DE1464529C - Maschine zum Be und Entladen der Brenn stoffkanale eines Kernreaktors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Be- und Entladen der Brennstoffkanäle eines Kernreaktors mit einer an jeden der Brennstoilkanäle ansetzbaren Muffe, mit einer an die Muffe anschließbaren Brennelement-Speichertrommel, deren Speicherkanäle parallel zur Muffenachsc verlaufende Achsen aufweisen und zum koaxialen Ausrichten auf die Muffenachse um eine zur Muffenachse parallele Achse drehbar angeordnet sind, und mit einem an die Brennelement-Speichertrommel anschließbaren, um eine zur Muffenachse parallele Achse schwenkbaren Trägerrohr, in dem koaxial zur Mullenachse einstellbare Führungsrohre für axial verschiebbare Greiforgane angeordnet sind, die wahlweise für Kanalverschlußstopfen und für Brennelemente auf die Muffe ausrichlbar sind.

Eine Maschine dieser Art ist in der französischen Patentschrift 1 305 507 beschrieben: Bei dieser Maschine bestehen die Greiforgane aus einem Stempel und einem koaxial dazu in einem gemeinsamen Führungsrohr gelagerten Rohr. Stempel und Rohr werden dabei von einer gemeinsamen Steuerung betätigt. Daher müssen die Kanalverschlußstopfen in der Speichertrommel eingebracht sein, bevor die Bewegung der Brennelemente beginnen kann, was naturgemäß zu einer unerwünschten Verzögerung für das gesamte Arbeiten der Maschine führt.

Weiter ist aus der. deutschen Auslegeschrift 1 090 785 eine Maschine bekannt mit einem an die Muffe anschließbaren, um eine zur Muffenachse parallele Achse schwenkbaren Trägerrohr, in dem koaxial zur Muffenachse einstellbare Führungsrohre für axial verschiebbare Greiforgane angeordnet sind, die für Kanalverschlußstopfen auf die Muffe ausrichtbar sind, bei der die Greiforgane aus in Richtung der Trägerrohrachse verlaufenden, im Trägerrohr parallel danebenliegenden Verschlußstopfen-Greiferstangen mit daran befestigten Stopfen-Greifern bestehen, die abwechselnd koaxial zur Muffenachse einstellbar sind und bei der die Verschlußstopfen-Greiferstangen so kurz sind, daß ein Verschlußstopfen vollständig in das Trägerrohr aufnehmbar und dort speicherbar ist und bei der an dem Trägerrohr eine Verschiebungsvorrichtung der Verschlußstopfen-Greiferstangen zum Transport der Verschlußstopfen zwischen einer Brennstoffkanalmündung und der Speicherstellung des Verschlußstopfens im Trägerrohr vorgesehen ist. Diese Maschine dient also allein zur Handhabung von Kanalverschlußstopfen bzw. zum Austauschen eines solchen Stopfens gegen einen anderen. Es werden also nur Körper einheitlicher Abmessungen bewegt, und dementsprechend ist die Steuerung für die Greiforgane so ausgelegt, daß stets ein konstanter Weg zu durchlaufen ist. Eine Handhabung von Brennelementen und von Kanalverschlußstopfen mit dieser Maschine wäre also wegen deren unterschiedlicher Länge mit dem Durchlaufen unnötig großer Wege verknüpft und würde daher unnötig viel Zeit in Anspruch nehmen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zu entwickeln, die bei einfachem und gedrängtem Aufbau und daher geringem Platzbedarf ein rascheres Arbeiten als bisher gestattet.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Maschine der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Greiforgane aus einer in Richtung der Trägerrohrachse verlaufenden Brennelement-Greiferstange mit daran befestigtem Brennelement-Greifer und aus einer im Trägerrohr parallel danebenliegenden Verschlußstopfen-Greiferstange mit daran befestigtem Stopfen-Greifer bestehen, daß die zwei Greiferstangen abwechselnd koaxial zur Muffenachse einstellbar sind, daß die Verschlußstopfen-Greiferstange um so viel kürzer als die Brennelement-Greiferstange ausgebildet ist, daß ein Verschlußstopfen vollständig in das Trägerrohr aufnehmbar und dort speicherbar ist, daß an den mit der Brennelement-Speichertrommel verbundenem Ende des Trägerrohres eine Verschiebevorrichtung der Brennelement-Greiferstange zum Transport der Brennelemente zwischen der Spaltzone und der Brennelement-Speichertrommel angeordnet ist und daß am mittleren Teil des Trägerrohres eine Verschiebungsvorrichtung der Verschlußstopfen-Greiferstange zum Transport der Verschlußstopfen zwischen einer Brennstoffkanalmündung und der Speicherstellung des Verschlußstopfens im Trägerrohr vorgesehen ist. Ein mögliches Ausführungsbeispiel der oben beschriebenen Maschine ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der oben beschriebenen ■■■ Maschine, ·

Fig. 2a, 2b und 2c in größerem Maßstab und in vertikalem Schnitt die Teile A, B und C der Maschine nach Fig. 1, in der einer Handhabung von Brennelementen entsprechenden Stellung, j^ .

F i g. 3 a, 3 b und 3 c entsprechend deprT i g. 2 a, 2 b und 2 c die gleichen Teile der Maschine, aber in derjenigen Stellung, die der Handhabung von Kanalverschlußstopfen entspricht,

Fig. 4 bis 9 Querschnitte in unterschiedlichen Maßstäben, entsprechend den Schnittlinien IV-IV der Fig. 2a, V-V der Fig. 2b, VI-VI der Fig.. 2c, ) VII-VII der Fig. 3c, VIH-VIII der Fig. 2b, IX-IX der F i g. 3 b.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Maschine hat ein Maschinengestell 1, das sich senkrecht zur Richtung der Brennstoffkanäle bewegen läßt und eine Muffe 2 aufweist, die abdichtend an jeden der Kanäle angesetzt werden kann, ferner eine Brennelement-Speichertrommel 3, die um eine parallel zur Achse Y-Y der Muffe 2 liegenden Achse X-X drehbar ist und beispielsweise an eine Zuführvorrichtung für neue Brennelemente angeschlossen wird; außerdem sind Greiforgane vorgesehen, die sich in Richtung der Achse Y-Y verschieben lassen (F i g. 1). ^/;

Die in dieser Weise ausgebildete Maschine enthält zwei unterschiedliche Greiferstangen, nämfich eine Verschlußstopfen-Greiferstange 4 (Fig. 9) -für die Handhabung der Kanal-Verschlußstopfen und eine Brennelement-Greiferstange 5 (F i g. 6 und 7) für die Handhabung der Brennelemente. Die Greiferstangen 4 und 5 sind in geradlinigen und zueinander parallelen Führungsrohren 6 und 7 angeordnet, die in ein Trägerrohr 8 eingebaut sind, das um eine parallel zur Achse Y-Y liegende Achse Z-Z derart drehbar ist, daß das eine oder das andere der Führungsrohre 6 bzw. 7 gleichachsig zu der Muffe 2 eingestellt werden kann, um entweder die Greiferstange 4 (F i g. 3, 7 und 9) oder die Greiferstange 5 (F i g. 2, 4, 5, 6 und 8) in die Arbeitsstellung zu bringen.

Zu diesem Zweck hat das Trägerrohr8 mehrere Fenster 9 und ist über Rollenlagerungen 10 innerhalb

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eines dichten rohrförmigen Gehäuses 11 drehbar Für die Betätigung des (nicht dargestellten) Grei-

gelagert; das Gehäuse 11 ist starr mit dem Maschi- fers, der an dem Ende jeder der Greiferstangen 4

nengestell 1 verbunden. Wie die Zeichnung zeigt, und 5 sitzt, ist bei der Brennclcment-Greiferstange 5

haben die Führungsrohre 6 und 7 vorzugsweise einen ein Antrieb vorgesehen, der in jeder beliebigen Ver-

Winkel abstand, bezogen auf die Drehachse Z-Z des 5 schiebungslage der Brennclement-Greiferstange 5

Trägerrohres 8, der höchstens 60° beträgt. Dieser wirksam ist; bei der Verschlußsiopfen-Grciferstangc 4

geringe Drehwinkel gestattet es, für die Rollen der ist jedoch ein vereinfachter Antrieb vorgesehen, der

Rollenlagerungen 10 nur eine Bewegung über einen nur dann funktionsbereit ist, wenn die Verschluß-

Umfangsabschnitt vorzusehen, der diesem begrenzten stopfen-Greiferstange 4 an derjenigen Stelle an-

Drehwinkel entspricht. Anschläge 19 (Fig. 8) begren- io kommt, an der sich der Stopfen in seiner Abdicht-

zen den Drehwinkel des Trägerrohres 8. stellung in dem Reaktor befindet. Diese Verein-

Um das Trägerrohr 8 um diesen Winkel zu drehen, fachung ist möglich, weil der Stopfen stets fest mit

ist beispielsweise eine Kraftbetätigungsvorrichtung 12 dem Greifer der Verschlußstopfen-Greiferstange 4

vorgesehen, deren Betätigungsstange 13 mit dem Bau- verbunden bleibt, solange er sich in der Maschine

teil8 über eine Schwinge 14 (Fig. 9 und 3b) ver- 15 befindet. - ..

bunden ist. Die Betätigungsvorrichtung 12 kann durch Um den Greifer der Brennelement-Greiferstange 5

ein Druckmedium oder durch einen mechanischen zu betätigen, verwendet man einSeil, von dem ein

Antrieb 15 mit einer Drehmomentbegrenzung 16 be- Seilabschnitt 28 a von einer Antriebs-Seilscheibe 29

tätigt werden. Der mechanische Antrieb kann auch zu einer Umlenkrolle 30 (Fig. 2a, 2b und 5) läuft,

gegebenenfalls hilfsweise über einen Handantrieb 17 20 die frei drehbar auf einem Laufwagen 31 angeordnet,

betätigt werden. ist; der anschließende Scilabschnitt 28 ö geht von

Selbstverständlich ist die Betätigungsvorrichtung 12 dieser Umlenkrolle 30 zu einer Seilrolle 32 (F i g. 2 a

vollkommen dicht an das Gehäuse 11 angebaut, wie und 4), deren Achse an dem Trägerrohr 8 festgelegt

dies die Fig. 9 zeigt, um Leckströmungen des Kühl- ist und von der der letzte Seilabschnitt 28c axial in

mediums, das aus den Kanälen des Kernreaktors 25 die Führung 7 sowie die hohle Greiferstange 5 ein-

oder aus einem an -der Maschine vorgesehenen Be- tritt und an dem Greifer dieser Greiferstange befestigt

halter 18 (Fig. 1) kommt, zu vermeiden. ist; der Laufwagen 31 wird gleichzeitig mit der Brenn-

Zur Längsverschiebung der Greiferstangen 4 und 5 element-Greiferstange 5 durch ein Seil in Längsin ihren Führungsrohren 6 und 7 ordnet man zweck- richtung verschoben, von dem ein SeilabschnittS^a mäßigerweise an der Greiferstange 4, die für die 30 (Fig. 2b) an der Führung7 befestigt ist und^iiber Handhabung der Stopfen dient, eine Zahnstange 20 eine koaxial zur Umlenkrolle 30 angeordnete Seil-' (Fig. 3a) an und an der Greiferstange 5, die zur Umlenkrolle 33 läuft, während ein anderer Seil-Handhabung der Brennelemente dient, eine Zahn- abschnitt 32 b von der Seilrolle 33 zu einer an den stange 21 (F i g. 6 und 7). Die Zahnstangen 20 und 21 Bauteile frei drehbar gelagerten Seilrolle läuft, stehen im Eingriff mit den Antriebsritzeln 22, die 35 während der letzte Seilabschnitt nach rückwärts drehbar auf fest mit dem Trägerrohr 8 verbundenen zurückgeführt und an der Greiferstange 5 befestigt Achsen sitzen und durch einen Mechanismus an- ist. Bei dieser Anordnung bewegt sich der Seilgetrieben werden, der abgedichtet durch das Gehäuse abschnitt 28c des Betätigungsseiles für den Greifer 11 hindurchgeführt ist und durch ein Fenster 9 in das nicht in bezug auf die Greiferstange 5, wenn der Trägerrohr8 mit einem derartigen Spiel hineingreift, 40 Bedienungsmann die Seilscheibe 29 (Fig. 2a) über daß die Drehung des Trägerrohres 8 um den gegebe- die Betätigungsvorrichtung 34 (Fi g. 4) nicht betätigt, nen Drehwinkel 1 möglich ist. ganz unabhängig davon, welche Verschiebebewegun-

Für die Brennelement-Greiferstange 5 ist der gen die Brennelement-Greiferstange 5 ihrerseits auserwähnte Mechanismus 23 (Fig. 2c) in Rücksicht führt. Der Laufwagen 31 kann außerdem dazu dieauf den sehr langen Verschiebungsweg dieser Greifer- 45 nen, eine elektrische Leitung 35 (Fig. 2a) stets stange ganz am vorderen Ende des Gehäuses 11 bzw. gespannt zu halten; diese Leitung ist mit einem des Trägerrohres 8 angeordnet. Dieser Mechanismus Gerät,' wie beispielsweise einem Zugmeßgerät, verbesteht im wesentlichen aus einem Kardangelenk 24, bunden, das mit dem Greifer der Brennelementdessen Zentrum auf der Achse Z-Z liegt und das Greiferstange 5 zusammenwirkt. Schließlich . kann <! derart ausgebildet ist, daß (vgl. Fig. 7) die Achse des 5° man einen Hilfsantrieb 36 (Fig. 2b) vorsehen, um Ritzels 22 in dessen Wirkstellung mit der Achse die Brennelemente durch Öffnen des Greifers jfreider mit dem Kardangelenk 24 verbundenen Antriebs- geben zu lassen. . welle 25 zusammenfällt und daß die Gelenkachse des Für die Betätigung des Greifers der Verschluß-Kreuzzapfens 26 des Kardans, die auf der Seite der stopfen-Greiferstange 4 verwendet man einen Antrieb Welle 25 liegt, mit der Achse Z-Z, um die sich das 55 37 (Fig. 9), der selbsttätig mit einer Kupplung 38 in Trägerrohr 8 dreht und um die auch das Ritzel 22 Eingriff kommt, wenn sich die Greiferstange 4 in zwischen seiner aktiven (Fig. 6) und inaktiven ihrer aus Fig. 9 ersichtlichen Arbeitsstellung befin-(Fig. 7) Stellung geschwenkt wird, zusammenfällt. det, und der wieder selbsttätig ausgekuppelt wird, Diese Anordnung gestattet es, die Abmessungen des wenn die Greiferstange 4 aus dieser Stellung verKardangelenkes klein zu halten. . 60 schwenkt wird. Dieser Antrieb 37 wirkt mit e'nein

Bei der Greiferstange 4 für die Handhabung der drehbar in der Verschlußstopfen-Greiferstange 4

Stopfen ist der Längs-Verschiebungsmechanismus 27 sitzenden Finger zusammen, dessen Drehung eine

(Fig. 3b) entsprechend dem oben beschriebenen Längsverschiebung'des Betätigungsseiles des Greifers

Mechanismus ausgebildet; er ,ist aber nach dem und dadurch dessen Offnen oder Schließen bewirkt, mittleren Abschnitt des Trägerrohres 8 verschöbe^ 65 Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß man

um eine ausreichend große Länge des zur Abdich- so eine Maschine zum Beladen und umladen der

tung des Kanals benutzten Stopfens zu berück- Brennstoffkanal eines Kernreaktors erhält, deren

sichtigen. wesentlicher Vorteil ihre verhältnismäßig kleine Ge-

samtlänge ist, die sich daraus ergibt, daß die Brennelement-Greiferstange 5 für die Handhabung der Brennelemente, die notwendigerweise lang sein muß, um bis in den hinteren Teil der Kanäle des Reaktors reichen zu können, nur die Verschiebungslänge aufweisen muß, welche für das Herausziehen der Brennelemente bis über die Brennelement-Speichertrommel 3 hinaus notwendig ist, aber nicht mehr — wie bisher — eine Verschiebungslänge, die auch noch das Herausziehen der Kanalverschlußstopfen gestattet, die ganz wesentlich langer sind als die Brennelemente.

Außerdem ist die oben' beschriebene Maschine verhältnismäßig leicht, denn ihr zur Aufnahme des sehr langen Stopfens bestimmter Teil braucht lediglieh eine schwache Schutzabschirmung, während nur ihr zur Aufnahme der kurzen Brennelemente bestimmter Teil eine starke Schutzabschirmung braucht.

Schließlich ist die oben beschriebene 'Maschine in ihrem mechanischen Aufbau sehr einfach, stabil und den Funktionsbedingungen speziell angepaßt, so daß sie nur an wenigen Stellen einen begrenzten Abschirmschutz benötigt, an denen eine Abschirmung unbedingt erforderlich ist; auf diese Weise läßt sich das Gewicht der Maschine ebenfalls verringern.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Maschine zum Be- und Entladen der Brenn-Stoffkanäle eines Kernreaktors mit einer an jeden der Brennstoffkanäle ansetzbaren Muffe, mit einer an die Muffe anschließbaren Brennelement-Speichertrommel, deren Speicherkanäle parallel zur Muffenachse verlaufende Achsen aufweisen und zum koaxialen Ausrichten auf die Muffenachse um eine zur Muffenachse parallele Achse drehbar angeordnet sind, und mit einem an die Brennclcment-Speichertrommel anschließbaren, um eine zur Muffenachsc parallele Achse schwenkbaren Trägerrohr, in dem koaxial zur Muffenachsc einstellbare Führungsrohre für axial verschiebbare Greiforgane angeordnet sind, die wahlweise für Kanalverschlu(3stopfen und für Brennelemente auf die Muffe ausrichtbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiforganc aus einer in Richtung der Trägerrohrachse verlaufenden Brennclement-Greiferstange (5) mit daran befestigtem Brennelement-Greifer und aus einer im Trägerrohr (8) parallel danebenliegenden Versclilußstopfen-Greiferstange (4) mit daran befestigtem Stopfen-Greifer bestehen, daß die zwei Greiferstangen abwechselnd koaxial zur Muffen-

' achse einstellbar sind, daß die Verschlußstopfen-Greiferstange (4) um so viel kurzer als die Brenn-

' elcment-Greiferstange ausgebildet ist, daß ein Verschlußstopfen vollständig in das Trägerrohr aufnehmbar und dort speicherbar ist, daß an den mit der Brcnnelement-Speichertrommel (3) verbundenem Ende des Trägerrohres (8) eine Verschiebevorrichtung (23) der Brennelement-Greifcrstange zum Transport der Brennelemente zwischen der Spaltzone und der Brennelement-Speichertrommel (3) angeordnet ist und daß am mittleren Teil des Trägerrohres eine Verschiebungsvorrichtung (27) der Verschlußstopfen-Greiferstange zum Transport der Verschlußstopfen zwischen einer Brennstoffkanalmündung und der Speicherstellung des Verochlußstopfens im Trägerrohr (8) vorgesehen ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stopfengreiferstange (4) und der Brennelementgrcifcrslangc (5) je eine Zahnstange (21) sitzt, die jeweils mit einem an dem Trägerrohr (8) gelagerten Ritzel (22) im Eingriff steht, das gemeinsam mit dem Trägerrohr schwenkbar und von außerhalb des Trägerrohrgehäuses angetrieben ist.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei in dem Trägerrohr (8) fest angeordnete geradlinige rohrförmige Führungen (6, 7) aufweist, die je eine der zwei Greiferstangen (4. 5) enthalten, und durch eine Drehung des Trägerrohrs abwechselnd koaxial zur Achse der Muffe (2) einstellbar sind.

4. Maschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Betätigungsseil (23) des Brennelementgreiferorgans, eine Anordnung (31, 32 a, 32 b, 33) zur Führung des Betätigungsseils und zu seiner Bewegung zusammen mit der Brennelement-Greiferstange (5) sowie durch Mittel (29; 30, 32) zur Bewegung des Seiles relativ zu der Greiferstange zwecks Öffnens oder Schließens des Brennelement-Greiforgans.

5. Maschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Umlenkrolle (30) für das Betfftigungsseil (23) des Brennelementgreiforgarjst die von einem durch die Verschiebung der Brennelement-Greiferstange (5) beweglichen Lauforgan (31) getragen wird.

6. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Betätigungsmittel für das Stopfengreiforgan, die am von der Muffe (2) abgewandten'. Ende der Stopfengreiferstange (4) angeordnet sind, in Form einer an oder in dem Trägerrohr (8) an- oder eingebauten Kupplung (38), die nur in der Arbeitsstellung, d. h., wenn das Stopfengreiforgan in den' Reaktor eingeführt ist, einen außerhalb des Trägerrohres angeordneten Antrieb (37) mit einem drehbar in der Stopfen-Greiferstange (4) sitzenden Finger verbindet, dessen Drehung eine Längsverschiebung des Betätigungsseils für das Öffnen und Schließen des Stopfen-Greiforgans bewirkt.

7. Maschine nach Anspruch 2, dadurcH gekennzeichnet, daß die Verschiebungseinrichtun'g der Brennelement-Greiferstange (5) ein . das Ritzel (22) mit einer Ausgangswelle (25) einer'außerhalb des Trägerrohres (8) angeordneten Antriebsvorrichtung (34) kuppelndes Kardangelenk (24) aufweist, dessen Zentrum in der Drehachse (Z-Z)

. des Trägerrohres liegt und mit der Achse des Ritzels (22) in dessen aktiver Stellung zusammenfällt, und daß in dieser Stellung die Achse des Ritzels (22) auch. mit der Achse der Übertragungswelle (25) zusammenfällt, welche mit dem Kardangelenk verbunden ist.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerrohr (8), das die Greiferstangen enthält, mit Fenstern (9) für den Durchtritt der Antriebsvorrichtungen versehen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen