DE3631019A1 - Pruefungen in einer kernreaktoranlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur Durchführung von wiederkehrenden Prüfungen in einer Kernreaktoranlage gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Kernreaktoranlagen werden aufgrund geltender Sicher­ heitsbestimmungen wiederkehrenden Prüfungen unterzogen, mit denen sichergestellt werden soll, daß keine unzu­ lässigen Veränderungen infolge betrieblicher Einwirkung oder hierdurch verursachte Schäden unentdeckt bleiben, die zu einem katastrophalen Versagen der gesamten Anlage oder einzelner Komponenten bzw. Anlagenteile führen können.

Solche wiederkehrenden Prüfungen bestehen im wesentli­ chen in der Anwendung zerstörungsfreier Prüfverfahren, vorzugsweise Ultraschallverfahren, deren Reproduzier­ barkeit mit gleichen Prüfparametern gewährleistet sein muß.

Die Durchführung der Prüfungen in strahlungsgefährdeten oder strahlungsverseuchten Bereichen der Kernreaktoran­ lage erfordert besondere Maßnahmen zum Schutz des mit der Prüfung befaßten Prüfpersonals.

Wie aus automatischen Prüfanlagen zur zerstörungsfreien Prüfung von Serienerzeugnissen aus laufender Fertigung bekannt ist, werden auch in Kernreaktoranlagen häufig Manipulatoren zur Handhabung der Prüfeinrichtungen be­ nutzt, die auf temporär oder stationär installierten Führungsschienen, die entlang den festgelegten Prüfbah­ nen angeordnet sind, verfahren werden.

In der DE-PS 25 09 025 ist ein Verfahren zum Einbringen eines Manipulators in die Kaverne eines Spannbetonbaus einer Kernreaktoranlage mit Gaskühlung beschrieben, bei dem ein zum Manipulator gehöriges Standrohr mit seitlich daran anschließenden Teleskoparmen und daran befestigten Manipulatorköpfen für die Dauer der Arbeiten in die Ka­ verne eingefahren wird. Die vorgesehene Prüfung bezieht sich auf die Kaverne und die darin eingebauten Kompo­ nenten. Ein geschlossener metallischer Druckbehälter, der aus einzelnen Schüssen zusammengesetzt ist, die miteinander verschweißt sind, ist hierbei nicht in Be­ tracht gezogen.

Unter Zugrundelegung dieses bekannten Standes der Tech­ nik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren der oberbegrifflichen Art zur Durchführung von wieder­ kehrenden zerstörungsfreien Prüfungen an einem Reaktor­ druckbehälter aus Stahl, der aus einzelnen mittels Schweißnähten verbundenen Behälterabschnitten zusammen­ gesetzt ist, anzugeben, daß die besondere Strahlungs­ gefährdung des mit der Prüfung befaßten Personals ver­ meidet und jederzeit mit der erforderlichen Genauigkeit reproduzierbare Prüfbefunde gewährleistet. Darüberhinaus soll eine Vorrichtung angegeben werden, die einfach und kostengünstig gestaltet ist und die schnelle und zuverlässige Durchführung des Verfahrens gestattet bei möglichst geringem Aufwand an Kosten und Zeit für die Durchführung.

Die Lösung der Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 6.

Danach ist vorgesehen, daß vor Beginn der Prüfungen eine kammerähnliche Schleusenvorrichtung, in welcher die Prüfanordnung aufbewahrt wird, in dem begehbaren Bereich des Ringraums, der den Reaktordruckbehälter umgibt, in­ stalliert wird auf einer Zwischendecke, die den Ringraum in den oberen begehbaren und den unteren nicht begeh­ baren Bereich unterteilt.

Sodann wird die Prüfanordnung, d.h. der zur Prüfung der Außenwand des Reaktordruckbehälters mit einer Prüfein­ richtung versehene Manipulator auf die im Ringraum an­ geordnete Führungsschienen aufgesetzt und an eine Über­ tragungsleitung zur Übertragung von Meßdaten und Steuer­ befehlen sowie der zum Betrieb der Prüfanordnung erfor­ derlichen Energie angeschlossen.

In Besonderheit der Erfindung und ihrer Ausgestaltung kann die vorgesehene Prüfung sowohl bei abgeschaltetem als auch bei in Betrieb befindlichem Reaktor durchge­ führt werden. Sofern die Anwesenheit des Prüfpersonals im Ringraum erforderlich ist, ist sein Aufenthalt aus­ schließlich in der Schleusenvorrichtung vorgesehen, deren Wände mit einer ausreichenden Abschirmung gegen die vom Reaktordruckbehälter ausgehende Strahlung ver­ sehen sind, welche die Grenzen der zulässigen Strah­ lungsbehandlung des Bedienungspersonals sicher einhält.

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenvorrichtung mitsamt dem Manipulator und der Prüfeinrichtung unter Benutzung eines im Ringraum ohnehin vorhandenen Hebe­ zeuges zur Installation des Reaktordruckbehälters und seiner Einbauten montiert und nach Beendigung der Prü­ fungen wieder demontiert wird.

Die erfindungsgemäße Schleusenvorrichtung ist gestaltet als allseits geschlossene Kammer mit zwei gegenüberlie­ genden Personenöffnungen und einer Anschlußöffnung in der an die Ringraumaußenwand angrenzenden Rückwand. Die Anschlußöffnung in der Rückwand dient zum Anschluß des Manipulators und der daran gekoppelten Prüfeinrich­ tung an eine Übertragungsleitung für die Übertragung von Meßdaten und Steuerbefehlen sowie der Versorgung mit der zur Betätigung erforderlichen Energie.

Von den beiden Personenöffnungen befindet sich je eine im Boden und in der Decke der Schleusenvorrichtung. Sie sind jeweils mit Türen verschließbar.

Die obere Öffnung dient dem Zugang des Bedienungsperso­ nals in die Schleusenvorrichtung, um den erfindungsgemäß dort während der Prüfpausen positionierten Manipulator an die Übertragungsleitung anzuschließen und auf eine Führungsschiene des den Reaktordruckbehälter umgebenden Führungsschienensystems aufzusetzen.

Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Schleu­ senvorrichtung beim Einbringen in den Ringraum so pla­ ziert wird, daß die Anschlußstelle der stationär in der Ringraum-Außenwand verlegten Übertragungsleitung in die dafür vorgesehene Anschlußöffnung in der Rückwand der Schleusenvorrichtung greift.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schleusenvorrich­ tung sieht vor, daß in dieser Position die im Boden an­ geordnete Personenöffnung exakt über einer Ausnehmung in der Zwischendecke liegt. Auf diese Weise ist das im nicht begehbaren Bereich installierte Führungsschienen­ system von der Schleusenvorrichtung aus über eine als Führungsmast ausgebildete vertikal im unteren Ringraum angeordnete Führungsschiene erreichbar.

Eine austeckbare Verlängerung der Führungsschiene, die gegebenenfalls stationär mit der Schleusenvorrichtung verbunden sein kann, erleichtert das Ansetzen des Mani­ pulators.

Es kann aber erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, daß der Führungsmast unmittelbar an der Decke endet bzw. dort ein Scharnier aufweist, welches ermöglicht, das durch die Zwischendecke ragende Ende umzuklappen, wenn keine Prüfung stattfindet, welches aber ansonsten nach oben durch die Zwischendecke ragt und - soweit vorge­ sehen - an der an der Schleusenvorrichtung befindlichen Führungsschiene angeschlossen wird.

Weiter ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Mani­ pulator sich bereits in der Schleusenvorrichtung befin­ det, wenn diese in dem Ringraum an der Zwischendecke abgesetzt wird, so daß es keine besondere Mühe bereitet und keiner zusätzlichen Maßnahmen und Mittel bedarf, um den Manipulator mit dem Führungsschienensystem zu ver­ einigen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, den Führungsmast, der als Koppelglied zwischen der Schleusenvorrichtung und den einzelnen Führungsschienen dient, die entlang den festgelegten Prüfbahnen angeord­ net sind, mit Abzweigvorrichtungen auszustatten, die ebenfalls fernbetätigbar sind. Mit Hilfe dieser Abzweig­ vorrichtungen ist es möglich, die vorgesehenen Prüfungen am Reaktordruckbehälter schnell und dadurch kostengün­ stig mit großer Aussagesicherheit durchzuführen.

Die Lage der Führungsschienen wird bestimmt durch die festgelegten Prüfanforderungen, das heißt durch die flächenbezogene Prüfdichte. Als weiteres Kriterium für die Festlegung der Schienenabstände zueinander sind die Bauabmessungen des Manipulators und der Prüfeinrichtung anzusehen. Durch entsprechende raumsparende Gestaltung dieser Geräte kann der Schienenabstand so festgelegt werden, daß gegebenenfalls eine hundertprozentige Er­ fassung der Oberfläche des Reaktordruckbehälters möglich ist. Im allgemeinen jedcch wird sich die Prüfung auf die Auswertung der Schweißnähte beschränken.

Dies und weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestal­ tungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange­ geben.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung, ihre vorteilhaften Ausgestaltungen sowie weitere Vorteile der Erfindung gezeigt und näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Reaktordruck­ behälter in einer Betonkaverne.

In einer Kernreaktoranlage 10, die einen Betonbau 12 aufweist, befindet sich ein Reaktordruckbehälter 14 in einer Betonkaverne 16. Die Kaverne 16 ist nach oben von einem Betondeckel 18 verschlossen. Rings um den Reaktor­ druckbehälter 14 besteht ein Ringraum 20, der durch eine balkonartige Zwischendecke 22 in einen oberen begehbaren Bereich 24 und in einen unteren nicht begehbaren Bereich 26 unterteilt ist. Dieser Ringraum 20 wird nach außen begrenzt von einer Ringraumaußenwand 28, in der eine Übertragungsleitung 30 stationär verlegt ist. Die Über­ tragungsleitung 30 führt von einem Steuer- und Schalt­ schrank 32 zu einer Anschlußstelle 34, die oberhalb der Zwischendecke 22 aus der Ringraumaußenwand 28 in den begehbaren Bereich 24 des Ringraums 20 hineinragt und an die ein Manipulator 60 mit daran befestigter Prüfein­ richtung 61 ausgeschlossen wird. An dieser Stelle ist eine Schleusenvorrichtung 36 angeordnet, welche durch eine verschließbare Montageöffnung 38 im Betondeckel 18 in dem Ringraum 20 abgesenkt und auf die Zwischendecke 22 aufgesetzt ist.

Die Schleusenvorrichtung 36 ist kammerähnlich ausgestal­ tet und weist an ihrer Rückwand 40 eine Anschlußöffnung 42 auf, durch welche die in der Ringraumaußenwand 28 an­ geordnete Anschlußstelle 34 zugänglich ist. Die Decke 44 der Schleusenvorrichtung 36 weist eine Personenöffnung 46 auf, ebenso wie der Boden 48, der mit einer Zugangs­ öffnung 50 versehen ist. Beide Öffnungen 46, 50 sind mittels Türen 47, 52 verschließbar.

In diese Zugangsöffnung 50, welche sich unmittelbar fluchtend über einer Ausnehmung 52 in der Zwischendecke 22 befindet, ragt eine als Führungsmast 54 ausgebildete vertikal angeordnete Führungsschiene, die mit Abzweig­ vorrichtungen 56 versehen ist.

Diese Abzweigvorrichtungen 56 dienen dazu, einen auf Führungsschienen 58 verfahrbaren Manipulator 60 entlang den festgelegten Prüfbahnen zu führen.

Zu diesem Zweck sind die Führungsschienen 58 in festge­ legtem Abstand zum Reaktordruckbehälter 14 und zueinan­ der im nicht begehbaren Bereich 26 des Ringraums 20 ortsfest installiert. Der Manipulator 60 gelangt mit Hilfe der jeweils fernbetätigten Abzweigvorrichtung 56 auf die vorgesehene Führungsschiene 58, welche rings um den Reaktordruckbehälter 14 angeordnet sind.

Im gezeigten Beispiel befinden sich die Führungsschienen 58 im Bereich der Rundnähte 62 im unteren Teil des Reak­ tordruckbehälters 14, deren Auswertung im Rahmen der wiederkehrenden Prüfung vorgesehen ist.

Der Reaktordruckbehälter 14 stützt sich über entspre­ chend geformte Tragpratzen 15 auf in den Ringraum 20 hineinragenden Kragträgern 13 ab.

Im Inneren der Schleusenvorrichtung 36 befindet sich eine Aufnahmevorrichtung 64 für den Manipulator 60, der über eine nicht näher gezeigte Kabelverbindung mit der Schleusenvorrichtung 36 und über die Anschlußstelle 34 mit dem Steuer- und Schaltschrank 32 in Verbindung steht.

Oberhalb des Betondeckels 18 befindet sich ein nicht näher gezeigtes Hebezeug, welches dazu dient, die Schleusenvorrichtung 36 zum Ein- und Ausbau durch eine mit einem Deckel 38 verschließbare Öffnung 19 im Beton­ deckel 18 in die Kaverne 16 einzubringen und wieder zu entfernen.

Claims (20)

1. Verfahren zur Durchführung wiederkehrender Prü­ fungen an der Außenseite eines Reaktordruckbehälters einer Kernreaktoranlage, insbesondere einer gasgekühlten Hochtemperatur-Kernreaktoranlage, unter Verwendung eines auf stationär in einem den Reaktordruckbehälter umgeben­ den stark strahlungsgefährdeten Ringraum, der in einen oberen begehbaren und in einen unteren nicht begehbaren Bereich unterteilt ist, angeordneten Führungsschienen verfahrbaren Manipulators zur Fernbetätigung einer ange­ koppelten Prüfeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß vor Beginn der Prüfungen im begehbaren Bereich (24) des Ringraums (20) eine demontierbare Schleusenvorrichtung (36) installiert wird, die als Strahlenschutz für das Bedienungspersonals dient, das der zur Prüfung vorge­ sehene Manipulator (60) mitsamt der Prüfeinrichtung auf die von der Schleusenvorrichtung (36) aus erreichbaren Führungsschienen (56) aufgesetzt wird, daß der Manipu­ lator (60) mit der Prüfeinrichtung (61) an eine von der Schleusenvorrichtung (36) aus erreichbare Anschlußstelle (34) einer Übertragungsleitung (30) angeschlossen wird, die zur Übertragung von Meßdaten und Steuerbefehlen sowie der zur Durchführung der Prüfung erforderlichen Energie dient.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die vorgesehenen Prüfungen bei abgeschaltetem Reaktor durchgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Durchführung der vorgesehenen Prüfungen auch bei in Betrieb befindlichem Reaktor erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Durchführung der vor­ gesehenen Prüfungen die Grenzen für die zulässige Strah­ lungsbelastung des Bedienungspersonals eingehalten wer­ den.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Durchführung der vor­ gesehenen Prüfungen der Anschluß des Manipulators (60) und der Prüfeinrichtung (61) an die Übertragungsleitung (30) gelöst wird und die Schleusenvorrichtung (36) mit samt dem Manipulator (60) und der Prüfeinrichtung (61), die von den Führungsschienen (58) abgenommen sind, aus dem Ringraum (20) entfernt werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 in einer Kernreaktoranlage, insbesondere einer gasgekühlten Hochtemperaturkernreaktoranlage, mit einem von einem in einem begehbaren und in einem nicht begehbaren Bereich unterteilten, intensiver Strahlung ausgesetzten Ringraum umgebenen Reaktordruckbehälter, an dessen Außenseite Führungsschienen für die Führung eines abnehmbar gestalteten verfahrbaren Manipulators zur Fernbetätigung einer daran befestigten Prüfeinrichtung, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine demon­ tierbare Schleusenvorrichtung (36) vorgesehen ist, die den Manipulator (60) und die Prüfeinrichtung (61) auf­ nimmt und während der Prüfung auf einer balkonartigen Zwischendecke (22) im Ringraum (20) angeordnet ist, die den begehbaren Bereich (24) vom nicht begehbaren Bereich (26) trennt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schleusenvorrichtung (36) aus strah­ lungsreflektierendem und strahlungsabsorbierendem Mate­ rial gebildet ist und Schutz vor Strahlungsgefährdung für das Bedienungspersonal bietet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schleusenvorrichtung (36) eine obere Personenöffnung (44) und eine untere Zugangsöffnung (50) aufweist, die mit Türen (46, 52) verschließbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die untere Zugangsöffnung (50) die Schleu­ senvorrichtung (36) mit dem nicht begehbaren Bereich (26) verbindet, der durch eine Ausnehmung (23) in der Zwischendecke (22) zugänglich ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch die untere Zugangsöffnung (50) ein vertikal im unteren Ringraum (20) angeordneter Führungs­ mast (56) zur Aufnahme des Manipulators (60) erreichbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Anschlußstelle (34) einer in der Ringraumaußenwand (28) stationär verlegten Übertragungs­ leitung (30) von der Schleusenvorrichtung (14) aus strahlengeschützt erreichbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenvorrichtung (40) im demontierten Zustand den von den Führungsschienen (58) entfernten und von der Anschlußstelle (34) der Übertra­ gungsleitung (30) getrennten Manipulator (60) aufnimmt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schleusenvorrichtung (14) eine fest installierte Führungsschiene (57) aufweist, die an den vertikal im Ringraum (20) angeordneten Führungsmast (56) anschließbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Führungsmast (56) in die Schleusen­ vorrichtung (40) hineinragt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet daß der Führungsmast (56) teleskcpartig aus­ gebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10, 13, 14, 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsmast (54) ein System von Abzweigungen (56) aufweist, welches dazu dient, den Manipulator (60) von der Schleusenvor­ richtung (14) zu den Führungsschienen 58 zu leiten, um die Prüfung durchzuführen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungsschienen (58) entlang vorge­ sehener Prüfbahnen, z.B. an Schweißnähten (62) des Reak­ tordruckbehälters (14) rings um diesen angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schleusenvorrichtung (36) mittels eines oberhalb des Ringraums (20) angeordneten Hebezeugs für den Reaktordruckbehälter (14) und dessen Einbauten so auf die Zwischendecke (22) aufgesetzt ist, daß sowohl die Anschlußstelle (34) als auch die Ausnehmung (23) in der Zwischendecke (22) von der Schleusenvorrichtung (36) erfaßt sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abzweigungen (56) am Führungsmast (54) fernbetätigbar sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlußstelle (34) für die Übertra­ gungsleitung (30) als lösbare Steckverbindung ausge­ bildet ist.