DE2808989C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine stoßdämpfende Stützkon­ struktion nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur seitlichen Abstützung zwischen einer im wesentlichen senkrechten Kammer­ wand und einer dazu im wesentlichen parallel und mit Abstand verlaufenden Seite eines Gestells zur Aufnahme von Kernbrenn­ elementen.

Ausgebrannte Brennelemente werden bekanntermaßen in Lager­ gestellen gelagert, die in einer grubenartigen, mit Wasser gefüllten Kammer untergebracht sind. Von erheblicher Bedeu­ tung ist dabei die sichere, und auch noch bei außer­ gewöhnlich starken Erdbeben sichere Abstützung der Lagergestelle in der Kammer, da übermäßige Verschiebungen oder Biegeverformungen der Gestelle aufgrund solcher Ein­ flüsse zu Beschädigungen der darin aufgenommenen Brennelemente und damit zur unerwünschten Freisetzung strahlender Stoffe führen können. Außerdem ist die Möglichkeit unterschiedlicher Wärmedehnungen zwischen den Gestellen und den Kammerwänden zu berücksichtigen.

In der Praxis sind schon verschiedene Bauarten seitlicher Stützkonstruktionen bekannt. Eine derartige bekannte Stütz­ konstruktion weist eine am Gestell bogenförmige schwenkbar angelenkte Stützplatte auf, die sich an der benachbarten Kammerwand abstützt und mittels eines Tellerfederpakets vorgespannt ist. Dabei ist aber die Einstellung der Vor­ spannkraft schwierig und auch die Ausrichtung der Stütz­ konstruktion problematisch. Auch die bogenförmige Schwenk­ barkeit der Stützplatte schafft Probleme aufgrund des er­ forderlichen großen Raums zwischen Gestell und Kammerwand und hinsichtlich einer genauen Anlage der Stützplatte an der Kammerwand bei den auftretenden hohen Reibungskräften. Eine andere bekannte Stützvorrichtung arbeitet mit einer scheren­ lenkerartig ausgebildeten, von dem Gestell etwa horizontal gegen die benachbarte Kammerwand ausfahrbaren Abstützung.

Beide bekannten Bauarten haben den Nachteil, daß sie wegen der zur sicheren Stoßdämpfung notwendigen hohen Vor­ spannkräfte übermäßige Belastungen auf die Kammerwände und das Gestell ausüben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und zuverlässige stoßdämpfende Stützkonstruktion zur seit­ lichen Abstützung zwischen Lagegestell und Kammerwand einer Lagerkammer zu finden, die unnötig hohe Belastungen ver­ meidet, aber auch bei starken Erdbeben oder dgl. die not­ wendige Stoßdämpfung zuverlässig sicherstellt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Stützkonstruktion gelöst.

Die Erfindung macht dabei Gebrauch von dem aus der US-PS 32 06 374 an sich bekannten Prinzip der seitlichen Abstützung eines Reaktorkerns im Reaktorbehälter mit Hilfe von etwa horizontal angeordneten Stützen, die jeweils einen Zylinder und einen darin verschiebbaren Kolben auf­ weisen, zwischen denen eine Feder angeordnet ist. Bei der bekannten Stützkonstruktion ist die Feder als Tellerfeder­ paket zwischen Kolben und Zylinder ausgebildet. Dabei wird aber wiederum eine hohe Vorspannkraft erzeugt, wohingegen bei der Erfindung eine nur mäßige Vorspannkraft mit Hilfe der Feder erzeugt wird und die Stoßdämpfungsfähigkeit bei starken Stößen hydraulisch mit Hilfe der Mittel zur Steuerung einer Strömungsmittelströmung in den bzw. aus dem Zylinder zur Dämpfung der Kolbenbewegungen im Zylinder bewerkstelligt wird. Außerdem ist wegen der Arretierbar­ keit des Kolbens relativ zum Zylinder bei zusammengedrückter Feder ein leichter Ein- und Ausbau der Stützkonstruktion möglich.

Unterschiedliche Wärmedehnungen zwischen der Kammer­ wand und dem Lagegestell werden durch die Bewegung des Kolbens im Zylinder unter Ausdehnung oder Zusammendrückung der Feder aufgenommen, wobei entsprechend Wasser in den oder aus dem Zylinderraum hinein bzw. herausströmt, so daß unterschiedliche Wärmedehnungen keine übermäßigen Kräfte zwischen Lagergestell und Kammerwand erzeugen können. Bei einer starken seitlichen Belastung, beispielsweise aufgrund eines Erdbebens, übt die im wesentlichen inkompressible Flüssigkeit im Zylinderraum einen Widerstand aus und dämpft die Kolbenbewegung, so daß eine im wesentlichen starre Abstützung zwischen dem Lagergestell und der Kammerwand erhalten bleibt und die Möglichkeit übergroßer, auf die Brennelemente wirkender Belastungen oder Biegekräfte wesent­ lich verringert ist.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Anzahl von in einer Kammer ange­ ordneten Lagergestellen für ausge­ brannte Brennelemente,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht einer seitlichen Stützvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 3 eine Ansicht aus der Ebene III-III in Fig. 2, und

Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform der Stützvorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Anzahl von in einer Kammer bzw. Grube 12 angeordneten Lagergestellen 10 für ausgebrannte Brennelemente. Die Gestelle sind in rechteckiger An­ ordnung in der Grube angeordnet und weisen jeweils eine Anzahl von Zellen 14 auf, die jeweils zur Aufnahme eines Brennelements 16 dienen. Einander benachbarte Gestelle 10 sind jeweils durch seitliche Stützen 18 gegeneinander abgestützt, so daß sich die Anordnung bei starken Be­ lastungen im wesentlichen als einheitliche Masse bewegt. Die Gestelle sind außerdem typischerweise am Boden der Grube mittels einer nicht dargestellten, angeschraubten oder angeschweißten Konstruktion befestigt. Die Grube weist typischerweise eine tragende Konstruktion 20 aus Beton und eine dichte Metallauskleidung 22 auf. Die Seitenteile 24 der Gestelle bestehen typischerweise aus einer offenen Konstruktion von Metallstreben, um den Durchtritt von borhaltigem Wasser zu ermöglichen. Zwischen den, den Grubenwänden zugewandten Gestellseitenteilen 24 und der dazu im wesentlichen parallelen Auskleidung 22 der Grubenwände ist eine Anzahl seitlicher Stützvor­ richtungen 26 vorgesehen. Diese Stützvorrichtungen können in unterschiedlichen Höhen längs der Seiten der Gestelle angeordnet sein, vorzugsweise befinden sie sich jedoch nahe dem oberen Ende der Gestelle.

Ein Ausführungsbeispiel einer dieser seitlichen Stützvorrichtungen ist in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Die Stützvorrichtung weist eine oder mehrere, vorzugs­ weise jeweils mittels eines Kugelgelenks beweglich ge­ halterte Stützplatten 28 mit einer ebenen Stützfläche 30 auf, die sich gegen jede, bezüglich der sie tragenden Schäfte 32 im wesentlichen achssenkrechte Gegenfläche an­ legen können. Die Schäfte 32 können unmittelbar an einem Kolben 34 oder in der dargestellten Weise über zusätzliche Bauteile daran befestigt sein. Bei diesen zusätzlichen Bau­ teilen kann es sich um einen mittels einer Zapfenverbindung 40 an einer Verlängerung 38 des Kolbens angelenkten Einstell­ körper 36 handeln.

Der Kolben 34 ist in einem Zylinder 42 verschiebbar und ragt vorzugsweise durch ein offenes Ende 35 des Zylinders in diesen hinein. Zwischen dem Kolben und dem Gestell, vorzugsweise innerhalb des Zylinders befindet sich ein elastisch zusammendrückbares Bauteil, beispielsweise eine Druckfeder 44. Diese Druckfeder 44 ist so bemessen, daß sie ständig eine Vorspannkraft auf den Kolben ausübt. Der Kolben 42 ist beispielsweise mittels einer Schweißver­ bindung 48 an einem tragenden Bauteil 46 des Gestells 10 befestigt.

Alternativ dazu können gemäß Fig. 4 die Stützplat­ ten 28 mit dem Zylinder 42 a verbunden sein, der auf einem feststehenden Kolben 34 a verschiebbar ist und zwischen sich und dem Kolben einen vorgegebenen Spielraum 56 a aufweist. Der Kolben 34 a ist an der Seite 24 feststehend befestigt, und die Feder 44 a wirkt auf den Zylinder.

Gemäß den Fig. 2 und 3 sind auch Mittel zur wahlweisen Arretierung des Kolbens 34 in einer einge­ fahrenen Position bei zusammengedrückter Feder vorge­ sehen. Diese Mittel umfassen eine Öffnung 50 in der Zylinderwand, eine entsprechende Öffnung 52 im Kolben und einen mit einem Ring versehenen Arretierungsstift 54, der bei entsprechender Kolbenstellung durch die Zylinderwand­ öffnung 50 in die Kolbenöffnung 52 einsteckbar ist. Vorzugsweise ist die Öffnung 50 so gelegen, daß ein Teil des Kolbens diese Öffnung stets verdeckt, damit diese Öffnung nicht unerwünschterweise als Strömungsweg in den bzw. aus dem Zylinder wirkt.

Eine entsprechende Arretierungsvorrichtung ist auch bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 4 vorge­ sehen.

Ferner sind Mittel zur Steuerung einer Strömungs­ mittelströmung in den oder aus dem zwischen dem Kolben und dem Gestell befindlichen Zylinderraum vorgesehen. Da­ zu kann beispielsweise ein bestimmter gewählter Spiel­ raum 56 zwischen dem Kolben 34 und dem Zylinder 42 oder alternativ eine oder mehrere kleine Bohrungen 62 in der Zylinderwand oder im Zylinderboden 58 dienen.

Die Stützvorrichtung 26 läßt sich leicht einbauen, indem der Kolben unter Zusammendrückung der Feder in den Zylinder eingeschoben und mittels des Arretierungsstiftes verriegelt wird. Danach kann der Zylinder am Gestell be­ festigt werden. Anschließend können der Einstellkörper und die daran gehalterten Teile am Kolben bzw. an dessen Ver­ längerung montiert werden, wonach die Vorrichtung für die endgültige Ausrichtung fertig ist. Bei richtig bemessenen Bauteilen kann die Vorrichtung dann lediglich durch Lösen des Arretierungsstiftes positioniert werden, wodurch die auf den Kolben wirkende Feder diesen aus dem Zylinder aus­ schiebt und dadurch die damit verbundenen Stützplatten gegen die Kammerwand drückt. Dabei strömt in der Kammer vorhandenes Wasser in kontrollierter Weise in den hinter dem Kolben befindlichen Raum 60 im Zylinder ein, der die Feder enthält. Bei langsamen Relativbewegungen, wie sie beispielsweise infolge von unterschiedlichen Wärmedehnungen zwischen der Kammer und dem Gestell auftreten, gleitet der Kolben in der jeweiligen Richtung im Zylinder, wobei die Gleitbewegung durch die Feder unterstützt oder ihr entgegen­ gewirkt wird, je nach der Verschieberichtung. Bei schnellen Relativbewegungen, wie sie beispielsweise durch erdbeben­ bedingte Belastungen hervorgerufen werden, kann die Hydraulikflüssigkeit im Zylinder nicht so schnell aus­ strömen, so daß die Stütze als im wesentlichen starre Stütze bzw. als Dämpfer wirkt. Die Stärke der Dämpfung kann durch Bemessung des Spielraums zwischen Kolben und Zylinder und/oder Bemessung und Orientierung der Drosselöffnungen 62 auf jeden gewünschten Wert einge­ stellt werden.

Die in Fig. 4 gezeigte Anordnung arbeitet in entsprechender Weise.

Claims (2)

1. Stoßdämpfende Stützkonstruktion zur seitlichen Abstützung zwischen einer im wesentlichen senkrechten Kammerwand (22) und einer dazu im wesentlichen parallel und im Abstand ver­ laufenden Seite (24) eines Gestells (10) zur Aufnahme von Kernbrennelementen (16), mit

   • a) einem im wesentlichen horizontal angeordneten Stoß­ dämpfer mit einem Zylinder (42) und einem darin verschieb­ baren Kolben (34), und
   • b) einer zwischen Kolben und Zylinder angeordneten Feder (44), die eine Vorspannkraft zwischen der Kammer­ wand (22) und der Seite (24 ) des Gestells (10) erzeugt,
2. dadurch gekennzeichnet, daß

   • c) der Stoßdämpfer (34, 42) mit Mitteln (62) zur Steuerung einer Strömungsmittelströmung in den bzw. aus dem Zylinder (42) zur Dämpfung der Kolbenbewegungen im Zylinder ausgestattet ist,
   • d) in der Wand des Zylinders (42) und im Kolben (32) jeweils eine Öffnung (50, 52) gebildet ist, und
   • e) diese beiden Öffnungen (50, 52) in einer bestimmten Kolbenstellung miteinander fluchten und zur Aufnahme eines den Kolben relativ zum Zylinder festlegenden Arretierungs­ stiftes (54) dienen.