DE1414806B2 - Vorrichtung zum Einsetzen langgestreckter Brennstoffelemente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einsetzen langgestreckter Brennstoffelemente in einen ein langgestrecktes Druckgefäß aufweisenden Kernreaktor und zur Entnahme der Brennstoffelemente aus dem Reaktor, mit einem oberhalb des Druckgefäßes angeordneten Gehäuse, das strömungsmäßig mit dem Druckgefäß verbunden ist, mit einer Mehrzahl koaxial angeordneter Teleskopglieder in dem Gehäuse, die nach unten in das Druckgefäß auszufahren und aus ihm herauszuziehen sind, und mit einem Arm, ίο der mit einem Ende am unteren Ende des untersten Teleskopgliedes um eine senkrecht zur Längsachse des Teleskopgliedes liegende Achse schwenkbar befestigt ist und der eine horizontale Stellung einnehmen kann.

Eine dieser Bauweise entsprechende Vorrichtung ist bereits durch die deutsche Auslegeschrift 1 054 911 bekanntgeworden.

Ferner ist bei dieser bekannten Vorrichtung der Arm derart angeordnet und bemessen, daß er nach unten in Vertikalflucht mit den Teleskopgliedern schwenkbar ist.

Weiterhin ist durch die deutsche Auslegeschrift 1056 537 bereits eine Einführvorrichtung zum Beschicken von Kernreaktoren bekanntgeworden, die aus einem senkrecht verlaufenden Teleskoprohr besteht, an dessen unterem beweglichem Ende ein Gelenkrohr befestigt ist, das aus mehreren starren Einzelgliedern besteht, die gegeneinander um einen kleinen Winkel schwenkbar miteinander verbunden sind und wenigstens teilweise starre Ausleger mit ösen an den Enden besitzen, durch die Seilzüge gezogen sind, die an dem freien Endglied des Gelenkrohres befestigt sind.

Derartigen bekannten Vorrichtungen haftet jedoch der Nachteil an, daß durch sie lediglich seilförmig oder kettenförmig verbiegbare Brennstoffelemente, jedoch keine langgestreckten starren Brennstoffelemente eingeführt werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugründe, eine Vorrichtung der oben angegebenen Art zu schaffen, mit deren Hilfe langgestreckte starre Brennstoffelemente in das Innere des Druckgefäßes eingesetzt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Arm eine sich über seine Länge erstrekkende Führung aufweist, daß ein Wagen auf dem Arm längs der Führung bewegbar angeordnet ist, daß an dem Wagen eine Greifvorrichtung angebracht ist, die sich von dem Arm aus nach unten erstreckt, wenn der Arm waagerecht weist, und daß Antriebe zur Bewegung der Teleskopglieder und des Wagens vorgesehen sind.

Bei Kernreaktoren ist es wesentlich, daß die Brennstoffelemente innerhalb des Reaktorgefäßes von einer außerhalb desselben gelegenen Bedienungsstelle aus genau gehandhabt werden können. Die oben beschriebene Vorrichtung weist den Vorteil auf, daß Brennstoffelemente in der Spaltzone eines Reaktors mit der notwendigen Bewegungsgenauigkeit eingesetzt und aus diesem entnommen werden können. Als wesentlicher weiterer Vorteil ergibt sich dabei, daß nicht nur verbiegbare Brennstoffelemente, sondern auch langgestreckte starre Brennstoffelemente eingesetzt und wieder entnommen werden können. Weiterhin kann man mit der oben beschriebenen Vorrichtung ein oder mehrere Brennstoffelemente gegenüber ihrer normalen Betriebslage versetzen und diese in Aufbewahrungsposition innerhalb des Reaktionsgefäßes bringen. Die oben beschriebene Vorrichtung weist darüber hinaus den Vorteil auf, daß sie trotz der Möglichkeit, diese obengenannten Bedienungsvorgänge ausführen zu können, ohne Schwierigkeiten in das Reaktionsgefäß eingeführt und aus diesem als Ganzes auch wieder entnommen werden kann.

Die Figuren erläutern ein Ausführungsbeispiel der oben beschriebenen Vorrichtung. Es stellt dar

F i g. 1 einen Querschnitt durch den oberen Teil des Reaktorgefäßes mit der Einsetzvorrichtung in Arbeitsstellung,

F i g. 2 eine vergrößerte Teilansicht der Einsetzvorrichtung von der Seite,

F i g. 3 eine Ansicht nach Linie 3-3 der F i g. 2,

F i g. 4 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Seitenansicht der Einsetzvorrichtung in der zusammengefalteten, die Entnahme aus dem Reaktorgefäß gestattenden Stellung,

F i g. 5 einen vergrößerten Schnitt nach Linie 5-5 der F i g. 1 und 3,

F i g. 6 einen Querschnitt nach Linie 6-6 der F i g. 5,

F i g. 7 eine Draufsicht nach Linie 7-7 der F i g. 2 in Vergrößerung, teilweise im Schnitt,

F i g. 8 eine Seitenansicht zu dem in F i g. 9 dargestellten Teil,

Fig. 10 einen Schnitt nach Linie 10-10 der Fig. 9.

In F i g. 1 ist ein gasgekühlter Kernreaktor 10 dargestellt, bei dem Druckgas, etwa Helium, in ein Druckgefäß 12 verhältnismäßig kühl eingeleitet wird; das Helium wird durch die Spaltzone hindurchgeleitet. Diese ist bei 14 angedeutet; sie befindet sich im unteren Teil des Druckgefäßes 12. Das Helium absorbiert die in der Spaltzone frei werdende Wärme. Die heißen Gase gelangen nach einem Dampfgenerator od. dgl. und werden dort zur Gewinnung von nutzbarer Leistung verwendet. Die Brennstoffelemente 16 innerhalb der Spaltzone 14 sind in Gruppen oder Bündeln angeordnet, welche wenigstens zum Teil durch eine obere Gitterplatte 18 getragen werden, und zwar über kastenähnliche Tragrahmen 20, welche auf dieser Gitterplatte aufliegen. Nach einer bestimmten Betriebsperiode verlieren die Brennstoffelemente an Reaktivität infolge des Verbrauches des spaltbaren Materials in ihnen und müssen deshalb ersetzt werden. Um die Brennstoffelemente bei der Entnahme aus dem Reaktor und beim erneuten Einsetzen in diesen handhaben zu können, ist ein Brennstoffelemententransportgerät 22 vorgesehen; dieses ist im oberen Teil des Druckgefäßes 12 untergebracht, wenn es sich im Betriebszustand befindet; sonst ist es in einem Gehäuse 24 oberhalb des Druckgefäßes eingeschlossen; dieses Gehäuse kann von dem Druckgefäß abgetrennt werden.

Das Brennstoffelemententransportgerät 22 setzt sich zusammen aus drei Teleskopabschnitten 26, 28 und 30, welche in der Achsrichtung des Druckgefäßes beweglich sind; an dem unteren Abschnitt 30 ist ein Greiferausleger 32 gelenkig befestigt. Dieser trägt einen beweglichen Greifer 34. Es sind Antriebe vorgesehen. Einer von diesen Antrieben dient für die axiale Einstellung der Teleskopabschnitte und ein weiterer zur Verstellung des Greiferauslegers 32 zwischen seiner horizontalen, in F i g. 1 gezeichneten Arbeitslage und seiner hochgefalteten Lage. Der Greiferausleger ist um die Längsachse des Reaktorgefäßes schwenkbar; der Greifer 34 ist überdies längs des Greiferauslegers verschiebbar und weist einen höhen-

verstellbaren Greifkopf auf, welcher durch Höhenverstellung zum Eingriff mit jedem beliebigen der Frennstoffelementen-Tragrahmen 20 gebracht werden kann.

Wenn ein Brennstoffelementenbündel aus der Spaltzone zurückgezogen wird, wird es angehoben und in eine Aufbewahrungsanlage auf Aufbewahrungsschienen 36 gebracht; die Aufbewahrungsschienen sind längs der Seitenwand des Druckgefäßes 12 angeordnet. Im Bereich dieser Schienen sind weiterhin Spaltproduktfallen in Form von Tanks 38 angeordnet, so daß die Spaltprodukte eingefangen werden, wenn die Brennstoffelemente zeitweise innerhalb des Druckgefäßes aufbewahrt werden. Die verbrauchten Brennstoffelemente können dann später aus dem Druckgefäß entfernt werden durch eine geeignete Greifervorrichtung od. dgl., die etwa durch Durchgänge 40 im oberen Teil des Kessels eingeführt werden kann; die Durchgänge 40 fluchten mit den Aufbewahrungsorten für Brennstoffelemente innerhalb des Druckgefäßes.

Wie man aus F i g. 2, 3 und 4 ersehen kann, wird der ganze Brennstoffelemententransportmechanismus 22 durch Seilzüge betätigt, welche über Seilrollen verlaufen und motorisch angetrieben sind. In F i g. 4 erkennt man ein Gehäuse 24; dieses ist über dem Druckgefäß 12 in dessen Zentrum angeordnet. Vom Druckgefäß führt ein Stutzen 42 nach oben, welcher sich an das Gehäuse 24 anschließt. Zwischen dem Gehäuse 24 und dem Druckgefäß 12 ist ein Absperrventil vorgesehen, welches der Absperrung des Druckgefäßes bei zurückgezogenem Brennstoffelemententransportgerät dient.

Der oberste Teleskopabschnitt 26 des Brennstoffelemententransportgerätes ist innerhalb des Gehäuses 24 in dessen Längsrichtung unveränderlich festgelegt, ist jedoch um seine Achse drehbar. Durch Verdrehung dieses obersten Teleskopabschnittes 26 kann der Greifer 34 in Umfangsrichtung des Druckgefäßes bewegt werden, wenn sich das Brennstoffelemententransportgerät in Arbeitslage innerhalb des Druckgefäßes befindet. Der zylindrische Teleskopabschnitt 26 ist an seinem unteren Ende durch einen Kugelkranz 46 getragen. Außerdem sind an der Seitenwand des Abschnittes 26 Kreisführungselemente 48 ausgebildet, welche mit entsprechenden Gegenführungen 50 an der Innenwand des Gehäuses 24 zusammenwirken und die Drehbewegung des Brennstoffelemententransportgerätes 22 um seine Achse stabilisieren.

Innerhalb des obersten Teleskopabschnittes 26 sind zwei innere Längsführungen 52 ausgebildet, in welche Führungsrollen 54 des nächst inneren Teleskopgliedes 28 eingreifen; diese Führungsrollen sind am oberen Ende dieses Teleskopgliedes 28 angebracht. Die Führungsrollen und Führungsschienen 52 wirken in der Weise zusammen, daß eine axiale Relativbewegung der Teleskopabschnitte 26 und 28 möglich ist und daß beide gemeinsam um die Mittelachse des Druckgefäßes 12 rotieren. In ähnlicher Weise ist der dritte Teleskopabschnitt 30 geführt. Dieser ist im Querschnitt U-förmig. Er ist an seinem oberen Ende mit seitlich abstehenden Rollen 56 ausgerüstet, welche in Führungen 58 eingreifen; die Führungen 58 sind an der Innenseite des Teleskopabschnittes 28 befestigt, so daß auch die Teleskopabschnitte 28 und 30 relativ zueinander unverdrehbar sind und gemeinsam mit dem Teleskopabschnitt 26 mitdrehen; dagegen ist eine axiale Relativverschiebung der Teleskopabschnitte 28 und 30 möglich.

Am unteren Ende des untersten Teleskopabschnittes 30 ist durch Gelenkbolzen 60 das innere Ende des Greiferauslegers 32 angelenkt; der Greiferarm ist so aufgebaut, daß er zwischen der horizontalen Arbeitslage gemäß F i g. 2 und der vertikalen Lage gemäß Fig. 4 hin- und hergeschwenkt werden kann; in der letzteren Lage ist er aufgenommen innerhalb des U-Profils des untersten Teleskopabschnitts 30. Wenn er sich in seiner Arbeitslage befindet, wird der Greiferausleger 32 an seinem freien Ende von einer Lippe 61 getragen (F i g. 1), welche sich über die Innenwände des Druckgefäßes 12 erstreckt. An dem äußeren Ende des Greiferauslegers 32 ist eine Führungsrolle 63 angebracht, welche auf diese Lippe 61 läuft und somit eine Unterstützung für das äußere Ende des Auslegers 32 bildet.

Für die gegenseitige axiale Verstellung der Teleskopabschnitte des Brennstoffelemententransportgerätes 22 und für die Schwenkbewegung des Greiferauslegers 32 sind Seilantriebe vorgesehen, welche innerhalb der Teleskopabschnitte untergebracht sind und ferngesteuert sein können. Im Inneren des oberen Teleskopabschnittes 26 ist ein Traggerüst 62 für einen Hauptantriebsmotor 64 untergebracht, welcher eine Seilwinde 66 treibt; die Seilwinde 66 dient zur Einleitung der gegenseitigen Teleskopbewegung der drei Teleskopabschnitte 26, 28, 30. Die Seilwinde umfaßt eine Seiltrommel 67 und ein Seil 68, welches von der Seiltrommel zu einem Verankerungspunkt am oberen Ende des dritten, d. h. untersten Teleskopabschnittes 30 führt. Die Bewegung der Teleskopabschnitte nach unten wird begrenzt durch Eingriff der Führungsrollen 54 und 56 mit den unteren Enden ihrer jeweiligen Führungsschiene 52 bzw. 58. Diese sind so angeordnet, daß dann, wenn der untere Teleskop abschnitt 30 in seiner untersten Stellung sich befindet, er so weit in das Druckgefäß 12 hineinragt, daß eine Schwenkbewegung des Greiferauslegers 32 aus der hochgefalteten Stellung der F i g. 4 in die horizontale Arbeitsstellung gemäß Fig. 1 möglich ist. Um eine konstante Höhe des Greiferarmes 32 während seiner Arbeitsbewegungen innerhalb des Reaktionsgefäßes sicherzustellen, sind sekundäre Anschläge für den unteren Teleskopabschnitt 30 vorgesehen. Diese halten den unteren Teleskopabschnitt in bestimmten Hohen über seiner untersten Position. Zu diesem Zweck sind an der Innenseite des Teleskopabschnittes 28 zwei oder mehr elektromagnetisch betätigte Anschläge 70 vorgesehen, welche von außerhalb des Gehäuses 24 her ferngesteuert sind; diese Anschläge weisen Bolzen 72 auf, welche in entsprechende öffnungen 74 in den Seiten des unteren Teleskopabschnittes 30 eingreifen und diesen dadurch in axialer Richtung festlegen können.

Um den Greiferausleger 32 in Umfangsrichtung innerhalb des Druckgefäßes 12 verstellen zu können, ist ein Antrieb am oberen Ende des obersten Teleskopabschnittes 26 angebracht. Dieser Antrieb umfaßt einen Motor 75 mit nach unten gerichteter Ausgangswelle. Diese Welle trägt ein Antriebsritzel 76, welches mit einem Antriebsrad 78 am oberen Ende des Teleskopgliedes 26 kämmt. Durch Einschalten des Motors 75 kann also eine Verdrehung des Teleskopabschnittes 26 und damit gleichzeitig eine Verdrehung der Teleskopabschnitte 28 und 30 und des Greiferauslegers 32 eingeleitet werden. Der Antrieb ist zweckmäßig mit einer Anzeigevorrichtung gekuppelt, so daß an einem Bedienungsstand der Fernsteue-

rung genau abgelesen werden kann, wo sich der Greiferausleger 32 innerhalb des Druckgefäßes in jedem Augenblick befindet.

Der Greiferausleger 32 ist gebildet von einem Paar U-Trägern 80 (F i g. 2 und 3), welche an ihren inneren Enden an einer Verlängerung 82 des unteren Endes des Teleskopabschnittes 30 durch Gelenkbolzen 60 angelenkt sind. Die U-Träger 80 sind in gegenseitigem Abstand parallel zueinander gehalten und an ihren freien Enden durch ein Querverbindungsglied 83 verbunden, welches auch die Laufrolle 63 trägt. Die unteren Schenkel der U-förmigen Träger 80 bilden eine Führung für eine Laufkatze 84 des Greifers 34; die Laufkatze umfaßt ein Paar Laufräder 86, welche in der Führung laufen. Der Greifer 34 kann also längs des Greiferauslegers 32 verfahren werden, so daß die radiale Stellung des Greifers innerhalb der Spaltzone gegenüber der Reaktorlängsachse beliebig eingestellt werden kann. Zu beachten ist, daß am inneren Ende eines jeden U-Trägers 80 ein Bogenabschnitt 88 ausgebildet ist, welcher die Laufräder 86 dann aufnimmt, wenn der Ausleger 32 in seine vertikale Stellung hochgefaltet wird. Dank dieser Ausführungsform ist es möglich, den Greifer 34 bei Aufrichtung des Greiferauslegers in vertikaler Lage hängen zu lassen, um das gesamte Brennstoffelemententransportgerät 22 in das Gehäuse 24 oberhalb des Druckgefäßes zurückzuziehen.

Zusätzlich zu der Laufkatze 84 umfaßt der Greifer 34 ein Hängegehäuse 90 (Fig. 5), welches an der Laufkatze durch ein Lager 92 drehbar gelagert und aufgehängt ist; das untere Ende 94 des Hängegehäuses 90 ist so geformt und ausgebildet, daß es das obere Ende eines Tragrahmens 20 teleskopartig erfaßt.

Innerhalb des Hängegehäuses 90 ist ein Greiferkopf untergebracht, welcher mit 96 bezeichnet ist; der Greiferkopf ist durch eine Seilzuganordnung getragen. Diese Seilzuganordnung umfaßt vier Seilrollen 98 auf der Laufkatze 84 und ein Paar Seilrollen 100 und 100 a auf dem Greiferkopf. Der Greiferkopf faßt ein Greiferkopfgehäuse 102, auf welchem die beiden Seilrollen 100 und 100 α drehbar gelagert sind und ein Paar ausschwenkbarer Greiferhaken 103. Im oberen Teil eines jeden Greiferhakens 103 ist eine Nockenkerbe 104 ausgebildet, welche von nach innen gerichteten Flanschen 106 einer Gleithülse 108 getragen sind; die Gleithülse 108 sitzt gleitend auf dem unteren Ende des Greiferkopfgehäuses 102. Durch vertikale Verschiebung der Gleithülse 108 wird das öffnen und Schließen der Greiferhaken 103 eingeleitet. Die vertikale Bewegung der Hülse 108 wird über einen Winkelhebel eingeleitet, der an seinem unteren gegabelten Arm 110 Gabelbolzen 112 trägt, welche in eine Ringnut 114 der Gleithülse 108 eingreifen. Der Winkelhebel ist an seiner Abwinkelungsstelle an dem Greiferkopfgehäuse 102 angelenkt; der äußere Arm 116 ist mit seinem oberen Ende an einem Steuerglied 118 angelenkt, welches in dem Greiferkopfgehäuse 102 und dort innerhalb der Seilrollen 100 und 100 a gelagert ist.

Jeder der Seilrollen 100 und 100 a sitzt auf einer Hohlwelle 120 bzw. 120 a. Die Hohlwellen 120 und 120 a sind mit äußeren Kugellagern in dem Greiferkopfgehäuse 102 gelagert; die Hohlwellen 120 und 120 a fluchten miteinander und nehmen in ihren miteinander fluchtenden Bohrungen einen Bolzen 119 auf. Der Bolzen 119 ist mit der Hohlwelle 120 verkeilt und längs dieser axial verschiebbar; mit der Hohlwelle 120 α ist er verschraubt. Ein Joch 124 verbindet den Bolzen 119 mit dem Winkelhebel 116 in solcher Weise, daß der Bolzen 119 nicht verdrehbar ist, wohl aber ist eine axiale Verschiebung des Bolzens 119 möglich, und diese setzt sich in eine schwingende Bewegung des Winkelhebels um. Wenn die Seilrolle 100 α sich relativ zur anderen Seilrolle 100 verdreht, so bedeutet dies, daß der Bolzen 119 in der

ίο der Hohlwelle 120 α verschraubt wird und das Steuerglied 118 eine axiale Bewegung erfährt, die sich auf den Winkelhebel überträgt und diesen verschwenkt. Dadurch wird letztlich die Gleithülse 108 verschoben und die gegenseitige Lage der beiden Greiferhaken 103 verändert. Die Greiferhaken 103 können auf diese Weise nach Wunsch so weit geöffnet bzw. geschlossen werden, daß sie einen zentralen Tragkopf 126 des Brennstoffelemententragrahmens 20 erfassen bzw. loslassen können. Eine gemeinsame Verdrehung der beiden Seilrollen 100 und 100 α hat keine Auswirkung auf die Stellung der Gleithülse 108 und ändert also auch nicht die gegenseitige Lage der Greiferhaken 103. Die Greiferhaken 103 sind durch einen Gelenkbolzen 130 auf einem Hängeglied 132 gelenkig gelagert. Das Hängeglied ist mit seinem oberen Ende in einem Lager 134 drehbar, so daß das Greiferkopfgehäuse 102 eine Drehung ausführen kann, während die Greiferhaken 103 sich nicht verdrehen. Dies ermöglicht es, die Orientierung des Brennstoffelemententragrahmens 20 beizubehalten, während dieser transportiert wird, d. h., während die Laufkatze und der Greiferausleger in radialer bzw. Umfangsrichtung des Reaktorgefäßes verstellt werden.
Um das untere Ende 94 des Hängegehäuses stets in der richtigen Orientierung gegenüber den Brennstoffelemententragrahmen 20 zu halten, ist, wie aus F i g. 7 und 8 erkennbar, ein großer Zahnkranz 134 am oberen Ende des Hängegehäuses 40 angebracht; dieser Zahnkranz steht im Eingriff mit einem Ritzel 136; das Ritzel 136 sitzt auf einer Welle 138, die in einem Lagerbock 139 der Laufkatze 84 gelagert ist; das obere Ende der Welle 138 ist über ein Universalgelenk 142 mit dem unteren Ende einer Transmissionswelle 143 verbunden. Die Transmissionswelle 143 ist gelenkig und überdies aus teleskopierenden Stücken aufgebaut, welche durch Keilnutenführungen unverdrehbar miteinander vereinigt sind; das obere Ende der Transmissionswelle trägt ein kleines Ritzel 145, welches mit einem großen stationären Zahnkranz 147 am oberen Ende des Gehäuses 24 (F i g. 4) im Eingriff steht. Die beiden Zahnräder 145 und 147 weisen dasselbe Übersetzungsverhältnis auf wie die beiden Zahnräder 134 und 136. Wenn das Brennstoffelemententransportgerät geschwenkt wird, so wälzt sich das Ritzel 145 an dem stationären Zahnkranz 147 planetenartig ab und dreht sich dabei; die Drehung des Ritzels 145 wird über die Transmissionswelle auf das Ritzel 136 an der Laufkatze übertragen, so daß der große Zahnkranz 134 verdreht wird. Wegen der Gleichheit der Übersetzungsverhältnisse in den Getrieben 134 und 136, 145 und 147 rotiert das Hängegehäuse 90 mit der gleichen Drehgeschwindigkeit wie der obere Teleskopabschnitt 26, aber in entgegengesetzter Richtung. Die Folge ist, daß die resultierende Verdrehung des Hängegehäuses 90, bezogen auf ein druckgefäßfestes Koordinatensystem, Null ist.

Die verschiedenen Seilrollenantriebe für die Be-

tätigung der verschiedenen Funktionen des Brennstoffelemententransportgerätes sind innerhalb der Teleskopabschnitte 26, 28, 30 und am Greiferausleger 32 geführt und sind ferngesteuert. Die Fernsteuerung ist nicht näher erläutert und auch nichi eingezeichnet. Die Axialverschiebung der Teleskopabschnitte wird durch einen Motor 64 besorgt, welcher die Seiltrommel 67 treibt; auf die Seiltrommel ist ein Seil 68 aufgewickelt, welches mit dem unteren Teleskopabschnitt 30 verbunden ist. Von einer Seiltrommel 146 läuft, wie aus F i g. 4 ersichtlich, ein Kabel 140 nach unten; das Kabel 140 läuft über eine Reihe von Führungsrollen 148, 150, 152 innerhalb des Teleskopabschnitts 26 und sodann durch die Teleskopabschnitte 128 und 130 nach einer Führungsrolle 154 (F i g. 3) am unteren Ende des untersten Teleskopabschnittes. Weiter läuft das Seil 140 entlang dem Greiferausleger 32 bis zu einer Seilrolle 156 (F i g. 5) der Laufkatze 84, weiter nach unten über die Seilrolle 100 α des Greiferkopfes, weiter über eine Seilrolle 158 der Laufkatze, weiter um die Seilrolle 158 herum und sodann am Greiferausleger 32 entlang, weiter nach außen bis zu einer Führungsrolle 160, dann zurück zu einer weiteren Seilrolle 162 der Laufkatze 84, dann über diese Seilrolle 162 nach unten und um die Seilrolle 100 des Greiferkopfes herum, dann zurück nach der Laufkatze und um die Seilrolle 164 der Laufkatze herum, dann entlang dem Greiferausleger 32 zurück bis zu einer Führungsrolle 166 am unteren Ende des untersten Teleskopabschnittes 30 und schließlich nach oben bis zum oberen Teil des Teleskopabschnitts 26 (F i g. 4) über eine Reihe von Führungsrollen 168, 170 und 172 und endlich auf eine zweite Seiltrommel 144.

In F i g. 9 ist ein Getriebe eingezeichnet, welches gestattet, die Seiltrommeln 144 und 146 wahlweise in der gleichen oder in entgegengesetzten Richtungen laufen zu lassen. Dieses Getriebe umfaßt einen Motor 141, welcher über ein Kegelrad 210 und ein weiteres Kegelrad 211 auf eine von zwei Teilwellen der Seiltrommeln 144 und 146 arbeitet; ein zweiter Motor (nicht eingezeichnet) treibt eine Schnecke 214, die mit einem Schneckenrad 215 zwischen den beiden Seiltrommeln kämmt. Am oberen Ende des Teleskopabschnitts 26 ist ein Getriebeblock 216 aufgehängt. In diesem Getriebeblock ist das Schneckenrad 215 drehbar gelagert.

Weiter ist in ihm eine Welle 218 gelagert, auf welcher drehbar die Seiltrommel 144 sitzt und unverdrehbar das Kegelrad 211. Am inneren Ende der Welle 218 ist ein zylindrisches Joch angesetzt, welches als Lagerstelle für das innere Ende einer zur Welle 218 koaxial liegenden Welle 220 dient. Die Welle 220 ist in dem Lagerblock 216 unverdrehbar gelagert. Die andere Seiltrommel 146 ist drehbar auf der unverdrehbaren Welle 220 gelagert.

An den einander zugekehrten Innenstirnflächen der Seiltrommeln 144 und 146 sind Kegelräder 222 bzw. 224 ausgebildet. Die Kegelräder 222 und 224 gehören einer Antriebsübertragung zwischen dem Schneckenrad 215 und den Seiltrommeln an, welche darüber hinaus ein Paar Kegelräder 226 und 228 auf dem Schneckenrad 215 umfaßt (F i g. 10). Weiter sind Kegelräder 230, 230 a, 232, 234 und 234 a zwischen den Seiltrommeln 144 und 146 eingeschaltet. Von diesen sind die Kegelräder 230 und 230 α auf dem mit der Welle 218 drehbaren Joch gelagert; sie kämmen mit einem Kegelrad 236 auf der Innenseite der Seiltrommel 144 und mit dem Kegelrad 232, welches auf der unverdrehbaren Welle drehbar gelagert ist. Das Kegelrad 232 wiederum steht im Eingriff mit Kegelrädern 234 und 234 a, welche mit einem Kegelrad 238 auf der inneren Stirnfläche der Seiltrommel 146 kämmen.

Wenn der Motor 141 läuft — es ist ein Reversiermotor — so wird über die Kegelräder 210 und 211 die Welle 218 in einer bestimmten Richtung angetrieben. In diesem Fall stellen die Kegelräder 230 und 230 a den Antrieb nach der Seiltrommel 144 her, nämlich über das Kegelrad 136; die Seiltrommel 146 dagegen wird über das Kegelrad 232 und die Kegelräder 234 und 234 a angetrieben; die beiden Seiltrommeln laufen in entgegengesetzter Drehrichtung. Die Kegelräder 226 und 228 laufen dabei in entgegengesetzter Drehrichtung um, und das Schneckenrad 215 wird nicht angetrieben.

Will man die beiden Seiltrommeln 144 und 146 im gleichen Drehsinn laufen lassen, so schaltet man den an der Schnecke 214 liegenden Motor ein. Dieser Motor ist auch ein Umkehrmotor. Er läuft, während der Motor 141 stillsteht. Der Antrieb erfolgt von der Schnecke 214 auf das Schneckenrad 215, so daß dieses in einer bestimmten Richtung und mit einer bestimmten Geschwindigkeit angetrieben wird. Wenn das Schneckenrad 215 sich dreht, so dreht es die Seiltrommeln 144 und 146 in gleicher Drehrichtung über die Schneckenräder 226 und 228, welche mit den Schneckenrädern 222 und 224 der Seiltrommeln kämmen. In diesem Zustand sind die Kegelräder 230, 230 a, 232, 234, 234 a bloße Leerlauf räder, welche keinen Antrieb übertragen.

Wenn also die Seiltrommel 144 in dem Sinn gedreht wird, daß das Seil 140 von ihr abläuft und gleichzeitig die Seiltrommel 146 in dem Sinn gedreht, daß das Seil auf sie aufgewickelt wird, so werden die Seilrollen 100 und 100 α am Greiferkopf in entgegengesetzter Richtung verdreht und die Greiferhaken 103 relativ zueinander in einer ersten Richtung verstellt. Wenn umgekehrt das Seil auf die Seiltrommel 144 aufläuft und von der Seiltrommel 146 abläuft, so erfolgt eine Verstellung der Greiferhaken relativ zueinander in der entgegengesetzten Richtung. Andererseits können die Seiltrommeln 144, 146 auch in der gleichen Richtung verdreht werden dadurch, daß man über das Schneckengetriebe 214 Antriebsleistung zuführt. Dadurch kann man den Greiferkopf relativ zu dem Greiferausleger 32 verstellen. Die Seilschlingen zwischen den Seilrollen 156 und folgenden auf der Laufkatze 84 und den Seilrollen 100 und 100 α des Greiferkopfes 96 verkürzen bzw. verlängern sich dann. Da die Verlängerung und Verkürzung der Seilschlingen eine gleichsinnige Verdrehung der Seilrollen 100 und 100 a zur Folge hat, bleibt die Lage der Haken 103 zueinander unverändert. Die Bewegung der Seiltrommeln 144 und 146 im gleichen Drehsinn kann auch dazu benutzt werden, um eine Bewegung des Greifers 34 längs des Auslegers 32 bei unveränderter Höhe der Greiferhaken 103 herbeizuführen. Um das Hoch- und Niederklappen des Auslegers 32 gegenüber dem unteren Teleskopabschnitt 30 einzuleiten, sind zwei weitere Seiltrommeln 180 und 182 vorgesehen (F i g. 4), und zwar am oberen Ende des Teleskopabschnittes 28. Diese Seiltrommeln werden einzeln durch einen Antriebsmotor 184 angetrieben. Auf ihnen sind die Enden zweier Seile 186 und 188 aufgewickelt. Diese Seile verlaufen zunächst

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innerhalb des Teleskopabschnittes 30 nach unten um ein Paar Seilführungsrollen 190 am unteren Teleskopabschnitt 30 herum und sind mit ihren freien Enden am äußeren Ende des Greiferauslegers 32 angehängt. Die Seiltrommeln 180 und 182 werden gemeinsam verdreht und leiten die schwingende Bewegung des Auslegers um seinen Gelenkbolzen 60 ein.

Ein weiterer Seilzugmechanismus ist am oberen Ende des untersten Teleskopabschnittes 30 für die Bewegung der Laufkatze 84 längs der Auslegers 34 angebracht. Eine Seiltrommel 191 (F i g. 1) wird von einem Motor 192 angetrieben. Auf ihr ist ein mittleres Stück eines Seiles 194 aufgewickelt. Die beiden Enden des Seiles 194 laufen nach unten und sind am unteren Ende des Teleskopgliedes 30 um Seilführungsrollen 196 und 198 umgelenkt (F i g. 3). Von dort verlaufen sie entlang dem Ausleger. Das eine Ende des Seiles 194 ist unmittelbar an der Laufkatze bei 200 befestigt. Das andere Ende läuft um eine Umlenkrolle 202 am äußeren Ende des Auslegers herum und sodann zu einem Verankerungspunkt 204 ebenfalls auf der Laufkatze 84. Durch Verdrehen der Seiltrommel 190 in einer Richtung wird eine Bewegung des Greifers 34 längs des Auslegers 32 der einen Richtung bewirkt. Bei Umkehrung der Drehrichtung der Seiltrommel verschiebt sich die Laufkatze auf dem Ausleger in der anderen Richtung.

Die vorangegangene Beschreibung zeigt, daß είπε exakte Steuerung des Greifers 34 zur Einführung und Entnahme von Brennstoffelementen und Konirollstäben in bzw. aus der Spaltzone möglich ist. Das Brennstoffelemententransportgerät ist durch Seile betätigt; sein teleskopartiger Aufbau läßt eine Zusammenlegung auf minimale Höhe zu, so daß das gesamte Gerät aus dem Druckgefäß zurückgezogen werden kann.

Selbstverständlich sind durch geeignete Steuerungen die Betätigungsvorgänge für die verschiedenen Seiltrommeln miteinander in geeignete Beziehung gesetzt. Wenn z. B. der Greifer 34 längs dem Ausleger 32 bewegt wird, durch Betätigung des Motors 192 und des Seiles 194, so läuft das für die Betätigung der Greiferhaken 103 dienende Seil 140 von zwei der vier Seilrollen 156, 158, 162 und 164 auf der Laufkatze 84 ab und wird auf die beiden anderen aufgewickelt, so daß die Seilrollen 100 und 100 a in der gleichen Richtung laufen, die Greiferhaken 103 also nicht betätigt werden. Bevor der Ausleger 32 hochgeklappt wird, wird die Laufkatze 84 in ihre innerste Stellung gebracht, so daß die Räder 86 der Laufkatze an den Bodenabschnitten 88 anzuliegen kommen, wenn der Ausleger 32 nach oben geschwenkt wird. Wenn die Teleskopglieder nach oben in das Gehäuse 24 eingezogen werden, so werden die Seiltrommeln 144, 146, 180, 182 in Drehung versetzt, so daß keine Schlappseilbildung in den verschiedenen, zu diesen Seiltrommeln gehörigen Seilen eintritt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einsetzen langgestreckter Brennstoffelemente in einen ein langgestrecktes Druckgefäß aufweisenden Kernreaktor und zur Entnahme der Brennstoffelemente aus dem Reaktor, mit einem oberhalb des Druckgefäßes angeordneten Gehäuse, das strömungsmäßig mit dem Druckgefäß verbunden ist, mit einer Mehrzahl koaxial angeordneter Teleskopglieder in dem Gehäuse, die nach unten in das Druckgefäß auszufahren und aus ihm herauszuziehen sind, und mit einem Arm, der mit einem Ende am unteren Ende des untersten Teleskopgliedes um eine senkrecht zur Längsachse des Teleskopgliedes liegende Achse schwenkbar befestigt ist und der eine horizontale Stellung einnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (32) eine sich über seine Länge erstreckende Führung aufweist, daß ein Wagen (84) auf dem Arm längs der Führung bewegbar angeordnet ist, daß an dem Wagen eine Greifvorrichtung (34) angebracht ist, die sich von dem Arm aus nach unten erstreckt, wenn der Arm waagerecht weist, und daß Antriebe (64, 141) zur Bev/egung der Teleskopglieder (36, 28, 30) und des Wagens (84) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung (34) mit dem Arm (32) um eine vertikale Achse drehbar verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (141) des Wagens (84) von einem Teleskopglied (26) getragene Trommeln (144, 146) mit einem Kabel aufweist, das zur Bewegung der Greifvorrichtung (34) längs des Armes (32) und zur Drehung der Greifvorrichtung mit der Greifvorrichtung verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das unterste Teleskopglied (30) und der Arm (32) derart angeordnet und bemessen sind, daß der Arm nach oben in das Innere des untersten Teleskopgliedes schwenkbar ist und daß die Greifvorrichtung (34) von dem Arm in Vertikalflucht herabhängt, wenn der Arm im Inneren des untersten Teleskopgliedes liegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen