Zentrierbolzen 4.7 der Zentrierglocke 4 in korrespondierende Bohrungen in den Brennelement-Köpfen der den betreffenden Brennelementen 8a, 8b benachbarten Brennelemente ein. Auf diese Weise wird eine exakte Positionierung der Brennelement­ greifer 5 und der Steuerstabgreifer 6 bewirkt. Dabei ist die Zentrierglocke 4 in ihrer Position so im Führungsmast 3 ge­ halten, daß sie nicht mit ihrer Gewichtskraft auf die Brenn­ elemente 8a, 8b einwirkt, die sich unter ihr befinden. An­ schließend werden die Brennelementgreifer 5 soweit abgesenkt, bis sie sich mit ihren Greifklinken 5.1 in die Brennelement- Köpfe der Brennelemente 8a, 8b einklinken können. Mit Hilfe eines Hubwerks 7 und eines Doppelseils 7.2 werden die von den Brennelementgreifern 5 gehaltenen Brennelemente 8a, 8b simul­ tan nach oben gehoben und in die Zentrierglocke 4 eingefah­ ren. Anschließend wird die Zentrierglocke 4 selbst nach oben gezogen und in den Führungsmast 3 eingefahren. In dieser Transportstellung sind die Brennelemente 8a, 8b dann im Reak­ torraum horizontal verfahrbar, d. h. insbesondere werden die Brennelemente 8a, 8b in Richtung zum Brennelement-Lagerbecken transportiert.

Mit der beschriebenen Lademaschine ist es auch möglich, ein Steuerelement, insbesondere ein Ersatz-Steuerelement 9 (Fig. 3), in ein Brennelement 8a einzubauen oder aus diesem zu ent­ nehmen. Zum Entnehmen des Ersatz-Steuerelements 9 aus dem Brennelement 8a wird nach Herabfahren der Zentrierglocke 4 der Brennelementgreifer 5 mit gegriffenem Brennelement 8a ebenfalls abgesenkt, bis dieses seine Endposition im Brenn­ element-Lagergestell erreicht hat. Dann wird der Brennele­ mentgreifer 5 geöffnet. Mittig durch den Körper des Brennele­ mentgreifers 5 wird der Steuerelementgreifer 6 abgesenkt, bis er seine Greifposition erreicht hat. Er wird geschlossen und hat hierbei das Ersatz-Steuerelement 9 gegriffen. Durch die anschließende Aufwärtshubbewegung des Einzelhubwerks 7a des Hubwerks 7 wird zunächst das Ersatz-Steuerelement 9 vollstän­ dig in den Körper des Brennelementgreifers 5 gezogen. An­ schließend wird durch die weitere Bewegung des Hubwerks 7 auch der Brennelementgreifer 5 - ohne Brennelement 8a - in die Zentrierglocke 4 bewegt.

Das Hubwerk 7 arbeitet kontinuierlich weiter, so daß als nächstes auch die Zentrierglocke 4 in den Führungsmast 3 ein­ gefahren wird, womit letztlich eine Verfahrstellung für die Lademaschine erreicht ist. Das Verfahren der Lademaschine be­ ginnt, nachdem die beiden Hälften 3a, 3b, des Führungsmastes 3 geschlossen wurden.

Der Einbau des Ersatz-Steuerelements 9 in ein Brennele­ ment 8a, aus dem der Drosselkörper entfernt wurde, geschieht in umgekehrter Reihenfolge.

Mit der beschriebenen Lademaschine ist es auch in einfacher Weise möglich, mindestens zwei Drosselkörper aus unterschied­ lichen Brennelementen, nämlich z. B. aus dem ersten Brennele­ ment 8a und einem zweiten Brennelement 30a, gleichzeitig zu ziehen, auch dann, falls zwischen diesen beiden Brennelemen­ ten 8a, 30a ein weiteres Brennelement 8b angeordnet ist, aus dem der Drosselkörper nicht entfernt werden soll (siehe Fig. 5). Die beiden Greifereinheiten der Lademaschine mit je einem Brennelementgreifer 5 und einem Steuerstabgreifer 6 sind näm­ lich parallel zur Brücke 1 voneinander entfernbar. Auch um eine relative Positionsänderung entnommener Brennelemente 8a, 8b zum Einbau in das Brennelement-Lagergestell zu ermögli­ chen, ist der Führungsmast 3 an den Stellen 3.1 und ebenso die Zentrierglocke 4 an den Stellen 4.1 vertikal geteilt (siehe Fig. 2). Je­ der Masthälfte 3a, 3b und jedem entsprechenden Teilstück 4a, 4b der Zentrierglocke 4 ist ein gesondertes Einzelhubwerk 7a des Hubwerks 7 zugeordnet. Die Führungsmasthälften 3a, 3b sind mitsamt ihren Einbauten, wie Zentrierglocken-Teil­ stücken 4a, 4b, Greifern und ihren zugehörigen Einzelhubwer­ ken 7a, auf der Laufkatze 2 horizontal verfahrbar.

In Fig. 4 ist der Brennelement-Wechsel gemäß dem Verfahren nach der Erfindung schematisch dargestellt. Ein Reaktorbec­ ken 10 ist über einen Kanal 11 mit einem Brennelement-Lager­ becken 12 verbunden. Das Reaktorbecken 10, der Kanal 11 und das Brennelement-Lagerbecken 12 sind bis zu einem gemeinsamen Wasserspiegel 13 mit - vorzugsweise boriertem - Wasser ge­ füllt. Im Reaktorbecken 10 ist der Reaktordruckbehälter 14 angeordnet, in dem sich der Reaktorkern 20 befindet. Im Brennelement-Lagerbecken 12 befindet sich ein Brennelement- Lagergestell 16 zur Aufnahme abgebrannter und zur Bevorratung frischer Brennelemente. Über dem Reaktorkern 20 ist die Lade­ maschine 19 mit je einem Doppelgreifer 17a, 17b für die Brennelemente 8a, 8b schematisch angedeutet. Die Ladema­ schine 19 bewegt sich auf einem Traggestell 18, das sich vom Reaktorbecken 10 zum Brennelement-Lagerbecken 12 erstreckt.

Abgebrannte Brennelemente 8a, 8b werden mit Hilfe der Ladema­ schine 19 zunächst im Reaktorbecken 10 angehoben (Pfeil 21), dann in horizontaler Richtung 22 durch den Kanal 11 zum Brennelement-Lagerbecken 12 transportiert und dort entlang der Pfeilrichtung 23 in das Brennelement-Lagergestell 16 ab­ gesenkt. In umgekehrter Reihenfolge findet der Transport fri­ scher oder nur zum Teil abgebrannter Brennelemente in den Re­ aktorkern 20 statt.

Fig. 5 zeigt in schematischer Weise ein erstes Ausführungs­ beispiel des Verfahrens nach der Erfindung. Dargestellt ist die Anordnung der insgesamt 193 Brennelemente 8 im Reaktor­ kern 20 einer KONVOI-Anlage in einer horizontalen Quer­ schnittsdarstellung. Die Brennelemente 8 sind in Zeilen und Spalten schachbrettmusterartig angeordnet, wobei die Spalten mit den Buchstaben A bis P und die Zeilen mit den Zahlen 1 bis 15 benannt sind. Jedes der insgesamt 193 Quadrate stellt ein Brennelement dar. Die sieben Brennelemente der ersten Zeile beispielsweise werden in der beschriebenen Zeilen-Spal­ ten Notation mit E1 bis L1 bezeichnet.

In der Querschnittsdarstellung der Fig. 5 sind vier orthogo­ nale Raumrichtungen mit 0°/360°, 90°, 180° sowie 270° be­ zeichnet. Die Brücke 1 ist entlang der Achse 0°-180° verfahr­ bar, die Laufkatze 2 senkrecht dazu, also entlang der Achse 90°-270°. Das Brennelement-Lagerbecken 12 befindet sich in Richtung 0°/360°.

Die Brennelemente, die mit einem ausgefüllten schwarzen Kreis gekennzeichnet sind (z. B. F2, H2, K2, . . . F14, H14, K14), ent­ halten während des Reaktorbetriebs ein (Betriebs-) Steuerele­ ment 41. Das sind insgesamt etwa ein Drittel aller Brennele­ mente, hier genau 61. Alle übrigen Brennelemente (z. B. E1 bis L1, C2, D2, E2, G2, J2, L2, ...) enthalten während des Reak­ torbetriebs einen nicht näher dargestellten Drosselkörper.

Zum Auswechseln aller oder einer Vielzahl der Brennelemente 8 des Reaktorkerns 20 werden zunächst an den mit einem unausge­ füllten Kreis gekennzeichneten Brennelementen (z. B. F1, H1, K1, D2, M2, . . . E9, G9, J9, L9, . . ., E15, G15, J15) die Drossel­ körper entfernt. Dabei werden die insgesamt 28 Drosselkörper aus solchen Brennelementen entfernt (hohler Kreis), daß zu­ sammen mit den Brennelementen mit Betriebs-Steuerelement 41 (voller Kreis) ein schachbrettartiges Muster gebildet ist. Bei in Reihe angeordneten Brennelementen ohne Betriebs-Steu­ erelement wird hierbei aus jedem zweiten Brennelement der Drosselkörper entfernt. In einer Zeile oder Spalte angeord­ nete Drosselkörper werden mit der anhand der Fig. 3 be­ schriebenen Lademaschine - soweit möglich - paarweise und be­ vorzugt simultan entnommen (F1-H1, G5-J5, E7-G7, J7-L7, usw.).

Anschließend werden die Brennelemente 8a (E15), 8b (F15), 30a (G15), 30b (H15), 40a (F14), 40b (G14) . . . gruppenweise zum Brennelement-Lagerbecken 12 transportiert. Dabei werden Grup­ pen G-1, G-2 . . . G-28 und H-1, H-2 ... H-61 derartig gebil­ det, daß der Reaktorkern (20) mosaikartig und lückenlos abge­ deckt wird. Jede Gruppe umfaßt zwei Brennelemente und ist so­ mit mittels der anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen La­ demaschine handhabbar. Während des Bewegens oder Transportie­ rens wird jede Gruppe ein Brennelement ohne Steuerelement (kein Kreis) sowie ein Brennelement mit Steuerelement enthal­ ten, wobei dieses Steuerelement entweder ein Betriebs-Steuer­ element 41 (voller Kreis) oder das Ersatz-Steuerelement 9 (hohler Kreis) ist.

Nach dem Entfernen aller zu ersetzenden Drosselkörper werden zunächst alle Gruppen G-1 . . . G-28 zum Brennelement-Lagerbec­ ken 12 transportiert, aus denen der Drosselkörper entfernt wurde und in die später nacheinander jeweils das Ersatz-Steu­ erelement 9 eingesetzt wird. Im dargestellten Beispiel wird mit der Gruppe G-1 begonnen, die aus dem ersten Brennele­ ment 8a (E15) und dem weiteren Brennelement 8b (F15) gebildet ist. Die Lademaschine holt hierzu aus dem Brennelement-Lager­ becken 12 das Ersatz-Steuerelement 9 mit seiner nach 90° zei­ genden (in Fig. 5 linken) Greifereinheit, steuert die Posi­ tionen F15 und E15 an und senkt die Zentrierglocke 4 (Fig. 1) bis kurz über den Brennelementköpfen ab. Nach dem Zentrie­ ren der Zentrierglocke 4 wird die linke Greifereinheit abge­ senkt und das Ersatz-Steuerelement 9 in das darunterliegende erste Brennelement 8a (anstelle des dort entfernten Drossel­ körpers) eingeführt. Der weitere Arbeitsablauf ergibt sich aus der Beschreibung zu Fig. 3. Die beiden Brennelemente 8a, 8b der ersten Gruppe G-1 werden simultan aus dem Reaktor­ kern 20 gezogen und dann zum Brennelement-Lagerbecken 12 transportiert.

Im Brennelement-Lagerbecken 12 werden die beiden Brennele­ mente 8a, 8b im Brennelement-Lagergestell abgesetzt, nachdem die beiden Masthälften 3a, 3b um eine Distanz voneinander entfernt wurden, die ungefähr der Dicke der Lagergestell- Zwischenwände entspricht. Nach erfolgtem Absenkvorgang werden die beiden Brennelementgreifer 5 geöffnet. Mittig durch einen der beiden Brennelementgreifer 5 wird der dort angeordnete Steuerstabgreifer 6 abgesenkt, bis er seine Greifposition er­ reicht hat (nicht explizit dargestellt). Er wird geschlossen und hat hierbei das Ersatz-Steuerelement 9 gegriffen. Dieses wird bei der anschließenden Aufwärtsbewegung beider Doppel­ greifer 17a, 17b in die Teilstücke 4a, 4b der Zentriergloc­ ke 4 gezogen. Nach Erreichen einer Transportstellung werden die beiden Hälften 3a, 3b des Führungsmasts 3 geschlossen und die Lademaschine 19 wird in Richtung zum Reaktorbec­ ken 10 in Bewegung gesetzt.

Dort wird das Ersatz-Steuerelement 9 dann in ein zweites Brennelement 30a (G15) eingesetzt, das zusammen mit einem weiteren Brennelement 30b (H15) eine zweite Gruppe G-2 bil­ det. Diese zweite Gruppe G-2 wird wie die erste Gruppe ins Brennelement-Lagerbecken 12 transportiert und das von dort wieder mittels der Lademaschine 19 zurückgebrachte Ersatz- Steuerelement 9 wird dann in ein anderes Brennelement J15 eingesetzt, das zusammen mit einem benachbarten Brennele­ ment K15 eine dritte Gruppe G-3 bildet. Auf diese Weise wer­ den alle 28 Gruppen in der Reihenfolge G-1 (E15, F15), G-2 (G15, H15), G-3 (J15, K15), G-4 (D14, E14), G-5 (M14, N14), G-6 (C12, D12), ... G-28 (K1, L1) jeweils mit dem Ersatz-Steu­ erelement 9 zum Brennelement-Lagerbecken transportiert. All diese 28 Gruppen weisen zumindest ein Brennelement auf, aus dem zuvor der Drosselkörper entfernt wurde, so daß nacheinan­ der das Ersatz-Steuerelement 9 eingesetzt werden kann. In den anderen Brennelementen der Gruppe bleibt der Drosselkörper eingebaut.

Anschließend beginnt der Abtransport von Brennelementen 40a (F14), 40b (G14), ... in mehreren - insgesamt 61 - Gruppen in der Reihenfolge H-1 (F14, G14), H-2 (H14, J14), H-3 (K14, L14) ... H-61 (K2, L2). Diese Gruppen enthalten jeweils ein Brennelement (z. B. 40a), das bereits im Reaktorbetrieb ein Steuerelement 41, nämlich ein sogenanntes Betriebs-Steuerele­ ment 41, aufweist. Begonnen wird hierbei mit der Gruppe H-1, die aus einem dritten Brennelement 40a mit Betriebs-Steuer­ element 41 und einem weiteren Brennelement 40b gebildet ist.

Nachdem auch diese Brennelementgruppen H-1 ... H-61 zum Brennelement-Lagerbecken transportiert wurden, verbleiben noch 15 Einzelbrennelemente E1, C2, B3, O4, ... (markiert in Fig. 5 mit diagonalem Kreuz), die keiner Gruppenbildung un­ terzogen werden können und deshalb einzeln zum Brennelement- Lagerbecken 12 transportiert werden.

Nachdem alle Brennelemente zum Brennelement-Lagerbecken 12 transportiert wurden, findet der Wiederbeladevorgang des Re­ aktorkerns mit frischen Brennelementen unter Verwendung des Ersatz-Steuerelements 9 in umgekehrter Reihenfolge analog statt.

Eine Fahrt der Lademaschine zwischen Reaktorbecken 10 und Brennelement-Lagerbecken 12 dauert incl. Ziehen und Absenken der Brennelemente im Mittel 10 min. Von den 193 Brennelemen­ ten werden 178 paarweise transportiert, wozu 89 Fahrten, also 890 min erforderlich sind. Zusätzlich werden für 28mal Absen­ ken des Ersatz-Steuerelements 9 in die Brennelemente im Reak­ torkern 20 und Ziehen dieses Ersatz-Steuerelements 9 aus den Brennelementen im Brennelement-Lagerbecken 12 56 min benö­ tigt. Zusammen mit dem Zeitbedarf von 150 min für den Trans­ port der 15 Einzelbrennelemente E1, C2, ... ergibt sich für den eigentlichen Brennelementwechsel ein Zeitbedarf von 1096 min. Hinzu kommt eine Zeit von 160 min für den Ausbau der 28 Drosselkörper, so daß der Zeitbedarf für den gesamten Brenn­ element-Wechsel bei 1256 min (= 20,9 h) liegt. Das sind 35% weniger als bei der bislang praktizierten Einzelentladung nö­ tig sind.

Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der Er­ findung, bei dem insgesamt vier Brennelemente 50, 51, 52, 53 eine Gruppe I bildend gemeinsam bewegt werden. Die Gruppe um­ faßt Brennelemente 50, 53 mit Drosselkörper, d. h. ohne Be­ triebs-Steuerelement, und Brennelemente 51, 52 mit Betriebs- Steuerelementen 41 bzw. 55.

Claims (16)

1. Verfahren zum Auswechseln von Brennelementen im Reaktor­ kern (20) eines Kernkraftwerks, wobei wenigstens zwei Brenn­ elemente (8a, 8b oder 30a, 30b oder 40a, 40b) eine Gruppe (G-1 bzw. G-2 bzw. H-1) bildend gemeinsam bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Brennelement (8a bzw. 30a bzw. 40a) der Gruppe (G-1 bzw. G-2 bzw. H-1) ein Brennelement mit einem Steuerelement (9 bzw. 41) ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe (I) mindestens drei Brennelemente (50, 51, 52, 53) umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenn­ elemente der Gruppe (G-1, G-2, H-1, I) gleichzeitig angehoben (21) oder abgesenkt (23) werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenn­ elemente der Gruppe (G-1, G-2, H-1, I) gleichzeitig in geodä­ tisch horizontaler Richtung (22) transportiert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenn­ elemente (8a, 8b oder 30a, 30b oder 40a, 40b oder 50, 51, 52, 53) der Gruppe (G-1 bzw. G-2 bzw. H-1 bzw. I) im Reaktor­ kern (20) benachbart angeordnet waren oder werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinan­ der mehrere Gruppen (G-1, G-2, H-1) bewegt werden, wobei den Gruppen (G-1, G-2, H-1) unterschiedliche Brennelementpositio­ nen im Reaktorkern (20) zugeordnet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Reaktor­ kern (20) die Gruppen (G-1, G-2, H-1) mosaikartig, insbeson­ dere lückenlos, aneinander angrenzend angeordnet sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Brennelement an die Stelle eines Drosselkörpers wenigstens ein Ersatz-Steuerelement (9) eingebaut wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aus­ wechseln aller oder einer Vielzahl der Brennelemente des Re­ aktorkerns (20) ein einziges Ersatz-Steuerelement (9) verwen­ det wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem ersten Brennelement (8a) einer ersten Gruppe (G-1) im Reak­ torkern (20) ein erster Drosselkörper entfernt und durch das Ersatz-Steuerelement (9) ersetzt wird, und dann die erste Gruppe (G-1) zum Brennelement-Lagerbecken (12) transportiert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Absetzen aller Brennelemente (8a, 8b) der ersten Gruppe (G-1) im Brennelement-Lagerbecken (12) das Ersatz-Steuerelement (9) aus dem ersten Brennelement (8a) gezogen und zum Einsetzen in ein zweites Brennelement (30a) einer zweiten Gruppe (G-2) im Reaktorkern (20) verwendet wird, aus dem ein zweiter Drossel­ körper entfernt wurde, und daß die zweite Gruppe (G-2) zum Brennelement-Lagerbecken (12) transportiert wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ersatz- Steuerelement (9) nacheinander derart in Brennelemente (8a, 30a, . . .) an unterschiedlichen Brennelementpositionen im Re­ aktorkern (20) eingesetzt wird, daß diese Brennelementposi­ tionen zusammen mit den Positionen von Brennelementen (40a), die im Reaktorbetrieb ein Steuerelement (41) aufweisen, ein schachbrettartiges Muster aus Positionen mit bzw. ohne Steu­ erelement (9, 41) ergeben.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aus­ wechseln aller oder einer Vielzahl der Brennelemente (8) des Reaktorkerns (20)

• a) zunächst alle zu ersetzenden Drosselkörper aus den Brenn­ elementen (8a, 30a) entfernt werden,
• b) dann Brennelemente (8a, 8b, 30a, 30b) in mehreren Gruppen (G-1, G-2, . . . G-28) jeweils mit Ersatz-Steuerelement (9) zum Brennelement-Lagerbecken (12) transportiert werden,
• c) dann weitere Brennelemente (40a, 40b) in mehreren Gruppen (H-1, H-2, . . . H-61) jeweils mit einem Brennelement (40a), das im Reaktorbetrieb ein Steuerelement (41) aufweist, zum Brennelement-Lagerbecken (12) transportiert werden, und
• d) anschließend gegebenenfalls verbleibende Brennelemente (E-1, E-2) einzeln zum Brennelement-Lagerbecken (12) transportiert werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Trans­ port unverbrauchter und/oder teilweise verbrauchter Brennelemente vom Brennelement-Lagerbecken (12) zum Reaktor­ kern (20) unter Verwendung des Ersatz-Steuerelements (9) in umgekehrter Reihenfolge analog durchgeführt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ersatz- Steuerelement (9) ein noch nicht im Reaktorbetrieb eingesetz­ tes Steuerelement ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ersatz- Steuerelement (9) ein bereits im Reaktorbetrieb benutztes Steuerelement ist.