DE1066669B

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Publication number: DE1066669B
Application number: DENDAT1066669D
Authority: DE
Publication date: 1959-10-08

Description

DEUTSCHESGERMAN

Bei Kernreaktoren erleidet der im Bereich großer Neutronenflußdichten, also praktisch im zentralen Bereich des Reaktors, befindliche Kernbrennstoff einen größeren Abbrand als der in der Randzone. Bei zy- lindergeometrischer Brennstoffanordnung, wie sie etwa bei heterogenen .Kernreaktoren mit zylindrischem Reaktorgefäß vorliegt, nimmt der Abbrandgrad' sowohl in axialer als auch in radialer Richtung nach außen hin ab. Sind die Gitterpositionen des Reaktorkernes , beispielsweise mit jeweils drei etagenförmig übereinandergesetzten Brennstoffstäben besetzt, so wird nach längerem'Betrieb der mittlere Stab im Durchschnitt stärker ausgebrannt sein als der obere und untere. Gleichfalls wird eine weiter außen liegende Gitter- ■ position eine graduelle .Abschwächung der erwähnten Abbrandverteilung. gegenüber einer innenliegenden Gitterposition aufweisen. . ;'In nuclear reactors, it suffers in the area of high neutron flux densities, i.e. practically in the central area of the reactor, nuclear fuel located a greater burnup than that in the edge zone. With cylinder geometrical Fuel arrangement, such as that used in heterogeneous nuclear reactors with a cylindrical reactor vessel is present, the degree of combustion takes both in the axial as well as in the radial direction outwards. Are the grid positions of the reactor core, for example, each occupied by three fuel rods stacked on top of each other, so is after longer 'operation the middle bar on average burned out more than the top and bottom. Likewise, a grid lying further out is position a gradual weakening of the aforementioned burn-up distribution. opposite to an internal one Have grid position. . ; '

Zur wirksameren Ausnutzung des Kernbrennstoffes nimmt man. daher von'TZeit. zu Zeit einen Positions- '. wechsel der einze!nerU:"gegeneinärider austauschbaren Brennstoffstäbe sowohl innerhalb der Waagerechtebene als auch der Senkrechtebene des Reaktorkernes vor._For more effective utilization of the nuclear fuel one takes. hence from time. at the time a position '. change of the individual! nerU: "mutually interchangeable Fuel rods both within the horizontal plane and the vertical plane of the reactor core.

Zum Auswechseln der Brennstoffelemente-bedient '■■' man sich bekanntlich entsprechender Be- und Entlademaschinen, die meist mit Magazinen ausgerüstet sind. Bei einer bekannten Lademaschine ist das Magazin relativ zum angebauten Teleskopgreifer vertikal verfahrbar. Es enthält Kanäle zur Aufnahme von Brennstoffstäben, Brennstoffkanalstopfen und einen Verlängerungsstößel für das Teleskop. Das Magazin kann gemeinsam mit dem Teleskop, dessen Greifarm im übrigen durch das Magazin hindurch arbeitet, über jeden Brennstoffkanal des Reaktors gefahren werden. Der Reaktor ist von kubischer Gestalt, er besitzt eine Lade- und eine dieser gegenüberliegende Entladeseite. An jeder dieser Seiten ist eine Lademaschine der erwähnten Bauart vorhanden, die in der Höhen- und Breitenrichtung verfahrbar ist.To change the fuel elements-operated '■■' one is known to appropriate loading and unloading machines, which are mostly equipped with magazines. In a known loading machine, the magazine can be moved vertically relative to the attached telescopic gripper. It contains channels for receiving fuel rods, fuel channel plugs and an extension plunger for the telescope. The magazine can be used together with the telescope, the gripper arm in the the rest of the works through the magazine, can be driven through each fuel channel of the reactor. The reactor is cubic in shape, it has a loading side and an unloading side opposite this. On each of these sides there is a loading machine of the type mentioned, which is available in the height and Width direction is movable.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, bei dem der vorerwähnte Brennstoffpositionswechsel mit einer Ladeeinrichtung vorgenommen wird, die sowohl außerhalb des Reaktorgefäßes auf den Gefäßdeckel bzw. dessen mit Dichtverschlüssen versehenen Durchbrechungen aufsetzbar als auch bei abgenommenem Deckel verwendbar ist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander auszutauschenden Brennstoffelemente mindestens zweier Gitterpositionen gleichzeitig und mit Hilfe einer eine geschlossene Baueinheit darstellenden Einrichtung ausgewechselt werden. Auf diese Weise wird eine erhebliche Zeitersparnis und (in Verbindung mit der besonders vortelhaften Ausgestaltung der Ladeeinrichtung selbst) ein mechanisch einfaches Vertauschen erzielt. Beispielsweise spielt die Zeitersparnis bei vorübergehend Verfahren zum Auswechseln
von BrennstoffelementenThe invention relates to a method in which the aforementioned fuel position change is carried out with a loading device which can be placed outside the reactor vessel on the vessel cover or its openings provided with sealing closures and can also be used with the cover removed. The method is characterized in that the fuel elements to be exchanged with one another are exchanged at least two grid positions simultaneously and with the aid of a device representing a closed structural unit. In this way, a considerable saving of time and (in connection with the particularly advantageous design of the charging device itself) a mechanically simple exchange is achieved. For example, the time saved plays a role in temporary replacement procedures
of fuel elements

von Kernreaktorenof nuclear reactors

und Einrichtung zur Durchführungand facility for implementation

des Verfahrensof the procedure

:. Anmelder::. Applicant:

Siemens-SchückertwerkeSiemens-Schückertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Robert Weber, Erlangen, .
ist als Erfinder genannt wordenRobert Weber, Erlangen,.
has been named as the inventor

stillgesetzten Reaktoren insofern eine Rolle, als die Vergiftung nach etwa einer halben Stunde Werte annimmt, bei denen der Reaktor nicht sofort wieder angefahren werden kann. Voraussetzung für ein Auswechseln während des Reaktorbetriebes ist, daß der Reaktor eine genügende Überschuß reaktivität besitzt und daß die Brennstoffelemente genügend langsam in den Reaktorkern hinein- oder aus dem Reaktorkern herausbewegt werden.shutdown reactors play a role insofar as the poisoning takes on values after about half an hour, in which the reactor cannot be restarted immediately. Requirement for a replacement during the operation of the reactor is that the reactor has a sufficient excess reactivity and that the fuel elements move into or out of the reactor core slowly enough be moved out.

Eine Ladeeinrichtung, mit der das genannte Verfahren besonders einfach ausgeführt werden kann, ist in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel schematisch im Längsschnitt dargestellt.A charging device with which the aforementioned method can be carried out in a particularly simple manner is shown in the drawing as an exemplary embodiment schematically in longitudinal section.

Die Ladeeinrichtung besteht aus dem Behälter 1 mit den beiden verschließbaren Durchtrittsöffnungen 2, 3 im Boden, der drehbar gelagerten Magazintrommel 4 zur Aufnahme mindestens zweier Brennstoffelemente und den beiden Greifervorrichtungen 5, 6. Die Ladeeinrichtung ist auf den Gefäßdeckel 7 des Reaktorgefäßes 8 aufgesetzt, und zwar auf zwei der Stutzen 9, die die Durchtrittsöffnungen zu den Gitterpositionen bilden. Im vereinfacht dargestellten Reaktorkern 10 sind die für den Brennstoffpositionswechsel willkürlich vorgesehenen beiden Führungsrohre U₁ 12 mit ihren in zwei Etagen übereinander angeordneten Brennstoffelementen 13 bis 16 besonders herausgezeichnet. Der Abbrandgrad ist durch die unterschiedliche Schraffur angedeutet. Dichte Schraffur bedeutet hohen Abbrand.The loading device consists of the container 1 with the two closable passage openings 2, 3 in the bottom, the rotatably mounted magazine drum 4 for receiving at least two fuel elements and the two gripper devices 5, 6. The loading device is placed on the vessel cover 7 of the reactor vessel 8, namely on two of the nozzles 9, which form the passage openings to the grid positions. In the reactor core 10, shown in a simplified manner, the two guide tubes U ₁ 12 provided arbitrarily for the fuel position change with their fuel elements 13 to 16 arranged one above the other on two levels are particularly shown. The degree of burn-off is indicated by the different hatching. Dense hatching means high burn-up.

Die-Magazintrommel 4 im Behälter 1 der Ladeeinrichtung weist demnach vier gleichmäßig über denThe magazine drum 4 in the container 1 of the loading device therefore has four evenly across the

909 637/321909 637/321

Umfang verteilte (zwei sind nicht sichtbar) Aufnahmekanäle auf, durch die die Greiferorgane im Betrieb hindurchbewegt werden können. Die im Zuge des Auswechselns notwendige Drehschrittbewegung der Magäzintrommel wird durch den Antriebsmotor 17 bewirkt. Circumferentially distributed (two are not visible) receiving channels through which the gripper organs are in operation can be moved through. The rotary step movement of the magazine drum necessary in the course of replacement is effected by the drive motor 17.

Die Ladeeinrichtung arbeitet folgendermaßen: Die Greiferorgane beider Greifervorrichtungen werden zugleich durch die über den Brennstoffpositionen stehenden Aufnahmekanäle hindurchgeführt, fassen im vorliegenden Falle zunächst die oberen Brennstoffstäbe 13, 15 und ziehen sie in diese Kanäle herauf. Dort werden die Brennstoffelemente durch nicht näher dargestellte Mittel festgehalten. Alsdann wird die Magazintrommel um 90° gedreht, so daß auch die nachfolgenden Aufnahmekanäle über die betreffenden Gitterpositionen gelangen. Nun werden die Greiferorgane abermals in den Reaktorkern eingefahren und die letzten beiden Brennstoffstäbe 14, 16 in die •Magazintrommel befördert und, wie erwähnt, gehaltert. The loading device works as follows: The gripper organs of both gripper devices are at the same time passed through the receiving channels standing above the fuel positions, grasp the present case first the upper fuel rods 13, 15 and pull them up into these channels. there the fuel elements are held in place by means not shown in detail. Then the magazine drum rotated by 90 °, so that the subsequent receiving channels on the relevant Get grid positions. Now the gripper organs are retracted again into the reactor core and the last two fuel rods 14, 16 conveyed into the magazine drum and, as mentioned, held.

Zum positionsvertauschten Einbringen der in der Magazintrommel befindlichen Brennstoffstäbe wird nun die Magazintrommel im gleichen Sinne um 90° weitergedreht, um alsdann mit dem Einfüllen der Brennstoffstäbe zu beginnen. Der Einfüllvorgang geht entsprechend dem Vorhergesagten ebenfalls schrittweise vor sich mit dem Ergebnis, daß die stark ausgebrannten Zonen der Brennstoffelemente aus dem Bereich hoher Neutronenflußdichte in Bereiche niederer Dichte gelangen.For inserting the fuel rods located in the magazine drum in a reversed position, Now the magazine drum is rotated further by 90 ° in the same sense in order to then start filling in the Fuel rods to begin with. The filling process is also step-by-step in accordance with the above in front of you with the result that the heavily burned out zones of the fuel elements out of the area high neutron flux density get into areas of low density.

Wenngleich die Magazintrommel für den Auswechselvorgang besonders vorteilhaft ist, so kann sie im Einzelfall ganz fortfallen und ihre Funktion durch den zugehörigen und entsprechend ausgebildeten Behälter selbst übernommen werden. Beispielsweise kann der Behälter die Gestalt eines Flachmagazins mit mehreren Durchtrittsöffnungen und Ladeeinrichtungen besitzen, das etwa mit Hilfe eines Hebelgestänges zu den einzelnen Gitterpositionen bewegt wird. Ferner kann die Magazintrommel mit den Greifervorrichtungen funktionsmäßig ersetzt werden durch gleichwertige Mittel, z. B. eine Laufkatze mit Kettenzug. Mit entsprechenden Änderungen kann die Ladeeinrichtung gemäß der Erfindung auch innerhalb des Reaktorgefäßes untergebracht werden.Although the magazine drum is particularly advantageous for the replacement process, it can in the individual case completely omitted and their function through the associated and appropriately designed container be taken over by yourself. For example, the container can have the shape of a flat magazine have several passage openings and loading devices, which can be done with the help of a lever linkage is moved to the individual grid positions. Furthermore, the magazine drum with the gripper devices Functionally replaced by equivalent means, e.g. B. a trolley with chain hoist. With appropriate changes, the charging device according to the invention can also be inside the reactor vessel be accommodated.

Claims

Patent claims:

1. Procedure for replacing fuel elements of nuclear reactors, characterized in that the fuel elements to be exchanged with one another have at least two grid positions at the same time and with the help of a device representing a closed structural unit be replaced.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that at least two gripper devices are arranged on a common suspension, such that allow them to swap their positions.

3. Device according to claim 2, characterized in that the structural unit for receiving the fuel elements has a memory in the form of a drum magazine which is rotatably mounted in a container with at least two closable openings for the fuel elements and the gripper.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2,725,993.

1 sheet of drawings