DE2130598A1

DE2130598A1 - Einrichtung zum schnellen Wechseln des Cores eines Kernreaktors

Info

Publication number: DE2130598A1
Application number: DE19712130598
Authority: DE
Inventors: Erling Frisch; Andrews Harry N
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1970-07-08
Filing date: 1971-06-21
Publication date: 1972-01-13
Also published as: NL7109379A; FR2098240B1; US3836429A; SE358044B; GB1303755A; FR2098240A1; JPS5212358B1; AT312115B; BE769671A; CA935569A; CH539926A

Description

Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Allegheny County, Pennsylvania 15 222, V.St.A.

Einrichtung zum schnellen Wechseln des Cores eines Kernreaktors

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum schnellen Freilegen des Cores eines Kernreaktors mit einem durch einen Deckel verschlossenen Druckgefäß, welches jeweils eine beiderseits des Cores angeordnete Tragvorrichtung für die oberen und unteren Reaktorinnenteile sowie eine Vielzahl von mit Bezug auf das Core verschiebbaren Steuerstäben und außerdem eine Vielzahl von auf dem Druckgefäßdeckel angebrachten

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Steuerstabantriebsvorrichtungen aufweist, die mit den Steuerstäben verbunden sind.

Die Erfindung befaßt sich mit der Vorbereitung eines Kernreaktors zur Brennstoffbeschickung und insbesondere mit dem besonderen Aufbau eines schnell abnehmbaren Reaktoroberteiles.

Die Zeit, die zum Abnehmen des Oberteiles von bekannten Kernreaktoren erforderlich ist, verhindert eine häufige Brennstoffbeschickung. Dazu müssen nämlich die elektrischen Leitungen zu den Steuervorrichtungen und der Instrumentierung abgeklemmt und gelagert werden. Eine Vielzahl von Teilen muß von dem Druckgefäßdeckel abgebaut und anschließend an diesem wieder angebaut werden. Die Instrumentendxchtungen müssen unterbrochen werden. Die Stiftschrauben des Druckgefäßdeckels müssen gelöst, herausgeschraubt und gelagert werden. Der Druckgefäßdeckel muß abgehoben und gelagert werden. Die Führungs- und Antriebswellen müssen gesondert entfernt und gelagert werden; außerdem müssen die oberen Innenteile herausgenommen und gelagert werden.

Dieses umständliche Verfahren muß in umgekehrter Reihenfolge im Anschluß an die Brennstoffbeschickung des Kernreaktors beim Wiedereinbau der genannten Teile erneut durchgeführt werden. Die dafür erforderliche Zeit beträgt allgemein bis zu

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einem. Monat. Aufgrund der Vielzahl der bei dem Verfahren auszuführenden Arbeiten treten mit großer Wahrscheinlichkeit Schwierigkeiten auf, welche einen zusätzlichen Zeitverlust verursachen.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen Kernreaktor mit einer Einrichtung zu versehen, durch welche di.e zum öffnen und Schließen des Reaktordruckgefäßes erforderliche Zeit beträchtlich verringert wird.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die Erfindung eine Einrichtung zum schnellen Freilegen des Cores eines Kernreaktors mit einem durch einen Deckel verschlossenen Druckgefäß, welches jeweils eine beiderseits des Cores angeordnete Tragvorrichtung für die oberen und unteren Reaktorinnenteile sowie eine Vielzahl von mit Bezug auf das Core verschiebbaren Steuerstäben und außerdem eine Vielzahl von auf dem Druckgefäßdeckel angebrachten Antriebsvorrichtungen aufweist, die mit den Steuerstäben verbunden sind. Eine derartige Einrichtung ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Steuervorrichtungen eine mit dem Druckgefäßdeckel verbundene Hebevorrichtung angeordnet ist und daß die Tragvorrichtung für die oberen Innenteile mit dem Druckgefäßdeckel verbunden ist, so daß das Core nach dem Abheben des Deckels von dem Druckgefäß freigelegt ist.

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In Weiterbildung der Erfindung ist oberhalb des Reaktoroberteils eine mit einem Schutzschild kombinierte Hebevorrichtung angeordnet, welche vorzugsweise mit dem Druckgefäßdeckel über vier Zuganker verbunden ist. Die unteren Enden dieser Zuganker sind mit Laschen verschraubt, welche an dem Druckgefäßdeckel angeschweißt sind, während die oberen Enden dieser Zuganker als zylindrische Zapfen ausgebildet sind, die mit großem Spiel durch öffnungen in dem Schutzschild hindurchgeführt sind. Diese Zapfen sind vorzugsweise oberhalb des Schutzschildes jeweils mittels eines Verriegelungselementes befestigt.

Die oberen Reaktorinnenteile sind am Reaktoroberteil vorzugsweise durch vier Zuganker befestigt, deren untere Enden jeweils in die obere Endplatte des Cores eingeschraubt sind. Eine auf das obere Ende dieser Zuganker aufgeschraubte Mutter ruht auf einer Fläche eines Bundes von Durchführung zwischenstücken, die abgedichtet durch den Druckgefäßdeckel hindurchgeführt sind. Die Zwischenstücköffnungen sind gegenüber der Umgebung durch Verschlußstopfen und geeignete Dichtungen abgedichtet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

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die Pig. IA und IB aneinandergelegt einen Längsschnitt

durch einen Teil eines Kernreaktors und insbesondere die Befestigung des Druckgefäßdeckels an der Hebevorrichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt wie in den Fig. IA

und IB, jedoch an einer anderen Stelle, und insbesondere die Befestigung der Tragvorrichtung der oberen Reaktorinnenteile an dem Druckgefäßde cke1,

Fig. 3 als Einzelheit in vergrö fferter

Darstellung den oberen Teil eines in Fig. 2 dargestellten Befestigungselementes, und

Fig. 4 eine Abwandlung des in Fig. 3

dargestellten Befestigungselementes.

In den Fig. IA und IB ist ein Teil eines Kernreaktordruckgefäßes 10 dargestellt, welches durch einen Deckel 12 dicht verschlossen ist, der durch eine Vielzahl von Spannbolzen 14 gehaltert ist. Die Spannbolzen können durch eine

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in bereits vorgeschlagener Weise ausgeführte Hydraulikvorrichtung 18 gespannt oder gelöst und in einen nach außen vorragenden Bund 16 des Druckgefäßes 10 eingeschwenkt oder von diesem weggeschwenkt werden.

Das Druckgefäß 10 enthält ein nicht dargestelltes Core. Das Core besteht aus einer Vielzahl aufrecht angeordneter Brennstoffstäbe, die zwischen einer nicht dargestellten oberen und unteren Endplatte gehaltert sind. Direkt oberhalb des Cores ist eine Tragvorrichtung für die oberen Innenteile angeordnet, zu welcher die obere Endplatte des Cores gehört.

Die Tragvorrichtung für die oberen Innenteile weist einen Träger 20 auf, der über eine Vielzahl säulenartiger Teile 22 fest mit der'oberen Endplatte des Cores verbunden ist. Einige der säulenartigen Teile 22 dienen lediglich zur Verbindung des Trägers 20 mit der oberen Endplatte des Cores, während die anderen säulenartigen Teile 22 verschiedene Vorrichtungen aufweisen, die zur Führung der Steuerteile und zur Ausrichtung derselben in bezug auf Führungsrohre innerhalb des Cores des Kernreaktors dienen. Die obere Coretragvorrichtung ist hauptsächlich durch ein Kerngefäß 2k gehaltert, welches auf einem nach innen ragenden Bund 26 des Druckgefäßes 10 ruht. Zwischen einem Außenbund 30 des Trägers und dem oberen Rand des Kerngefäßes 24 ist eine Tellerfeder

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angeordnet. Weiterhin ist eine Vielzahl von Positionsstiften zur richtigen Ausrichtung der Tragvorrichtung für die oberen Innenteile vorgesehen, was im folgenden noch näher erläutert ist.

Gemäß der Darstellung in den Pig. IA und 2 ist eine Vielzahl von DurchführungsZwischenstücken 34 abgedichtet durch den Druckgefäßdeckel 12 des Kernreaktors hindurchgeführt. Auf den DurchführungsZwischenstücken sind Steuerstabantriebs vorrichtungen 35 angebracht, mittels welchen neutronenabsorbierendes Material in das Core eingefahren bzw. aus dem Core herausgezogen werden kann.

Auf dem Druckgefäßdeckel 12 ist außerdem eine Vielzahl von Laschen 36 angebracht. Zuganker 38, die ein Stück weit über den Druckgefäßdeckel 12 vorragen, sind in diese Laschen 36 eingeschraubt.

Die Steuervorrichtungen 35 werden durch einen oberhalb von ihnen angeordneten Schutzschild 40 seitlich stabilisiert. Der Schutzschild 40 ist an den Zugankern 38 befestigt. Insbesondere ist am Ende jedes Zugankers 38 ein hydraulisches Hubelement 42 angebracht. Der Schutzschild 40 ruht auf diesen Hubelementen 42. Oberhalb des Schutzschildes sind hydraulisch betätigte Verriegelungsteile 43

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angeordnet, Vielehe jeweils ein am oberen Ende der Zuganker 38 angebrachtes schraubenbolzenartiges Teil 46 fest verriegeln.

Die Steuerstabantriebsvorric'htungen 35 und die Zuganker 38 befinden sich im wesentlichen innerhalb eines ringförmigen Gehäuses 48, welches auf Konsolen 50 ruht, die unmittelbar oberhalb der Deckellaschen 36 an den Zugankern 38 befestigt sind. Das Gehäuse 48 weist eine · Vielzahl nach außen vorragender Tragwinkel 52 für elektrische Leitungen auf. Diese Tragwinkel sind ebenso wie eine elektrische Steckertragplatte 54 an dem Gehäuse 48 befestigt. Die Tragplatte 54 und die Tragwinkel 50 dienen zur Befestigung der elektrischen Kabel an den Vorrichtungen, so daß beim Abheben des Gehäuses und der mit diesem verbundenen Teile die elektrischen Leitungen nicht abgeklemmt zu werden brauchen. Ein Kabeltragarm 56 ist an der Tragplatte 54 angelenkt und sorgt für die richtige Ausrichtung der elektrischen Kabel 53.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2 besteht der Träger aus einer oberen Platte 60, einer unteren Platte 62 und einer Vielzahl vertikaler Verstärkungsrippen 64. Die untere Platte weist in der Mhe ihres äußeren Umfanges eine Vielzahl von in gleichen Abständen angeordneten Gewindebohrungen 66 auf,

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In diese Gewindebohrungen 66 sind die Enden von Zugankern 68 eingeschraubt, welche durch die Durchführungszwischenstücke 34 hindurch oberhalb des Druckgefäßdeckels vorragen.

Die oberen Enden der Zuganker 68 sind auf der Oberseite der DurchführungsZwischenstücke 34 gehaltert. Gemäß der Darstellung in den Fig. 3 und 4 ist auf das äußere Ende jedes Ankers 68 eine Mutter 70 aufgeschraubt, die sich auf der Oberseite der DurchführungsZwischenstücke 34 abstützt. Diese Anordnung ist gegenüber der Atmosphäre durch einen Verschlußstopfen 74 abgedichtet. Der Stopfen 74 weist einen nach unten vorragenden Bund 76 auf, der in einen nach oben ragenden Bund 78 an den DurchführungsZwischenstücken 34 eingepaßt ist. Zur Erzielung der erforderlichen Abdichtung kann ein konischer Ring 79 mit einem Stützring 8l verwendet werden. Die Dichtungsanordnung kann durch eine Vielzahl von Stiftschrauben 80 zusammengehalten werden, die in die Durchführungszwischenstücke 34 eingeschraubt sind. Ein sich Lösen der Mutter 70 kann entweder durch eine Federscheibe (Fig. 3) oder durch eine Tellerfeder 83' (Fig. 4) verhindert werden.

Um nun das Oberteil des Kernreaktors abheben zu können, welches aus den Steuerstabantriebsvorrichtungen 35» dem Druck-

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gefäßdeckel 12 und den oberen inneren Teilen besteht, zu welch letzteren der Träger 20 und die säulenartigen Teile 22 sowie die nicht dargestellte obere Endplatte des Cores gehört, ist es lediglich erforderlich, eine Hebevorrichtung an einer Huböse 86 anzubringen, die an dem Schutzschild 40 befestigt ist. Insbesondere werden zunächst die Spannbolzen 14 gelöst, und mit Hilfe der Hydraulikvorrichtung 18 aus dem unteren Bund 16 herausgeschwenkt. Die anschließend betätigte Hebevorrichtung hebt den Schutzschild 40 vertikal nach oben von dem Druckgefäß 10 ab und nimmt dabei den Druckgefäßdeckel mit, da dieser über die Zuganker 38 mit dem Schutzschild 40 verbunden ist. Die oberen Innenteile werden gleichzeitig angehoben, da sie durch die Durchführungszwischenstücke 34 hindurch über die Anker 68 mit dem Druckgefäßdeckel 12, auf dem sie gehaltert sind, verbunden sind. Aufgrund des im wesentlichen "einstückigen" Aufbaues des Reaktoroberteiles nach der Erfindung ergibt sich eine beträchtliche Zeit- und Kostenersparnis.

Wenn das Oberteil ohne die oberen Innenteile abgehoben werden soll, ist es lediglich erforderlich, die Dichtungsstopfen 74 sowie die Muttern 70 zu entfernen. Wenn der Schutzschild 40 dann abgehoben wird, wird zwar das Oberteil vollständig abgehoben, die oberen inneren Teile bleiben jedoch innerhalb des Reaktorddruckgefäßes 10.

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Wenn die oberen inneren Teile am Ende des Brennstoffbeschickungsvorganges wieder in das Reaktordruckgefäß eingesetzt werden, müssen sie auf den letzten drei Metern oder mehr sorgfältig bis in ihre Endstellung geführt werden. Zu diesem Zweck sind außerhalb von den Spannbolzen Ik drei Führungsbolzen 88 lösbar an den Bunden des Druckgefäßes befestigt. Die Führungswirkung durch die Führungsbolzen 88 in Zusammenwirkung mit der Führungswirkung durch die Positionsstifte 32 auf dem Kerngefäß 24 stellt die richtige Ausrichtung des Oberteils in bezug auf das Core sicher, wenn das Oberteil nach der Brennstoffbeschickung wieder aufgesetzt wird. Wenn dieser Vorgang abgeschlossen ist, werden die Spannbolzen 14 durch die Hydraulikvorrichtungen 18 wieder in den Bund eingeschwenkt und gespannt.

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Claims

Al

P at ent ansprüche

1/ Einrichtung zum schnellen Freilegen des Cores eines Kernreaktors mit einem durch einen Deckel verschlossenem Druckgefäß, welches jeweils eine beiderseits des Cores angeordnete Tragvorrichtung für die oberen und unteren

ψ Reaktorinnenteile sowie eine Vielzahl von mit Bezug auf das Core verschiebbaren Steuerstäben und außerdem eine Vielzahl von auf dem Druckgefäßdeckel angebrachten Steuerstabantriebsvorrichtungen aufweist, die mit den Steuerstäben verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Steuerstabantriebsvorrichtungen (35) eine mit dem Druckgefäßdeckel (12) verbundene Hebevorrichtung (42, 43» 86) angeordnet ist und daß die Tragvorrichtung (20, 68, 34, 70) für die oberen Innenteile (22) mit dem Druckgefäßdeckel verbunden ist, so daß das Core nach dem Abheben des Deckels von dem Druckgefäß (10) freigelegt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebevorrichtung (42, 43, 86) mit einem Schutzschild (40) verbunden ist, welcher die Steuerstabantriebsvorrichtungen (35) seitlich führt.

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3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Tragvorrichtung (20, 68, 34, 70) für die oberen Innenteile (22) mit dem Druckgefäßdeckel (12) über eine Vielzahl von Zugankern (68) verbunden ist, welche durch den Druckgefäßdeckel hindurchragen und auf welche jeweils eine Mutter (70) aufgeschraubt ist, die jeweils zur Halterung in auf dem Druckgefäßdeckel angebrachten Durchführungszwischenstücken (3*0 dient, und daß der Druckgefäßdeckel mit der Hebevorrichtung (42, 43, 86) über eine Vielzahl von weiteren Zugankern (38) verbunden ist die von oben her betätigbar sind und die oberen Teile mit dem Druckgefäßdeckel verbinden.
4. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Muttern (70) jeweils von einer Dichtungsanordnung (74) umschlossen sind, welche lösbar und abdichtend an den Durchführungszwischenstücken (34) befestigt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtungen (35) von einem Gehäuse (48) umschlossen sind, welches an den weiteren Zugankern (38) gehaltert ist.

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