DE1100193B

DE1100193B - Vorrichtung zum Anheben von Gegen-staenden, insbesondere zum Herausziehen von Brennstoffelementen aus Kernreaktoren

Info

Publication number: DE1100193B
Application number: DEC20684A
Authority: DE
Inventors: Sebastien Foglia
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1959-02-18
Filing date: 1960-02-01
Publication date: 1961-02-23
Also published as: LU38215A1; BE587157A; CH362765A; GB910843A; FR1225784A; US3068035A

Description

DEUTSCHES

Zahlreiche Bauarten von heterogenen Kernreaktoren haben einen aktiven Reaktorkern, in dem eine gewisse Anzahl von stabartigen Elementen aus spaltbarem Atombrennstoff, wie Uran, enthalten sind; diese Brennstoffstäbe oder -elemente sind in vertikalen Kanälen angeordnet. Die Behandlung dieser Brennstoffstäbe, insbesondere ihr Herausziehen atis den Reaktoren, wird normalerweise mit Hilfe einer stangenartigen Greifvorrichtung durchgeführt, die die Brennstoffstäbe oder -elemente an ihrem oberen, gegebenenfalls mit einem besonderen Kopf versehenen Ende erfaßt.

Wenn aus irgendwelchen Gründen das obere Ende eines Brennstoffstabes oder -elementes abgerissen oder so schwer beschädigt worden ist, daß die Verwendung einer normalen Stangen-Greifvorrichtung unmöglich wird, ergeben sich bei dem Herausziehen solcher Elemente Schwierigkeiten, deren Überwindung noch dadurch erschwert wird, daß in einem radioakth^en Milieu gearbeitet werden muß. Dieselben Schwierigkeiten treten auf, wenn es sich um das Herausziehen einer Brennstoffelementumhüllung handelt, beispielsweise einer Umhüllung aus Graphit oder um einen Regel- oder Sicherheitsstab, der gebrochen ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anheben von Gegenständen, insbesondere zum Herausziehen von Brennstoffelementen aus Kernreaktoren, mit deren Hilfe es möglich ist, Brennstoffelemente oder -stäbe, Hüllen oder Regel- bzw. Steuerstäbe, die Beschädigungen erlitten haben, in einfacher Weise auszuheben oder herauszuziehen, selbst wenn die Beschädigungen die Anwendung bekannter Mittel zum Ausheben unmöglich machen.

Die neue Vorrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie einen schweren zylindrischen Körper aufweist, der an seinem unteren Ende mit mindestens drei symmetrisch angeordneten, vertikal verlaufenden Stangen versehen ist, von denen jede an ihrer mit dem zu entfernenden bzw. anzuhebenden Körper in Berührung kommenden Fläche eine Vertiefung oder Ausnehmung aufweist, und daß in jeder Vertiefung ein Wälzkörper, z. B. eine Rolle oder Kugel, untergebracht ist, die beim Anheben der Vorrichtung eine Verriegelung der als Greiforgan wirkenden Stangen mit dem anzuhebenden Körper durch Verklemmen bzw. Keilwirkung bewirkt.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist sehr einfach herzustellen und zu benutzen; sie ist nicht nur zum Herausheben oder Herausziehen von Brennstoffstäben, sondern auch für das Ausheben von Hüllen oder Hülsen verwendbar. Es genügt, daß die Ausnehmungen oder Vertiefungen, weiche die VerriegelungsroHen oder -kugeln enthalten, an geeigneten Flächen der als Greiforgane wirkenden Stangen liegen. Wenn man zwei Ausnehmungen auf einander gegen-Vorrichtung zum Anheben von Gegenständen, insbesondere zum Herausziehen von Brennstoffelementen
aus Kernreaktoren

Anmelder:

Commissariat ä l'Energie Atomique,
Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 18. Februar 1959

Sebastien Foglia, Verrieres Le Buisson, Seine-et-Oise

(Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

überliegenden Flächen jeder der Greiforganstangen vorsieht, kann die Vorrichtung auch Verwendung finden, um gleichzeitig beispielsweise einen Brennstoffstab und seine Umhüllung aus Graphit aus dem Reaktor herauszuziehen.

Unter Hinweis auf die Zeichnung wird nun ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung näher beschrieben. Die Ausführungseinzelheiten, die in der Beschreibung dieses Beispiels geschildert werden, sind als Teile der erfinderischen Offenbarung anzusehen, wobei es selbstverständlich ist, daß sämtliche äquivalenten Maßnahmen in gleicher Weise angewendet werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in vertikalem Axialschnitt; die Vorrichtung ist in Eingriffslage dargestellt und greift gleichzeitig an einem Brennstoffelement und an einer dieses Brennstoffelement umgebenden Hülle an,

Fig. 2 eine Einzelheit einer Greiforganstange der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der gebrochenen Schnittlinie a-a der Fig. 2.

Aus der Fig. 1 ist zu ersehen, daß die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen schweren Körper 1 mit zylindrischem Querschnitt aufweist, der an seinem oberen Ende mit einem Befestigungsauge 2

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versehen ist, an dem ein Seil einer Hubvorrichtung festgelegt werden kann. An dem unteren Ende des zylindrischen Körpers 1 sind drei als Greiforgane wirkende und vertikal verlaufende Stangen 3 vorgesehen, die einstückig an den Körper 1 angeformt sein können. Die Greiforganstangen 3 sind gegeneinander um je 120° versetzt; ihre nach innen gerichteten Flächen 4 liegen in der Hüllfläche eines zu dem Körper 1 koaxialen (gedachten) Zylinders, dessen Durchmesser dem Durchmesser des auszuhebenden Brennstoff-Stabes 5 im wesentlichen entspricht. Dies bedeutet, daß beim Einführen der Vorrichtung in einen Brennstoffkanal des Reaktors die Innenflächen 4 der Greiforganstangen 3 mit geringem Spiel längs der Umfangsfläche des Brennstoffstabes nach unten gleiten. Die Breite oder Stärke der Greiforganstangen (in radialer Richtung gemessen) ist so groß, daß die Stangen ohne Schwierigkeit in den Ringraum zwischen dem Brennstoffstab 5 und der inneren Wandfläche des Kanals, der das Brennstoffelement aufnimmt, oder zwischen den Stab und eine den Stab gegebenenfalls umgebende Hülle 6 eindringen können. Wenn die Vorrichtung verwendet werden soll, um eine derartige Hülle 6 auszuheben, werden die Außenflächen 4' der Greiforganstangen in einem derartigen Abstand von der Achse der Vorrichtung vorgesehen, daß sie mit Spiel an der inneren Wandflä,che der Hülle 6 entlanggleiten.

Jedes Greiforgan der Vorrichtung weist zumindest eine langgestreckte Vertiefung oder Ausnehmung 7 an seiner inneren Fläche 4 auf, wenn das zu entfernende oder auszuhebende Stück ein Brennstoffelement oder ein analoger Teil ist; es hat eine entsprechende Vertiefung oder Ausnehmung T auf seiner äußeren Fläche 4', wenn das zu entfernende oder auszuhebende Stück beispielsweise eine Hülle oder Hülse ist. In den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung sind an jeder Greiforganstange 3 zwei Ausnehmungen 7 und 7' dargestellt; die Vorrichtung kann also dazu verwendet werden, um gleichzeitig ein Brennstoffelement und eine Hülle oder Hülse auszuheben. Es dürfte jedoch ohne weiteres klar sein, daß nur eine einzige Gruppe von Vertiefungen oder Ausnehmungen, und zwar entweder die Ausnehmungen 7 oder die Ausnehmungen 7', vorgesehen werden können, wenn die Vorrichtung jeweils nur zum Ausheben von Brennstoffstäben 5 oder Hülsen 6 benutzt werden soll.;

Die Fig. 2 und 3 zeigen in größerem Maßstab Einzelheiten der praktischen Ausführung einer Greiforganstange der Vorrichtung. Die Stange hat die Form eines geraden Stabes 8 mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt; der Stab 8 endet an seinem unteren Ende in einer Spitze und hat eine durch die jeweils vorliegenden Bedingungen gegebene bestimmte Länge. In geringem Abstand von der Spitze sind eine Ausnehmung 7 an der inneren Fläche 4 und eine weitere Ausnehmung T an der äußeren Fläche 4' des Stabes 8 vorgesehen. Diese Ausnehmungen liegen in unterschiedlicher Niveauhöhe, um eine übermäßige Schwächung des Querschnittes des als Greiforgan wirkenden Stabes 8 zu vermeiden. Die Ausnehmungen 7 und T haben im Längsschnitt die Form eines langgestreckten spitzen Dreiecks, wie dies die Fig. 2 zeigt. Die Vertiefung oder Ausnehmung 7 nimmt eine Rolle oder eine Kugel 9 und die Vertiefung oder Ausnehmung T eine Rolle oder eine Kugel 9' auf. Die Rollen oder Kugeln sind seitlich durch zwei Flanschglieder 10 und 11 geführt, die fest an dem Greiferstab 8 angebracht sind. Wie aus der Fig. 3 zu erkennen ist, haben die Flanschglieder 10 und 11 die Form eines • sehr flachen T und weisen zwei Randflansche 12 und 13 auf, die jeweils eine nach innen vorspringende Randkante 14 haben. Die Rolle oder Kugel 9 kann sich infolgedessen in der durch die Vertiefung oder Ausnehmung 7 und die Flanschglieder 10 und 11 gebildeten Führung bewegen, sie kann aber nicht aus dieser Führung herausfallen. Das gleiche gilt für die Rolle oder Kugel 9' und für die Rollen oder Kugeln der anderen Greiferstäbe, die sämtlich in gleicher Weise

ίο gehalten sind.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ergibt sich bereits aus der Zeichnung: Wenn beispielsweise ein Brennstoffstab 5 (Fig. 1) und seine Graphithülle 6 aus einem Kanal eines Kernreaktors herausgezogen werden sollen, wird die mit ihrem Ring 2 an einem Seil befestigte Vorrichtung in den Kanal hineingesenkt, in dem sie durch die zylindrische Umfangsfläche seines schweren Körpers 1 geführt wird. Die Greiforganstangen 3 schieben sich zwischen das Brennstoffelement 5 und die Graphithülle 6 ein, wobei die Rollen oder Kugeln 9 durch Aufwärtsbewegen in den Ausnehmungen 7 vollkommen in diese zurücktreten. Nach genügend tiefem Eindringen der Greiforgane 3 wird die Vorrichtung wieder nach oben gezogen. Dabei verklemmen sich die Rollen oder Kugeln 9 in den Hohlräumen, die einerseits durch die Ausnehmungen 7 und anderseits durch die Außenwand des Brennstoffelementes 5 gebildet werden, und stellen so eine feste Verriegelung zwischen dem Element und den Greiforganen dar. In gleicher Weise verklemmen sich die Rollen oder Kugeln in den Ausnehmungen 7' zwischen dem unteren Teil ihrer Ausnehmungen und der inneren Mantelfläche der Hülle 6, so daß auch hier eine feste Verklemmung oder Verriegelung zustandekommt. Bei seiner Bewegung nach oben nimmt also die Vorrichtung das Brennstoffelement 5 und die ihm zugeordnete Hülle 6 mit.

Sind diese Teile aus dem Kanal herausgezogen, so genügt es — wenn sie nicht radioaktiv sind — sie umzukehren, um die Greifvorrichtung frei zu machen. Wenn sie dagegen zu stark radioaktiv sind, wird das Greifwerkzeug zusammen mit den Teilen verworfen, da die Kosten für das Werkzeug niedriger sind als diejenigen Kosten, die zu seiner Entgiftung anzuwenden wären.

Wie bereits oben angegeben, kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung entweder mit einem Satz von Ausnehmungen an der Innenseite der Stangen 3 für die Behandlung von Stäben oder ähnlichen Teilen versehen sein oder mit einem Satz von äußeren Ausnehmungen, um Hüllen, Hülsen od. dgl. auszuheben. Sie kann schließlich wie in dem beschriebenen Beispiel sowohl innere als auch äußere Ausnehmungen aufweisen.

Aus der Beschreibung und Zeichnung geht überdies hervor, daß diese Vorrichtung einfach herzustellen ist und in besonders- einfacher Weise wirkt, so daß sie auch zu vielen anderen Zwecken verwendbar ist. Sie kann außerdem ohne Schwierigkeit fernbetätigt werden, was ihre Anwendung für das Behandeln radioaktiver Teile anderer Art ermöglicht.

Es dürfte klar sein, daß die vorliegende Erfindung nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel begrenzt ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Anheben von Gegenständen, insbesondere zum Herausziehen von Brennstoffelementen aus Kernreaktoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen schweren

zylindrischen Körper (1) aufweist, der an seinem unteren Ende mit mindestens drei symmetrisch angeordneten, vertikal verlaufenden Stangen (3) versehen ist, von denen jede an ihrer mit dem zu entfernenden bzw. anzuhebenden Körper in Beruhrung kommende Fläche eine Vertiefung oder Ausnehmung (7, 7') aufweist, und daß in jeder Vertiefung ein Wälzkörper, z. B. eine Rolle oder Kugel (9, 9') untergebracht ist, die beim Anheben der Vorrichtung eine Verriegelung der als Greiforgan wirkenden Stangen mit dem anzuhebenden Körper durch Verklemmen bzw. Keilwirkung bewirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen an den

Außenflächen der senkrechten Stangen eine von oben nach unten abnehmende Tiefe aufweisen und je eine Kugel enthalten, deren Durchmesser größer ist als die kleinste Tiefe der Ausnehmung.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der senkrechten Stangen im wesentlichen prismatisch geformt ist und auf jeder ihrer Prismenflächen eine Ausnehmung aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der gleichen Fläche der als Greiforgane wirkenden senkrechten Stäbe mehrere Ausnehmungen mit Kugeln oder Wälzkörpern vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen