DE1042778B - Beschickungsvorrichtung fuer Kernreaktoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung· für Kernreaktoren.

Um bei Reaktoren, ganz gleich, ob sie nun für Prüfzwecke oder zur Energieerzeugung herangezogen werden, ein Maximum an Wirksamkeit zu erreichen, kommt es darauf an, die Leerlaufzeit, welche erforderlich ist, um Brennstoffelemente in den Reaktor einzuführen, aus diesem herauszunehmen oder in diesem umzuordnen, möglichst herabzusetzen. Darüber hinaus ist es wesentlich, die Anordnung für die Handhabung der Brennstoffelemente so auszubilden, daß durch die Handhabung nicht andere Vorgänge, welche in der Umgebung des Reaktors während der Leerlaufperiode ausgeführt werden, gestört sind. Zum Zwecke der Beschickung und der Entnahme der Brennstoffelemente und anderer Teile sind Reaktoren häufig mit einem Kanal oder einem anderen Wasserraum ausgerüstet, welcher unterhalb des Reaktors angeordnet ist; die Brennstoffelemente werden von dem Reaktor aus in eine geeignete Beschickungsvorrichtung eingesetzt und durch diese nach dem Kanal befördert. Es kommt daher darauf an, eine Beschickungsvorrichtung zu schaffen, welche unter Wasser leicht beladen und entladen werden kann. Dabei ist darauf zu achten, daß während der Belade- und Entladevorgänge eine möglichst geringe Flüssigkeitsmenge aus dem Reaktorkessel in den Beschickungskanal hineinleckt, und zwar sowohl während des Reaktorbetriebes als auch während der eigentlichen Einsatzzeit der Beschickungsvorrichtung. Um die Leerlaufzeit des Reaktors noch weiter herabzusetzen und die biologische Abschirmung des in dem Kanal enthaltenen Wassers aufrechtzuerhalten, wird Wert darauf gelegt, die Beschickungsvorrichtung auseinandernehmen zu können, ohne daß sie trockengelegt werden muß, so daß andere Arbeiten mit radioaktiven Substanzen, welche in dem Kanal ausgeführt werden, nicht gestört sind.

Bisher wurden Beschickungsvorrichtungen für Kernreaktoren häufig in Form vertikaler Rohre verwendet, welche mit einer Reihe von hintereinander angeordneten Regulierschiebern ausgerüstet waren. Eine solche Vorrichtung war nicht nur schwierig instand zu halten und zu reparieren, sondern es mußten auch die Ventile zyklisch geöffnet und geschlossen werden, und die Brennstoffelemente wurden weitgehend von Hand durch das Beschickungsrohr verschoben, und zwar mit Hilfe komplizierter und umständlicher Handwerkzeuge. Der Vorgang war daher zeitraubend, und die Kompliziertheit der Einrichtung machte es schwierig, sie ständig betriebsbereit zu halten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Beschickungsvorrichtung für Kernreaktoren zu schaffen. Die Beschickungsvorrichtung für Kernreaktoren ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch einen rohr-B es chickungs vo rrichtimg
für Kernreaktoren

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Weickmann

und Dr.-Ing. A. Weickmann, Patentanwälte,

München 2, Brunnstr. 8/9

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 21. September 1956

Erling Frisch, Pittsburgh, Pa. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

förmigen Kanal mit einer Belade- und einer Entladeöffnung an dem einen bzw. dem anderen Ende dieses Kanals, durch eine rohrförmige Patrone innerhalb des Kanals, welche über die ganze Länge desselben verschiebbar ist und die eine Öffnung an solcher Stelle aufweist, daß diese in den Endstellungen der Patrone mit den Öffnungen des Kanals sich deckt, durch mindestens eine Absperrmuffe, welche nächst einer der beiden Kanalöffnungen angeordnet ist, durch einen Antrieb für die Verschiebung der Absperrmuffe nach einer Stellung, in welcher sie diese eine Öffnung des Kanals überdeckt, und durch einen Antrieb für die Verschiebung der Patrone in dem Kanal.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Be-Schreibung und der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Kernreaktors mit einer erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung im Schnitt;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den oberen Teil,

Fig. 3 einen Schnitt durch den mittleren Teil und

Fig. 4 einen Schnitt durch den unteren Teil der Beschickungsvorrichtung.

In den Figuren erkennt man eine im wesentlichen aus Rohren bestehende Beschickungsvorrichtung, durch welche ein geeigneter Träger oder eine Patrone, welche ein nukleares Brennstoffelement od. dgl. aufnehmen kann, unter Wirkung der Schwerkraft oder des Drukkes von Wasser oder eines anderen Druckmittels in der einen Richtung und durch den Druck einer Druck-

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ilüssigkeit in der anderen Richtung verschoben werden kann. Das eine Ende der Beschickungsvorrichtung ist durch die Wand des Reaktorkessels geführt, während das andere Ende in einem Kanal oder einer anderen geeigneten Entladungszone außerhalb des Reaktors liegt. Im Fall von Druckwasserreaktoren sind Vorkehrungen getroffen, um ein Lecken von Flüssigkeit aus der Beschickungsvorrichtung in der Betriebsperiode des Reaktors zu unterbinden. Es ist nunmehr eine neue Ventilanordnung vorgesehen, dank welcher während des Stillstands des Reaktors beim Einführen von Brennstoffelementen in und beim Herausnehmen derselben aus dem Reaktor ein minimaler Flüssigkeitsverlust aus dem Inneren des Reaktorkessels eintritt. Die Beschickungsvorrichtung ist so ausgebildet, daß sie entweder von Hand oder aber von Stellen aus ferngesteuert werden kann, die außerhalb der Abschirmung des Reaktors liegen. Die einzelnen Teile der Beschickungsvorrichtung sind so angeordnet, daß sie schnell und leicht auseinandergenommen werden können zum Zwecke der Unterhaltung und der Reparatur, ohne daß eine Stillegung des Reaktors oder eine Trockenlegung der bei solchen Reaktoren häufig verwendeten Kanäle vorgenommen werden muß.

In den Figuren ist eine eriradungsgemäße Beschickungsvorrichtung für einen Kernreaktor dargestellt, welcher aus einem Reaktorkessel 20 und aus einem innerhalb des Reaktorkessels 20 befestigten Reaktorkern 22 besteht. Der Reaktorkessel 20 ist von einer geeigneten Abschirmung 24 umgeben, z. B. aus Beton, welchem Magneteisenstein oder ähnliche Verdichtungsstoffe zugesetzt sind. Die Beschickungsvorrichtung, ganz allgemein mit 26 bezeichnet, ist an ihrem oberen Ende durch die Wand des Reaktorkessels 20 dicht hindurchgeführt. Diejenigen Teile der Beschickungsvorrichtung 26, welche in der Nähe von Arbeitsplätzen liegen, sind zusätzlich durch Abschirmungen 25 abgedeckt, die vorzugsweise aus Blei bestehen. Die Beschickungsvorrichtung 26 ist durch die Betonabschirmung 24, vorzugsweise unter einem spitzen Winkel gegen die vertikale Achse des Reaktorkessels 20, geführt. Das untere Ende der Beschickungsvorrichtung besteht aus einem abnehmbaren Teil 27, dem eine Ventilbetätigungseinrichtung 28 angehört, welche auf dem Boden 29 des Kanals 30 befestigt ist.

Nach Abnahme des Deckelverschlusses 34 des Reaktorkessels 20 und des zugehörigen Kontrollstangen-Antriebsmechanismus, welcher ganz allgemein mit 36 bezeichnet ist. können die Brennstoffelemente 32 mittels eines durch die Deckelöffnung des Reaktorkessels 20 eingeführten Werkzeuges oder eines geeigneten, ferngesteuerten Betätigungsmechanismus angehoben werden.

Das Brennstoffelement wird durch einen länglichen Schlitz 38 im oberen Ende der Beschickungsvorrichtung 26 in diese eingelegt, wie in Fig. 2 besser zu erkennen ist. In Höhe des Schlitzes 38 liegt eine Patrone 40. Diese Patrone nimmt das Brennstoffelement 32 durch einen dem Schlitz 38 ähnlichen und sich mit diesem Schlitz 38 deckenden weiteren Schlitz 42 auf. Die Neigung der Beschickungsvorrichtung 26 ist so gewählt, daß das Brennstoffelement leicht eingeführt und leicht erreicht werden kann. Damit ein Bedienungswerkzeug für das Brennstoffelement von der oberen Öffnung des Reaktorkessels aus ,senkrecht in Eingriff mit einem Bedienungsknopf 44 des Brennstoffelements 32 gebracht werden kann, ist die Beschickungsvorrichtung 26 unter einem solchen Winkel gegen die Achse des Reaktorkessels 20 geneigt, daß das Werkzeug durch die Schlitze 38 und 42 zwischen den oberen bzw. unteren Enden 46 bzw. 47 der Schlitze 38 und 42 eingeführt werden kann. Zum gleichen Zweck ist ferner eine Rippe 48 an der Innenwand der Patrone 40 angebracht, welche das obere Ende 49 des Brenn-Stoffelements 32 in unmittelbarer Nähe der äußeren Öffnung 38 hält.

Die Patrone 40 ist in einem inneren Kanal 50 verschiebbar, der aus einem verhältnismäßig kurzen oberen Abschnitt 52 und einem längeren unteren Abschnitt

ίο 54 besteht. Das obere Ende des Abschnitts 52 weist einen radial nach innen gerichteten Anschlag 53 auf, welcher die Bewegung der Patrone 40 nach oben begrenzt. In dem oberen Ende des Kanalabschnitts 52 ist vorzugsweise eine Öffnung 55 vorgesehen, durch welche ein geeignetes Werkzeug eingeführt werden kann; dieses Werkzeug kann etwa einen Knopf 57 der Patrone 40 erfassen und diese auf solche Weise in ihrer obersten Stellung mechanisch festhalten. Die Patrone 40 ist an mehreren Stellen entlang ihrer Länge

ao gegenüber dem inneren Kanal 50, dessen Form derjenigen der Patrone entspricht, durch mehrere Dichtungsringe 56 abgedichtet. Die Dichtungsringe 56 dienen dazu, eine kontinuierliche Abdichtung zwischen der Patrone 40 und dem inneren Kanal 50 zu schaffen, wenn sich die Patrone relativ zu den verschiedenen Verbindungsstellen der Beschickungsvorrichtung bewegt. Obwohl auch zwei solche Dichtungsringe, nämlich je einer an den beiden Enden der Patrone 40, für eine wirksame Dichtung während der Patronenbewegung durch das Rohr ausreichend wären, sind in der vorliegenden Ausführungsform drei Dichtungsringe verwendet, damit das Eindringen von Flüssigkeit aus dem Reaktorkessel 20 über die Beschickungsvorrichtung 26 nach dem Kanal 30 auf ein Minimum reduziert ist.

Der innere Kanal 50 ist so ausgebildet, daß er ohne Beschädigung der Abschirmung 24 oder der Schweißdichtungen 60 und 62, mittels welcher ein Mantelring 58 in den Reaktorkessel 20 eingesetzt ist, leicht entfernt werden kann. Zu diesem Zweck ist der innere Kanal 50 in das Mantelrohr 58 eingeschoben, welches in der Betonabschirmung 24 eingebettet liegt. Damit der gesamte Reaktorkern 22 gegebenenfalls aus dem Reaktorkessel 20 herausgenommen werden kann, muß der obere Abschnitt 52 des inneren Kanals 50, welcher aus dem Mantelrohr 58 hervorstehend in das Innere des Reaktorkessels 20 hineinragt, von dem Kanalabschnitt 54 lösbar sein, damit das Herausheben des Reaktorkerns 22 möglich ist. Zu diesem Zweck ist ein Kupplungsglied 64 auf das obere Ende des längeren Abschnitts 54 aufgeschraubt und mit einem Flansch 66 verbunden, welcher am oberen Ende des Mantelrohres 58 befestigt ist. In das Kupplungsglied 64 kann also das obere Ende des längeren Abschnitts 54 des inneren Kanals eingeschraubt und somit relativ zu dem Mantelrohr 58 durch Zwischenlegen des Gewindeabschnitts 68 festgelegt werden. Das andere Ende des Kupplungsgliedes 64 ist ebenfalls mit einem Gewinde versehen, welches eine Bundmutter 70 aufnimmt, die über den oberen Abschnitt 52 des inneren Kanals 50 geschoben ist und mit einem Bund 72 des inneren Kanals im Eingriff steht, so daß der obere und der untere Kanalabschnitt lösbar miteinander verbunden sind.

Das untere Ende des Kanalabschnitts 54 ist, wie man aus Fig. 3 entnehmen kann, von dem Mantelrohr 58 in Abstand gehalten, und zwar ist; dieses Ende des inneren Kanals in eine Flanschrohrkupplung 74 eingesetzt, in welcher es auf einem Absatz 76 durch Schwerkrafteinwirkung ruht. Der obere Flansch78 der

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Rohrkupplung 74 ist lösbar mit einem entsprechenden Flansch 80 am unteren Ende des Mantelrohres 58 verbunden. Zwischen dem oberen Flansch 78 der Rohrkupplung und dem entsprechenden Flansch 80 des Mantelrohres ist eine geeignete Dichtung 82 eingelegt. Man erkennt, daß der ganze innere Kanal 50 bei Bedarf leicht aus dem Mantelrohr 58 herausgenommen werden kann, und zwar durch einfaches Lösen der Flansche 64, 66 und 78, 80 voneinander und Herausziehen des gesamten inneren Kanals 50, nämlich des oberen Kanalabschnitts 52, des unteren Kanalabschnitts 54 und des oben beschriebenen Kupplungsgliedes durch die obere Öffnung des Reaktorkessels 20.

Am unteren Ende der Rohrkupplung 74 ist ein Regulierschieber 84 angebracht, und zwar mittels Flansche 86 bzw. 88, die miteinander verbunden sind. Der Regulierschieber 84 ist innerhalb einer Kammer 92 (Fig. 1) untergebracht; diese Kammer ist in der Betonabschirmung 24 ausgebildet und durch die Abschirmplatte 25 abgedeckt; der Regulierschieber ist von einer Stelle außerhalb der Abschirmung mittels eines Handrades und einer Antriebswelle 94 verstellbar; der Regulierschieber ist über eine mit 96 bezeichnete Kupplung mit der Antriebswelle 94 verbunden. An beiden Enden des Regulierschiebers 84 sind Öffnungen 98 vorgesehen, welche in ihrer Form mit der Innenkontur des inneren Kanals 50 übereinstimmen und deshalb groß genug sind, um den Durchgang der Patrone 40 zu gestatten, wenn der Regulierschieber 84 vollständig geöffnet ist. Wenn die Beschickungsvorrichtung in Betrieb ist, ist der Regulierschieber 84 offen, während der Reaktor stillsteht. Die an der Patrone 40 angebrachten Dichtungsringe 56 sind stark genug, um ein Austreten von Flüssigkeit aus dem Reaktorkessel 20 beim Öffnen und durch Entspannung des Druckes in dem Reaktorkessel zu verhindern. Wenn die Beschickungsvorrichtung nicht mehr gebraucht wird, bringt man, bevor der Reaktor wieder in Betrieb genommen wird, den \^Aentilschieber 100 in seine Verschlußstellung, so daß ein Lecken über die Beschickungsvorrichtung 26, wenn der Reaktorkessel 20 unter Druck steht, auf alle Fälle verhindert ist. Um einen Durchgang für die Patrone 40 zum Zwecke der Beladung oder Entladung in den Kanal 30 zu schaffen, ist der untere Regulierschieber 84 mittels Flansche 104 und 106 an ein Kanalrohr 108 angeschlossen. Da das Kanalrohr nicht in die Abschirmung, welche den Kessel 20 umgibt, eingebettet ist, ist auch kein Mantelrohr für das Kanalrohr 108 erforderlich.

Das Kanalrohr 108 verläuft durch das Wasser oder eine andere geeignete, in dem Kanal 30 enthaltene Flüssigkeit nach unten und ist mit einem lösbaren Abschnitt 27 verbunden, der z. B. aus einem lösbaren Rohrabschnitt 110 besteht, welcher mit einem geeigneten, an dem Boden 29 des Kanals 30 befestigten Betätigungsmechanismus vereinigt ist (s. Fig. 4). Das Kanalrohr 108 ist an seinem unteren Ende mit einer Manschette 112 verschweißt oder sonstwie dicht verbunden. Das untere Ende der Manschette 112 ist abgestuft und dient als Anschlag 114. Der Anschlag 114 ist so geformt, daß er das obere Ende des lösbaren Rohrabschnitts 110 aufnehmen und mit diesem in Eingriff treten kann. Der lösbare Rohrabschnitt 110 ist auf einem Lagerbock 118 gelenkig gelagert, der auf dem Boden 29 des Kanals 30 befestigt ist. Es sind Vorkehrungen getroffen, daß der Rohrabschnitt 110 so weit abgesenkt werden kann, daß er von dem ausgeschnittenen Teil 120 der Manschette 112 einen bestimmten Abstand bekommt. Der Rohrabschnitt 110 kann daher nach seiner Absenkung aus seiner Stellung, in welcher er mit dem Kanalrohr 108 fluchtet, herausgeklappt werden, so daß der Rohrabschnitt 110 und der zugehörige Betätigungsmechanismus von dem Lagerbock 118 und dem Kanalrohr 108 getrennt und aus dem Kanal 30 herausgenommen werden kann.

Das obere Ende des Rohrabschnitts 110 trägt einen Dichtungsring 122 oder ein anderes Dichtungsmittel, so daß der Rohrabschnitt, wenn er in Betriebsstellung ist, wie Fig. 4 zeigt, mit der Manschette 112 und daher auch mit dem Kanalrohr 108 dicht verbunden ist. Wenn der Rohrabschnitt 110 diese Lage einnimmt, kann die Patrone 40 nach dem Durchgang durch den Regulierschieber 84 (Fig. 3) auch durch die Verbindungsstelle zwischen dem Rohrabschnitt 110 und dem Kanalrohr 108 hindurchtreten.

Das untere Ende des Rohrabschnittes 110 ist z. B. durch Schweißen mit einem Kolben 126 verbunden, der in einem offenen Zylinder 128 beweglich angeordnet ist. Um die Befestigung des Kolbens 126 an dem Rohrabschnitt 110 zu erleichtern, hat man an dem Kolben 126 eine ringförmige Verlängerung oder Muffe 130 ausgebildet, welche exakt in das untere Ende des Rohrabschnitts 110 paßt. Am unteren Ende des Rohrabschnitts 110 ist eine Leitung 132 mittels eines biegsamen Rohres 134 an einem Hochdruckbehälter angeschlossen. Die ringförmige Verlängerung 130 des Kolbens 126 weist eine Öffnung 136 auf, durch welche die Leitung 132 mit dem von dem Kolben 126 und dem Rohrabschnitt 110 eingeschlossenen Raum in Verbindung steht. Durch die Leitung 132 wird Druckwasser oder eine andere Druckflüssigkeit von einem geeigneten Behälter eingelassen, so daß die Patrone 40 nach oben getrieben wird und die Brennstoffelemente 32 zum Reaktorkessel 20 bringt.

Es ist bereits erwähnt worden, daß die Schlitze oder öffnungen der Beschickungsvorrichtungen mit dem der Patrone zusammenfallen müssen, damit die Anlage sauber funktioniert. Es ist deshalb bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung am unteren Ende der Patrone 40 eine nach unten vorstehende ringförmige Verlängerung 138 angebracht, welche eine Fortsetzung 130 der Patrone locker umgibt. An der Außenwand der ringförmigen Verlängerung 138 ist ein Orientierungsstift 140 befestigt, der mit einem V-förmigen Schlitz 142 in der Wand der Patronenverlängerung 130 zusammenarbeitet. Auf diese Weise wird jede Verdrehung der Be- und Entladungsschlitze gegeneinander ausgeschaltet. Die Einstellungskorrektur erfolgt bei jeder Verschiebung der Patrone 40 nach unten durch Wechselwirkung des Orientierungsstiftes 140 mit den Wänden des Schlitzes 142 der Kolbenverlängerung 130. Selbstverständlich kann am oberen Ende der Beschickungsvorrichtung eine ähnliche Orientierungskorrektur vorgenommen werden.

Um den unteren Rohrabschnitt 110 und die zugehörigen Einrichtungen anzuheben und abzusenken, wird Wasser oder ein anderes Strömungsmittel unter Druck in den Innenraum des offenen Zylinders 128 durch eine Zuflußleitung 144 eingeführt, die über ein

öo biegsames Rohr 146 an einen Druckmittelbehälter angeschlossen ist. Während des Betriebes der Beschickungsvorrichtung ist der Rohrabschnitt 110 normalerweise nach oben gegen den Boden des Kanalrohres 108 gepreßt, und zwar durch den hydraulischen Druck, welcher in dem Zylinder 128 herrscht und auf den Kolben 126 drückt. Die Bewegung des Kolbens 126 nach oben ist durch eine Kappenmutter 148 begrenzt, welche auf das untere Ende der Kolbenstange 150 aufgeschraubt ist. Die Mutter 148 tritt in Wechselwirkung mit dem unteren Ende einer rohrförmigen

Fortsetzung 152 des Zylinders 128, so daß eine Arretierung gegeben ist, welche die Bewegung des Kolbens 126 nach aufwärts begrenzt. Beim Nachlassen des hydraulischen Drucks in dem Zylinder 128 gehen der Rohrabschnitt 110 und der Zylinder 128 so weit zurück, daß das obere Ende des Rohrabschnitts 110 von dem abgestuften Teil 120 der Manschette 112 Abstand bekommt. Der Rohrabschnitt 110 und die zugehörigen Vorrichtungen können hierauf seitlich nach einer Stellung geklappt werden, welche in strichpunktierten Umrissen angedeutet und ganz allgemein mit der Bezugsziffer 153 in Fig. 4 bezeichnet ist. In dieser Stellung können der Rohrabschnitt 110 und die zugehörigen Vorrichtungen entfernt werden. Die Entfernung des Rohrabschnitts 110 ist dank der Anbringung einer Lagerung 154, welche gelenkig auf dem Lagerbock 118 befestigt ist und eine kreisförmige Buchse 155 aufweist, sehr erleichtert. Denn in diese Buchse 155 ist die rohrförmige Fortsetzung 152 des Zylinders 128 eingesetzt. Das Gewicht des Rohrabschnitts 110 und der zugehörigen Einrichtungen wird also durch das Aufliegen des Zylinders 128 auf der Fläche 156 der Lagerung 154 aufgenommen. Da der Rohrabschnitt 110 und die zugehörigen Einrichtungen durch ihr eigenes Gewicht innerhalb der Lagerung 154 festgehalten sind, können sie leicht aus diesem herausgenommen und wieder eingesetzt werden, wenn die Lagerung 154 in die Stellung 153 geklappt ist. An der Grundplatte des Lagerbockes 163 ist ein Anschlag 162 befestigt, welcher die Bewegung des Hebelarmes 160 mit Gewicht 158 begrenzt und die Kippstellung der Lagerung 154 festlegt. Die unteren Enden der rohrförmigen Fortsetzung 152 und der Schraube 148 sind abgeschrägt, so daß deren Einsetzung in die Buchse 155 der Lagerung 154 leicht möglich ist.

Die Patrone 40 wird in ihrer untersten Stellung durch eine längliche Öffnung oder einen länglichen Schlitz 164 entladen, welcher an dem unteren Ende des abnehmbaren Rohrabschnitts 110 so angebracht ist, daß sie sich mit dem Schlitz 42 der Patrone 40 in deren untersten Stellung deckt. Die durch die Linie 166 in der Fig. 4 angedeutete Neigung genügt, um die Entladung des Brennstoffelements 32 vornehmen zu können. Das Brennstoffelement 32 kann also aus der Patrone 40 herausgenommen oder in diese eingesetzt werden, etwa durch ein geeignetes, langarmiges Werkzeug oder durch ein ferngesteuertes, vom Boden des Kanals 30 aus bedientes Gerät. Entnahme und Einsetzung des Brennstoffelements erfolgen auf die gleiche Weise wie an dem Schlitz 38, welcher am oberen Ende der Beschickungsvorrichtung 26 angebracht ist. Durch das Wasser in dem Kanal 30 ist ausreichender biologischer Schutz für die am Beschickungsmechanismus beschäftigten Leute gegeben.

Um den Austritt von Wasser aus der Beschickungsvorrichtung zu verhindern, wenn der Regulierschieber 84 offen ist, ist eine Fernsteuerung vorgesehen, mittels welcher die untere Öffnung 164 geschlossen werden kann, wenn die Patrone durch den Regulierschieber 84 hindurchtritt. Wie Fig. 4 zeigt, besteht der Verschluß aus einer Absperrmuffe 167, welche mit oberen und unteren Rippen 168 und 170 versehen ist. Die Rippen 168 und 170 der Absperrmuffe 167 sind so angebracht, daß sie mit Dichtungsringen 172 und 174 zusammenwirken, welche am oberen und am unteren Ende der länglichen Öffnung 164 angebracht sind. Wenn die Absperrmuffe 167 daher in der in Fig. 4 eingezeichneten Stellung ist, bilden die Rippen 168 und 170 und mit ihnen die Dichtungsringe 172 und 174 einen dichten Verschluß, welcher ein Auslecken von Flüssigkeit aus der Beschickungsvorrichtung 26 verhindert. An dem Rohrabschnitt 110 ist ein Arretierungsring 175 angebracht, welcher die Bewegung der Absperrmuffe 167 nach unten begrenzt, in einer Stellung, in welcher die Rippen 168 und 170 mit den Dichtungsringen 172, 174 wirksam im Eingriff stehen.

Um die Patrone 40 einzusetzen oder herauszunehmen, wird die Absperrmuffe 167 nach oben verschoben, und zwar in eine Stellung, welche durch gestrichelte Linien in der Fig. 4 eingezeichnet ist. Eine Vorrichtung für die Verschiebung der Absperrmuffe 167 relativ zu dem Rohrabschnitt 110 besteht aus einem Paar gelenkig verbundener Hebel 178 und 180 sowie einem in einem Zylinder 182 gleitenden Kolben. Der obere Hebel 178 ist an der Absperrmuffe 167 angelenkt, wie durch Bezugsziffer 181 angedeutet ist. Eine Kolbenstange 184 ist mit dem oberen Hebel 178 verbunden, und zwar an einer Stelle, welche von dem Gelenk der Hebel 178 und 180 entfernt ist, so daß sich der Hebel 178 und die Absperrmuffe 167 nach oben bewegen, wenn ein Druckmittel in den Zylinder 182 durch die Zuflußleitung 186 eingeleitet wird. In dem Zylinder 182 ist über dem Kolben eine Schraubenfeder 187 vorgesehen, welche den Kolben nach unten preßt, so daß die Absperrmuffe 167 in ihre dichtende Stellung zurückkehrt, sobald der Flüssigkeitsdruck in dem Zylinder 182 nachläßt. Der Zylinder 182 und der untere Hebel 180 sind am freien Erde eines Auslegers 188 gelagert, welcher an der Außenwand des Zylinders 128 befestigt ist. Wenn die Absperrmuffe 167 in ihrer oberen Stellung ist, so daß eine Beladung und eine Entladung der Patrone 40 möglich ist, bildet das untere Ende 190 der Manschette 112 einen Anschlag, welcher die Bewegung der Absperrmuffe 167 nach oben begrenzt. Die Öffnung 55 des oberen Kanalabschnitts 52 kann natürlich durch einen ähnlichen Absperrschieber verschlossen sein, welcher auf dem Kanalabschnitt 52 in der Gegend des oberen Belade- und Entladeschlitzes 38-verschiebbar ist. Zur Betätigung der Absperrmuffe am Schlitz 38 sind dann ähnliche Mittel vorgesehen wie bei der Absperrmuffe 167. Bei einer solchen Ausführungsform kann der Regulierschieber 84 weggelassen werden für Fälle, in denen der Druck innerhalb des Kessels 20 nicht besonders hoch ist.

Die Beschickungsvorrichtung, hier im Zusammenhang mit einem Kernreaktor beschrieben, kann selbstverständlich auch auf anderen Gebieten Anwendung finden.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Beschickungsvorrichtung für Kernreaktoren, gekennzeichnet durch einen rohrförmigen Kanal (50) mit einer Belade- und einer Entladeöffnung (38, 164) an dem einen bzw. dem anderen Ende dieses Kanals, durch eine rohrförmige Patrone (40) innerhalb des Kanals, welche über die ganze Länge desselben verschiebbar ist und die eine öffnung (42) an solcher Stelle aufweist, daß diese in den Endstellungen der Patrone mit den Öffnungen des Kanals sich deckt, durch mindestens eine Absperrmuffe (167), welche nächst einer der beiden Kanalöffnungen angeordnet ist, durch einen Antrieb für die Verschiebung der Absperrmuffe "nach einer Stellung, in welcher sie diese eine öffnung des Kanals überdeckt, und durch einen Antrieb für die Verschiebung der Patrone in dem Kanal.

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2. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (50) durch ein Mantelrohr (58) in den Kessel (20) eines Kernreaktors eingeführt ist, wobei das Rohr (58) mit einer Wand des Reaktorkassels dicht verbunden ist und durch das diesen Kessel umgebende, abschirmende Material (24) verläuft, so daß eine der Kanalöffnungen (38) mit dem Kesselinneren in Verbindung steht, während die andere Öffnung (164) außerhalb des Abschirmmaterials liegt.

3. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Orien-(40) derart bemessen ist, daß sie ein längliches, nukleares Brennstoffelement (32) aufnehmen kann, welches durch die Öffnung (42) einsetzbar ist.

4. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Orientierungseinrichtung (140, 142) an einem Ende des rohrförmigen Kanals (50) vorgesehen ist, welche die Patrone (40) in ihrer Winkelstellung relativ zu dem Kanal (50) ausrichtet.

5. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierungseinrichtung eine Ringmuffe (130), welche am Ende des Kanals in diesen eingesetzt ist, sowie eine ringförmige Verlängerung (138) am Ende der Patrone (40) umfaßt, welche locker in der Ringmuffe sitzt, daß in der Ringmuffe ein V-förmiger Schlitz (142) eingeschnitten und an der ringförmigen Verlängerung (138) der Patrone ein Orientierungsstift (140) befestigt ist, welcher in den Schlitz (142) eingeschoben werden kann.

6. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Dichtkörpern (56) entlang der Patrone (40) vorgesehen sind, welche an der Innenfläche des rohrförmigen Kanals (50) anliegen.

7. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kanal (50) Dichtungen (172, 174) angeordnet sind, welche mit der Absperrmuffe (167) in deren Sperrstellung zusammenwirken.

8. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem rohrförmigen Kanal (50) zwischen dessen beiden öffnungen (38 und 146) ein Regulierschieber (84) vorgesehen ist, der so ausgebildet ist, daß in seiner offenen Stellung die Patrone (40) durch ihn hindurchtreten kann.

9. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Regulierschieber (84) von einer Stelle außerhalb der Abschirmung des Reaktorkessels aus ferngesteuert werden kann.

10. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Kanal (50) am Boden eines unter dem Reaktorkessel (20) hindurchführenden Kanals (30) befestigt ist.

11. Beschickungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Kanal (50) einen lösbaren Abschnitt (27) an seinem unteren Ende aufweist, welcher in Achsrichtung des Kanals herausklappbar ist.

12. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um den lösbaren Kanalabschnitt (27) zu verschieben, nämlich ein offener Zylinder (128), ein an dem lösbaren Kanalabschnitt befestigter und in den Zylinder eingesetzter Kolben (126), eine mit dem Zylinder einerseits und einem Druckmittelbehälter andererseits verbundene Leitung (146), Anschläge für die Ausrichtung des lösbaren Kanalabschnitts in Flucht mit dem übrigen Kanal (50), welche aber eine Entfernung des lösbaren Kanalabschnitts aus seiner mit dem Kanal (50) fluchtenden Stellung am Ende des Kolbenhubs gestatten und zweckmäßigerweise aus einer Manschette (112) bestehen, die am Ende des Kanals (50) befestigt und aus einem ausgeschnittenen sowie einem vorspringenden Teil zusammengesetzt ist, welcher normalerweise mit dem lösbaren Abschnitt während des Kolbenhubs im Eingriff steht, ein mit einem Gewicht belasteter und mit dem Zylinder starr verbundener Hebel (160), welcher den Zylinder und den lösbaren Kanalabschnitt am Ende des Kolbenhubs in eine mit dem Kanal (50) nicht mehr fluchtende Stellung bringt, so daß das freie Ende des lösbaren Abschnitts durch den ausgeschnittenen Teil der Manschette (112) hindurchtritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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