DE2256879A1

DE2256879A1 - Transporteinrichtung fuer laengliche brennelemente von kernreaktoren

Info

Publication number: DE2256879A1
Application number: DE2256879A
Authority: DE
Inventors: Max Dipl Ing Heller; Erich Kaetscher; Robert Weber
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1972-11-20
Filing date: 1972-11-20
Publication date: 1974-05-22

Description

Transporteinrichtung für längliche Brennelemente von Kernreaktoren.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 816 856 ist eine Transport einrichtung für längliche Brennelemente von Kernreaktoren mit einem allseitig biegesteifen Stützkörper bekannt, dessen Länge größer ist als die der Brennelemente.
Der Stützkörper weist Auflagen zur Aufnahme der Brennelemente auf, die durch Klemmbügel gegen den Stützkörper gepreßt werden.
Beim Transport ist der Stützkörper in einem druckdichten, im Querschnitt zylindrischen Behälter untergebracht. Solche Behälter sind zwar wegen der Zylinderform recht stabil, ihr Volumen ist aber den meist rechtwinkligen, üblicherweise quadratischen Querschnitten der Brennelemente nur schlecht angepaßt. Deshalb wird beim Transport sehr viel Raum benötigt.
Außerdem vergrößert der Behälter das Transportgewicht ganz erheblich, was sich besonders beim Flugtransport verteuernd auswirkt.
Ziel der Erfindung ist demgegenüber eine Transporteinrichtung, mit der der Stützkörper ohne Nachteile für die mechanische Sicherheit der Brennelemente unabhängig von einem dichteh'Behälter transportiert werden kann, so daß Gewichtseinsparungen möglich sind. Dieses Ziel erreicht man erfindungsgemäß dadurch, daß der Stützkörper federnd und schwingungsdampfend an einem Rahmen befestigt ist, der mit Abstand den Stützkörper umgibt.
Der Rahmen sorgt für einen äußeren Schutz des Stützkörpers beim Transport. Mit ihm können die Brennelemente auch stoßge' schützt abgestellt werden. Dieser Schutz wird aber mit wesentlich geringerem Aufwand als mit dem bekannten dichten Behälter erreicht. Dennoch bietet der Rahmen auch die Möglichkeit, ihn mit einfachen Mitteln zu einem dichten Behälter zu ergänzen, wie später noch näher erlOutert wird.
Der Rahmen kann vorteilhaft Stützen zum Stapeln mehrerer Transporteinrichtungen aufweisen. Unter Umständen kann auch e1.
Rahmen für mehrere Stützkörper vorgesehen sein. An den Stützen, die insbesondere im Interesse eines raumsparenden Lagerns oder Transportierens demontierbar sein können, oder in ihrer Nähe lassen sich vorteilhaft Befestigungsmittel zul Verbinden gestapelter Stützkörper anordnen, so daß eine z.B. für den Schiffs transport in Containern geeignete Gruppierung möglich ist.
Die Unterseite des Stützkörpers kann vorteilhaft mit einer den Abmessungen des Rahmens angepaßten Wanne abgedeckt werden, die am Rahmen befestigt ist. Da die Wanne keine tragende Funktion zu erfüllen hat, kann sie sehr leicht sein nd günstig aus Kunststoff hergestellt werden. Der Rahmen sollte z.B.
mindestens stellenweise aus der Wanne herausragen, damit die Wanne auch beim Abstellen kräftefrei bleibt. Sie kann den Rahmen aber auch vollständig einschließen, wenn durch sie nur großflächig wirkende Druckkräfte zu tlber;tragen sind.
Ferner ist es günstig, wenn die Oberseite des Rahmens eine den Stützkörper umfassende Haube aufeist. Die Haube kann die Brennelenente gegen Verschmutzung schützen. Dazu braucht sie nur leicht zu sein und kann aus Kunststoff hergestellt werden. Sie sollte jedoch getrennt abnehmbar sein.
Die Haube kann zusammen mit der Wanne einen druckdichten Raum einschließen, so daß eine gasdichte kapselung der zu transportierenden Brennelemente möglich ist. Wenn man dem Raum eine Druckausgleichsvorrichtung zuordnet, können die Wände des Raumes, also Wanne und Haube, mit besonders geringen Wandstärken ausgeführt werden. Die Druokauagleiohsvorrichtung kann auch ein Filter umfassen. Hierin soll sich der in der Luft befindliche Staub bei Druckausgleich absetzen.
Zwischen dem Stützkörper und dem Rahmen kann man Einrichtungen zur Messung von Stößen vorsehen. Dadurch kann man sicherstellen, daß nur Brennelemente im Reaktor Verwendung finden, die beim Transport keinen zu hohen Belastungen ausgesetzt wurden. Solche Meßeinrichtungen sind z.B. plombierte-Reißschnüre, definiert verformbare Pappen usw.
Ferner kann man die Sicherheit beim Transport noch dadurch vergrößern, daß man den Stützkörper zwischen Wanne: und Haube stoßgeschützt festlegt. Hierzu kann der Raum mit Schüttgut aus federndem Material ausgefüllt werden. Wanne und Haube können ferner mit stoßabsorbierenden Schichten belegt sein. Hierfür kann man auch ein isolierendes Material verwenden, das gegen benenfalis erst bei einer' nennenswerten. Temperaturerhöhung, z.B. im Falle eines Feuers, aufschäumt- und dadurch quillt.
Die Festigkeit der Transporteinrichtung kann: zur Weiterbildung der Erfindung durch Bandagen aus hitzefestem, stoßabsorbierendem Material gesteigert werden,- insbesond-ere durch eine Bewehrung mit imprägnierten Holzteilen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im fol--gen-den anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.
In Fig. 1 ist eine Trans-porteinrichtung nach der Erfindung in einem- Querschnitt zu sehen. Die Fig 2 zeigt eine Draufsicht bei abgenommenem Deckel. Die F4g.- 3 Iäßt in einer Seitenansicht besonders deutlich zusätzliche Abstützungen zum Stapeln und Schwenken der Transporteinrichtung erkennen.
Ein wesentlicher Teil der Transportvorrichtung ist ein als-Stützkörper dienender Träger 1 mit einem Profil, das aus einem Steg 2 und einem Querflansch 3 besteht. Der Träger ist aus zwei gleichen Blechschalen 5 und 6 zusammengesetzt, die bei 7 mit einer Längsnaht zusammengeschweißt sind'. Im Inneren des Trägers sind Querrippen 8 vorgesehen, die eine Querversteifung des Trägers 1 bilden. Die Querrippen sind beim Ausführungsbeispiel Bleche mit einem dem Hohlraum des Trägers 1 angepaßten Umfang, die an allen Wänden des Trägers mindestens stellenweise angeschweißt sind. Dadurch erhält der Träger eine große Steifigkeit gegen Verbiegen und Verwinden.
Auf der Außenseite des Trägers sitzen im Bereich der rechtwinkligen Ausnehmungen 10, 11 zwischen Steg und Flansch paarweise vier Schienen 15. Die Schienen haben das aus der Figur ersichtliche rechteckige Profil mit einer T-förmigen Nut 17. Sie sind mit dem Träger 1 verschweißt und sorgen deshalb für eine erhöhte Festigkeit in Längsrichtung.
An den Schienen 15 sind mit Schrauben 16 Platten 20 und 21 angeschraubt, die als winkelgenaue Unterlagen zur Aufnahme der Brennelemente dienen. Die Platten 20 und 21 bilden zusammen einen Winkel 19, der dem Profil der Brennelemente angepaßt ist. Ein über die Schienen 15 hinausragendes Lager 22 bzw. 23 am Winkel 19 dient zur Befestigung von Bügeln 25, mit denen die Brennelemente festgeklemmt werden. Zu diesem Zweck ist an jedem Schenkel 27 und 28 des Bügels 25 eine mit einem Handrad 29 verstellbare Druckplatte 30 angebracht, die mit einem Kugelgelenk 31 gelagert ist. Die Druckplatte 30 wird auf die Abstandshalter der länglichen Brennelemente aufgesetzt. Zur Anpassung an unterschiedliche Brennelemente sind die Platten 20, 23 in Längsrichtung und allseitig pendelnd verstellbar. Die Schienen 15 sorgen dabei für die gleichmäßige Ubertragung der auftretenden Kräfte auf den Träger 1.
Der Träger 1 ist seinerseits mit sogenannten Schwingietallen 35 in einem Rahmen 37 befestigt, der den anderen wesentlichen Teil der Transporteinrichtung bildet. Die Schwingmetalle sind Gummikörper, die mit metallischen Armaturen an ihren Enden zusammenvulkanisiert sind und die für eineelastißche, aber schwingungsdämpfende Aufhängung des Stützkörpers 1 im Rahmen 37 sorgen. Der Rahmen wird in Längsrichtung im wesentlichen von zwei parallelen U-Trägern 39 und 40 gebildet, die mit über die Länge verteilten Querschienen 42 zusammengefaßt sind. Der Rahmen 37 ist so stabil, daß die beim Transport der Brennelemente vorkommenden mechanischen Beanspruchungen ohne Schäden an den vom Stützkörper gehaltenen Brennelementen aufgenommen werden. Dabei bietet der Abstand zwischen dem Rahmen 37 und dem Träger 1, der größer als die Breite des Steges 2 ist, Raum für Ausgleichsbewegungen. In diesem Raum können auch Meßeinrichtungen 43 für die am StUtzkörper 1 angreifenden Beschleunigungskräfte untergebracht sein.
Zur äußeren Abdeckung ist der Rahmen 37 mit einer den Träger 1 einschließenden. Haube 45 aus abgekantetem Blech oder aus Kunststoff abgedeckt. Die Haube kann sehr leicht sein, da gie nur einen Berührungsschutz bildet. Die mechanische Festigkeit, die für den Transport der schlanken und empfindlichen Brennelemente benötigt wird; ist beim Ausführungsbeispiel einmal durch den Träger 1 gegeben, zum anderen durch den Rahmen 37, in dem der Träger 1 mit Hilfe der Schwingmetalle 35 elastisch aufgehängt ist.
Als Gegenstück zur Haube 45 ist der Rahmen 37 mit einer inneren Wanne 47 ausgebildet, die ebenso wie die Haube 45 aus abgekantetem Blech oder aus Kunststoff bestehen kann. Die- Wan-.
ne 47-ist im Rahmen 35 mit den in der Fig. 1 nur angedeuteten Schrauben 48 der Schwingmetalle 35 zwischen den U-Eisen 39,40 und den Schwingmetallen 35 festgeklemmt. Dabei treten nur großflächig-w-ir-kende Druckkräfte auf, so daß die spezifischen Belastungen klein sind.
Wanne 47 und Haube 45 bilden zusammen einen gasdichten Raum 50, in dem die Brennelemente von derftmosphäre isoliert sind. Durch-ein sruckausgleiQhsventil 52, dem ein Filter 53 zugeordnet ist, kann man die auf Haube und Wanne wirkende Druckdifferenz begrenzen und dennoch vermeiden, daß schädliche Gase nach außen dringen oder Schmutz in das- Innere gelangt. Perner kann der Raum 50 mit Kunststoffkugeln 32 aufgefüllt sein, um die Stoßfestigkeit zu erhöhen. Die gleiche Wirkung läßt sich mit den nur angedeuteten Kunststoffschichten 33 und 34 erreichen, die in Wanne 47 und Haube 45 vorgesehen sein können und zusätzlich als Versteifung wirken. Gut bewährt haben sich auch die bei 38 angedeuteten Holzleicten, die zusammen mit einer insbesondere Rahmen 37, Haube 45 und.Wanne 47 umfassenden Seil- oder Bandstahlbandagen 38 eine etoafeste Bewehrung bilden.
Die Fig. 2 zeigt, daß der Träger mit einer großen Ansahl von Bügeln 25 versehen werden kann. Beim Ausführungabeispiel sind es neun. Dadurch erhält man eine sichere Festlegung der Brennelemente, ohne daß im einzelnen große Kräfte ausgeübt werden müssen. Die Bügel sind mit Hilfe der Schienen 15 so verstellbar, daß man sich allen vorkonienden Brennelementau.führungen anpassen kann. Für eine Anpassung in Längsrichtung sorgen zwei Endplatten 55 und 56, die ebenso wie die Winkel 19 an den Schienen 15 verstellbar befestigt sind.
Die Fig. 3 zeigt besonders deutlich, daß an den U-Trägern 39, 40 vier gleiche Stützen 58 befestigt sind. Sie bestehen jeweils aus einem zentralen Dorn 60, der mit seitlichen Blechen 61 in Längsrichtung des Rahmens 37 und weiteren Blechen 62 quer dazu versteift ist. Die Oberseite des Dornes 60 weist eine Bohrung 63 auf, in die eine untere Verlängerung 64 des Dornes 60 hineinpaßt, die nach unten aus den Trägern 39, 40 herausragt. Die Stützen 58 können abnehmbar sein. Dabei kann der Dorn 60 durch ein Rohr 65 geführt sein, dae zur Verstärkung zwischen den Flanschen der Träger 39,40 eingeschweißt ist.
Die Stützen gestatten ein sicheres Stapeln der Rahmen 37, wobei jeweils die Verlängerung 64 des oberen Rahmens in die Bohrung 63 beim darunter liegenden Rahmen ingreift. Mit Hilfe der Bohrungen 66 können die Rahmen zusätzlich verbünden, z.B. über nicht dargestellte Laschen verechraubt werden.
An den Stirnseiten des Rahmens 37 sind in U-Trägern 69,70, die mit den U-Trägern 39,40 verschweißt sind, zum Schwenken des Rahmens geeignete Führungen 72 einerseits und Kranüsen 73 andererseits eingesetzt.

Claims

PatentansPrUche:

öl' Transporteinrichtung für längliche Brennelemente von Kernreaktoren mit einem allseitig biegesteifen Stützkörper, dessen Länge größer ist als die der Brennelemente und der Auflagen zur Aufnahme der-Brennelemente aufweist, die durch Klemmbügel gegen den Stützkörper gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der StUtzkörper (1) federnd und schwingungsdämpfend an einem Rahmen (37) befestigt ist, der mit Abstand den Stützkörper (1) umgibt.
2. Transporteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (37) Stützen (63,64) zum Stapeln mehrerer Behälter aufweist
3. Transporteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (63,64) demontierbar sind.
4. Transporteinrichtung nach Anspruch 2 oder 3., dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Stützen (63,64) Befestigungsmittel (66) zum Verbinden gestapelter Rahmen (37) angeordnet sind.
5. Transporteinrichtung nach einem der.Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Stützkörpers (1) mit einer den Abmessungen des Rahmens (37) angepaßten Wanne (47) abgedeckt ist, die am Rahmen (37) bebefestigt ist.
6. Transporteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (37) mindestens stellenweise aus der Wanne (47) herausragt.
7. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite des Rahmens (37) eine den Stützkörper (1) umfassende Haube (45) aufweist.
8. Transporteinrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß Wanne (47) und Haube (45) gemeinsam einen druckdichten Raum (50) einschließen.
9. Transporteinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Raum (50) eine Druckausgleichsvorrichtung (52) zugeordnet ist.
10. Transporteinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsvorrichtung (52) ein Filter (53) umfaßt.
11.- Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (47) aus einem spezifisch leichten Werkstoff, insbesondere aus Kunststoff, besteht.
12. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (45) aus einem spezifisch leichten Werkstoff, insbesondere aus Kunststoff, besteht.
13. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stützkörper (1) und dem Rahmen (37) Einrichtungen (43) zur Messung von Stößen vorgesehen sind.
14. Transporteinrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (50) Schüttgut aus federndem Material, insbes. Kunststoffkugeln, enthält.
15. Transporteinrichtung nach Anspruch 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite von Haube (45) und/oder Wanne (47) mit einer Schicht aus isolierendem, stoßabsorbierendem Material belegt ist.
16. Transporteinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht den Raum zwischen Wanne (47) und/oder Haube (45) und Stützkörper (1) bis auf ein für die Bewegung des Stützkörpers notwendiges Spiel ausfüllt.
17. Transporteinrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus einem Material besteht, das bei Temperaturerhöhung quillt,-z.B. aufschäumt.
18. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß Rahmen (37) und Haube (45) mit umlaufenden Bandagen aus hitzefestem, stoßabsorbierendem Material. zusammengespannt sind.
19. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 18, gekennzeichnet durch getrennte Bandagen für Haube und Wanne.
20. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch eine Bewehrung mit stoßabsorbierenden imprägnierten Holzteilen.