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Einrichtung zum Ein- und Ausbauen eines Gerätes in einen bzw. aus
einem Kernreaktor Die Erfindung bezweckt, das Ein- und Ausbauen eines Gerätes in
einen bzw. aus einem Kernreaktor unter Vermittlung eines auf einer Seite mit einer
verschließbaren Öffnung versehenen Strahlenschutzbehälters möglichst günstig zu
gestalten.
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Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Ein- und Ausbauen
eines Gerätes in einen bzw. aus einem Kernreaktor mit einem Strahlenschutzbehälter,
der eine verschließbare Öffnung hat, mit dem Rand der Öffnung unter Vermittlung
einer Dichtung gegen den Rand einer verschließbaren Montageöffnung des Reaktorarbeitsraumes.
bzw. einer Vorsatzschleuse gepreßt werden kann und einen von außen her zu betätigenden
Bewegungsmechanismus enthält, mittels dessen ein mit dem Gerät kuppelbares Greifwerkzeug
aus einer Lage nahe der der Behälteröffnung gegenüberliegenden Behälterwand bis
in den Arbeitsraum hinaus und umgekehrt bewegt werden kann.
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Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art befindet sich die Öffnung
des Strahlenschutzbehälters auf dessen Unterseite, so daß das Ein- und Ausbringen
des Gerätes durch Heben und Senken erfolgt und daher naturgemäß keine Schwierigkeiten
bereitet. Man benötigt in diesem Fall nur ein innerhalb des Strahlenschutzbehälters
wirkendes fernbetätigtes Hebezeug. Viel schwieriger ist aber das Ein- und Ausbringen
des Gerätes, wenn sich, wie beim Erfindungsgegenstand, die Öffnung des Strahlenschutzbehälters
auf einer Seite befindet und dementsprechend das Gerät im wesentlichen in waagerechter
Richtung bewegt werden muß. Für diesen Fall bringt die Erfindung eine Lösung, durch
die es mit geringstem Platzbedarf möglich ist, das Gerät aus dem Strahlenschutzbehälter
betriebssicher ziemlich weit in den betreffenden Raum des Kernreaktors hineinzuschieben
und aus diesem auch wieder vollständig in den Behälter zurückzuziehen.
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Die Lösung gemäß der Erfindung besteht in erster Linie darin, daß
bei Anwendung eines Strahlenschutzbehälters, der seitlich eine verschließbare öffnung
hat, der Bewegungsmechanismus aus einem zwei- oder mehrstufigen Spindeltrieb besteht,
wobei wenigstens eine Gewindespindel der ersten Stufe durch die der Behälteröffnung
gegenüberliegende Behälterwand hindurchgeführt und auf der Außenseite mit einem
Drehantriebsmittel versehen ist, und daß auf dieser Gewindespindel als Mutter ein
Träger vorgesehen und mit wenigstens einer Gewindespindel der zweiten Stufe versehen
ist, auf der als Mutter ein Träger für ein Greifwerkzeug oder wenigstens eine Gewindespindel
einer weiteren Stufe geführt ist.
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Dabei ist es zweckmäßig, auf der Gewindespindel der ersten Stufe ein
Kettenrad vorzusehen und so zu lagern, daß es gegenüber der Spindel nicht drehbar,
jedoch zusammen mit dem Träger der zu der zweiten Stufe gehörenden Gewindespindel
verschiebbar ist, und daß ein auf der Gewindespindel der zweiten Stufe sitzendes
Kettenrad vorgesehen ist, das vom Kettenrad über eine Kette antreibbar ist.
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Zum Abschließen der auf einer Seite des Strahlenschutzbehälters befindlichen
Öffnung können zwei zylindrisch gekrümmte Platten dienen, die durch Schlitze in
der oberen bzw. der unteren Abschlußwand des Strahlenschutzbehälters hindurchtreten
und um Achsen in der Nähe der der Öffnung gegenüberliegenden Behälterwand mit Hilfe
von inneren und äußeren Lenkern schwenkbar gelagert sind und daß die äußeren Lenker
paarweise zur Erzwingung einer gegenläufigen Schwenkung der Platten miteinander
gekuppelt sind.
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Bekannt ist ferner eine Vorrichtung zur Handhabung von Lasten innerhalb
einer mit dichten Schutzwänden umgebenen Kammer durch außerhalb derselben befindliche
Bedienungspersonen mit einem Laufkran, welcher sich innerhalb der als Lager dienenden
Kammer waagerecht über in mehreren zueinander parallelen Reihen angeordneten Ausnehmungen
zur Aufnahme der zu handhabenden Lasten bewegt, wobei ein Wagen mit einem sich lotrecht
bewegenden Hebeglied auf dem Laufkran verfahrbar ist. Auch hierbei tritt nicht das
der Erfindung zugrunde liegende Problem auf, wonach das betreffende Gerät von der
Seite her aus einem Strahlenbehälter heraus in einen Raum eines Reaktors eingeschoben
werden soll, und umgekehrt.
Für die Beladung und Entleerung eines
horizontalen Bestrahlungskanals eines Atomreaktors ist andererseits eine Lösung
bekanntgeworden, die auf einem grundsätzlich anderen Prinzip beruht als die Einrichtung
nach der Erfindung. Es sind nämlich in den Walzenkanälen Zylinder so eingebracht,
daß sie sich um ihre eigenen Achsen drehen können, wobei eine Kette unter Vermittlung
von Zahnrädern die Zylinder zu einer Winkelorientierung gegenüber dem Gehäuse unabhängig
von der Winkellage der Walze im Gehäuse veranlaßt.
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An Hand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel näher erläutert
werden, und zwar zeigt F i g. 1 einen lotrechten Schnitt durch die Einrichtung und
durch die angrenzenden Teile des Reaktors, F i g. 2 die zugehörige Draufsicht, F
i g. 3 den Schnitt nach der Linie 111-111 in F i g. 1. und F i g. 4 die Ansicht
in Richtung des Pfeiles A in F i g. 1.
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Die Einrichtung dient zum Ein- und Ausbauen des Motors 1 und des Läufers
2 eines innerhalb des Reaktors befindlichen Gebläses. Der Motor 1 ist innerhalb
eines Zylinders 3 längsverschiebbar geführt, an dem eine Vorsatzschleuse 4 angeflanscht
ist. Diese hat eine Durchtrittsöffnung 5, die durch einen Schieber 6 verschlossen
werden kann. In der dargestellten Lage ist der Schieber 6 mit Hilfe von beiderseits
von ihm angeordneter Gewindespindeln 7 so weit angehoben, daß er die Öffnung 5 freigibt.
Diese Gewindespindeln sind mit ihren oberen Enden an dem Schieber 6 undrehbar befestigt
und greifen in Muttern 8 ein, die gleichmäßig mittels eines Kettentriebwerkes 9
gedreht werden. Die Öffnung 5 ist durch eine Durchbrechung in der Wandung
10 des Reaktorraumes von außen her zugänglich.
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Zur Aufnahme des ausgebauten Motors 1 dient ein Strahlenschutzbehälter
11 von rechteckigem Querschnitt, der nur auf einer Stirnseite eine rechteckige Öffnung
hat. Rings um diese Öffnung ist eine Leiste 12 angeordnet. Diese liegt bei der dargestellten
Lage des Behälters 11 an einer Dichtung 13 an, die mittels eines Trägers 14 von
U-förmigem Querschnitt auf der Außenwand der Vorsatzschleuse 4 rings um die Öffnung
5 angebracht ist.
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Zum Abschließen der Öffnung des Strahlenschutzbehälters 11 dienen
zwei zylindrisch gekrümmte Platten 15, die durch Schlitze 16 im Boden 17 und in
der oberen Wand 18 des Behälters 11 hindurchtreten. Die Platten 15 sind mittels
zweier Gelenkbolzen 19 schwenkbar gelagert, die im Inneren des Behälters 11 nahe
der oberen und der unteren Abschlußwand 17 bzw. 18 und in geringem Abstand von der
der Behälteröffnung gegenüberliegenden Stirnwand 20 angeordnet sind. Die gelenkige
Verbindung der Platten 15 mit den Bolzen 19 geschieht durch je zwei Paare von Armen,
von denen ein Paar 21 an den aus dem Behälter heraustretenden Enden der Bolzen 19
angreift, während das andere Paar 22 die Verbindung zwischen dem in das Innere des
Behälters ragenden Teil der betreffenden Platte 15 und dem betreffenden Bolzen 19
herstellt. Je zwei zu der oberen und der unteren Platte 15 gehörende äußere Arme
21 sind durch Lenker 23 mit einem seitlich neben dem Be- i hälter um eine waagerechte
Achse schwenkbar gelagerten, gleicharmigen Doppelhebel 24 verbunden. Infolgedessen
führen die beiden Platten 15 beim Verschwenken der Hebel 21, was durch zwei an diesen
angreifende hydraulische Einrichtungen 24a bewirkt wird, zwangläufig gleichmäßige
Bewegungen voneinander weg bzw. aufeinander zu aus, wobei sich in der Schließstellung
ihre inneren Ränder in der waagerechten Mittelebene des Behälters 11 treffen. Sie
liegen dann mit Dichtungen 25 aneinander. Weitere Dichtungen 26 befinden sich in
den Schlitzen 16.
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Auf der Unterseite des Behälters 11 sitzen zwei Leisten 27, die auf
Spurkranzrollen 28 aufliegen, welche in einem Stützschlitten 29 gelagert sind. Zur
Verschiebung des Behälters 11 auf den Rollen 28 dient eine doppeltwirkende hydraulische
Einrichtung, deren mit 30 bezeichneter Zylinder an dem einen Ende des Stützschlittens
29 angelenkt ist, während ihre Kolbenstange 31 an einem auf der Unterseite des Behälters
11 sitzenden Auge 32 angreift.
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An dem Stützschlitten 29 sitzen ferner beiderseits der Rollen 28 Winkelleisten
33, die sich mit ihren abstehenden Schenkeln von oben her auf Rollen 34 legen, welche
in auf der Unterseite des Behälters 11 sitzenden Leisten 35 gelagert sind.
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Der Stützschlitten 29 ruht mit vier Zapfen 36 auf zwei Längsträgern
37 eines Stützgerüstes, das in einem Ringraum auf der Außenseite des Reaktorarbeitsraumes
auf Kreisschienen 38 verfahrbar ist. Auf der Unterseite des Stützschlittens 29 ist
eine Wanne 39 angebracht, die in den Raum zwischen den Trägern 37 hineinragt und
die Pumpe 40 zur Beaufschlagung der hydraulischen Einrichtung 30, 31 mit
Druckflüssigkeit sowie die zugehörigen Hilfseinrichtungen enthält.
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Das auf den Schienen 38 verfahrbare Stützgerüst umgreift in der dargestellten
Lage käfigartig den Strahlenschutzbehälter 11 und trägt auf zwei Querhäuptern
41 zwei Wellen 42 mit Kettenrädern 43,
die durch ein nicht dargsetelltes
Aggregat gleichmäßig angetrieben werden können. Die über die Kettenräder 43 geführten
Ketten 44 greifen an zwei Querhäuptern 45, 46 einer Traverse 47 an,
wobei das Querhaupt 45 starr mit der Traverse 47 verbunden ist, während das Querhaupt
46 zur Erzielung einer Dreipunktabstützung auf einem waagerechten Gelenkzapfen
48 der Traverse 47 drehbar gelagert ist.
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Auf der Oberseite des Behälters 11 sitzt ein Ring 49, über den ein
Kugelschwenkkranz 50 greift, dessen Kugeln auch lotrechte Kräfte von dem Kranz
50 auf den Ring 49 übertragen. Auf dem Schwenkkranz 50 sind
zwei Wangen 51 befestigt, die je zwei Augen 52 enthalten. Mittels dieser Augen und
entsprechender, in der Traverse 47 befindlicher Augen 53 und zugehöriger Steckbolzen
53a kann der Behälter 11 an der Traverse 47 befestigt werden.
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In der Traverse ist ein Antriebsaggregat 54 untergebracht, das ein
nach unten hin gegenüber der Traverse vorstehendes Ritze155 aufweist. Dieses Ritzel
tritt bei der Befestigung der Wangen 51 an der Traverse 47 in Eingriff mit
einer Innenverzahnung 56, die sich an dem Ring 49 befindet.
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Innerhalb des Behälters 11 befindet sich eine Einrichtung, mittels
welcher der Motor 1 aus seiner Betriebslage heraus in den Behälter hineingezogen
werden kann. Diese Einrichtung weist zwei Gewindespindeln 57 auf, die mit einem
Ende in der Stirnwand 20 des Behälters und mit dem anderen Ende in einem an dem
Boden 17 bzw. der Deckwand 18 sitzenden Bock 58 bzw. 59 gelagert sind. Diese beiden
Gewindespindeln sind so angeordnet, daß
- in einem Querschnitt des
Behälters 11 betrachtet - ihre Mitten auf einer Diagonale des Querschnittrechteckes
liegen. Auf den beiden Gewindespindeln ist ein Rahmen 60 mittels zweier Gewindebuchsen
61 gelagert, die als Muttern mit den Gewindespindeln im Eingriff stehen. In dem
Rahmen 60
sind zwei weitere Gewindespindeln 62 mit Hilfe je zweier Wälzlager
63 derart gelagert, daß sie parallel zu den Gewindespindeln von dem Rahmen 60 aus
nach außen hin vorstehen. Sie sind so angeordnet, daß - in einem Querschnitt durch
den Behälter 11 betrachtet - ihre Mitten auf einer Diagonale des Querschnittrechteckes
liegen, welche die vorerwähnte Diagonale kreuzt. Auf den Gewindespindeln 62 ist
eine Traverse 64 mit Hilfe zweier Gewindehülsen 65 geführt, die als Muttern im Eingriff
mit den Gewindespindeln stehen. An der Traverse 64 ist eine Greifklinke 66 schwenkbar
gelagert, die einen auf ihrer Stirnseite abgeschrägten Haken bildet, der hinter
einen entsprechenden Haken 67 an dem auszubauenden Motor 1 zu fassen vermag.
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Die beiden Gewindespindeln 57 tragen auf ihren aus der Stirnwand
20 herausragenden Enden Kettenräder 68, die durch eine gemeinsame Kette 69
von einem unterhalb des Behälters befindlichen Motor 70 angetrieben werden können.
Auf jeder Gewindespindel 57 ist ein Kettenrad 71 derart gelagert, daß es gegenüber
der Spindel nicht drehbar ist, aber längs dieser verschoben werden kann. Dies wird
z. B. dadurch erreicht, daß eine Gleitfeder, die in der Bohrung des Kettenrades
71 sitzt, in eine Längsnut der Spindel 57 eingreift. Die Kettenräder 71 sind an
dem Rahmen 60 derart befestigt, daß sie zwar von diesem bei seiner Bewegung längs
der Spindel 57 mitgenommen werden, sich aber ihm gegenüber frei drehen können.
Dies wird dadurch erreicht, daß in eine Ringnut der Nabe jedes Kettenrades 71 eine
Ringleiste eines an der Traverse sitzenden Bundes 72 eingreift. Über die beiden
auf den Spindeln 57 gelagerten Kettenräder sowie über zwei weitere Kettenräder 73,
die fest auf den Gewindespindeln 62 sitzen, ist eine Antriebskette 74 geführt.
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Auf dem Boden 17 des Behälters 11 sind zwei Reihen von Rollen 75 gelagert,
und in Fortsetzung dieser Reihen befinden sich innerhalb der Vorsatzschleuse vier
weitere Rollen 76. Auf den Rollen 76 und 75 ruht der Motor 1, wenn er in das Innere
des Behälters gezogen wird.
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Wenn der Motor 1 mit dem Läufer 2 aus der in der F i g. 1 dargestellten
Lage aus dem Reaktor ausgebaut werden soll, wird der Strahlenschutzbehälter 11 in
die aus der F i g. 1 ersichtliche Lage gebracht, in der die Ringleiste 12 mittels
der hydraulischen Einrichtung 30, 31 fest gegen die Dichtung 13 gedrückt wird. Die
beiden Abschlußplatten 15 sind in der dargestellten Weise mittels der Einrichtung
24a nach oben bzw. unten geschwenkt. Der Schieber 6 ist in der dargestellten Öffnungslage
nach oben hin ausgefahren.
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Durch den Motor 70 sind über die Kette 69 und die Kettenräder 68 die
beiden Gewindespindeln 57 so weit gedreht worden, daß der Rahmen 60 in der dargestellten
äußeren Endlage nahe an der Austrittsöffnung des Behälters 11 zu stehen kommt. Während
dieser Drehung der Gewindespindeln 57 sind auch die Spindeln 62 vermittels der Kettenräder
71 und 73 sowie der Kette 74 gedreht worden, wodurch die Traverse 64 in die in der
F i g. 1 dargestellten Lage durch die Öffnung 5 hindurch in die Vorsatzschleuse
4 geführt und die Greifklinke 66 mit dem Haken 67 in Eingriff gebracht wird.
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Nunmehr werden durch den Motor 70 die Gewindespindeln 57 und damit
auch die Spindeln 62 im entgegengesetzten Sinne wie vorher gedreht. Infolgedessen
bewegt sich der Rahmen 60 in Richtung nach der Stirnwand 20 hin, und die Traverse
64 wird in Richtung nach dem Rahmen 60 hin geschraubt. Hierdurch wird der Motor
1 in das Innere des Behälters 11 gezogen, wobei er auf den Rollen 76 und 75 läuft.
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Wenn der Motor 1 sich völlig im Inneren des Behälters 11 befindet
wird dieser geschlossen, indem die Platten 15 in die in der F i g. 1 mit strichpunktierten
Linien dargestellte Schließstellung geschwenkt werden. Nunmehr verschiebt die hydraulische
Einrichtung 30, nachdem die Öffnung 5 der Vorsatzschleuse 4 durch den Schieber 6
geschlossen worden ist, den Behälter 11 so weit, daß er etwa mittig zu dem Fahrgerüst
37, 41 liegt. Alsdann wird dieses Stützgerüst 37, 41 auf den Schienen 38 so weit
verfahren, bis es sich oberhalb eines Raumes befindet, in dem der Behälter
11 gelagert werden soll.
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Nunmehr wird die Traverse 47 durch Nachlassen der Ketten 44 so weit
abgesenkt, daß die Augen 53 mit den Augen 52 in den Wangen 51 auf der Oberseite
des Behälters fluchten und durch Einstecken der Bolzen 53a die Wangen 51 und damit
der Schwenkkranz 50 mit der Traverse gekuppelt wird. Hierbei ist das Ritzel55 in
Eingriff mit der Innenverzahnung 56 gelangt.
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Der Behälter 11 wird nunmehr mittels der Ketten 44 etwas angehoben.
Dabei wird der Stützschlitten 29 mittels der Winkelleisten 33 und der Rollen 34
mitgenommen, so daß die Stützzapfen 36 von ihren Auflagern auf den Längsträgern
37 des Stützgerüstes freikommen. Alsdann wird der Behälter 11 mit dem an ihm hängenden
Stützschlitten 29 mittels des Antriebsaggregates 54 und des Ritzels 55 um 90° gedreht.
Darauf wird der Behälter 11 mit dem Stützschlitten 29 zwischen den beiden Längsträgern
37 des fahrbaren Stützgerüstes hindurch und durch eine entsprechende Bodenöffnung
zwischen den Schienen 38 in den erwähnten Lagerungsraum abgesenkt.
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Wenn ein Motor 1 in den Reaktor eingebaut werden soll, werden die
im Vorstehenden geschilderten Bewegungen im umgekehrten Sinn durchgeführt.