DE1086354B - Apparat zur Befoerderung von Kernreaktor-Brennstoffelementen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen Apparat zur Beförderung von Brennstoffelementen zwischen einem außerhalb eines gasgekühlten Kernreaktors angeordneten Behälter und den Brennstoffkanälen innerhalb des Reaktorkerns mit einer Rutsche, die vom Behälter in das Druckgefäß des Reaktors führt, mit einer röhrenförmigen Zuleitung, die vom unteren Ende der Rutsche ausgeht, und mit Hilfsmitteln zur Ausrichtung des unteren Endes der röhrenförmigen Zuleitung auf das Ende eines gewünschten Brennstoffkanals.

Bei einem gasgekühlten Kernreaktor liegen die Brennstoffelemente in mehreren Kanälen des Reaktorkerns mit ihren Enden aneinander; das Kühlgas strömt in diesen Kanälen an den Elementen vorbei. Es ist allgemein üblich, die Kanäle vertikal anzuordnen und das Kühlgas von einem Vorratsbehälter am Boden des Kerns in einen zweiten Vorratsbehälter an der Oberseite des Kerns mit einer Pumpe oder einem anderen eine Strömung herstellenden Hilfsmittel zu pumpen.

Da die Brennstoffelemente nur eine begrenzte Lebensdauer aufweisen, müssen alle oder einige Elemente aus einem beliebigen Kanal periodisch herausgenommen werden; da es unwirtschaftlich ist, den, Reaktor abzuschalten und die Strömung des Kühlgases in periodischen Abständen zu unterbrechen, wünscht man die Beschickung und das Entladen der Brennstoffkanäle während des Reaktorbetriebes auszuführen, wenn das Kühlgas unter normalem Betriebsdruck und normalen Betriebstemperaturen zirkuliert.

In den Reaktoren, auf die die Erfindung anwendbar ist, sind die Brennstoffkanäle gruppenweise symmetrisch angeordnet, wobei die Regelstäbe zwischen den Gruppen liegen; die Beschickung und das Entladen aller Brennstoffkanäle einer Gruppe erfolgt über ein gemeinsames Rohr, das von der Beschickungsbühne aus durch die Abschirmung an der Oberseite des Reaktorkerns und durch die obere Wand des Druckgefäßes nach unten läuft. Die Brennstoffkanäle endigen an der Oberseite der metallischen Halteplatte, die die Graphitblöcke des Kerns bedeckt, wobei ein Zwischenraum zwischen dem unteren Ende des Rohres und der Oberseite aller Brennstoffkanäle vorhanden ist, der von den Brennstoffelementen durchlaufen werden muß, wenn die Beschickung oder das Entladen erfolgt.

Um die Brennstoffelemente zu ersetzen oder zu entfernen, wird eine Beschickungs- und/oder Entlademaschine über einem Rohr aufgestellt; die Brennstoffelemente werden dann in die Brennstoffkanäle einer Gruppe der Reihe nach eingeführt oder aus diesen entfernt.

Die Beschickungs- oder Entlademaschine wird über eine metallische Rutsche an den Brennstoffkanälen angekuppelt. Das untere Ende der Rutsche ist verApparat zur Beförderung
von Kernreaktor-Brennstoffelementen

Anmelder:

A. E. L—John Thompson,
Nuclear Energy Co., Ltd., London

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien, vom 18. Juni 1958

Donald Mason Sutherland, Wilmslow, Cheshire,
und Philipp Rawson Tipper, Timperley, Cheshire

(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

schiebbar, so daß sie auf die gewünschten Brennstoffkanäle eingestellt werden kann. Ein mechanisch angetriebener Greifer wird durch das Innere der Rutsche hindurchgeführt und kann benutzte oder unbenutzte Brennstoffelemente in den Kanälen aufnehmen oder dort niederlegen. Eine derartige Rutsche muß auf das obere Ende aller Brennstoffkanäle der betreffenden Gruppe ausrichtbar sein, um die Brennstoffkanäle beschicken oder entladen zu können.

Es ist bereits die Verwendung einer Beschickungsrutsche für die Brennstoffelemente vorgeschlagen wor- den, die aus Gelenkstücken gebildet wird, die gegenseitig an ihren Enden mit Universalgelenken aneinandergekuppelt sind, damit das Ende der Rutsche von einer Mittelstellung unmittelbar unter dem Rohr aus auf das obere Ende aller Brennstoffkanäle der dem Rohr zugehörigen Gruppe der Reihe nach ausgerichtet werden kann, sobald ein Brennstoffelement an das untere Ende der Rutsche gelangt ist. Durch eine weitere Bewegung des mechanischen Greifers können die Brennstoffelemente in den Brennstoffkanal abge-

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senkt oder aus diesem herausgeholt werden. Eine der- Einstellung der Beschickungsmaschine über ähnliche

artige Anordnung ist sehr gut für einen Reaktor ge- Rohre gespeist, die auf die Fassung ausgerichtet wer-

eignet, der mit schwachen Gasströmungen arbeitet. den, die in ähnlicher Weise in der Mitte der anderen

Bei einem Reaktor jedoch, in dem starke Kühlgas- Gruppen Brennstoffelemente liegen,
strömungen angewendet werden, muß die Gasströmung 5 Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Abschnitt beeinflußt werden, wenn die Brennstoffelemente ent- eines Reaktors. Eine Anzahl Rohre 13 laufen durch fernt oder ersetzt werden, weil eine zu starke Gas- Öffnungen 12 einer Beschickungsbühne und einer bioströmung in dem Brennstoffkanal die übrigen Brenn- logischen Abschirmung 11 und außerdem durch eine Stoffelemente herausblasen kann; eine zu schwache Wand 14 des Druckgefäßes hindurch. Das obere Ende Gasströmung in dem Brennstoffkanal verursacht aber io des Rohres ist mit einer speziellen Kupplung 15 vereine Überhitzung und eine Beschädigung der übrigen schlossen, die ein Ventil enthält. Dieses Ventil kann Brennstoffelemente. Wenn die Anzahl der Elemente in außerhalb der Kupplung jedoch nur dann geöffnet einem Brennstoffkanal verringert wird, verstärkt sich werden, wenn die Oberseite der Kupplung an der die Gasströmung; dann muß eine Vorrichtung vorge- unteren Öffnung der Beschickungsmaschine fest angesehen sein, die die Gasströmung während der Beschik- 15 schlossen ist. Eine Beschickungsmaschine 16 befindet kung und des Entladens der Brennstoffelemente re- sich über dem oberen Ende des Rohres. Die Maschine guliert. ist genau auf das Rohr eingestellt und ruht auf der

Das Hauptziel der Erfindung ist eine Rutsche für Oberseite der Abschirmung 11.

Reaktoren, die bei hohem Druck des Kühlgases Die in den Brennstoffkanal einzuführenden Brennarbeitet. 20 Stoffelemente werden durch eine Rutsche 17 hinab-

Bei dem Apparat gemäß der Erfindung ist die gelassen, die von der Beschickungsmaschine durch die

röhrenförmige Zuleitung biegsam und gasdicht und Kupplung 15 und das Rohr 13 in das Druckgefäß

bildet eine im wesentlichen gasdichte Verbindung mit führt. Das untere Ende der Rutsche 17 kann auf das

dem Ende des Brennstoffkanals. obere Ende aller Brennstoffkanäle der Gruppe der

Vorzugsweise sind Hilfsmittel vorgesehen, die die 25 Reihe nach ausgerichtet werden. Das obere Ende der

Kühlgasströmung durch die röhrenförmige Zuleitung Rutsche wird mit dem Teil der Beschickungsmaschine

und den Brennstoffkanal hindurch regulieren, an dem in Verbindung gebracht, der die nicht benutzten

die röhrenförmige Zuleitung angeschlossen ist. Brennstoffelemente enthält. Ein mechanischer Greifer

Zum besseren Verständnis der Erfindung seien die innerhalb der Beschickungsmaschine nimmt die Brenn-

Figuren beschrieben. 30 Stoffelemente einzeln nacheinander auf, legt sie in den

Fig. 1 ist ein Grundriß eines Teils des Kerns eines Oberteil der Rutsche hinein und senkt sie dann in der gasgekühlten Kernreaktors und zeigt eine typische Rutsche nach unten ab, bis diese in dem Brennstoff-Anordnung der Brennstoffelemente und der für einen kanal zu liegen kommen. In ähnlicher Weise wird ein Regelstab vorgesehenen Kanäle; mechanischer Greifer zur Entladung der Brennstoff-

Fig. 2 ist ein Schnitt durch einen Teil des Druck- 35 kanäle verwendet, der die Brennstoffelemente einzeln

gefäßes eines Reaktors und zeigt eine Rutsche; aus den Kanälen herausnimmt und sie in einer Ent-

Fig. 3 ist eine Ansicht der Rutsche nach Fig. 2, an lademaschine niederlegt,

der der biegsame Körper seitlich abgelenkt ist; Die Rutsche 17 enthält eine äußere röhrenförmige

Fig. 4 ist eine ausführliche Darstellung des Mecha- Metallhülle 18 und eine innere röhrenförmige Zu-

nismus der Rutsche, der die seitliche Ablenkung des 40 leitung, die einen unteren biegsamen Teil 19 aufweist,

biegsamen Körpers beeinflußt; aber oberhalb des Punktes 20 starr ist. Das untere

Fig. 5 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Teils Ende der Hülle 18 kommt mit einer Fassung 23 in

des biegsamen Körpers einer Rutsche; einer Deckplatte 22 des Reaktorkerns in Eingriff. Die

Fig. 6 ist ein horizontaler Querschnitt durch den innere röhrenförmige Zuleitung verläuft in Längsrich-

biegsamen Körper einer Rutsche; 45 tung innerhalb der Hülle 18 und ist durch Lager von

Fig. 7 ist eine ausführliche Darstellung einer an- dieser getrennt. Von der Beschickungsmaschine aus

deren Ausführungsform der Rutsche; wird die innere Zuleitung festgehalten; um diese

Fig. 8 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht innere Zuleitung, die gegen etwaige Drehungen festge-

des biegsamen Abschnitts der anderen Ausführungs- macht ist, ist die äußere Hülle 18 drehbar angeordnet,

form der Rutsche; 5° Am unteren Teil der äußeren Hülle 18 erstreckt sich

Fig. 9 ist ein horizontaler Querschnitt durch den in Längsrichtung eine öffnung 21, die von einem

biegsamen Körper der anderen Ausführungsform; die Punkt 25 aus nach unten führt. Diese öffnung geht bis

Fig. 10a, 10b und 10c zeigen drei verschiedene zum unteren Ende der äußeren Hülle 18 und ist so

Lagen der Rutsche, die mit den Brennstoffkanälen in groß, daß eine seitliche Verschiebung des unteren

Verbindung steht. 55 Endes der biegsamen Zuleitung möglich ist.

Fig. 1 zeigt eine gitterförmige Anordnung der Das untere Ende 19 der biegsamen Zuleitung kann

Brennstoffkanäle, deren Maschen insgesamt vierund- zu der äußeren Hülle 18 radial nach außen verschoben

sechzig Brennstoffkanäle 1 enthalten, die in einem werden. Um das Ende der biegsamen Zuleitung in die

Quadrat angeordnet sind; an den vier Seiten dieses gewünschte Winkel- und radiale Lage gegenüber der

Quadrates befinden sich acht Kanäle 2 für die Regel- ^6o äußeren Hülle zu bringen, wird zuerst die äußere

stäbe. Hülle gedreht, so daß die öffnung eine Verschiebung

In der Mitte der Gruppe ist eine Fassung3 vorge- der biegsamen Zuleitung in radialer Richtung zuläßt;

sehen; in dieser Fassung kann das untere Ende einer dann wird die Zuleitung durch diese öffnung um das

Beschickungsrutsche gemäß der Erfindung angebracht gewünschte Stück radial verschoben. Durch dieses

sein, über die alle vierundsechzig Brennstoffkanäle da- ^e5 Verfahren kann das Ende der Zuleitung auf einen

durch versorgt werden können, daß eine Beschickungs- Brennstoffkanal der dem Rohr zugeordneten Gruppe

maschine über einem Rohr in der Wand des Druck- ausgerichtet werden.

gefäßes in die richtige Lage gebracht wird,, daß auf Die Fig. 3 und 4 zeigen im einzelnen die Gelenk-

die Fassung ausgerichtet wird. Brennstoffkanäle be- verbindungen, von denen die radiale Bewegung der

nachbarter Gruppen werden in ähnlicher Weise durch 70 biegsamen Zuleitung 19 zu der äußeren Hülle 18 be-

einflußt wird. In Fig. 3 ist das Ende der biegsamen Zuleitung 19 von der Hülle 18 aus radial nach außen geschwenkt, so daß es mit dem oberen Ende 24 eines Brennstoffkanals im Eingriff steht. Dieser Kanal ist einer von den Kanälen der Gruppe, die dem Rohr zugeordnet ist, durch das die Rutsche hindurchläuft; die Fassung 23, in die das Ende der Rutsche hineinragt, entspricht der Fassung 3 in Fig. 1. Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht der Rutsche, in dann ebenfalls in die Hülle zurückgekehrt. In diesem Zustand kann die Rutsche an dem Rohr entlanggeführt werden, so daß sie in dieses eingesetzt oder aus diesem entfernt und innerhalb der Beschickungsmaschine untergebracht werden kann.

Wenn die biegsame Zuleitung sich an ihrem Platz über dem Ende eines Brennstoffkanals befindet, wird ein Balg 44 am Ende der Zuleitung durch eine Bewegung von Drähten ausgestreckt, die innerhalb der

der sich die biegsame Zuleitung 19 in derselben Stel- io Wände der biegsamen Zuleitung nach oben in die Be-

lung wie in Fig. 3 befindet, aber die äußere Hülle 18 teilweise in einer axialen Ebene geschnitten ist, um deutlicher die Einzelheiten der Gelenkverbindung innerhalb der äußeren Röhre zu zeigen.

schickungsmaschine hineinlaufen und von einer Apparatur innerhalb der Beschickungsmaschine gesteuert werden; eine gasdichte Metallabdichtung wird somit zwischen dem Ende der biegsamen Zuleitung und dem

Die Gelenkverbindung enthält folgende Einzelteile: 15 oberen Ende des betreffenden Brennstcffkanals herge-

Zwei Stangen31 gehen, von beiden Seiten des Endes der biegsamen Zuleitung 19 aus und sind mit zwei Hülsen 32 und 33 an der Zuleitung befestigt. Die Hülsen können sich gegenüber der biegsamen Zuleitung frei drehen. Eine Gelenkverbindung 34 in Form eines Parallelogramms gewährleistet, daß die Stangen 31 und somit das Ende der Zuleitung 19 stets parallel zur Hülle 18 und somit vertikal bleiben. Das obere Ende der Stangen 31 ist an, einem rinnenförmigen Körper stellt. Zwischen der Beschickungsmaschine und den Brennstoffkanälen können die Brennstoffelemente dann mit Hilfe eines mechanischen Greifers befördert werden. Der innere Querschnitt der biegsamen Zuleitung ist derart gewählt, daß die Brennstoffelemente hineinpassen; der Krümmungsradius der Zuleitung ist stets ebenfalls so groß gewählt, daß eine Bewegung der Brennstoffelemente in der Zuleitung möglich ist. Wenn das Ende 44 der biegsamen Zuleitung am

mit halbkreisförmigem Querschnitt befestigt, der die 25 oberen Ende des Brennstoff kanal s 24 fest angeschlos-

äußere Seite der biegsamen Zuleitung 19 umgibt, aber sen ist, versucht das Kühlgas vom Kanal aus durch

nicht an dieser befestigt ist. Dieser Körper 35 ist an seinem oberen Ende mit einem Stift 36 an der Hülle 18 schwenkbar gelagert. Eine Verbindungsstange 37 ist mit ihrem einen Ende am Körper 35 und außerdem an einem Punkt 46 befestigt, der als Drehpunkt um einen Schlitten 38 dient. Der Schlitten 38 kann an der Innenwand der Hülle 18 frei vertikal entlanglaufen und wird von einem Stab 39 eingestellt, der nach oben

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durch die Hülle 18 in die Beschickungsmaschine führt. Der Stab 39 ist schwenkbar an einem Zwischenstück 42 befestigt, das seinerseits am Punkt 43 um den Schlitten 38 schwenkbar ist. Das Ende eines Schenkels 47 des Zwischenstücks 42 schlägt gegen eine Endfläche 48 der Verbindungsstange 37 und setzt deren Schwenkbewegung aus der vertikalen Stellung heraus in Gang. Durch die Bewegung des Stabes 39 nach oben, die von der Beschickungsmaschine aus gesteuert wird, wird der rinnenförmige Körper 35 nach außen geschwenkt, so daß sich die biegsame Zuleitung 19 radial zur Hülle 18 nach außen bewegt.

Die biegsame Zuleitung 19 ist an ihrem oberen Ende starr an der Beschickungsmaschine festgemacht; relativ zur biegsamen Zuleitung läßt sich die Hülle 18 die Zuleitung 19 nach oben in die Beschickungsmaschine 16 zu strömen. Da für dieses Gas kein Auslaß aus der Beschickungsmaschine besteht, kommt die Gasströmung durch die Zuleitung und den Kanal zum Stillstand. Um jedoch eine Überhitzung der Brennstoffelemente in dem Kanal zu vermeiden, ist eine öffnung 45 in der Wand der Zuleitung 19 gerade unterhalb des oberen Endes der öffnung 21 vorgesehen. Dieser öffnung ist eine Platte zugeordnet, die je nach Wunsch quer zur öffnung verschoben werden kann; die Größe der öffnung 45 wird durch die Lage der Platte reguliert. Die Platte selbst wird von Drähten geführt, die innerhalb der Wände der biegsamen Zuleitung nach oben in die Beschickungsmaschine hineinlaufen. Zum Abschluß der öffnung 45 kann die Platte angehoben werden, wodurch die Strömung des Gases in gewünschter Weise gesteuert wird. Das Gas strömt im Kanal aufwärts durch die Zuleitung aus der öffnung 45 heraus und in das Druckgefäß zurück. Wenn die Zahl der Brennstoffelemente im Brennstoffkanal verringert wird, verstärkt sich die Gasströmung und kühlt die restlichen Elemente übermäßig ab und. versucht diese außerdem aufwärts in die Zuleitung hin-

jedoch drehen, so daß die öffnung 21 und die Gelenk- 50 einzublasen. Die Gasströmung wird dadurch ververbindungen die gewünschte Winkelstellung ein- ringert, daß man die Größe der öffnung 45 durch eine

Bewegung der Platte kleiner wählt, bis man die gewünschte Strömung erzielt.

nehmen können. Das untere Ende der biegsamen Zuleitung 19 wird daher stets in der gleichen Weise hinsichtlich der Beschickungsmaschine ausgerichtet; es
kann sich jedoch in einer beliebigen radialen Richtung 55 gehen, fällt die Platte infolge der Schwerkraft und zu der Achse der Hülle 18 bewegen und eine Lage, die entsprechend angeordneter Rückholfedern nach unten,

Falls die die Platte steuernden Drähte zu Bruch

durch die Polarkoordinaten festgelegt ist, über dem Ende eines beliebigen Brennstoffkanals der Gruppe einnehmen.

Das untere Ende der Hülle 18 weist einen Zentrierzapfen 41 auf, der mit der Fassung 23 in Eingriff kommt. Der Schlitten 38 bewegt sich in die in Fig. 4 durch gestrichelte Linien angegebene Stellung abwärts, wenn der Stab 39 am weitesten nach unten gedrückt wird; dann kehrt die biegsame Zuleitung in die äußere Hülle zurück. Das Zwischenstück 42 schwenkt ebenfalls um den Stift 43, so daß der Stab 39 innerhalb der Hülle zu liegen kommt. In der geschlossenen Stellung umschließt der rinnenförmige Körper 35 die wodurch die öffnung weit aufgemacht und die Gasströmung verstärkt wird. Infolgedessen wird eine übermäßige Abkühlung der in dem Kanal zurückgebliebenen Brennstoffelemente hervorgerufen, oder es werden diese Elemente hinausgeblasen; aber dies geschieht vorzugsweise mit überhitzten Elementen, die eine ständige Beschädigung des Reaktorkerns verursachen können.

Zur Kühlung der Brennstoffelemente, die aus dem Brennstoffkanal in die Entlademaschine befördert werden, kann weiteres Kühlgas von der Entlademaschine aus die Rutsche abwärts geleitet werden, wenn die Elemente angehoben sind. Dieses Kühlgas mischt sich

biegsame Zuleitung 19; die Gelenkverbindung 34 ist 7° mit dem Kühlgas, das normalerweise durch den Brenn-

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stoffkanal strömt, und verstärkt die durch die Öffnung Die innere röhrenförmige Zuleitung enthält einen

45 hinausgehende Strömung. Dieses zusätzliche Gas oberen starren Abschnitt 67, den biegsamen Abschnitt

sucht den Betrag an verseuchtem Kühlgas herabzuset- 62 und den starren unteren Teil 61. Das Ende des

zen, das in die Entlademaschine hineinströmt. unteren starren Teils 61 ist an der Stelle 68 ge-

In den Fig. 5 und 6 sind weitere Einzelheiten der 5 krümmt. Der gekrümmte Teil 68 endigt in einer Kupp-

Konstruktion der biegsamen Zuleitung 19 zu sehen. lung 69 mit sphärischer Endfläche 71, an der ein gas-

Der Körper besteht aus mehreren kurzen, starren dichter Anschluß am oberen Ende des gewünschten

Rohrstücken 51, die in einem gewissen Abstand von- Brennstoffkanals herstellbar ist.

einander mit mehreren gasdichten zylindrischen Balg- Das obere Ende des starren Teils 61 wird von einem

teilen 52 untereinander in Verbindung stehen. Die io Ausleger 72 mit U-förmigem Querschnitt getragen,

Enden 53 dieser Balgteile sind an der Außenfläche der der an der Stelle 73 der äußeren Hülle 18 schwenkbar Rohrstücke 51 befestigt, so daß diese sich gegenseitig gelagert ist und eine Bewegung der röhrenförmigen

verschieben lassen und die biegsame Zuleitung ge- Zuleitung in einer seitlichen Ebene zur äußeren Hülle krümmt werden kann. Auf diese Weise können die erlaubt. Der starre Teil 61 wird außerdem von zwei

Brennstoffelemente innerhalb der biegsamen Zuleitung 15 Zwischenstücken 74, 75 unterstützt, die gemeinsam an

nach unten geführt werden. Der Querschnitt der der Stelle 76 schwenkbar gelagert sind und einen

Innenfläche der Rohrstücke ist in Fig. 6 dargestellt. U-förmigen Querschnitt aufweisen. Das Zwischenstück Die zylindrische Bohrung weist zwei in Längsrichtung 74 ist an der Stelle 77 des starren Teils 61 festverlauf ende Aussparungen 55 auf, die Vorsprünge der gemacht; ein Ende 78 des Zwischenstücks 75 ist

Brennstoffelemente aufnehmen, und bildet einen Kanal, 20 schwenkbar an einem Stab 79 befestigt, der innerhalb

durch den die Brennstoffelemente geführt werden kön- der äußeren Hülle 18 zur Beschickungsmaschine nach

nen. Die gegenseitige Winkelbewegung benachbarter oben läuft. Der Stab 79 wird von einem Mechanismus

Rohrstücke ist auf 2Va⁰ begrenzt, um den kleinsten gesteuert, um das Ende 78 innerhalb der äußeren

Krümmungsradius festzusetzen, den die biegsame Zu- Hülle zu heben und zu senken. Das Ende 78 kann auch

leitung aufweisen darf, damit die Brennstoffelemente 25 innerhalb der äußeren Hülle 18 frei gleiten.

in dieser, ohne zu klemmen, hindurchgeführt werden Wenn der Stab 79 sich in seiner tiefsten Stellung

können. befindet, sind die Zwischenstücke 74, 75 gerade ge-

Benachbarte Rohrstücke 51 werden von geschlitzten richtet und gemeinsam mit der röhrenförmigen Zu-

Klemmbügeln 56 gegenseitig gehalten und in ihrer leitung von der äußeren Hülle 18 umgeben. In dieser

gegenseitigen Winkelbewegung begrenzt; dieseKlemm- 30 Stellung kann die Rutsche durch ein Rohr in das

bügel passen auf Stifte 57 in Vertiefungen 54 des Druckgefäß des Reaktors geführt werden.

Rohrstücks. Vier in Längsrichtung verlaufende Um das Ende der röhrenförmigen Zuleitung auf den

Löcher 58 sind in allen Rohrstücken vorgesehen, in gewünschten Brennstoffkanal einzustellen, wird die

ihnen laufen die Drähte entlang, über die die Aus- äußere Hülle so weit gedreht, bis die Öffnung radial

dehnung des Balges 14 und das Ende der biegsamen 35 auf den gewünschten Kanal ausgerichtet ist. Der Stab

Zuleitung eingestellt wird. 79 wird dann gehoben. Die Zwischenstücke 74 und 75

Fig. 7 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der wirken nun zusammen, um den starren Teil 61 der Erfindung, bei der die Rutsche andersartig konstruiert Zuleitung durch die Öffnung herauszudrücken; das ist. Die Rutsche enthält wie zuvor eine äußere röhren- Ende der Zuleitung wird seitlich verschoben. Flächen förmige Metallhülle 18 und eine innere röhrenförmige. 40 81, 82 der Zwischenstücke 74, 75 liegen einander an, Zuleitung, die starr in ihrem unteren Abschnitt 61 und wenn die Zwischenstücke um den Punkt 76 schwenkbiegsam in ihrem oberen Abschnitt 62 ist. Die innere bar sind; auf diese Weise wird ein starrer Körper geröhrenförmige Zuleitung läuft innerhalb der Hülle 18 bildet, der die röhrenförmige Zuleitung abstützt und in Längsrichtung hindurch und ist an dieser befestigt. außerdem seitlich so lange verschiebbar ist, bis das Von der Beschickungs- oder Entlademaschine aus 45 Ende der Zuleitung auf den gewünschten Brennstoffwird die Rutsche durch Lager gehalten, so daß sie kanal ausgerichtet ist. Die Rutsche wird dann so weit relativ zur Beschickungsmaschine gedreht werden gesenkt, bis der sphärische Sitz 71 der Kupplung 69 kann. Die Rutsche kann von der Beschickungsmaschine eine gasdichte Verbindung zum oberen Ende des geaus durch ein Rohr in das Druckgefäß des Reaktors wünschten Brennstoffkanals herstellt,
eingelassen werden, wie bereits beschrieben ist. Am 50 Die Fig. 10a, 10b und 10c zeigen teilweise geunteren Teil der äußeren Hülle 18 läuft in Längs- schnittene Ansichten von den Enden der äußeren Hülle richtung eine Öffnung 21 entlang, die sich von einem 18 und der röhrenförmigen Zuleitung, wenn der Punkt 25 aus abwärts erstreckt. Diese Öffnung läuft Kupplungskörper 69 mit den drei Brennstoffkanälen bis zum unteren Ende der äußeren Hülle und ist so eine gasdichte Kupplung hergestellt hat. Gemäß groß, daß eine seitliche Verschiebung des unteren 55 Fig. 10a befindet sich der gewünschte Kanal neben Endes der röhrenförmigen Zuleitung möglich ist. der Fassung 23, in der der Zentrierzapfen 64 ein-Das untere Ende 61 der röhrenförmigen Zuleitung gesetzt ist. In Fig. 10b ist der entfernteste Brennstoffkann auf diese Weise seitlich aus der äußeren Hülle kanal zu sehen, den die Rutsche erreichen kann; ge-18 herausgeführt werden. Das Ende der röhrenförmi- maß Fig. 10c liegt der gewünschte Kanal mitten zwigen Zuleitung kann auf das obere Ende des gewünsch- 60 sehen den beiden anderen Kanälen. Wie man aus den ten Brennstoffkanals durch Drehung der Rutsche und Fig. 10a, 10b und 10c erkennen kann, ist das obere eine seitliche Verschiebung der Zuleitung durch die Ende des Brennstoffkanals 24 mit einem konischen Öffnung hinaus ausgerichtet werden. Sitz 85 ausgebildet, der mit der sphärischen Sitz-

Das untere Ende der äußeren Hülle 18 ist mit einer fläche 71 am Ende des Kupplungskörpers 69 gasdicht

teleskopartigen Hülse 63 ausgebildet, die in einem 65 im Eingriff steht, um zu gewährleisten, daß das ge-

Zentrieransatz 64 endigt, der in einer Fassung 23 in samte Kühlgas innerhalb des Brennstoffkanals in die

der Deckplatte des Reaktorkerns eingesetzt werden röhrenförmige Zuleitung einströmt, in der die Strö-

kann. Die teleskopartige Hülse 63 ist mit Schlitzen 65 mung regulierbar ist. Wenn sich der gewünschte

versehen, in die Stifte 66 hineinpassen, die aus der Kanal von der Fassung 23 entfernt, nimmt der Nei-

Außenfläche der äußeren Hülle 18 herausragen. 70 gungswinkel der Sitzfläche 85 gegenüber der Hori-

zontalen zu. Es sei hervorgehoben, daß der teleskopartige Körper 63 an der äußeren Hülle 18 aufwärts gleitet, nachdem der Zentrieransatz 64 in der Fassung 23 eingesetzt ist, so daß die gesamte Rutsche gesenkt werden kann, damit das Ende der röhrenförmigen Zuleitung mit dem oberen Ende des gewünschten Brennstoffkanals in Berührung kommt.

Der starre Abschnitt 67 der röhrenförmigen Zuleitung ist mit einer öffnung ausgebildet, die sich mit einer Öffnung 84 in der äußeren Hülle 18 deckt. Diese Öffnung ist mit einer Schutzfalle versehen, von der die Strömung des Gases vom Brennstoffkanal aus gesteuert wird, mit dem die Rutsche in Verbindung steht. Dieses Ventil ermöglicht über die öffnung eine Gasströmung in das Druckgefäß mit einregulierter Geschwindigkeit. Hierdurch wird eine Überhitzung oder eine übermäßige Abkühlung der Brennstoffelemente in dem Kanal vermieden.

Die Fig. 8 und 9 zeigen die Konstruktion des biegsamen Abschnitts 62 der röhrenförmigen Zuleitung deutlicher. Der biegsame Abschnitt ist aus mehreren starren Rohrstücken 87 aufgebaut, die miteinander durch biegsame Balgteile 88 verbunden sind. Die Balgteile sind aus einem geeigneten Material, z. B. dünnem Stahlblech, hergestellt und endigen in Ringen 89, die an der Außenfläche des Rohrstücks 87 angeschweißt oder andersartig befestigt sind.

Die Rohrstücke 87 besitzen einen ovalen Querschnitt, der in Fig. 9 zu sehen ist, der ein Grundriß der Rohrstücke ist; die Abschluß wände des Rohr-Stücks liegen in zwei unter einem kleinen Winkel geneigten Ebenen und treffen sich in einem querverlaufenden Grat 91. Hierdurch ist eine Winkelbewegung um einen kleinen Winkel zwischen den sich berührenden Teilen möglich. Die Rohrstücke 87 sind paarweise an ihren sich berührenden Graten 91 durch Platten 92, 93 verbunden, die auf Stiften 94 schwenkbar sind. Diese Platten liegen paarweise außerhalb der Wände der Rohrstücke 87 diametral einander gegenüber, wie in Fig. 9 zu sehen ist. Da die Rohrstücke 87 frei zueinander in einem kleinen Winkel schwenkbar und die Balgteile 88 an den Rohrstücken befestigt sind, ist der Abschnitt 62 der röhrenförmigen Zuleitung biegsam und gasdicht; somit ist der starre Teil 61 seitlich gegenüber dem oberen Abschnitt 67 und der äußeren Hülle 18 frei bewegbar.

Es sei bemerkt, daß die andersartige Ausführungsform der Rutsche gemäß den Fig. 7 bis 10 keine Ausrichtung aller Brennstoffelemente in derselben Richtung erlaubt; daher kann diese andersartige Ausführungsform der Rutsche nur für Brennstoffelemente Anwendung finden, die nicht sämtlich in derselben Richtung ausgerichtet zu werden brauchen.

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Claims (11)

Patentansprüche·

1. Apparat zur Beförderung von Brennstoffelementen zwischen einem außerhalb eines gasgekühlten Kernreaktors angeordneten Behälter und den Brennstoff kanälen innerhalb des Reaktorkerns mit einer Rutsche, die vom Behälter in das Druckgefäß des Reaktors führt, mit einer röhrenförmigen Zuleitung, die vom unteren Ende der Rutsche ausgeht, und mit Hilfsmitteln zur Ausrichtung des unteren Endes der röhrenförmigen Zuleitung auf das Ende eines gewünschten Brennstoffkanals, dadurch gekennzeichnet, daß die röhrenförmige Zuleitung biegsam und gasdicht ist und eine im wesentliehen gasdichte Verbindung mit dem Ende des Brennstoffkanals bildet.

2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen vorgesehen sind, die die Kühlgasströmung in der röhrenförmigen Zuleitung und dem Brennstoffkanal steuern, an dem die röhrenförmige Zuleitung angekuppelt ist.

3. Apparatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen dem Kühlgas ermöglichen, von der röhrenförmigen Zuleitung aus in das Druckgefäß mit einer eingestellten Geschwindigkeit zu strömen, so daß die Strömung des Kühlgases in dem Brennstoffkanal gesteuert wird, an dem die röhrenförmige Zuleitung angekuppelt ist.

4. Apparat nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei der die Rutsche eine äußere röhrenförmige Hülle enthält, die vom Behälter aus in das Druckgefäß läuft und relativ zum Behälter und einer in Längsrichtung verlaufenden öffnung am unteren Ende der Hülle drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Verschiebung oder Auslenkung des unteren Endes der biegsamen röhrenförmigen Zuleitung radial von der äußeren Hülle durch die öffnung nach außen vorgesehen sind, so daß das untere Ende der Zuleitungen auf den gewünschten Brennstoffkanal ausgerichtet und an diesem gasdicht angekuppelt werden kann.

5. Apparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verschiebung oder Auslenkung der röhrenförmigen Zuleitung eine Verbindungsstange enthalten, deren eines Ende an einem Schlitten befestigt ist, der frei innerhalb der äußeren Hülle gleitet, und deren anderes Ende an der röhrenförmigen Zuleitung befestigt ist, und daß Mittel zur Bewegung des Schlittens innerhalb der Hülle vorgesehen sind, so daß die Verbindungsstange die röhrenförmige Zuleitung radial durch die öffnung auslenkt oder verschiebt.

6. Apparat nach den Ansprüchen 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende der röhrenförmigen Zuleitung am Behälter befestigt ist und daß die äußere Hülle relativ zum Behälter um die röhrenförmige Zuleitung frei drehbar ist.

7. Apparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine parallele Gelenkverbindung zwischen der äußeren Hülle und Hülsen vorhanden ist, die das Ende der röhrenförmigen Zuleitung umschließen, so daß gewährleistet ist, daß das Ende der röhrenförmigen Zuleitung im wesentlichen parallel zum Ende der äußeren Hülle bleibt, wenn die Zuleitung radial zur äußeren Hülle ausgelenkt oder verschoben wird.

8. Apparat nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der röhrenförmigen Zuleitung mit Ausnehmungen ausgebildet ist und einen Durchgang für die Brennstoffelemente bildet, so daß gewährleistet ist, daß alle Brennstoffelemente in den Brennstoffkanälen in derselben Richtung ausgerichtet sind.

9. Apparat nach den Ansprüchen 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der röhrenförmigen Zuleitung mit einem Balgteil ausgebildet ist und daß Hilfsmittel vorgesehen sind, die den Balgteil ausstrecken und zusammenziehen.

10'. Apparat nach den Ansprüchen 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende der röhrenförmigen Zuleitung an der äußeren Hülle befestigt ist, so daß die röhrenförmige Zuleitung

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sich mit der äußeren Hülle dreht, und daß das Ende der röhrenförmigen Zuleitung einen Kupplungskörper aufweist, dessen sphärische Sitzfläche mit einer zusammenwirkenden Sitzfläche am Ende des gewünschten Brennstoffkanals im Eingriff steht, so daß ein im wesentlichen gasdichter Anschluß gebildet wird.

11. Apparat nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die röhrenförmige Zuleitung mehrere starre Abschnitte enthält, die miteinander durch mehrere biegsame Balgteile verbunden sind, SO' daß eine Drehung um einen kleinen Winkel zwischen benachbarten starren röhrenförmigen Teilen möglich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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