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Einrichtung zum Aufnehmen und Haltern der Thermoelementzuführungsleitungen
für einen Kernreaktor Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Aufnehmen und
Haltern der aus einem mit einem Stapel von Brennelementen beschickten Kanal herausgeführten
und gebündelten Thermoelementzuführungsleitungen der an den Brennelementen angebrachten
Thermoelementpaare für einen gasgekühlten Kernreaktor mit heterogenem Reaktorkern
und einem von außen durch die Abschirmung und den Druckbehälter hindurchreichenden
Hauptbeschickungsrohr, das einer Anzahl von Brennelementkanälen zugeordnet ist,
und einem oder mehreren von außen nach innen führenden Rohren, durch die die Therrnoclementkabel
hindurchführen und die jeweils über einem Brennelementkanal angeordnet sind.
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Es ist bekannt, zur Kontrolle der Temperaturen in Reaktoren Thermoelemente
an den Brennstoffelementen gleichmäßig verteilt über den Reaktorquerschnitt und
-tiefe anzubringen. Jedoch bereitet die Abfüh-
rung der Verbindungsleitungen
gewisse Schwierigkeiten, da diese im allgemeinen durch dieselben Standrohre geführt
werden müssen, durch welche die verschiedenen Vorrichtungen der Beschickungsmaschine
ein- und ausfahren und in welchen auch der Regelstabantrieb angeordnet ist. Eine
Beschädigung und das Abreißen der Zuleitungsdrähte läßt sich dabei nicht vermeiden.
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Weiterhin ist ein Kernreaktor bekannt, bei dem je-
weils einer
gewissen Anzahl von Brennstoffkanälen außer dem Hauptstandrohr ein zusätzliches
Standrohr für die Abführung eines Bündels von Probeentnahmeleitungen zugeordnet
ist. Jedoch bedingt eine übertragung dieser konstruktiven Maßnahme auf die Durchführung
der Verbindungsleitungen von Thermoelementen und deren betriebsmäßig einfache Handhabung
völlig andersartige konstruktive Mittel. Auch die bekanntgewordenen Einrichtungen
zum Messen von Brennelementtemperaturen in Kernreaktoren, bei denen die Meßleitungen
mehrerer Brennelemente zu Bündeln zusammengefaßt sind und gemeinsam nach außen geführt
sind, lösen das Problem der Durchführung der Thennoelementleitungen nicht in befriedigender
Weise.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung von einfachen Einrichtungen
zur Vermeidung der obengenannten Nachteile. Die Lösung der Aufgabe besteht darin,
daß die Bündelung der Thermoelementzuführungsleitungen zu einem Kabel in einer rohrfönnigen
Hülse erfolgte die auf der oberen Abschlußkappe des obersten Brennelementes des
Stapels koaxial zum Brennelement befestigt ist, daß während des Beschickungsvorganges
auf diese Hülse ein rohrförmiger, einseitig offener Behälter gleitbar aufgesteckt
ist, innerhalb desselben das Zuführungskabel, dessen Länge etwa gleich der Entfernung
vom Kanaleingang zu Außenseite der Abschirmung ist, spiralig aufgewickelt zu liegen
kommt, und an dessen Oberteil, der mit einem stempelartigen Kopf versehen ist, die
einzelnen Adern des Kabels befestigt sind. Das Hauptbeschickungsrohr bleibt also
völlig frei für die Zuführung der anderen Vorrichtungen des Reaktors.
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In der Zeichnung ist die Erfindung vereinfacht und beispielsweise
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch einen Teil eines Reaktors
mit einem Hauptbeschickungsrohr und einem zusätzlichen Standrohr zur Durchführung
der Thermoelementleitungen, F i g. 2 eine Brennstoffelementsäule mit im oberen
Teil angeordneter Halterungseinrichtung für die Thermoelementleitungen, F i
g. 3 einen Schnitt durch eine Halterungseinrichtung für die Thermoelementzuführungsleitungen.
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In dem Reaktor 1 der F i g. 1 sind als Ausschnitt der
Regelstabkanal 2 und ein Brennstoffkanal 3 gezeigt. über dem Kanal 2 befindet
sich das Hauptbeschickungsrohr 4, welches aus dem Druckbehälter 5
des Reaktors
herausragt und im biologischen Schild 6
bis zur Decke 7 geführt ist.
Das Rohr dient außer zum Auswechseln der Brennelemente auch zur Aufnahme des Regelstabantriebes.
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Unmittelbar neben dem Hauptbeschickungsrohr 4 ist ein zusätzliches
Standrohr 8 angeordnet, welches koaxial und lotrecht -über einem der zu beschickenden
Brennstoffkanäle
liegt. Auf diese Weise ist es möglich, wie auch aus der weiteren Beschreibung hervorgeht,
die Zuführungsleitungen der Thermoolemente der über das Hauptbeschickungsrohr 4
in den Brennstoffkanal 3 eingebrachten Brennstoffelemente nach oben zu ziehen.
Der in dem Hauptbeschickungsrohr 4 angeordnete Regelstabantrieb und ähnliche Vorrichtungen
können nun ungehindert ein- und ausgefahren werden.
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F i g. 2 zeigt einen kompletten Brennstoffelementstapel fertig
zum Einbringen in den Brennstoffkanal 3
durch das Hauptbeschickungsrohr 4.
Dieser Stapel besteht aus den einzelnen Brennstoffelementen 9,
welche miteinander
flexibel verbunden sind und je-
weils einen Thennoelementanschluß
10 tragen. Diese einzelnen Thermoelementleitungen sind oben in dem Bündel
1 zusammengeführt. Auf dem obersten Brennstoffelement befindet sich ein rohrförmiger
Behälter 12, welcher vor dem Einbringen des Brennstoffelementstapels in den Reaktorkern
auf die Hülse 17 (F i g. 3) aufgesetzt wird und somit gleichzeitig
mit dem Stapel in den Brennstoffkanal 3 gelangt. Aus F i g. 1 ist
die Lage des Behälters 12 nach beendeter Beschickung des Kanals zu ersehen.
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F i g. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab die Anordnung des Behälters
12 auf dem obersten Brennstoffelement des Brennstoffelementstapels. Die im Bündel
11 zusammengefaßten Thermoelementzuführungsleitungen treten durch eine Platte
13 aus dem obersten Brennstoffelement in den Behälter 12 ein. Weiter oben
bilden diese Leitungen das Kabel 14, welches in engen Windungen übereinandergelegt
ist und sich im oberen Teil des Behälters in gleicher wendelfönniger Anordnung bis
in den Kopf des hülsenfönnigen Bauteils 15 fortsetzt, von wo aus die weitere
Verbindung zum Thermoelementsammelkasten erfolgt.
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Der Behälter 12 ist rohrfömig ausgebildet und ist mit dem unteren
Teil 16 auf die Hülse 17 des obersten Brennstoffelementes aufgesteckt.
Der Bauteil 15, an dem das obere Ende des Kabels befestigt ist, wird an einen
Flansch 18 durch drei am oberen Teil 19 des Behälters und über den
Umfang gleichmäßig verteilte, um einen Drehpunkt radial schwenkbare Hebel 20 angepreßt.
Nach beendeter Beschickung des Brennstoffkanals 3 wird durch das zusätzliche
Standrohr 8 ein Greifer 21 abgesenkt, welcher den Behälter 12 an einem stempelartigen
Kopf 22 erfaßt und nach oben zieht, wobei sich der untere Teil 16 von der
Hülse 17 abhebt. Dabei entrollt sich das wendelförmig aufeinanderliegende
Thermoelementkabel 14 im unteren Teil des Behälters. Der Behälter bewegt sich nach
oben bis in die in F i g. 1 gezeichnete obere Stellung, wo er an der Anlagefläche
23 des Thermoelementrohrverschlusses 24 zum Anliegen kommt. In dieser Lage
ist das im unteren Teil des Behälters befindliche Kabel 14 fast ganz gestreckt.
Der Behälter liegt mit der Stirnfläche der Büchse 25 (F i g. 3) an
der Anlagefläche 23 des Rohrverschlusses 24 an. Da der Greifer 21 weiterhin
einen Zug auf den Bauteil 15 ausübt, verschiebt sich die Büchse
25 (F i g. 3) auf der schrägen Fläche 26 der Hebel 20 nach
unten, wodurch die unteren hakenförmig ausgebildeten Teile 27 der Hebel 20
durch die Gehäusewandung des Behälters nach außen treten und in einer ringförmigen
Ausnehmung 34 der umgebenden Wandung des Rohrverschlusses 24 den Behälter 12 fest
verklammern. Bei weiterer Abwärtsbewegung der Büchse 25 gehen die oberen
hakenförmigen Teile der Hebel 20 noch weiter zurück, wodurch sie den Flansch
18 des Bauteiles 15 freigeben, so daß dieser zusammen mit dem Greifer
21 durch den gewundenen Durchgang 28 des Rohrverschlusses 24 nach oben herausgezogen
werden kann. Dabei streckt sich in entsprechender Weise das Ün oberen Teil
19 de§ Behälters befindliche spiralig gewickelte Kabel 29, bis der
Bauteil 15 seine obere Endstellung erreicht hat. Es können nun die üblichen
Anschlüsse vom Kabelhalter 15 aus zum Thermoelementmaßkasten vorgenommen
werden, und der Reaktor kann darauf in Betrieb gehen.
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Beim Entladen des Reaktors werden zuerst die Verbindungen der Thermoelemente
gelöst. Hierbei greift der Greifer (nicht gezeichnet) unter den Ring 30 des
Rohrverschlusses 24 (F i g. 1) und zieht diesen zusammen mit dem darin verklammerten
Behälter 12 nach oben. Dadurch strafft sich das untere Kabel 14 derart, daß zunächst
der Halterdraht 31 in der Hülse 17 reißt (s. F i g. 3). Bei
zunehmender Spannung durch den Zug von oben reißen nacheinander die mit etwas geringerem
Querschnitt ausgeführten Drahtabschnitte 32 der Thermoelementzuführungsleitungen.
Nun ist das konische Stück 33 des Kabels 14 frei, und es kann zusammen mit
dem Rohrverschluß 24 und dem darin verklammerten Behälter 12 nach oben herausgezogen
werden. Die Maschine wird sodann über das Hauptstandrohr verfahren, und es erfolgt
die Entladung der Brennstoffelemente 9 im Kanal 3
gemäß F i
g. 1. Bei der folgenden Beschickung des Reaktors wird wiederum, wie bereits
beschrieben, ein betriebsfertiger Behälter 12 auf das oberste Brennstoffelement
der Brennstoffelementsäule aufgesetzt (F i g. 2) und diese in den Kanal
3 abgesenkt. Sodann tritt wieder der Greifer 21 des zusätzlichen Beschickungsrohres
8 in Tätigkeit, welcher durch den Rohrverschluß 24 und das Standrohr
8
abgesenkt wird, um in der bereits beschriebenen Art und Weise den Behälter
12 mit den darin befindlichen spiralig gewundenen Verbindungsleitungen 14 und
29 nach oben zu ziehen. Es erfolgt wiederum das Verklammern des Behälters
in der umgebenden Wandung und das Weiterführen der oberen Hälfte 29 des Kabels
bis in die Endstellung des Bauteiles 15 zwecks Herstellung der weiteren Verbindung
mit dem Thermoelementsammelkasten. Zu bemerken ist noch, daß durch das feste Anliegen
des Behälters 12 an der Anlagefläche 23 des Rohrverschlusses 24 während des
Reaktorbetriebes gleichzeitig eine gute Abdichtung nach außen erzielt wird. Eine
weitere Abdichtung ist am Austritt des gewundenen Durchgangs 28 aus dem Rohrverschluß
24 vorgesehen.
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Es ist selbstverständlich möglich, jede beliebige Zahl von zusätzlichen
Standrohren vorzusehen, die jedoch immer gleichmäßig über den gesamten Reaktorquerschnitt
verteilt sein sollen. Ebenso ist es möglich, jede beliebige Anzahl von Thermoelementanschlüssen
in den einzelnen übereinander angeordneten Brennstoffelementen einer Brennstoffelementsäule
vorzusehen.