DE102015217276A1 - Anordnung zur Ausrichtung von Brennelementen in einem Kernbehälter eines Kernreaktors sowie Verfahren zur Ausrichtung von Brennelementen eines Kernreaktors in ihrer Einbaulage innerhalb eines Kernbehälters - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ausrichtung von Brennelementköpfen (7) in einem Kernbehälter (4) eines Kernreaktors sowie ein Verfahren zur Ausrichtung von Brennelementköpfen (7) mit Hilfe der Anordnung. Die Anordnung umfasst einen Ankerpfosten (12), ein flexibles Zugelement (15) und einen Fangstift, wobei das flexible Zugelement (15) durch eine Umlenköse (14) des Ankerpfostens (12) hindurchgeführt ist, der Fangstift (16) an einem Ende des flexiblen Zugelements (15) befestigt ist, der Ankerpfosten (12) so ausgebildet ist, dass er in eine Bohrung einer Kernumfassung des Kernbehälters (4) an dem flexiblen Zugelement (15) hängend lose einsetzbar ist und der Fangstift (16) in einer Aufnahmebohrung (17) eines Kopfrahmens (7) eines Brennelementkopfs einsteckbar ist, sodass eine in das flexible Zugelement (15) eingeleitete Zugkraft über die Umlenköse (14) eine horizontal wirkende Zugkraft in den Fangstift (16) einleitet.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ausrichtung von Brennelementen in einem Kernbehälter eines Kernreaktors sowie ein Verfahren zur Ausrichtung von Brennelementen eines Kernreaktors in ihrer Einbaulage innerhalb eines Kernbehälters unter Verwendung der Anordnung.
• Bei sogenannten Leistungsreaktoren werden Brennelemente verwendet, die Bündel aus vielen Brennstäben umfassen, die vom Kühlmittel des Reaktors, in der Regel Wasser, umspült werden. Die einzelnen Brennstäbe enthalten den Kernbrennstoff. Die Brennstäbe eines Bündels sind über ein Skelett mit dem Brennelementkopf verbunden, der einen Brennelementkopfrahmen umfasst. Die Brennelementkopfrahmen sind üblicherweise als Kästen mit quadratischem Querschnitt ausgebildet, wobei die Kästen innerhalb der Kernumfassung in Reihen und Spalten nebeneinander und untereinander innerhalb des Kernbehälters angeordnet sind. Neben den im Querschnitt quadratischen Brennelementen finden auch teilweise sechseckige Brennelemente Anwendung, da mit einer solchen Form die Querschnittsfläche des Kernbehälters bzw. des Reaktors lückenlos ausgefüllt werden kann.
• Während des Leistungsbetriebes von Brennelementen in Kernkraftwerken treten an den Brennelementen Belastungen auf, die zu Verbiegungen der Brennelementstrukturen führen können. Das hat zur Folge, dass während des Entlade- und insbesondere des Beladevorgangs, aber auch sporadisch die Brennelementköpfe von ihrer Sollposition abweichen können. Üblicherweise werden die Brennelementköpfe beim Entladevorgang von einer Lademaschine erfasst, die über einer Lademaschinenbrücke oberhalb des Kernbehälters abgesenkt wird. Die Lademaschine umfasst Mittel zur Zentrierung der Brennelementköpfe, um diese aus dem Kernbehälter ziehen zu können. Dieser Vorgang ist voll maschinisiert. Wenn die Brennelementköpfe von ihrer Sollposition abweichen, ist es schwierig und teilweise sogar unmöglich, die Brennelementköpfe sicher von der Lademaschine zu erfassen. Dies ist insbesondere bei Entnahme der Brennelemente aus dem Kernbehälter oder beim Einsetzen der Brennelemente in den Kernbehälter problematisch, denn die Brennelemente sind innerhalb der Kernumfassung des Kernbehälters so angeordnet, dass diese den Querschnitt der Kernumfassung möglichst vollständig ausfüllen. Wenn also die Brennelementköpfe von ihrer Sollposition abweichen, bereitet das Ziehen der Brennelemente mittels der Lademaschine regelmäßig Schwierigkeiten, was zusätzliche Eingriffe in die Lademaschinensteuerung erfordert. In solchen Fällen geht das Beladen und Entladen von Brennelementen mit Beschädigungsrisiken für diese einher und verzögert den Vorgang erheblich.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren zur Ausrichtung von Brennelementköpfen in deren Einbaulage innerhalb des Kernbehälters bereitzustellen, mit welchen eine möglichst einfache Ausrichtung der Brennelementköpfe in situ möglich ist, sodass Beschädigungen der Brennelemente während des Ladens und Beladens möglichst vermieden werden.
• Die Aufgabe wird gelöst mit einer Anordnung gemäß Anspruch 1 sowie mit einem Verfahren gemäß dem Anspruch 8.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung betrifft diese eine Anordnung zur Ausrichtung von Brennelementköpfen in einem Kernbehälter eines Kernreaktors, umfassend einen Ankerpfosten, ein flexibles Zugelement und einen Fangstift, wobei das flexible Zugelement durch eine Umlenköse des Ankerpfostens hindurchgeführt ist, der Fangstift an einem Ende des flexiblen Zugelementes befestigt ist, der Ankerpfosten so ausgebildet ist, dass er in eine Bohrung einer Kernumfassung des Kernbehälters an dem Zugelement hängend, lose einsetzbar ist und der Fangstift in eine Aufnahmebohrung eines Kopfrahmens eines Brennelementkopfs einsteckbar ist, sodass eine in das flexible Zugelement eingeleitete Zugkraft über die Öse eine horizontal wirkende Zugkraft in den Fangstift einleitet.
• Mit einer solchen verhältnismäßig einfachen Anordnung können die Brennelementköpfe in die erforderliche Sollposition bewegt werden, sodass sie von einer Lademaschinen-Zentrierglocke einer Lademaschine erreicht werden können, ohne, dass Positionskorrekturen oder besondere Handhabungen mit der Lademaschine erforderlich werden, sodass der End- und Beladebetrieb des Reaktors bestimmungsgemäß ablaufen kann und somit gegenüber der bisherigen Verfahrensweise für die Revisionsabwicklung terminkritische Zeitvorteile realisiert werden, die sich positiv auf die Kraftwerksverfügbarkeit auswirken.
• Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst einen als Poller ausgebildeten Ankerpfosten, der in eine Bohrung der Kernumfassung des Kernbehälters, eingesetzt und in dieser Bohrung verkeilt wird. Die Kernumfassung befindet sich etwa auf der Höhe der Kopfrahmen innerhalb des Kernbehälters in etwa 15 m Wassertiefe. Durch eine Öse am oberen Ende des Ankerpfostens ist vorzugsweise ein Seil als flexibles Zugelement hindurchgeführt. Am Ende dieses flexiblen Zugelementes ist ein Fangstift angeordnet, der in die entsprechende Aufnahmebohrung eines Kopfrahmens des Brennelementes einsteckbar ist. Die Aufnahmebohrung innerhalb des Kopfrahmens erstreckt sich zweckmäßigerweise parallel zur Längsachse des Brennelements bzw. der in diesem gebündelten Brennstäbe. Über die Öse an dem Ankerpfosten kann ein Vertikalzug oder Schrägzug, der auf das flexible Zugelement einwirkt in einen Horizontalzug umgelenkt werden, sodass der betreffende Kopfrahmen von der Istlage in die Solllage gezogen werden kann, wobei die Anordnung zweckmäßigerweise so ausgeführt ist, dass dieser Vorgang vollständig handkraftbetätigt vonstatten gehen kann.
• Der Fangstift kann lose in die hierfür vorgesehene Aufnahmebohrung des Kopfrahmens eingesteckt werden. Solange die Zugkraft horizontal in den Fangstift eingeleitet wird, wird sich der Fangstift nicht aus der Aufnahmebohrung lösen. Sicherungsmittel zur Sicherung des Fangstifts in der Aufnahmebohrung sind nicht vorgesehen und nicht erforderlich, um die Anordnung so einfach wie möglich zu gestalten. Der Fangstift besteht zweckmäßigerweise aus einer einteiligen, geschweißten Konstruktion, die keine losen Teile umfasst.
• Der Ankerpfosten hat die Funktion, die auf den Fangstift horizontal einzuleitende Kraft im Bereich zwischen der Kernumfassung und dem Kernbehälter von der horizontalen in die etwa vertikale Richtung zum Rand der Reaktorbeckens oberhalb der Wasseroberfläche umzulenken.
• Bei der bevorzugten Variante der Anordnung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ankerpfosten als einteiliger, zylindrischer Stab mit einem profilierten Pfostenfuß ausgebildet ist. Aufgrund der Profilierung des Pfostenfußes kann sich der Ankerpfosten mit dem Pfostenfuß innerhalb der Bohrung der Kernumfassung verkeilen, sodass sichergestellt ist, dass der Ankerpfosten aus der Bohrung nicht herausrutscht.
• Der Ankerpfosten ist vorzugsweise so ausgebildet, dass dieser keinerlei zusätzliche Sicherungsmittel aufweisen muss, die den Ankerpfosten innerhalb der für diesen vorgesehene Bohrung in der Kernumfassung festhalten. Dies umfasst vorzugsweise keine losen und/oder beweglichen Teile.
• Der Pfostenfuß umfasst zweckmäßigerweise einen Einschubbegrenzungsanschlag, vorzugsweise in Form eines umlaufenden Kragens, wobei der Kragen einen Durchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser der Bohrung in der Kernumfassung ausgebildet ist. Durch den Kragen ist sichergestellt, dass der Ankerpfosten nur über eine Teillänge in die Bohrung innerhalb der Kernumfassung eindringt. Diese Teillänge bildet den Pfostenfuß und beträgt vorzugsweise weniger als 1/3 des Ankerpfostens.
• Der Pfostenfuß weist vorzugsweise ein verdicktes Fußende auf, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Kragens ist und dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Bohrung ist. Zwischen dem verdickten Fußende und dem Kragen befindet sich vorzugsweise ein Abschnitt geringeren Durchmessers, sodass der Pfostenfuß innerhalb der Bohrung verkippen kann und sich bereits bei Einleitung eines leichten Schrägzuges innerhalb der Bohrung verkeilt. Auf diese Art und Weise ist eine Sicherung des Pfostenfußes in der Bohrung ohne zusätzliche Sicherungsmittel möglich.
• Bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Anordnung umfasst der Ankerpfosten einen Köcher zur Aufnahme des Fangstifts in einer Bereitschaftsstellung, wobei der Köcher vorzugsweise einstückig mit dem Ankerpfosten verbunden ist. Der Köcher kann beispielsweise als einfache zylindrische Hülse ausgebildet sein, in die der Fangstift eingesteckt ist.
• Bei einer Variante der Anordnung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fangstift als zylindrischer Stift ausgebildet ist, der vorzugsweise ebenfalls einen Einschubbegrenzungsanschlag aufweist. Der Einschubbegrenzungsanschlag kann als umlaufender Kragen des Fangstifts ausgebildet sein.
• Bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fangstift einen Auftriebskörper umfasst. Dadurch ist der Fangstift besonders leicht ausgebildet, sodass dieser von einem Unterwasserroboter bzw. von einem ferngesteuerten Tauchgerät einfach handhabbar ist.
• Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausrichtung von Brennelementköpfen eines Kernreaktors in ihrer Einbaulage innerhalb eines Kernbehälters, unter Verwendung der vorbeschriebenen Anordnung, wobei die Brennelemente Brennelementköpfe mit Kopfrahmen umfassen, in welchen Brennstäbe angeordnet sind und das Verfahren folgende Schritte umfasst:
  Bereitstellen der Anordnung umfassend den Ankerpfosten mit dem an dem Ankerpfosten befestigten Zugelement und dem an dem Zugelement befestigten Fangstift,
• – Herablassen der Anordnung in das mit Kühlflüssigkeit, vorzugsweise mit Kühlwasser gefüllte Reaktorbecken an dem Zugelement und Einsetzen des Ankerpfostens in eine Bohrung einer Kernumfassung des Reaktors,
• – Einführen des Fangstifts in eine Aufnahmebohrung des Kopfrahmens mit Hilfe eines Tauchroboters und
• – Ausüben eines Zuges auf das Zugelement von einer Position außerhalb des Reaktorbeckens, sodass sich der Ankerpfosten in der Bohrung verkeilt und ein Horizontalzug auf den Fangstift und mithin auf den Kopfrahmen ausgeübt wird.
• Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kopfrahmen von einer Istlage innerhalb der Kernumfassung in eine Solllage gezogen wird, in welcher der Kopfrahmen von einer Zentriereinrichtung einer Lademaschine erfassbar ist oder in welcher der vorgegebene Abstand zu einem benachbarten Kopfrahmen oder zu dem Aufnahmeraum für einen benachbarten Kopfrahmen eingehalten wird.
• Zweckmäßigerweise erfolgt das Herablassen der Anordnung von einer Lademaschinenbrücke aus, die sich über dem Reaktorbecken erstreckt.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung umfasst beispielsweise das Ausrichten eines oder mehrerer Kopfrahmen so, dass zwecks Beladung von Brennelementen in den Kernbehälter ein Ladefeld oder eine Ladegasse für eines oder mehrere zuladende Brennelemente freigehalten wird. Unter einem Ladefeld oder einer Ladegasse im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist der in der Draufsicht des Kernbehälters vorgesehne Freiraum innerhalb der Kernumfassung für ein oder mehrere zu ladende Brennelemente zu verstehen.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert:
• 1: eine Draufsicht auf den Kernbehälter eines Kernkraftwerkes;
• 2: eine Teilschnittansicht durch einen Teil eines Kernkraftwerks mit einem Schnitt durch den Reaktorbehälter;
• 3: eine perspektivische Darstellung der Anordnung gemäß der Erfindung während des Einsatzes, wobei ein Fangstift der Anordnung in eine Aufnahmebohrung eines Kopfrahmens eines Brennelementes eingesetzt ist und der Kopfrahmen ohne die dazugehörigen Brennstäbe dargestellt ist;
• 4a): eine Teilschnittansicht eines Fangstifts der Anordnung gemäß der Erfindung;
• 4b): eine schematische Darstellung des führenden Endes des in 4a) dargestellten Fangstifts;
• 5: den Ankerpfosten der Anordnung gemäß der Erfindung mit dem Fangstift in seiner Parkposition; und
• 6: die Anordnung gemäß 5, wobei der Ankerpfosten in einer Bohrung der Kernumfassung verkeilt ist.
• Es wird zunächst Bezug genommen auf 2, die schematisch einen wesentlichen Teil eines Kernkraftwerks 1 veranschaulicht. Mit 2 ist der Reaktorbehälter des Kernkraftwerkes bezeichnet, mit 3 ein danebenliegend angeordnetes Abklingbecken. Der Reaktorbehälter 2 umfasst den Kernbehälter 4, eine innerhalb des Kernbehälters 4 angeordnete Kernumfassung 5 sowie innerhalb der Kernumfassung angeordnete Brennelemente 6, die nur andeutungsweise dargestellt sind. Der Querschnitt der Kernumfassung 5 ist, wie dies in der Draufsicht gemäß 1 zu erkennen ist, im Leistungsbetrieb vollständig von Brennelementen 6 ausgefüllt. Die Kernumfassung 5 ist an ihrem Innenumfang an die Kontur der im Querschnitt rechteckigen Brennelemente 6 angepasst. Jedes Brennelement 6 umfasst eine Vielzahl vom Brennstäben, die über ein Skelett mit dem Kopfrahmen 7 (3) eines Brennelementkopfs verbunden sind. In 3 sind die Brennelemente unterhalb der Brennelementköpfe nicht dargestellt. Der Kernbehälter 4 sowohl als auch das Abklingbecken 3 sind mit Kühlwasser gefüllt. Oberhalb des Abklingbeckens 3 und des Kernbehälters 4 erstreckt sich eine Lademaschinenbrücke 8 mit einer darauf verfahrbaren Lademaschine 9. Mit der Lademaschine 9 erfolgt die Handhabung der Brennelemente 6 im Sinne eines Entladevorgangs oder eines Beladevorgangs.
• Für jedes der Brennelemente 6 ist ein Ladefeld 10 vorgesehen, die Ladefelder 10 sind in einem Raster aus Reihen und Spalten so angeordnet, dass sie vollständig den Querschnitt der Kernumfassung 5 ausfüllen. Der Begriff „Feld“ wird im Allgemeinen zur Bezeichnung einer Fläche verwendet, im Sinne der vorliegenden Anmeldung bezieht sich der Begriff allerdings ausschließlich auf die in 1 dargestellte Draufsicht, d.h., jedes Brennelement beansprucht tatsächlich einen quaderförmigen Raum.
• Beim Beladevorgang werden die Elemente 6 von außen nach innen, d.h. ausgehend von der Kernumfassung 5 nach innen beladen, der Entladevorgang erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
• In 1 sind diejenigen Ladefelder 10, die den zum Schluss freien Ladefeldern 10 benachbart angeordnet sind, mit Kreuzen hervorgehoben. Die verbliebenden freien Ladefelder 10 bilden eine Ladegasse 11, die sich in einer Symmetrieachse der Fläche innerhalb der Kernumfassung 5 erstrecken. Wegen Verbiegungen der Brennelementstrukturen während des Beladevorgangs und wegen der Aufsummierung von Abstandtoleranzen beim Beladevorgang kann es vorkommen, dass der Platz in der Ladegasse 11 nicht ausreicht, um die letzen Brennelemente 6 zur Vervollständigung der Brennelementpackung innerhalb der Kernumfassung 5 ohne weiteres einsetzen zu können.
• Deswegen ist bei einem Verfahren gemäß der Erfindung vorgesehen, die Brennelemente 6, der mit Kreuzen gekennzeichneten Ladefelder 10, also der der Ladegasse 11 benachbarten Ladefelder 10 mit einer nachstehend noch zu beschreibenden Anordnung horizontal auseinander zuziehen, sodass auch die Ladefelder 10 der Ladegasse 11 mit Brennelementen 6 bestückt werden können.
• Die Anordnung gemäß der Erfindung ist beispielsweise in 3 dargestellt. Diese umfasst einen Ankerpfosten 12 mit einem Pfostenfuß 13 und einer an seinem Pfostenfuß 13 abgewandten Ende vorgesehenen Umlenköse 14. Durch die Umlenköse 14 ist ein flexibles Zugelement 15, beispielsweise in Form eines Seils hindurchgeführt. An einem Ende des flexiblen Zugelements 15 ist ein Fangstift 16 unverlierbar befestigt.
• Der Fangstift 16 wird beim Einsatz der Anordnung in eine Aufnahmebohrung 17 des die Brennstäbe umfassenden Kopfrahmes 7 eingesteckt, wenn diese sich in der Einbaulage befindet, das heißt in etwa in 15 m Tiefe innerhalb des Kernbehälters 4, unterhalb des Kühlwasserspiegels. Der Ankerpfosten 12 wird etwa auf Höhe der Kopfrahmen 7 innerhalb des Kernbehälters 4 am Rand der Kernumfassung 5 befestigt, sodass das flexible Zugelement 15 unterhalb des Kühlwasserspiegels etwa horizontal von dem betreffenden Kopfrahmen 7 zu dem Ankerpfosten 12 geführt ist. Eine im Wesentlichen vertikal in das flexible Zugelement 15 eingeleitete Zugkraft wird über die Umlenköse 14 horizontal auf den Fangstift 16 übertragen, mit der Folge, dass der betreffende Kopfrahmen 7 etwa horizontal gezogen bzw. ausgelenkt wird.
• Auf diese Art und Weise können beispielsweise zwei Kopfrahmen 7, die sich beidseitig der Ladegasse 11 gegenüber stehen, so auseinandergezogen werden, dass ein Brennelement 6 in das freie Ladefeld 10 der Ladegasse 11 eingesetzt werden kann. Dieser Vorgang ist in 1 schematisch dargestellt, wobei dort zwei flexible Zugelemente 15 andeutungsweise dargestellt sind. Diese Vorgehensweise erfordert den Einsatz von zwei Anordnungen gemäß der Erfindung. Die Erfindung ist grundsätzlich so zu verstehen, dass zwei oder mehrere solcher Anordnungen gleichzeitig verwendet werden können.
• Wie dies in 1 andeutungsweise dargestellt ist, ist jeweils ein Ankerpfosten 12 in eine Bohrung 18 eines oberen Formblechs der Kernumfassung 5 eingesetzt. Das flexible Zugelement 15 ist jeweils von dem betreffenden Kopfrahmen 7 zu dem Ankerpfosten 12 am Rand des Kernbehälters 4 geführt und wird durch die Umlenköse 14 schräg nach oben aus dem Reaktorbecken 4 herausgeführt. Ein in das flexible Zugelement 15 eingeleiteter Zug bewirkt einen Horizontalzug auf den betreffenden Kopfrahmen 7, wobei die horizontale Zugkraftkomponente ein Verkeilen des Ankerpfostens 12 bewirkt.
• Sowohl der Fangstift 16 als auch der Ankerpfosten 12 sind als einteilig geschweißte Edelstahlkonstruktionen ausgebildet.
• In der Nichtgebrauchsstellung der Anordnung gemäß der Erfindung ist der Fangstift 16 in einen Köcher 19 des Ankerpfostens 12 eingesteckt, wie dies beispielsweise in 5 dargestellt ist. Der Fangstift 16 ist unverlierbar an dem flexiblen Zugelement 15 befestigt, welches durch die Umlenköse 14 hindurchgeführt ist. Das flexible Zugelement 15 ist in 5 nicht dargestellt.
• Zur Positionierung der Anordnung in die Betriebsstellung wird nunmehr der Ankerpfosten 12 an dem flexiblen Zugelement 15 von der Lademaschinenbrücke 8 aus in den Kernbehälter 4 hinabgelassen, sodass der Pfostenfuß 13 in die Bohrung 18 des oberen Formblechs der Kernumfassung 5 eingesetzt wird. Vermöge der Geometrie bzw. der Profilierung des Pfostenfußes 13 kann dieser sich einfach in der Bohrung 18 verkeilen, eine Verkeilung erfolgt allerdings spätestens dann, wenn das flexible Zugelement 15 unter Zug gelangt.
• Sodann wird der Fangstift 16 mittels eines nicht dargestellten Tauchroboters in die Aufnahmebohrung 17 des auszurichtenden Kopfrahmens 7 eingesteckt. Sowohl das Anordnen des Ankerpfostens 12 in der Bohrung 18 als auch das Anordnen des Fangstifts 16 in der Aufnahmebohrung 17 erfolgen ohne zusätzliche Sicherungs- und/oder Befestigungsmittel.
• Wird das flexible Zugelement 15 unter Zugkraft gesetzt, bewirkt spätestens die Horizontalkraftkomponente zwischen dem Fangstift 16 und der Umlenköse 14 eine Verkeilung des Pfostenfußes 13 innerhalb der Bohrung 18.
• Auch 6 zeigt den Fangstift 16 in der Parkstellung innerhalb des Köchers 19 des Ankerpfostens 12. Der Tauchroboter kann den Fangstift 16 aus dem Köcher 19 entnehmen und in die dafür vorgesehene Aufnahmebohrung 17 des Kopfrahmens verbringen.
• Der Pfostenfuß 13 umfasst einen umlaufenden Kragen 20 der einen Einschubbegränzungsanschlag bildet, sodass der Ankerpfosten 12 nur mit dem Pfostenfuß in die Bohrung 18 eintauchen kann. Der Pfostenfuß 13 selbst ist profiliert, d. h. dieser weist ein verdicktes Fußende 21 auf, welches einen größeren Durchmesser als ein dazwischenliegender Schafft 22 aufweist. Es versteht sich, dass das verdickte Fußende 21 einen Durchmesser aufweist, der kleiner als der Durchmesser der Bohrung 18 ist. Der Schafft 22 wiederum weist einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der Durchmesser des verdickten Fußendes 21. So kann sich der Pfostenfuß 13 zwischen dem Kragen 20 und dem verdickten Fußende 21 innerhalb der Bohrung 18 verkeilen.
• Der Köcher 19 ist als an den Ankerpfosten 12 angeschweißte offene Hülse ausgebildet, in die der Fangstift 16 eingesteckt ist. Der Fangstift 16 besitzt ebenfalls einen umlaufenden Kragen 23, der einen Einschubbegrenzungsanschlag für den Fangstift 16 bildet.
• Der Fangstift 16 ist ebenfalls als einteilige Edelstahlkonstruktion ausgebildet. Der Fangstift 16 umfasst einen Schaft 26 und eine Spitze 24, die miteinander verschweißt sind.
• Der Schafft 26 und die Spitze 24 des Fangstifts 16 sind aus Gewichtsgründen hohl, da der zur Handhabung des Fangstifts 16 vorgesehene Tauchroboter hinsichtlich der zu handhabenden Masse begrenzt ist und bei einer zu hohen zu handhabenden Masse seine Tarierung verlieren würde.
• An dem Befestigungsauge 27 ist bei der Variante des Fangstifts 16 gemäß 4a) zusätzlich ein Blechprofil 28 als Handhabungshilfe für den Tauchroboter angeordnet.
• Bezugszeichenliste

1

Kernkraftwerk

2

Reaktorbehälter

3

Abklingbecken

4

Kernbehälter

5

Kernumfassung

6

Brennelemente

7

Kopfrahmen

8

Lademaschinenbrücke

9

Lademaschine

10

Ladefeld

11

Ladegasse

12

Ankerpfosten

13

Pfostenfuß

14

Umlenköse

15

flexibles Zugelement

16

Fangstift

17

Aufnahmebohrung

18

Bohrung

19

Köcher

20

Kragen

21

Fußende

22

Schafft des Ankerpfostens

23

Kragen des Fangstifts

24

Spitze

26

Schafft des Fangstifts

27

Befestigungsauge

28

Befestigungsprofil

Claims (10)

1. Anordnung zur Ausrichtung von Brennelementen (6) in einem Kernbehälter (4) eines Kernreaktors, umfassend einen Ankerpfosten (12) ein flexibles Zugelement (15) und einen Fangstift (16), wobei das flexible Zugelement (15) durch eine Umlenköse (14) des Ankerpfostens (12) hindurchgeführt ist, der Fangstift (16) an einem Ende des flexiblen Zugelements (15) befestigt ist, der Ankerpfosten (12) so ausgebildet ist, dass er in eine Bohrung (18) einer Kernumfassung (5) des Kernbehälters (4) an dem Zugelement (15) hängend, lose einsetzbar ist und der Fangstift (16) in eine Aufnahmebohrung (17) eines Kopfrahmens (7) eines Brennelementkopfs einsteckbar ist, sodass eine in das flexible Zugelement (15) eingeleitete Zugkraft über die Umlenköse (14) eine horizontal wirkende Zugkraft in den Fangstift (16) einleitet.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerpfosten (12) als einteiliger, zylindrischer Stab mit einem profilierten Pfostenfuß (13) ausgebildet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfostenfuß (13) einen Einschubbegrenzungsanschlag, vorzugsweise in Form eines umlaufenden Kragens (20) aufweist und dass der Kragen (20) einen Durchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser der Bohrung (18) in der Kernumfassung (5) ausgebildet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfostenfuß (13) ein verdicktes Fußende (21) aufweist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerpfosten (12) einen Köcher (19) zur Aufnahme des Fangstifts (16) in einer Bereitschaftsstellung umfasst, wobei der Köcher (19) vorzugsweise einstückig mit dem Ankerpfosten (12) verbunden ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fangstift (16) als zylindrischer Stift ausgebildet ist, der vorzugsweise einen Einschubbegrenzungsanschlag aufweist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fangstift (16) einen Auftriebskörper umfasst.
8. Verfahren zur Ausrichtung von Brennelementen (6) eines Kernreaktors in ihrer Einbaulage innerhalb eines Kernbehälters (4), unter Verwendung der Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Brennelemente (6) Brennelementköpfe mit Kopfrahmen (7) umfassen, an denen über Skelette Brennstäbe angeordnet sind und das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Bereitstellen der Anordnung umfassend den Ankerpfosten (12) mit dem an dem Ankerpfosten (12) befestigten flexiblen Zugelemente (15) und dem an dem flexiblen Zugelement (15) befestigten Fangstift (16); – Herablassen der Anordnung in den mit Kühlwasser gefüllten Kernbehälter (4) an dem flexiblen Zugelement (15) und Einsetzten des Ankerpfostens (12) in eine Bohrung (18) einer Kernumfassung (5) des Kernreaktors; – Einführen des Fangstifts (16) in eine Aufnahmebohrung (17) des Kopfrahmens (7) mit Hilfe eines Tauchroboters und – Ausüben eines Zuges auf das flexible Zugelement von einer Position außerhalb des Reaktorbeckens (4), sodass sich der Ankerpfosten (12) in der Bohrung (18) verkeilt, wobei ein Horizontalzug auf den Fangstift (16) und mithin auf den Kopfrahmen (7) ausgeübt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfrahmen (7) von einer Istlage innerhalb der Reaktorumfassung (5) in eine Solllage gezogen wird, in welcher dieser von einer Zentriereinrichtung einer Lademaschine (9) erfassbar ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, umfassend das Ausrichten eines oder mehrerer Kopfrahmen (7) so, dass zwecks Beladen von Brennelementen (7) in den Kernbehälter (4) ein Ladefeld (10) oder eine Ladegasse (11) für eines oder mehrere zu beladende Brennelemente (6) freigehalten wird.

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