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Beschickungsanlage für das Auswechseln der festen Brennstoffelemente eines gasgekühlten Kernreaktors
Die Erfindung bezieht sich auf eine Beschickungsanlage für das Auswechseln der festen Brennstoffelemente eines durch ein gasförmiges Medium gekühlten Kernreaktors mit einem Beschickungsraum, einer diesen von der Umgebung trennenden Schleusenkammer sowie Einrichtungen zum Einbringen der Elemente in den Beschickungsraum sowie zum Entfernen der Elemente aus diesem Raum.
Mit dem Ausdruck"Beschickungsraum"wird ein im äusseren Abschirmgehäuse des Reaktors vorgesehener Raum bezeichnet, der oberhalb oder unterhalb der den Kern des Reaktors enthaltenden Kammer des Gehäuses vorgesehen ist und von dieser durch eine die Strahlung dämpfende Schutzwand getrennt ist.
Im Beschickungsraum können unterschiedliche Geräte angeordnet sein, besonders ein Gerät für die Handhabung der Brennstoffelemente, das zum Laden und Entladen der Kanäle des Reaktors dient, in denen die Brennstoffelemente untergebracht sind.
Die Anordnung eines Beschickungsraumes bringt bei Kernreaktoren eine Reihe von Vorteilen : ein derartiger Raum erleichtert den Austausch der Brennstoffelemente zwischen den Reaktorkanälen und der Vorrichtung (wozu in der Schutzwand jeweils genau gegenüber von jedem Kanal ein Durchlass vorgesehen ist). Der Raum macht das Ablagern der im Reaktor bestrahlten Brennstoffelemente innerhalb des Reaktorgehäuses und für eine Zeitdauer möglich, in der ihre Aktivität in ausreichendem Masse abgenommen hat, um eine Kühlung der Elemente bei ihrem Herausbringen aus dem Reaktorgehäuse in ein zu ihrer Lagerung bestimmtes Wasserbecken zu ersparen ; wenn man die Temperatur im Beschickungraum auf einem genügend niedrigen Wert hält, kann man in diesem Beschickungsraum bekannte Geräte und Mechanismen verwenden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für den Austausch der Brennstoffelemente in einem Kernreaktor so auszulegen, dass sie eine hohe Leistungsfähigkeit hat und das schnelle wechselseitige Überführen von Brennstoffelementen zwischen einem die Brennstoffelemente aufnehmenden Behälter in dem Beschickungsraum und einem andern, ausserhalb des Beschickungsraumes befindlichen Transportbehälter gestattet.
Die dieser Aufgabe entsprechende erfindungsgemässe Einrichtung für den Austausch der festen Brennstoffelemente eines gasgekühlten Kernreaktors mit einem Beschickungsraum, einer diesen von der Umgebung trennenden Schleusenkammer und einer Einrichtung zum Hinein- bzw. Herausbringen der Elemente aus dem Beschickungsraum, welche Einrichtung zur Aufnahme der Brennstoffelemente bestimmte Behälter umfasst, die zwischen einer Stellung unmittelbar gegenüber dem Einlass in die Schleusenkammer und Abstellplätzen im Beschickungsraum bewegbar sind, ist gekennzeichnet durch einen in der Schleusenkammer angeordneten, mit zur Aufnahme der Brennstoffelemente bestimmten Fassungen versehenen Förderer, durch den jede Fassung erst in eine und sodann in eine zweite Stellung bewegbar ist,
wobei die Fassungen in der einen Stellung den Einlasskanälen zwischen Schleusenkammer und Beschikkungsraum und in den andern denAuslasskanälen zwischen Schleusenkammer und Umgebung gegenüber-
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liegen und diese Kanäle mit Verschlusseinrichtungen ausgestattet sind, sowie durch weitere Behälter zur Aufnahme der Brennstoffelemente, die in eine Lage unmittelbar gegenüber dem Auslass der Schleusenkammer gebracht werden können, und schliesslich durch mechanische Einrichtungen, wie Stössel, zum Überführen der Brennstoffelemente zwischen den Fassungen des Förderers einerseits und zur Aufnahme der Elemente bestimmten Zellen der Behälter anderseits, während der Förderer in der Stellung festgelegt ist, in der die Fassungen koaxial zu den Kanälen ausgerichtet sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung gestatten es die Vorrichtungen zum Austausch der Brennstoffelemente, zwischen dem Förderer und den Transportmechanismen eine Anzahl von Brennstoffelementen gleichzeitig zu transportieren, die derjenigen Anzahl entspricht, welche jeweils einer der ersten Brennstoffelementbehälter aufnimmt.
Die Erfindung wird klarer verständlich durch die Beschreibung eines in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Einrichtung für den Austausch der Brennstoffelemente in einem Kernreaktor, das lediglich zur Erläuterung bestimmt ist und die Erfindung in keiner Weise einschränkt.
In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 einen längs der Schnittlinie 1-1 der Fig. 3 verlaufenden, vertikalen Längsschnitt durch einen Teil des Beschickungsraumes des Reaktors und einen Anlagenteil der Einrichtung für das Einführen und Herausbringen der Brennstoffelemente. Fig. la eine Schemadarstellung, welche zur Erläuterung der Bewegungsverhältnisse der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtungen dient, Fig. 2 eine Einzeldarstellung in grösserem Massstab von einem Teil des Handhabung-un Lagerungsmechanismus im Beschickungsraum in einem Vertikalschnitt, der durch die Achse des Kernreaktors geht, Fig. 3 einen Schnitt durch die erfindungsgemässe Einrichtung, der längs der Schnittlinie III - EI der Fig. 4 verläuft, Fig. 4 einen Schnitt längs der Schnittlinie W-IV der Fig. 3 und Fig.
5 einen Schnitt längs der Schnittlinie V - V der Fig. 4.
Die in den Zeichnungen veranschaulichte Einrichtung zum Hinein- und Herausbringen von Brennstoffelementen ist für einen Kernreaktor mit festem Moderator und gasförmigem Kühlmedium bestimmt, der mit einer Beschickungsanlage ausgestattet ist, wie sie in der franz. Patentschrift Nr. 1. 366. 741 beschrieben wurde.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung kann jedoch-selbstverständlich unter Abwandlung gewisser Einzelheiten - auch bei andern Beschickungsanlagen Verwendung finden, bei denen eine Beschickungsvorrichtung in einem Beschickungsraum des Kernreaktorgehäuses vorgesehen ist.
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des Beschickungsraumes vorgesehenen Abstellplätze für Brennstoffelementbehälter oder Magazine gegen- übergestellt werden oder an einen der Transportplätze geschwenkt werden kann, an denen die Behälter von einer Vorrichtung zum Einführen und Abführen zugestellt oder weggenommen werden. In dieser Patentschrift findet man auch eine ausführliche Beschreibung der Beschickungsvorrichtung, so dass hier nur diejenigen Teile der Vorrichtung erwähnt werden sollen, die für das Verständnis der folgenden Beschreibung wichtig sind.
Die Fig. 1 und 2 zeigen denEndabschnittdes drehbaren Ladearmes 6, der im Beschickungsraum 8 angeordnet ist. Dieser Beschickungsraum ist einerseits durch die äussere Gehäusewand 9 des Kernreaktors und eine Schutzzwischenwand 10 begrenzt, die ihn von der den Kern des Reaktors (nicht darge- stellt) aufnehmenden Kammer des Reaktorgehäuses trennt.
Der Ladearm 6 ist mit drei Paaren von parallelen Laufschienen 12, 14 und 16 versehen. Auf den oberen Laufschienen 12 läuft ein Gehänge, das aus einem mit Laufrollen 20 versehenen Gestell besteht, an dem ein vertikales Führungsrohr 22 festgelegt ist ; in diesem Führungsrohr ist ein Greifer 24 für die Handhabung der Brennstoffelemente verschiebbar geführt. Das Fahrgestell ist mit einer Antriebsvorrichtung für seine Bewegung auf den Schienen 12 versehen.
An den mittleren Schienen 14 hängt über Laufräder ein Transportgestell 26, das dazu dient, die Brennstoffelementbehälter 28 von den Abstellplätzen oder den Anlieferungs- bzw. Abholstellen am Umfang des Beschickungsraumes zu irgendeinem Punkt des Ladearmes zu transportieren. Das Transportgestell 26 ist ebenfalls mit einem Antrieb versehen. Eine vollständige Schilderung der Antriebe ist aus der oben bereits erwähnten Patentschrift zu entnehmen.
An den unteren Schienen 16 können die Brennstoffelementbehälter 28 verfahren werden, die zu diesem Zweck mit Stützrollen 30 versehen sind. Diese Behälter weisen eine Reihe von rohrförmigen Zellen 32 für die Brennstoffelemente auf. Diese Zellen sind derart angeordnet, dass der Greifer 24 über jede dieser Zellen gelangen kann, ohne dass hiezu eine Querbewegung der Behälter relativ zum Ladearm notwendig ist. An den Enden des Behälters 28 sind Zellen ohne Boden vorgesehen,
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die als Führungen beim Absenken des Greifers in die Reaktorkanäle dienen können.
Die Böden der zur Aufnahme von Brennstoffelementen bestimmten Zellen des Behälters 28 weisen je einen Durchlass auf, durch den ein Stössel hindurchtreten kann, dessen Aufgabe später erläutert wird. Jeder der Abstellplätze (Fig. 2) enthält zwei parallele Schienen 34 mit gleicher Spurweite wie die Schienen 16 und einem leichten Gefälle nach hinten, um ein zufälliges Ablaufen der Behälter von diesen Abstellschienen zu verhindern. Das Erfassen und Transportieren der Behälter 28 erfolgt unter Eingriff von Klauen 36 des Transportgestells 26 in Gleitführungen 38, die oben an den Behältern 28 angeordnet sind. Bei einer Schwenkbewegung des Ladearmes gleitet die innen liegende Klaue 36 durch die inneren Gleitführungen 38 aller derjenigen Behälter hindurch, die auf ihren Abstellplätzen abgestellt sind.
Um einen Behälter auf die unteren Schienen 16 des Ladearmes zu schieben, genügt es dann, die Schienen 16 und 34 genau aufeinander auszurichten und das Transportgestell 26 in Richtung auf die Drehachse des Ladearmes zu verschieben.
Die Übergabestellen für das Zuführen und Herausbringen der Behälter (Fig. 1) bestehen aus den Endabschnitten von Schienen 40 mit gleicher Spurweite, wie sie die Schienen 16 und 34 aufweisen.
Die bisher beschriebenen Teile der Beschickungsvorrichtung entsprechen denjenigen, wie sie in dem
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sind und von denen eine nunmehr ausführlicher geschildert wird.
Jede Baugruppe kann in zwei Systeme unterteilt werden, von denen das eine System A den Transport von Brennstoffelementhehältern (Behältern 28) zwischen einer Einführ- und Abtransportstelle und einer Übergabestelle an eine Schleusenkammer bewirkt, die im vorliegenden Fall mit ihrem gesamten Zubehör als Schleusenkammer B bezeichnet ist, und schliesslich ein System C für den Transport der Brennstoffelemente in Transportbehältern zwischen einer Austauschstelle mit der Schleusenkammer und einem Aufzug für den Abtransport der bestrahlten Elemente und die Zufuhr neuer Elemente.
Diese drei Systeme werden nun nacheinander beschrieben :
Das Transportsystem A (Fig. l, la und 3) ist in einem Tunnel 41 angeordnet, der in den Beschickungsraum mündet und in dem Verlängerungen der parallelen Schienen 40 verlegt sind, die sich relativ zur Achse des Reaktors in radialer Richtung erstrecken. Dieses System A umfasst im wesentlichen einen Zugwagen 42 und seine Antriebsvorrichtung. Der Wagen 42 besteht aus einem mit Laufrollen 44 und Seilrollen versehenen Fahrgestell. Das in bezug auf den Reaktor innenseitige Ende des Wagens, das in radialer Richtung zum Beschickungsraumgerichtet ist, weist eine Kupplungsklaue 46 auf, die in eine entsprechende Kupplungsnut 47 des Behälters 28 (Fig. 2) eingreifen kann, wenn dieser auf die Schienen 40 gebracht ist. Über die Kupplung 46, 47 kann der Behälter 28 bewegt werden.
Zur Erhöhung der Sicherheit umfasst die Antriebsvorrichtung des Zugwagens 42 zwei einander gleiche Antriebszüge, von denen nur einer in Fig. la veranschaulicht ist. In Fig. l, in der die Bauelemente der beiden Antriebszüge dargestellt sind, wurden einander entsprechende Bauteile oder Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei jedoch die des einen Antriebszuges einen Strichindex tragen.
Jeder der beiden Antriebszüge umfasst zwei Seile (jeweils ein Seil für jede Bewegungsrichtung des Zugwagens). die über gesonderte Antriebsmittel bewegt werden. Nach Fig. la erfolgt die Bewegung des Zugwagens in der Richtung von der Reaktorachse fort durch ein erstes Seil 48a. das von einer Windenseiltrommel 50a bewegt wird, die sich ausserhalb des Tunnels 41 befindet. Diese Seiltrommel ist in einem besonderen Raum 51 angeordnet, der unter Überdruck steht, das Seil führt durch die zwischen dem Tunnel und diesem Raum befindliche Wand in einer abgedichteten Buchse hindurch, welche für die Abdichtung der Seildurchführung auch bei Längsbewegungen des Seiles sorgt.
Dasjenige Ende des Seiles 48a, das nicht mit der Seiltrommel verbunden ist, liegt in dem abgeschlossenen Raum 51 an einem Festpunkt 53a fest (Fig. la). Von dort erstreckt sich das Seil in horizontaler Richtung bis zu einer Zugrolle 52a, die am Fahrgestell des Zugwagens 42 befestigt ist ; nach Herumlaufen über diese Rolle ist das Seil in umgekehrter Richtung bis zur Seiltrommel 50a zurückgeführt.
Die Bewegung des Zugwagens in Richtung zur Reaktorachse hin erfolgt mittels der Zugrolle 52b und eines zweiten Seiles 48b, das in ähnlicher Weise wie das Seil 48a bewegt wird ; dieses Seil läuft jedoch über zwei zusätzliche Umlenkrollen 54 und 56 mit einem Umlenkwinkel von 1800. Diese Umlenkrollen sind an den Enden der Schienen 40 befestigt ; das Seil 48b wird auf eine Seiltrommel 50b aufgewunden und sein anderes Ende ist an einem Festpunkt 53b festgelegt.
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Die soeben beschriebene Anordnung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Seile in einem vom Tunnel 41 abgetrennten Raum angeordnet sind ; sie hat gegenüber andern üblichen Anordnungen von Seilzügen den Vorteil, dass man das Seil durch eine einfache Massnahme gegen ein anderes austauschen kann, ohne den Überdruck aus dem Beschickungsraum beseitigen zu müssen.
Die Windenseiltrommeln 50a und 50b sind natürlich durch nicht dargestellte Übertragungsglieder derart gekuppelt, dass die eine ihr Seil aufwickelt, während sich das Seil von der andern entsprechend abwickelt.
Der Zugwagen 42 gestattet es demnach, die Behälter 28 zwischen einer Stellung, in der sie von dem fahrbarenGerüst 26 übernommenwerden können (einer Stellung am inneren Ende der Schienen 40) und einer Stellung, in der die Übergabe der Elemente an die Schleuse oder die Übernahme aus der Schleuse erfolgt, zu bewegen. In der Zeichnung 1 ist der Behälter 28 in der zuletzt genannten Stellung dargestellt.
In dieser Stellung ist jede der Zellen 32 für die Aufnahme der Brennstoffelemente im Behälter 28 einerseits genau senkrecht gegenüber einem Einführungskanal 58a in die Schleuse, und anderseits gegenüber einem Stössel 60a ausgerichtet, der für die Überführung der Brennstoffelemente verwendet wird.
Die Schleuse B und ihre Zusatzvorrichtungen sind in den Fig. 4 und 5 veranschaulicht. Die eigentliche Schleuse besteht aus einem die Schleusenkammer bildenden Raum 62, in dem ein Bandförderer 64 untergebracht ist, der an seinem Förderband mit einer Reihe von Fassungen 65 für die Brennstoffelemente versehen ist. Jede Fassung bildet eine vorzugsweise zylindrische Tasche oder Röhre, die an ihrem unteren Ende durch eine schwenkbare Bodenklappe 66 geschlossen ist, durch die ein Loch zum Durchtreten eines Stössels hindurchführt. Eine an einem Arm der Klappe 66 gelagerte Rolle 68 läuft bei der Bewegung des Förderbandes in einer Führungsschiene 70 um und hält inder normalen Lage dieser Führungsschiene die Klappe 66 geschlossen.
Die Führungsschiene 70 hat jedoch zwei bewegliche Abschnitte 72a und 72b (Fig. 5), deren Auslenkung aus der Ruhelage das Öffnen derjenigen Klappen bewirkt, deren Rollen sich in diesen beweglichen Schienenabschnitten befinden, d. h. den Klappen derjenigen Fassungen 65, die entweder den Einlasskanälen 58a oder den Auslasskanälen 58b gegenüberliegen (Fig. 4). Da eine derartige Betätigungsvorrichtung grundsätzlich bekannt ist, soll sie hier nicht im einzelnen beschrieben werden.
Der Bandförderer 64 kann in der Schleusenkammer 62 in der Weise umlaufen, dass die an seinem Band angeordneten Fassungen 65 nacheinander den Einlasskanälen 58a und den Auslasskanälen 58b gegenübergestellt werden. Diese Kanäle sind mit Abschlussorganen in Form von Durchgangsventilen 74a und 74b versehen, die einen dichten Abschluss herstellen können und es gestattet, die Schleusenkammer entweder unter den im Reaktor herrschenden Druck zu setzen oder sie mit dem äusseren Atmosphärendruck zu verbinden ; um ihre Wartung durchführen zu können, lassen sich diese Ventile von der entsprechenden Leitung durch Abschlussventile 78a und 78b abtrennen.
Zur Verringerung des freien Volumens der Schleusenkammer 62, die abwechselnd mit Druckgas gefüllt wird, sind die vom Bandförderer 64 nicht in Anspruch genommenen Räume innerhalb der Kammer zweckmässigerweise mit massiven Körpern 80, beispielsweise aus Beton, ausgefüllt, wie dies Fig. 5 zeigt.
Das System C für die Übergabe der Transportbehälter 84 zwischen einer Übergabestelle an der Schleuse und einem Aufzug D, der zum Herausbringen neuer Brennstoffelemente und zum Abtransport bestrahlter Elemente dient, ist in den Fig. 3 und 4 veranschaulicht. Dieses Übergabesystem umfasst einen Plattformwagen 82, der einen Brennstoffelement-Transportbehälter 84 aufnehmen kann.
Um die genaue Einstellung der mit rohrförmigen Zellen versehenen Transportbehälter 84 auf dem Wagen 82 zu sichern, kann dieser zweckmässigerweise mit einer pyramidenförmigen, zentralen Ausnehmung versehen sein, in die sich ein entsprechend pyramidenförmig gestalteter, unterseitigerVor- sprung des Behälters 84 einfügt.
Der Wagen 82 besteht aus einem mit Rollen 86 versehenen Fahrgestell ; die Rollen laufen auf Schienen, die der Übersichtlichkeit der Darstellung wegen nicht in die Figuren eingezeichnet sind. Der Wagen ist mit einer Antriebseinrichtung gekuppelt, die der des Zugwagens 42 gleich oder ähnlich ist, so dass sie hier nicht im einzelnen beschrieben werden soll ;
es mag genügen, darauf hinzuweisen, dass die Bewegungen des Wagens 82 in der einen Richtung durch ein erstes oder durch zwei erste Seile 87 durchgeführt werden, von deren Enden jeweils eines mit einer Windenseiltrommel 88, das andere mit einem Festpunkt verbunden ist, wobei sich die Seile über am Wagen befestigte Zugrollen schlingen, und in der andern Richtung durch ein zweites oder zwei zweite Seile 90, die von einer Windenseiltrom-
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mel 92 bewegt werden und über Umlenkrollen mit 1800 Umlenkwinkel geführt sind.
Es ist nur ein Übergabesystem C und ein einziger Aufzug D vorgesehen. Dieses System und dieser Aufzug gehören aber zu zwei Schleuseneinrichtungen, mit denen der dargestellte Reaktor ausgestattet ist. Der Wagen 82 muss deswegen in der Lage sein, entweder an einen ersten Übergabepunkt zu fahren, in dem er in Fig. 4 dargestellt ist, aber auch an einen zweiten Übergabepunkt, der symmetrisch zum ersten und zur Achse des Aufzuges D liegt ; schliesslich muss der Wagen auch in denAufzug hineinfahren können und seine Antriebsmittel sind daher beiderseits des Aufzugsschachtes angeordnet, um diesen Schacht freizuhalten.
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wird. Dagegen sind die Systeme C und D nur einmal vorhanden, weil sie sich sofort wieder instandsetzen lassen.
Das System C umfasst für jede der Schleusen einen Satz Stössel 60b, die den Stösseln 60a gleichen und durch nicht dargestellte Antriebe betätigt werden, deren Aufgabe weiter unten geschildert wird ; wie man sieht, sind die Stössel 60b jeweils gegenüber und koaxial zu den Auslasskanälen 58b der Schleusenkammer angeordnet.
Die Antriebsvorrichtung für den Zugwagen 82 ist derart ausgelegt, dass dieser Zugwagen mit irgendeinerderReihenvonAufnahmezellendesBehälters 84 genau gegenüber den Auslasskanälen 48b der Schleuse eingestellt werden kann. Die Schleuse kann beispielsweise sechs Einlass- und sechs Auslass kanäle aufweisen ; in diesem Fall ist jeder Behälter 28 mit sechs Zellen zur Aufnahme von Brennstoffelementen versehen und der Transportbehälter 84 hat mehrere Reihen von je sechs Aufnahmezellen. Beim beschriebenen Beispiel ist der Transportbehälter 84 dazu bestimmt, die zum Austausch der Brennstoffelemente dreier Reaktorkanäle notwendigen Elemente aufzunehmen.
Der Förderer 64 hat eine Anzahl von Fassungen, die gleich der Summe der Aufnahmezellen eines Transportbehälters 84 und eines Behälters 28 ist. Die Arbeitsweise der Vorrichtung während eines Austauschvorganges von Brennstoffelementen wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Gesamtheit der Figuren der Zeichnungen beschrieben.
Der Aufzug D (Fig. 6) besteht aus einem Aufzuggestell 94 ohne Boden, das an vertikalen Schienen 95 geführt, und durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus bewegt wird. Das Aufzugsgestell weist zwei seitlich angeordnete hakenförmige Halterungen 96 auf, in die sich die nach abwärts abgebogenen Randteile 98 des Transportbehälters 94 einfügen können, wenn ihn der Zugwagen in das Aufzugsgestell hineinfährt.
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Reaktor entladenen-im Reaktor bestrahlten-Elemente aufzunehmen ; diese Fassungen sind zu diesem Zweck den Einlasskanälen 58a der Schleuse gegenübergestellt worden. Der Transportbehälter 84 ist mit neuen Elementen gefüllt und befindet sich in derjenigen Stellung, in der er in den Fig. 4 und 3 mit vollen Linien dargestellt ist.
Mit Hilfe der Beschickungseinrichtung wird nun ein Behälter 28, der mit bestrahlten Brennstoffelementen besetzt ist, von einem Abstellplatz auf den Schienen 40 an die Schleuse herangefahren.
Dieser Behälter wird an der Übergabestelle im Beschickungsraum mit dem Zugwagen 42 gekuppelt, der ihn bis zu der Überführungsstelle bringt, wo der Behälter in der aus den Fig. 3 und 4 ersichtlichen Stellung festgehalten wird.
Die Schleusenkammer 62 wird auf den im Reaktor herrschenden Druck gebracht und die Durchlassventile 74a werden geöffnet (die Durchlassventile 74b bleiben geschlossen). Dann wird der Führungsschienenabschnitt 72a bewegt, um die Bodenklappen der sechs leeren Fassungen des Förderers zu öffnen ; anschliessend werden die Stössel 60a durch die Böden der Zellen des Behälters 28 hindurchgeschoben, wobei sie die in diesen sechs Zellen enthaltenen Brennstoffelemente in die sechs leeren Fassungen des Förderers 64 hineinschieben. Wenn die Elemente in diesen Fassungen angelangt sind, wird der Führungsschienenabschnitt 72a in seine Ruhestellung zurückgebracht, um die Bodenklappen 66 zu schliessen, und die Stössel werden wieder abgesenkt.
Die sechs in den Förderer gebrachten Brennstoffelemente stützen sich dann auf die wieder geschlossenen Bodenklappen ihrer Fassungen ab.
Nun wird der Förderer über einen Umlaufabschnitt bewegt, der so gross ist, dass sechs mit neuen Brennstoffelementen versehene Fassungen den Einlasskanälen 58a gegenüberstehen. Die Stössel 60a werden erneut angehoben, treten durch die Bodenklappen der Fassungen hindurch und halten die entsprechenden Brennstoffelemente zunächst noch in diesen Fassungen fest. Der Führungsschienenabschnitt 72a
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wird wieder betätigt und die Bodenklappen der sechs Fassungen werden geöffnet. Dann können die Stössel abgesenkt werden, wobei die auf ihnen abgestützten neuen Brennstoffelemente in die Zellen des Behälters 28 eingeführt werden.
Durch eine umgekehrte Folge der Massnahmen, die oben für den Transport des Behälters geschildert wurden, wird sodann der Behälter an einen der Abstellplätze im Beschickungsraum gebracht und gegen einen andern ausgetauscht.
Die soeben erläuterte Folge von Massnahmen wird so oft wiederholt, bis alle Fassungen des Bandförderers 64 bis auf sechs Fassungen mit bestrahlten Brennstoffelementen besetzt sind ; anschliessend wird die zweite Phase des Austauschvorganges, d. h. die Überführung dieser Elemente aus der Schleuse in den Transportbehälter 84 und ihr Austausch durch neue Elemente aus diesem Transportbehälter durchgeführt.
Hiezuwird zunächst dieSchleusenkammer durch Schliessen der Durchgangsventile 74a vom Reaktor abgeschlossen, dann auf atmosphärischen Druck gebracht und durch Öffnen der Durchgangsventile 74b mit dem Aufzugsystem verbunden ; die sechs leeren Fassungen des Förderers sind denAuslasskanälen 58b und den Stösseln 60b gegenübergestellt und der zweite bewegliche Führungsschienenabschnitt 62b wird betätigt.
Nun werden die Stössel 60b gehoben, sie dringen durch die Durchlassöffnungen in den Böden der Zellen des Transportbehälters 84 hindurch und schieben die in diesen Zellen enthaltenen neuen Brenn- stoffelemente in die leeren Fassungen des Förderers 64 hinein; sodann wird der Führungsschienenabschnitt 62b in seine normale Stellung zurückgebracht, wodurch die Elemente in den Fassungen durch Schliessen der Bodenklappen festgehalten werden ; anschliessend werden die Stössel wieder abgesenkt.
Nach Durchführung dieser Überführungen wird der Förderer um sechs Fassungen weiter bewegt. Die Stössel werden wieder angehoben und stützen die in den sechs folgenden Fassungen des Förderers 64 enthaltenen bestrahlten Brennstoffelemente unter leichtem Anheben von den Bodenklappen ab ; der Führungsschienenabschnitt 62b wird erneut bewegt, um diese Elemente freizugeben, und die Stössel werden nach abwärts geführt, wobei ihnen die in den sechs Fassungen des Förderers enthaltenen Elemente folgen. Diese Elemente werden bis in die erste Reihe von Aufnahmezellen des Transportbehälters 84 abgesenkt.
Die soeben beschriebene Folge von Massnahmen wird nach dem jeweiligen Vorschieben des Wa-
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Transportbehälter enthaltenen neuen Brennstoffelemente in den Förderer zu überführen.
Der nun mit bestrahlten Brennstoffelementen vollbesetzte Transportbehälter 84 wird in das Aufzugsgestell 94 des Aufzuges D hineingefahren. Diese Massnahme wird in folgender Weise durchge- führt :
Nach Einstellen des Aufzuggestelles 94 auf die entsprechende Höhe wird der Transportbehälter 84 durch den Wagen 82 aus der mit vollen Linien in Fig. 3 dargestellten Stellung in die mit strichpunktierten Linien dargestellte Stellungverschoben. Indieser Stellung sind die hakenförmigenHalterungen 96 des Aufzuggestelles 94 unter den abgebogenen Rändern 98 des Transportbehälters 84 im Eingriff. Das Aufzuggestell wird etwas angehoben, um den Transportbehälter 84 vom Wagen 82 abzuheben, und dieser wird aus dem Aufzuggestell herausgefahren, um den Raum für die Vertikalbewegung dieses Gestelles freizugeben.
Dann wird das Aufzuggestell mit dem Transportbehälter 84 im Aufzugsschacht abwärts gefahren und der Transportbehälter 84 auf einen Wagen abgesetzt, der ihn zu einem Entaktivierungs-Wasserbecken fährt.
Der gleiche Wagen bringt sodann einen weiteren, mit neuen Brennstoffelementen bestückten Transportbehälter heran, der in einer Folge von Massnahmen, die der oben geschilderten Massnahmenfolge entgegengesetzt ist, mittels des Aufzugs und des Wagens 82 an die in Fig. 4 dargestellte Stellung gebracht wird, die der zuvor benutzte Transportbehälter beim Überführungsvorgang einnahm.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die genannten Austausch- oder Überführungsmassnah- men der Elemente in die oder aus den Schleusenbewegungen der Brennstoffelemente bedingen, die lediglich ein vertikales Absenken unter Schwerkrafteinwirkung oder ein ebenfalls vertikales Anheben bedingen ; diese Lösung bringt den Vorteil einer leichten Durchführbarkeit dieser Massnahmen und einer sehr hohen Sicherheit in der Handhabung der Elemente. Es ist jedoch auch möglich, einen Austauschoder Überführungsvorgang so durchzuführen, dass die Magazinbehälter oder Transportbehälter für den Austausch oder die Überführung der Brennstoffelemente in eine horizontale Lage ihrer Zellen oder Aufnahmerohre geschwenkt werden.
Diese Lösung bedingt jedoch die Verwendung von Stösseln oder ganz
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allgemein von Überführungsorganen bzw. Antrieben, die in den beiden Überführungsrichtungen angetrieben werden. Die Lösung mit horizontaler Überführung ist infolgedessen mechanisch wesentlich verwickelter und der zusätzliche mechanische Aufwand kann nur in wenigen Fällen durch die Verringerung der vertikalen Abmessungen der Einrichtung ausgeglichen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Beschickungsanlage für das Auswechseln der festen Brennstoffelemente eines gasgekühlten Kernreaktors mit einem Beschickungsraum, einer diesen von der Umgebung trennenden Schleusenkammer und einer Einrichtung zum Hinein- bzw. Herausbringen der Elemente aus diesem Beschickungsraum, welche Einrichtung zur Aufnahme der Brennstoffelemente bestimmte Behälter umfasst, die zwischen einer Stellung unmittelbar gegenüber dem Einlass in die Schleusenkammer und Abstellplätzen im Beschickungs- raum bewegbar sind, gekennzeichnet durch einen in der Schleusenkammer angeordneten, mit zur Aufnahme der Brennstoffelemente bestimmten Fassungen (65) versehenen Förderer (64), durch den jede Fassung erst in eine und sodann in eine zweite Stellung bewegbar ist,
wobei die Fassungen in der einen Stellung des Einlasskanälen (58) zwischen Schleusenkammer und Beschickungsraum und in der ander den Auslasskanälen zwischen Schleusenkammer und Umgebung gegenüberliegen und diese Kanäle mit Verschlusseinrichtungen (74a, 74b) ausgestattet sind, sowie durch weitere Behälter (84) zur Aufnahme der Brennstoffelemente, die in eine Lage unmittelbar gegenüber dem Auslass der Schleusenkammer gebracht werden können, und schliesslich durch mechanische Einrichtungen wie Stössel (60a, 60b) zum Überführen der Brennstoffelemente zwischen den Fassu gen (65) des Förderers (64) einerseits und zur Aufnahme der Elemente bestimmten Zellen (32) der Behälter (28,84) anderseits, während der Förderer in der Stellung festgelegt ist, in der die Fassungen koaxial zu den Kanälen ausgerichtet sind.