DE1093498B - Tragvorrichtung fuer Kernbrennstoffelemente - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Tragvorrichtung für Kernbrennstoffelemente, die unter einem Reaktor aufgestellt wird, wenn dessen senkrechte Brennstoffkanäle mit stapelbaren Elementen beschickt werden sollen. Im allgemeinen wird die Tragvorrichtung für heterogene Reaktoren verwendet, deren Brennstoff in Gestalt stabförmiger Elemente in den senkrechten Kanälen des Brennkammerkernes angeordnet wird. Jeder Kanal wird z. B. mit zwölf kurzen Stäben gefüllt, die mit ihren Stirnflächen im Kanal aufeinandergestapelt werden. Gewöhnlich handelt es sich um Uranstäbe, die mit einer Aluminiumhülle versehen sind.

Es sind bereits Beschickungsvorrichtungen für Kernreaktoren bekannt, deren Bedienung sehr umständlich ist. Die einzelnen Brennstoffelemente müssen z. B. durch ein langes Rohr oder eine Rutsche geschoben werden, deren eines Ende jeweils an dem zu füllenden Brennstoffkanal angeschraubt oder andersartig befestigt werden muß. Hierbei müssen die beiden Enden genau aufeinander ausgerichtet werden, was innerhalb eines Reaktors mit Schwierigkeiten verbunden ist. Es ist auch bekannt, waagerechte Brennstoffkanäle an ihrem einen Ende zu beschicken und am anderen zu entladen. Der Nachteil waagerechter Brennstoffkanäle liegt darin, daß sich beim Beschicken oder Entladen nicht die Schwerkraft des einzelnen Brennstoffelementes ausnutzen läßt.

Ziel der Erfindung ist, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der der Antrieb eines die Brennstoffelemente aufnehmenden Magazins mit einer Beförderungsvorrichtung der Brennstoffelemente in besonderer Weise gekuppelt ist und daß dieses Magazin gleichzeitig mit der Beförderungsvorrichtung der Brennstoffelemente betätigt wird.

Bei einer Tragvorrichtung gemäß der Erfindung ist ein schrittweiser Antrieb eines Magazins, das um eine vertikale Achse drehbar ist und mehrere im Kreis um diese Achse herum angeordnete Halter für die Brennstoffelemente aufweist und bei dessen Bewegung alle Brennstoffhalter der Reihe nach unter denselben Brennstoffkanal, vertikal zu diesem ausgerichtet, gelangen, mit einer Vorrichtung, die ein Brennstoffelement in den Brennstoffkanal befördert, derart gekuppelt, daß die Beförderung des Brennstoffelementes an allen Stellen durchführbar ist, wenn das Magazin schrittweise gedreht wird.

Der Brennstoffträger ist vorzugsweise mit einem schwenkbar gelagerten Ladehebel versehen, der durch Schlitze in den radial nach innen, liegenden Seiten der Brennstoffhalter hindurchgeführt werden kann, so daß er unter ein Brennstoffelement greift und dieses Brennstoffelement nach oben bzw. nach unten bewegen kann. Die Betätigung des Ladehebels erfolgt Tragvorrichtung
für Kernbrennstoffelemente

Anmelder:

Metropolitan -Vickers

Electrical Company Limited,

London

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

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 12. September 1956

David Reginald Davies, Sale, Cheshire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

gemeinsam mit der schrittweisen Drehung des Brennstoffträgers, so daß der Lade- oder Entladevorgang mit der Drehung des Brennstoffträgers abwechselt.

Für das Laden wird der Brennstoffträger außerhalb des Reaktors mit Brennstoffelementen versehen; er wird dann in den Reaktor hineinbewegt und unterhalb des Reaktorkernes in eine Stellung gebracht, in der er auf den zu füllenden Brennstoffkanal ausgerichtet ist.

In ähnlicher Weise wird der Brennstoffträger beim Entladen mit den heißen Brennstoffelementen aus dem Brennstoffkanal beladen und dann unterhalb des Reaktorkernes herausgeführt.

Die Geräte, die den Brennstoffträger unterhalb des Kernes in Stellung bringen und das Laden und Entladen bewirken, können so ausgebildet sein, wie dies im deutschen Patent 1 068 391 angegeben ist.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Gerätes gemäß der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht desselben Gerätes; Fig. 3 zeigt eine Draufsicht des Gerätes, während

Fig. 4, 4 A und 4 B angeben, wie das Gerät für die Zwecke der Entladung abgeändert werden kann.

Das Gerät enthält im wesentlichen ein Magazin 1, welches eine Anzahl von vertikalen Brennstoffhaltern

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aufweist. Das Magazin 1 ruht auf einer Reihe von Rollen 3, die auf einer Grundplatte 4 montiert sind. Diese läuft ihrerseits auf Rollen 5, die auf beweglichen Schienen 6 geführt sind. Der Brennstoffträger kann dadurch in Stellung gebracht werden, daß er auf den Schienen bewegt wird, und auch dadurch, daß die Schienen in Stellung gebracht werden. Die Brennstoffhalter sind auf einem Kreis um die Drehachse des Magazins 1 herum angeordnet. Sie haben röhrenförmige Gestalt und weisen an der Innenseite einen vertikalen Schlitz 7 auf, durch den der Kopf 8 eines Ladehebels 9 radial nach außen hindurchgeht. Der Ladehebel 9 ist schwenkbar auf dem Lagerblock 10 gelagert, der in einem Schlitz 11 oben auf einer Stütze 12 verschiebbar montiert ist.

In Fig. 1 ist der Ladehebel in der unteren Stellung dargestellt; er kann in die strichpunktierte Lage angehoben werden. Dabei kann er ein Brennstoffelement 13 aus dem Halter in den Kanal 14 des Reaktorkernes heben, unter dem sich der Brennstoffträger gerade befindet. Die Schwenkbewegung des Ladehebels 9 wird über eine Verbindungsstange 16 bewirkt, die an der Stelle 17 gelenkig mit dem Ladehebel verbunden und an der Stelle 18 exzentrisch mit einem Schaltrad 19 verbunden ist. Dieses Schaltrad 19 ist auf einer Welle 20 befestigt, die in einem Gehäuse läuft, und ist am Umfang in regelmäßigen Abständen mit radialen Speichen 22 versehen. Diese Speichen werden von Antriebshebeln 23 betätigt, die unterhalb des Brennstoffträgers angeordnet sind. Die Antriebshebel können z. B. um die vertikale Achse des Reaktorkernes umlaufen. Sobald das Schaltrad 19 durch einen Antriebshebel bewegt wird, wird es um einen

Winkel w geschwenkt, und der Ladehebel 9 wird um

einen entsprechenden Betrag um seinen Drehpunkt gedreht. Es sei bemerkt, daß das Rad sechs Speichen 22 aufweist, so daß es nach einer Betätigung aller sechs Speichen eine vollständige Drehung ausgeführt hat, während der Ladehebel eine vollständige Auf- und Abwärtsbewegung vollendet hat.

Gleichzeitig betätigt die Welle 20, an der das Rad 19 befestigt ist, über Kegelräder 24, 25 einen Hebel 26, der um eine vertikale Achse drehbar ist. Der Hebel 26 kommt hierbei mit einer Reihe von Rollen

27 in Eingriff, die am Umfang der Basis des Magazins 1 verteilt sind. Hierdurch wird die Anordnung jedesmal, wenn das Schaltrad 19 eine vollständige Umdrehung macht, um einen bestimmten Betrag gedreht, so daß die Anordnung eine schrittweise Drehbewegung ausführt und der nächste Brennstoffträger gegenüber dem Brennstoffkanal 14 in dem Reaktorkern ausgerichtet wird.

Es ist wichtig, zu berücksichtigen, daß die Drehbewegung des Magazins eintritt, bevor der Ladehebel seinen Bewegungskreislauf vollendet hat, d. h. in anderen Worten, während er sich noch in einem der Kanäle 2 befindet. Damit dies stattfinden kann, ist der Hebel 9 in dem Lagerblock 10 mit Hilfe von Zapfen

28 schwenkbar gelagert, die eine gewisse seitliche Schwenkbewegung des Hebels 9 gestatten. Gleichzeitig lenkt eine Steuerfläche 29 den Kopf 8 des Hebels 9 während des letzten Teiles seiner Abwärtsbewegung seitlich ab, so daß der Hebel, wenn er schließlich zur Ruhe kommt, sich unter dem nächsten Brennstoffelement befindet, das angehoben werden soll.

Eine Anzahl von Brennstoffelementen sind aufeinander ausgerichtet; am Boden des Stapels, d. h. in dem Teil des Zuführungskanals, der durch die Trägerkonstruktion des Reaktorkernes hindurchgeht, sind normalerweise einige leere Elemente vorgesehen.

Wenn die Brennstoffelemente in den Kernkanal 14

von unten eingeschoben werden, werden sie durch Klinken 30 an dem Herausfallen gehindert, so daß sie einzeln eingeführt werden können, wobei jeweils ein Element die anderen nach oben schiebt. Während des Ladevorganges liegt der Kopf 8 des Ladehebels an der unteren Seite eines Kolbens 21 an, der sich in

ίο dem Kanal 2 nach oben bewegt und das Brennstoffelement anhebt.

Die Unterseite des Kolbens 21 enthält eine Vertiefung, in die der Kopf 8 des Ladehebels hineinpaßt.
Während des Entladens wird der Kolben 21 durch einen Kolben 23 nach Fig. 4 ersetzt. Dieser schiebt beim Anheben die Klinken 30 auseinander. Gleichzeitig ist der Kolben 23 mit Klinken 31 versehen, welche mit Stiften 32 des Brennstoffelementes in Eingriff kommen, so daß beim Senken des Kolbens das Brennstoffelement nach unten gezogen wird.

Fig. 4 B zeigt den Zustand, nachdem ein Brennstoffelement in den Brennstoffhalter gesenkt worden ist, und zeigt auch, wie das nächste Brennstoffelement 32 in dem Brennstoffkanal 14 durch die Klinken 30 festgehalten wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Tragvorrichtung für Kernbrennstoffelemente zur Aufstellung unter einem Reaktor, von der senkrechte Brennstoffkanäle mit in den Kanälen stapelbaren Brennstoffelementen beschickt oder entleert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein schrittweiser Antrieb eines Magazins (1), das um eine vertikale Achse drehbar ist und mehrere im Kreis um diese Achse herum angeordnete Halter für die Brennstoffelemente (13) aufweist und bei dessen Bewegung alle Brennstoffhalter der Reihe nach unter denselben Brennstoffkanal (14), vertikai zu diesem ausgerichtet, gelangen, mit einer Vorrichtung, die ein Brennstoffelement in den Brennstoffkanal befördert, derart gekuppelt ist, daß die Beförderung des Brennstoffelementes an allen Stellen durchführbar ist, wenn das Magazin schrittweise gedreht wird.

2. Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem schwenkbaren Ladehebel (9) versehen ist, der bei seiner Betätigung durch Schlitze (7) an der Innenseite des Brennstoffhalters radial hindurchgeht, so daß er unter ein Brennstoffelement (13) greift und nach Bedarf das Brennstoffelement anhebt oder senkt.

3. Tragvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Ladehebeis (9) zusammen mit der schrittweisen Drehung des Brennstoffträgers gesteuert wird, so daß der Beschickungs- oder Entladevorgang mit der Drehung des Brennstoffträgers abwechselt.

4. Tragvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladehebel (9) über eine Verbindungsstange (16) mit einem exzentrischen Gelenkpunkt (18) eines Schaltrades (19) verbunden ist, das seinerseits mechanisch mit Mitteln (26, 27) zur schrittweisen Drehung des Magazins gekoppelt und am Umfang mit Speichen (22) zur Betätigung versehen ist.

5. Tragvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (29) zur seitlichen Verschiebung des Ladehebels vorgesehen sind, die ihn unter den nächsten Brennstoffhalter im Maga-

zin bewegen, wenn er sich am unteren Ende seiner Bewegungsbahn befindet.

6. Kernreaktor mit einer Tragvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende der Brennstoffkanäle (14) Sperrhebel (30) vorgesehen sind, die die Brenn-

Stoffelemente (13) festhalten und bei der Entnahme der Brennstoffelemente (13) gelöst werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 725 993, 2 756858; französische Patentschrift Nr. 1 108 407.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen