DE1259473B

DE1259473B - Vorrichtung zum Feststellen von Brennelement-Huellenbruechen in Kernreaktoren

Info

Publication number: DE1259473B
Application number: DEA50964A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Gelius
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1964-12-16
Filing date: 1965-12-03
Publication date: 1968-01-25
Also published as: FR1465743A; US3575802A; GB1122850A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G21d

Deutsche Kl.: 21g-21/31

Nummer: 1259473

Aktenzeichen: A 50964 VIII c/21 g

Anmeldetag: 3. Dezember 1965

Auslegetag: 25. Januar 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feststellen von Brennelement-Hüllenbrüchen in Kernreaktoren durch Nachweis der aus den Hüllen in das Kühlmittel austretenden Spaltprodukte mit einer Kernreaktor-Lademaschine mit einem deren Greifer umgebenden vertikalen Leitrohr, welches mit seiner unteren Öffnung dichtend auf die die Brennelemente enthaltenden Kühlmittelrohre im Reaktorkern aufgesetzt wird. Eine derartige Vorrichtung ist aus der britischen Patentschrift 953 694 bekannt.

Bei Fehlern in den Hüllen der Elemente steigt die Radioaktivität des längs des Brennelementes strömenden Kühlmittels, und die gesteigerte Radioaktivität beeinflußt ein Hauptüberwachungssystem, das die Radioaktivität des vom Reaktor herausströmenden Arbeitsmittels mißt. Wenn das Hauptüberwachungssystem auf Grund zu hoher Radioaktivität ein Alarmsignal gibt, weiß man jedoch nicht, in welchem Teil des Reaktorkerns der Fehler entstanden ist. Es ist deshalb notwendig, ein Probeentnahmesystem vorzusehen, mit dem Kühlmittelproben bei jedem Brennelement oder wenigstens bei bestimmten, einige Elemente umfassenden Gruppen entnommen werden können. Herkömmliche Anzeigesysteme umfassen eine große Anzahl Probenentnahmeleitungen, gewöhnlich eine für jedes Brennelement. Diese Leitungen sind so angeordnet, daß sie durch die Wand des Reaktortanks laufen und weiter durch eine umgebende druckdichte Schale und durch den Strahlenschutz des Reaktors bis zu einem außerhalb des Reaktors liegenden Überwachungssystem zum Messen der Radioaktivität in den einzelnen Probenentnahmeleitungen. Das System erfordert eine große Anzahl von Rohrdurchführungen mit dazugehörigen Ventilen und Dichtungen an den obengenannten Durchführungsstellen. Rohrdurchführungen schwächen den Reaktortank in hohem Grad, und die hohen Forderungen nach Sicherheit und absoluter Dichtigkeit bewirken, daß die Kosten für die Hunderte von Rohrdurchführungen eines herkömmlichen Anzeigesystems besonders hoch werden.

Zweck der Erfindung ist, eine Vorrichtung zur Fehleranzeige zu schaffen, die nur eine Rohrleitung zwischen dem Inneren des Reaktors und seiner Außenseite erfordert. Die Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art ist daher erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zur Entnahme von Kühlmittelproben das Leitrohr mit wenigstens einer Öffnung versehen ist, die zu einer Probenentnahmeleitung führt, die die Kühlmittelprobe aus dem Reaktor herausführt. Durch Verwendung der bereits vorhandenen Transportmaschine des Reaktors· für den Vorrichtung zum Feststellen von
Brennelement-Hüllenbrüchen in
Kernreaktoren

Anmelder;

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget,

Västeras (Schweden)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Missling, Patentanwalt,
6300 Gießen, Bismarckstr. 43

Als Erfinder benannt:

Hendrik Gelius, Västeras (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 16. Dezember 1964 (15 195)

Transport der Brennelemente für das Anzeigesystem , werden die Kosten der Vorrichtung erheblich gesenkt. In Reaktoren, die keine innere Transportmaschine haben, muß zwar zusätzlich eine Transportmaschine vorgesehen werden, damit die Vorrichtung für die Probeentnahme des Anzeigesystems an die verschiedenen Brennstoffstäbe angeschlossen werden kann, aber diese kann sehr einfach sein. Auch in solchen Fällen werden die Kosten des Systems bedeutend geringer als für herkömmliche Systeme mit einer sehr großen Anzahl von Rohrdurchführun-

. gen.

Noch ein wesentlicher Vorteil wird mit einer Vorrichtung nach der Erfindung erreicht. Bei normalem Transport der Brennelemente im Reaktorherd werden auf Grund von mechanischen Beanspruchungen und schnellen Temperaturveränderungen die Brennelemente größeren Beanspruchungen ausgesetzt. Die Gefahr von Hüllenschäden ist somit besonders groß während des eigentlichen Transportvorganges. Die Erfindung bringt mit sich, daß Fehler, die beim Transport entstehen, unmittelbar vom Überwachungssystem registriert werden, wenn die beschädigte Brennstoffpatrone bei dem zum Transportvorgang gehörenden Heben oder Senken, die Probeentnahme-

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öffnung in der Transportmaschine passiert. Eventuell kann eine weitere Anzahl von Probeentnahmeöffnungen weiter oben in der Transportmaschine angeordnet werden.

Vorzugsweise wird die Probeentnahmeöffnung in der Nähe des Anschlußendes des Kühlmittelrohres angeordnet. Da die Kühlmittelrohre der Brennelemente gewöhnlich oben mit einem. Strahlenschutzpfropfen verschlossen sind, muß das Kühlmittel die Möglichkeit haben, den Pfropfen zu passieren. Dies wird dadurch erreicht, daß Durchströmkanäle im Pfropfen angeordnet werden, die wenigstens zum Teil schräg im Verhältnis zur Längsachse des Leitrohres verlaufen. Man kann auch bei Probeentnahme mit der Transportmaschine den genannten Pfropfen abheben, der dann nicht mit Durchströmkanälen versehen zu sein braucht. In diesem Fall kann der abgehobene Pfropfen das Leitrohr der Transportmaschine nach oben abdichten.

Die Probeentnahme bei den verschiedenen Brennelementen nimmt eine längere Zeit in Anspruch, wenn die Strahlenschutzpfropfen über den Brennelementen bei jeder Probeentnahme abgehoben werden müssen. Eine wesentliche Zeitersparnis wird mit dem zuvor beschriebenen System erhalten, bei dem ein besonderes Organ, das von der Greifanordnung der Transportmaschine getragen wird, das Leitrohr der Maschine nach oben abdichtet. Die Probeentnahme kann dann erfolgen, sobald das Leitrohr der Transportmaschine am Leitrohr eines Brennelementes angeschlossen ist.

Die Probeentnahme kann auch mit Hilfe einer Probenentnahmesonde geschehen, die von der Transportmaschine ergriffen und in die Leitrohre der Brennelemente eingeführt wird. Die Sonde wird mit Hilfe einer biegsamen Rohrleitung an das Überwachungssystem außerhalb des Reaktors angeschlossen.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, die schematisch den Anschluß der Probenentnahmeausrüstung an die Kühlmittelrohre der Brennelemente in zwei verschiedenen Ausführungsformen zeigt, und zwar

F i g. 1 in einem axialen Schnitt erne Ausführungsform, die ohne Abheben des Strahlenschutz-Pfropfens des Brennelementes arbeitet, und

F i g. 2 eine Ausführungsform, bei der der genannte Strahlenschutzpfropfen bei der Probenentnahme abgehoben werden muß.

In der Zeichnung bezeichnet 1 ein Kühlmittelrohr, das ein nicht gezeigtes Brennelement umgibt, das weiter unten im Kühlmittelrohr liegt. Das Kühlmittelrohr 1 ist oben mit einem Strahlenschutzpfropfen versehen. Eine Transportmaschine, vorzugsweise die normale Transportmaschine für die Brennelemente des Reaktors, hat ein Leitrohr 3, das an das Kühlmittelrohr 1 der Brennstoffpatrone angeschlossen werden kann. In der Nähe des Anschlußpunktes sind Öffnungen 4, durch die ein Teil des längs des Brennelementes strömenden Kühlmittels für die Probenentnahme herausgeleitet werden kann. Die Öffnungen 4 führen zu einem Sammelring 5, der seinerseits über eine biegsame und von der Transportmaschine getragene Rohrleitung 6 an einem Überwachungssystem außerhalb des Reaktors angeschlossen ist. Das Leitrohr 3 der Transportmaschine wird von einem Pfropfen 7 abgedichtet, der vom Greif organ 8 der Transportmaschine getragen wird. Der Anschluß zwischen den beiden Leitrohren 1 und 3 braucht nicht absolut dicht zu sein, und der Pfropfen 7 braucht auch nicht vollständig das Leitrohr 3 der Transportmaschine abzudichten, weil eine Mischung eines anderen Kühlmittels als des längs der untersuchten Brennstoffpatrone strömenden normalerweise auf Grund des im Leitrohr 1 herrschenden Überdrucks nur in geringem Maße stattfindet.

In der rechten Hälfte der F i g. 1 ist gezeigt, daß man auch, wenn erwünscht, leicht Dichtungen 9 und 10 an dem Leitrohranschluß bzw. dem oberen Dichtungspfropfen anordnen kann. Die Verwendung von Dichtungen ergibt völlig zuverlässige Meßresultate auch dann, wenn der Reaktor mit sehr niedriger Leistung arbeitet, da auch der innere Überdruck im Leitrohr 1 gering ist. Damit das längs des Brennelementes strömende Kühlmittel den Strahlenschutzpfropfen 2 des Elementes passieren kann, ist dieser mit Durchströmungskanälen 11 und 12 versehen. Die Kanälell bestehen aus schrägen, durchgehenden Bohrungen und die Kanäle 12 aus Ausnehmungen an der Periphierie des Pfropfens.

In F i g. 2 ist eine Probeentnahme mit einer Ausrüstung gezeigt, die sich von der in F i g. 1 gezeigten dadurch unterscheidet, daß der Strahlenschutz-, pfropfen 2 der Brennstoffpatrone bei jeder Probenentnahme vom Greiforgan 8 der Transportmaschine so abgehoben wird, daß er wenigstens zu einem gewissen Grad das Leitrohr 3 der Transportmaschine nach oben zu abdichtet. Der Strahlenschutzpfropfen 2 braucht nicht mit Durchströmkanälen versehen zu sein, weil er bei der Probenentnahme abgehoben wird. Im übrigen stimmt die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform mit der in F i g. 1 gezeigten überein.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Feststellen von Brennelement-Hüllenbrüchen in Kernreaktoren durch Nachweis der aus den Hüllen in das Kühlmittel austretenden Spaltprodukte mit einer Kernreaktor-Lademaschine mit einem deren Greifer umgebenden vertikalen Leitrohr, welches mit seiner unteren Öffnung dichtend auf die die Brennelemente enthaltenden Kühhnittelrohre im Reaktorkern aufgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entnahme von Kühlmittelproben das Leitrohr (3) mit wenigstens einer Öffnung (4) versehen ist, die zu einer Probenentnahmeleitung (6) führt, die die Kühlmittelprobe aus dem Reaktor herausführt.

2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrohr (3) durch einen Pfropfen (7) verschlossen ist, der vom Greiforgan (8) der Lademaschine in das Leitrohr (3) abgesenkt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, für einen Kernreaktor, bei dem die Brennelemente enthaltenden Kanäle oben durch einen Strahlenschutzpfropfen verschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalpfropfen (2) mit bezüglich der Leitrohrachse Durchströmkanälen (11) für das Kühlmittel versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, für einen Kernreaktor, bei dem die Brennelemente enthaltenden Kanäle oben durch einen Strahlenschutzpfropfen verschlossen sind, dadurch gekennzeich-

net, daß die Lademaschine den Strahlenschutzpfropfen (2) bei der Probenentnahme abhebt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenschutzpfropfen (2) in abgehobener Lage das Leitrohr (3) verschließt.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Abänderung zum Anspruch 1 die Probenentnahmeöffnungen in einer separaten Probenentnahmesonde angeordnet sind, die bei der Probenentnahme von einer separaten Transportmaschine an Stelle der Lademaschine getragen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 953 694.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen