DE1042777B - Vorrichtung zum Behandeln von Kernreaktor-Brennstoffelementen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln von Kernreaktor-Brennstoffelementen, die einen von einer Schutzhülle bzw. einem Schutzmantel umgebenen Brennstoffteil aufweisen. Die Vorrichtung gestattet das Entfernen der Schutzhülle bzw. des Schutzmantels von einem solchen Brennstoffelement.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist ein ringförmiges Preßgesenk bzw. einen Stempel mit einer vorderen Schneidkante, einen Haltebauteil vor dem Preßgesenk, um ein Brennstoffelement ungefähr gleichachsig mit dem Preßgesenk zu halten, Fixiermittel zum Eingrenzen des Brennstoffelementes, um es in genau gleichachsige Lage mit dem Preßgesenk zu bringen, Mittel zum Vorwärtsrücken des Brennstoffelementes relativ zum Preßgesenk, derart, daß sich der Brennstoffteil des Elementes durch das Preßgesenk hindurchbewegt, während die Hülle auf- bzw. weggeschnitten wird, sowie Mittel auf, die das Durchbiegen des Brennstoffelementes während des Wegschneidens des Hüllenkörpers verhindern.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie H-II in Fig. 1,

Fig. 3 zeigt einen Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 1.

Ein ringförmiges Preßgesenk 10 mit einer vorderen Schneidkante oder einem Ringmesser oder Schälmesser 11 wird in einem Block 12 gehalten, welcher vermittels Schrauben 13 und eines X-förmigen Querhauptes 14 gehalten wird. Diese Bauteile sind ihrerseits an dem Zwillings-Kastenträger-Rahmen 15 (Fig. 2) des Gerätes über Flanschstücke 16 befestigt. An einem Schenkel des Ouerhauptes 14 sind zwei Büchsen 17, am anderen Schenkel zwei Haltebauteile 18 vorgesehen. Die Büchsen 17 dienen zum Führen von Gleitschubstangen 19, während die Haltebauteile 18 ortsfeste Führungsstangen 20 tragen.

Vor dem Preßgesenk 10 befindet sich ein Brennstoffelement-Haltegestell, welches zwei V-förmige Trägerbauteile 21 aufweist, die von Trägerarmen 22 gehalten werden. Die letzteren sind vermittels einer Platte 23 und einer im Schnitt U- oder kanalförmigen Schiene 24 miteinander verbunden. Die Trägerarme 22 drehen sich auf einem Zapfen 25, der durch einen Kastenträger 26, welcher einen Teil des Rahmens 15 des Gerätes bildet, gehalten wird. Ein entsprechender Kastenträger 27 ist außerdem vorgesehen. Der Trägerarm 22 weist eine Verlängerung 63 auf, über welche sich ein Stößel 64 bewegt, der in einem am Kastenträger 26 befestigten Zapfenlager 65 beweg-Vorrichtung zum Behandeln
von Kernreaktor-Brennstoffelementen

Anmelder:

United Kingdom Atomic Energy Authority, London

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen (Westf.), Oranienstr. 14

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 22. August 1956

Ronald Scott Challender und Herbert Chilvers Knights,

London,
sind als Erfinder genannt worden

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Hch ist. Der Stößel 64 hat einen Absatz 66, der am Zapfenlager 65 beim Abwärtsbewegen anschlägt. Die Aufwärtsbewegung des Stößels 64 und die entsprechende zurückgezogene Stellung des Trägerarms 22 usw. sind durch die gestrichelte Linie 67 angedeutet. Das Brennstoffelement 28, das in den V-förmigen Trägerbauteilen 21 ruht, befindet sich in genau gleichachsiger Lage bzw. fluchtet mit dem Preßgesenk 10. Dies wird einerseits vermittels einer konischen Einspannung über einen vorderen Halter 29, welcher beweglich im Preßgesenk 10 sitzt und in einem Ouerhaupt 36 gehalten wird, und andererseits über einen hinteren Halter 30, welcher in einem X-förmigen Ouerhaupt 31 sitzt, erreicht. Der Halter 29 weist eine konische Ausnehmung 32 auf, in welche die konische Endkappe 33 des Brennstoffelementes 28 paßt. Die hintere Halterung 30 trägt ein konisches spitzes Ende 34, welches in die Endkappe 35 paßt.

Die Ouerhäupter 31 und 36 sind miteinander über Schubstangen 19 verbunden. Diese Stangen 19 haben abgesetzte Endstücke 37 bzw. 38, die an den Querhäuptern anliegen. Das Endstück 37 ist mit Schraubenmuttern 39 an das Querhaupt 36 fest verbunden. Das Endstück 38 hat eine gewisse Bewegungsfreiheit zwischen der Schulter und den Schraubenmuttern 40. Die Ouerhäupter sind auf den Führungsstangen 20 beweglich gehalten und mit Büchsen 41 bzw. 42 ver-

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sehen. Das Ouerhaupt 31 ist mit einer Hydraulik-Kolbenstange 43 vermittels Bolzen 44 gekuppelt.

Zwischen den beiden Querhäuptern 36, 31 und um den hinteren Halteteil 30 herum ist ein kleineres Ouerhaupt 45 vorgesehen, welches mit der Büchse 46 auf den Führungsstangen 19 und mit der Büchse 47 auf den Schubstangen 20 gleitet. Das kleinere Querhaupt 45 sitzt außerdem gleitend auf dem hinteren Haltebauteil 30. Eine Abstandsstange 48, die in das Ouerhaupt 45 geschraubt ist, hat einen Kopf 49, der den einen Ansatz 50 berührt. Die beiden Ansätze 50 halten bzw. stützen die Führungsstangen 20 am Kolbenende des Gerätes.

Das Ouerhaupt 36 trägt den vorderen Halter 29 in einem mittleren Nabenstück 51. Der Halter 29 ist federgespannt, und zwar vermittels einer Druckfeder 52 bzw. Federnut 53. Der Halter 29 wird im Nabenstück 51 vermittels einer Sperrplatte 54 festgehalten. Die Stoßköpfe 55 ragen aus dem Ouerhaupt 36 vor.

Die Enden der Stangen 20 sind vermittels Schraubenmuttern 56, 57 befestigt; die Schraubenmuttern 56 sind gegen die Ansätze 50 und die Schraubenmuttern 57 gegen die Brücken 58 in einem Stoßblock 59 angezogen.

Der Stoßblock 59 weist eine mittlere Auskragung oder Nase 60, zwei Endauskragungen 61 und Endtragstücke 62, in denen das Brennstoffelement gelagert werden kann, bevor auf dieses die Stoßköpfe 55 auftreffen, auf.

Zwei zurückziehbare Streben 68, die hydraulisch durch Kolbenstangen 69 betätigt werden und mit Rollen 70 ausgestattet sind, verhindern das Durchbiegen des Brennstoffelementes 28.

Fig. 3 zeigt die Kolbenstange am Ende ihres Hubes und nach Freigabe des abgestreiften Brennstoffelementes 28 vermittels einer Auslösevorrichtung 71, welche einen Hebel 72 aufweist, der drehbar auf einem an dem Querhaupt 36 befestigten Zapfen 73 gelagert ist, sowie eine Nocke 74, die an einer der Brücken 58 befestigt ist. Der Hebel 72 hat ein kugelförmiges Endstück 75, das in der Nut 53 im Kopf 77 des vorderen Halters 29 angebracht ist.

Bei Betrieb wird das Querhaupt 31 gegen die Schraubenmuttern 40 zurückgezogen, so daß das Ouerhaupt 36 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung verbleibt. Ein zuvor abgestreifter Brennstoffbauteil wird so in den Block 59 gebracht, daß er auf den Tragstücken 62 ruht. Das abzustreifende Brennstoffelement 28 wird in die V-förmigen Trägerbauteile 21 gebracht (die durch Senkung der Stange 64 in die in der Zeichnung gezeigte Stellung gehoben worden sind), und das Ouerhaupt 31, das den hinteren Haltebauteil 30 trägt, wird vorwärts bewegt, um das Brennstoffelement 28 aufzunehmen, und zwar zwischen dem Haltebauteil 30 und dem vorderen Haltebauteil 29, derart, daß es gleichachsig mit dem P'reßgesenk zu liegen kommt. Die Feder 52 gleicht etwaige kleine Variationen in der Brennstoffelementlänge aus. Die Trägerbauteile 21 werden zurückgezogen, und die Durchbiegung !lindernden Streben 68 werden vorbewegt, so daß die Rollen 70 die Rippen eindrücken oder einebnen und das Brennstoffelement 28 halten. Die Bewegung der Streben 68 wird durch Anschläge begrenzt, so daß das Brennstoffelement, zumindest am Berührungspunkt mit den Rollen 70, in eine gerade Linie bzw. in Flucht mit den Haltern 29 und 30 gebracht wird. Die Kolbenstange 43 wird weiter vorbewegt, um die Endkappe 33 des Brennstoffelementes in das Preßgesenk 11 zu bringen. Das Preßgesenk schneidet durch die Kappe 33 (ein schwerer Schnitt, bei dem sich das Brennstoffelement durchbiegen würde, wenn die Streben 68 dies nicht verhinderten), die Streben 68 werden zurückgezogen, und die Kolbenstange 43 schiebt den Rest des Brennstoffelementes 28 durch das Preßgesenk 11 (ein leichter Vorgang, der keine Durchbiegungstendenz verursacht).

Die Hülle wird abgeschält, und der Brennstoff teil des Brennstoffelementes verbleibt gehalten von den Haltern 29 und 30 und den geschnittenen inneren Teilen der Kappen 33 und 34. Wenn der Hebel 72 der Vorrichtung 71 auf die Nocke 74 trifft, wird das kugelförmige Ende 75 vor das Querhaupt 36 vorwärts bewegt, und zwar zusammen mit dem Halter 29, so daß das Brennstoffelement freigegeben wird und die geschnittenen Innenteile der Kappen 33, 34 abfallen. Die Kolbenstange 43 geht vorwärts, und die Stoßköpfe 55 treffen auf den Bremnstoffbauteil im Block 59, um ihn in ungefähr vier gleich große Stücke zu brechen. Die Kolbenstange 43 wird nun zurückgezogen, wobei die Relativreibung der gleitenden Teile so vorgesehen oder bemessen ist, daß der Rückhub auf die in Fig. 1 gezeigten Stellungen erreicht oder sichergestellt wird. Hat der Querhaupt 36 einmal das Ouerhaupt 14 angestoßen, so zieht die Kolas benstange die Querhäupter 31 und 45 gegen die Schraubenmuttern 40 zurück. Der Kopf 49 des Zapfens 48 trifft dann auf den Ansatz 50, so daß das Ouerhaupt 31 seinen Weg allein nach den Schraubenmuttern 40 fortsetzt und den Halter 30 durch das Querhaupt 45 zieht. Dabei wird dafür gesorgt, daß alle Teile des Brennstoffelementes, die an dem Halter 30 haften, gelöst werden. Der Brennstoffbauteil, der von seiner Hülle befreit und gelöst worden ist, wird mit einer Zange aufgehoben und in den Block 59 zum Zerkleinern gebracht. Die anfallenden Stücke werden dann einer Destillationsanlage zugeführt.

Die Bearbeitung des Brennstoffelementes geschieht unter Wasser, so daß das Bedienungspersonal gegen gefährliche Strahlungen geschützt, aber in der Lage ist, die Arbeit zu überwachen. Die Hauptteile des Gerätes bestehen deshalb aus Material, das nicht durch das Wasser zersetzt wird. Reibende Teile sind aus chromplattiertem Kohlenstoffstahl hergestellt; andere Teile bestehen aus Flußstahl mit einem Aluminiumüberzug, der mittels des Metallspritzverfahrens aufgebracht worden ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Behandeln von Kernreaktor-Brennstoffelementen, gekennzeichnet durch ein ringfömiges Preßgesenk bzw. einen Stempel mit einer vorderen Schneidkante, einen Haltebauteil vor dem Preßgesenk, um ein Brennstoffelement ungefähr gleichachsig mit dem Preßgesenk zu halten, durch Fixiermittel zum Eingrenzen des Brennstoffelements, um es in genau gleichachsige Lage mit dem Preßgesenk zu bringen, durch Mittel zum Vorwärts rücken des Brennstoffelementes relativ zum Preßgesenk, derart, daß sich der Brennstoffteil des Elementes durch das Preßgesenk hindurchbewegt, während die Hülle auf- bzw. weggeschnitten wird, sowie durch Mittel, die das Durchbiegen des Brennstoffelements während des Wegschneidens des Hüllenkörpers verhindern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter vor dem Preßgesenk ein zurückziehbares V-förmiges Gestell aufweist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, daß sie einen Stoßkopf, der mit den kennzeichnet, daß Mittel zum Lösen des Brenn- betreffenden Mitteln zum Vorwärtsrücken des Stoffbauteils von seinen Fixiermitteln nach Pas- Brennstoffelements relativ zum Preßgesenk versieren des Preßgesenks vorgesehen sind. bunden ist, und einen Stoßblock zum Halten eines

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge-

5 Brennstoffbauteils aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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