DE1464626B1 - Vorrichtung zum Einfuehren und Entnehmen von radioaktiven Gegenstaenden in einen bzw. aus einem abgedichteten,abgeschirmten Behaelter - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zum Einführen und Entnehmen von radioaktiven bekannten Vorrichtungen unter Wahrung größtmög-Gegenständen in einen bzw. aus einem abgedichteten, licher Bedienungssicherheit konstruktiv und im Hinabgeschirmten Behälter, bestehend aus einem ab- blick auf ihre Wartung zu vereinfachen,
geschirmten Gehäuse, das mittels eines Kupplungs- 5 Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der einteils dicht auf eine obere Öffnung des Behälters auf- gangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch setzbar ist und einen vertikal bewegbaren, an mehreren gelöst, daß das von den flexiblen Organen durchlaulanggestreckten flexiblen Organen befestigten Greifer- fene Dichtungssystem am Gehäuse angeordnet ist, körper enthält, an dem sich zum Ergreifen und Frei- daß zur Bewegung der Greiferklauen im Greifergeben der Gegenstände radial verstellbare Klauen io körper ein Kolben vorhanden ist, der am unteren befinden, aus einer außerhalb des Gehäuses befind- Ende eines der flexiblen Organe befestigt ist, daß die liehen Vorrichtung zur Vertikalbewegung des Vorrichtung zur Vertikalbewegung des Greiferkörpers Greiferkörpers und aus einem von den flexiblen eine erste drehbare Trommel aufweist, auf die zwei Organen durchlaufenen Dichtungssystem zwischen der flexiblen Organe gewickelt sind, daß die unteren dem Greiferkörper und der Vorrichtung zur Vertikal- 15 Enden dieser Organe mit dem Greiferkörper verbunbewegung des Greiferkörpers. den sind, daß eine zweite drehbare Trommel über

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt (franzö- eine Kolbenorgan-Leerlaufrolle ein drittes flexibles sische Patentschrift 1234766), wobei jedoch als Organ trägt, das mit dem Kolben verbunden ist, langgestrecktes flexibles Organ nur ein einziges Seil daß ein Antrieb zur Drehung der Trommel vorvorhanden ist, an dem der Greiferkörper hängt. Bei 20 gesehen ist, mit dem das erste, das zweite und das der bekannten Vorrichtung ist das von dem Kabel dritte flexible Organ in Bewegung zu setzen sind, durchlaufene Dichtungssystem zusammen mit einer daß Abstützglieder vorgesehen sind, die die Kolbenweiteren Vorrichtung zur Vertikalbewegung des organ-Leerlaufrolle relativ zu dem Gehäuse vertikal Greiferkörpers als Stopfen in eine obere Öffnung des verschiebbar abstützen, und daß eine Einrichtung abgedichteten, abgeschirmten Behälters einsetzbar. 25 zur wahlweisen Veränderung des Abstandes zwi-Die Vorrichtung hat den Nachteil, daß beim Einfüh- sehen der Leerlaufrolle und dem Gehäuse vorgesehen ren und Entnehmen von radioaktiven Gegenständen ist, mittels der der Kolben innerhalb des Greifergleichzeitig der erwähnte Stopfen gesenkt bzw. ge- körpers zu bewegen ist, um die Greiferklauen zu hoben werden muß, wodurch sich ein erhöhter betätigen.

Leistungsbedarf und eine große Bauhöhe der Vor- 30 Die neue Vorrichtung weist nur eine einzige Vorrichtung ergeben. richtung zur Vertikalbewegung des Greiferkörpers

Es ist weiter bei einer Vorrichtung zum Einführen auf, die konstruktiv einfach ausgebildet ist und die und Entnehmen von radioaktiven Gegenständen in mittels des an dem abgeschirmten Gehäuse voreinen bzw. aus einem abgedichteten, abgeschirmten gesehenen Dichtungssystems gegen den Eintritt kon-Behälter bekannt, zur Bewegung der Greiferklauen 35 taminierter Gase geschützt ist, so daß sie bei Wareinen Kolben vorzusehen, der am unteren Ende eines tungsarbeiten, beispielsweise zur Reparatur und flexiblen Organs in Gestalt eines Kabels befestigt ist Reinigung, leicht zugänglich ist.
(französische Patentschrift 1 236 554). Das Kabel Weiterbildungen des Gegenstands des Anspruchs 1 trägt dabei nicht nur den Kolben, sondern den ge- sind in den Unteransprüchen beschrieben,
samten Greiferkörper. Bei dieser Konstruktion ist es 40 Weitere Einzelheiten der oben beschriebenen Vorerforderlich, daß der gesamte Stellweg des Greifer- richtung ergeben sich aus der nachfolgenden Bekörpers von einem Führungsrohr umgeben ist, das Schreibung von Ausführungsbeispielen unter Hinweis sich an seinem innerhalb des Reaktorbehälters lie- auf die Figuren.

genden unteren Ende trichterförmig erweitert und das Fig. 1 zeigt eine schematische Teilansicht eines eine Steuerfläche für die mit Führungsrollen an ihm 45 Ausführungsbeispiels der oben beschriebenen Voranliegenden Klauen bildet. Ein solches Führungsrohr richtung zur Beladung eines Kernreaktors;
bedingt einen erhöhten baulichen Aufwand und ist F i g. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab und teilweise bei vielen Anwendungsfällen störend. geschnitten eine Ansicht des unteren Teils der Be-

Es ist auch eine Vorrichtung ähnlich der eingangs ladungsvorrichtung nach Fig. 1;
genannten Art bekannt, bei der jedoch kein von den 50 F i g. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Vorderflexiblen Organen durchlaufenes Dichtungssystem ansieht des oberen Teils der Beladungsvorrichtung vorgesehen ist. Daher muß hier die Vorrichtung zur nach F i g. 1, teilweise im Schnitt;
Vertikalbewegung des Greiferkörpers von einem zu- F i g. 4 zeigt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht sätzlichen abgedichteten Gehäuse umgeben sein, das der Vorrichtung nach Fig. 3 von rechts;
mit dem abgedichteten Gehäuse der Vorrichtung in 55 F i g. 5 zeigt eine Rückansicht eines Teils der Vor-Druckverbindung steht (deutsche Auslegeschrift richtung nach Fig. 3, wobei Teile geschnitten und 1095411). Diese Bauart ist konstruktiv aufwendig fortgebrochen sind;

und erschwert den Zugang zu der Vorrichtung zur F i g. 6 zeigt schematisch die Mittel zum Anheben

Vertikalbewegung des Greiferkörpers bei Wartungs- und Absenken einer Leerlaufrolle, die das öffnen und

und Reparaturarbeiten. Zudem können auf Grund 60 Schließen des Greifers steuert, der in der Beladungs-

der Verbindung zwischen dem abgeschirmten Ge- vorrichtung nach F i g. 1 vorgesehen ist;

häuse und dem zusätzlichen, die Vorrichtung zur F i g. 7 zeigt einen Schnitt längs der Linie 7-7 der

Vertikalbewegung des Greiferkörpers umgebenden Fig. 2;

Gehäuse in das letztere kontaminierte Gase ein- F i g. 7 a zeigt in vergrößertem Maßstab ein Schnittdringen, was wegen der dann eintretenden Kontami- 65 bild längs der Linie 1 a-1 α in Fig. 2;
nierung der nur schwer zugänglichen und daher F i g. 8 zeigt in vergrößertem Maßstab, teilweise schwer zu reinigenden Vorrichtung zur Vertikal- fortgebrochen und im Schnitt, den Greifer in der bewegung des Greiferkörpers unerwünscht ist. Beladungsvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 9, 10, 11 und 12 zeigen Schnittbilder längs der Linien 9-9, 10-10, 11-11 und 12-12 in Fig. 8.

Obwohl gewisse Merkmale der oben beschriebenen Vorrichtung auch bei anderen Arten von Reaktoren anwendbar sind, wird doch die oben beschriebene Vorrichtung insbesondere bei gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren verwendet und daher in Zusammenhang mit solchen Reaktoren im folgenden näher beschrieben.

Die Anlage nach Fig. zeigt den oberen Teil eines vertikal liegenden Reaktorgefäßes 21, das eine Zugangs- oder Ladungsöffnung 23 hat, ferner eine Beladungsvorrichtung 25, die längs einer Bahn relativ zu der Reaktorzugangsöffnung 23 bewegbar ist, ferner eine Zugangsöffnung 27 in einer Aufnahmezelle 29, die an einer Seite des Reaktorgefäßes angeordnet ist und in der unbenutzte Brennstoffelemente aufzubewahren sind, und schließlich eine Ummantelungsvorrichtung 31 zum Einsetzen von Brennstoffelementen in einem Behälter, die in einer Grube 33 od. dgl. angeordnet ist, und zwar im Weg der Bahn der Beladungsvorrichtung und zwischen dem Druckgefäß und der Aufnahmezelle, und die auch eine Zugangsöffnung 35 hat.

Die Beladungsvorrichtung, wie sie in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist, weist ein bewegliches Gestell 37 auf, das ein rohrförmiges Gehäuse 39 trägt, in dem ein Brennstoffelement 41 aufgenommen werden kann. Das Gehäuse ist bodenseitig durch ein Trennventil 43 (s. F i g. 2) zu schließen. Durch dieses Trennventil 43 ist ein Zugang in das Gehäuse 39 von seinem Boden aus möglich, es kann dann ein Brennstoffelement in das Gehäuse eingeführt werden. Ferner kann das Trennventil 43 das Gehäuse 39 so abdichten, daß das Austreten kontaminierten Gases verhütet wird. Am Boden des Gehäuses ist ferner eine Kupplung 45 angeordnet, die wahlweise in strömungsdichten Schluß mit den Zugangsöffnungen 23, 27 und 35 des Reaktors, der Aufnahmezelle und der Ummantelungsvorrichtung gebracht werden kann. Der dichtende Schluß der Beladungsvorrichtung 25 mit den Zugangsöffnungen 23, 27 und 35 gestattet, ein Brennstoffelement in die B eladungsvorrichtung aufzunehmen und aus ihr abzuführen, ohne daß kontaminiertes Gas in die Umgebung oder in die Atmosphäre durch die Verbindungsstelle zwischen der Beladungsvorrichtung und irgendeine der Zugangsöffnungen austreten kann.

Innerhalb des Gehäuses (F i g. 4 und 8) befindet sich ein Greifer 47, der durch das Trennventil 43 in dem Reaktor, die Aufnahmezelle oder die Ummantelungsvorrichtung bewegt werden kann, um ein Brennstoffelement abzusetzen oder herauszuziehen. Der Gerifer 47 weist ein Greiforgan 49 an seinem unteren Ende (F i g. 8) auf, mit dem das obere Ende des Brennstoffelementes 41 zu ergreifen ist. Zur Betätigung des Greifers sind verschiedene flexible Glieder 51, 53 und 55 (s. Fig. 3 und 8) vorgesehen, die den Greifer zusammen mit einer Last, die er erfaßt, bewegen können und die die Greiforgane 49 öffnen und schließen können. Die flexiblen Glieder 51, 53 und 55 treten aus dem Greifergehäuse durch eine Dichtung 57 (s. F i g. 3 und 4) am oberen Ende des Gehäuses aus und sind mit einem Hubmechanismus 59 (s. Fig. 1, 3 und 4) verbunden. Dem Hubmechanismus 59 ist ein Steuerungs- und Antriebsmechanismus 61 (s. Fig. 1, 4 und 5) zugeordnet, mit denen der Greifer zu öffnen und zu schließen ist.

Die Ummantelungsvorrichtung31 (Fig. 13) weist eine strömungsdichte Kammer 71 auf, die in der Grube 33 unterhalb der Bewegungsbahn der Beladungsvorrichtung 25 angeordnet ist. Von der Kammer 71 aus erstreckt sich ein Aufnahmebehälter 73 zur Aufnahme eines länglichen, rohrförmigen Behälters oder Kanisters 75, der ein erschöpftes Brennstoffelement 41 aufnehmen kann. Dieser Behälter oder Kanister 75 hat ein geschlossenes Ende und ein

ίο offenes Ende. Ist der Behälter in den Aufnahmebehälter 73 gebracht worden, so weist sein offenes Ende nach oben in die Kammer 71. In der Kammer 71 befindet sich ferner eine Kappenaufnahme- und Aufsetzvorrichtung 77 zum Erfassen einer Kappe oder eines Deckels 79, mit dem das Gefäß 75 zu schließen ist und mit dem die Kappe 79 auf das offene Ende des Gefäßes 75 zu setzen ist. In der Kammer befinden sich ferner Mittel 81, mit denen die Kappe 79 mit dem Gefäß 75 zu vereinigen ist, derart, daß eine mechanische Verbindung und eine hermetische Abdichtung entsteht.

Wie bei den Zugangsöffnungen des Reaktorgefäßes 21 und der Aufnahmezelle 29 weist auch die Kammer 71 eine Mündung 83 auf, der ein Trennventil 85 zugeordnet ist, das wahlweise betätigt werden kann, um das Austreten von Gas aus der Ummantelungsvorrichtung 31 zu verhüten und um einen Zugang zu dem Aufnahmebehälter 73 zu ermöglichen, so daß in den Aufnahmebehälter 73 eines der Gefäße 75 eingesetzt werden kann oder ein erschöpftes Brennstoffelement 41, das sich in dem Behälter befindet. Die Kammer enthält ferner Reinigungsmittel 87 zur Beseitigung einer kontaminierten oder unerwünschten Atmosphäre und zum wahlweisen Austausch dieser Atmosphäre mit einer neuen Atmosphäre.

Wie bereits im Zusammenhang mit den F i g. 1 und 2 hervorgehoben, weist die Beladungsvorrichtung 25 ein Gestell 37 auf, das die verschiedenen Komponenten der Vorrichtung trägt. An jedem Ende des unteren Teils des Gestells befinden sich Paare von Rädern 91, die die Beladungsvorrichtung abstützen und die Verschiebung der Beladungsvorrichtung auf einer Bahn 93 zwischen dem Reaktorgefäß 21, der Ummantelungsvorrichtung 31 und der Aufnahmezelle 29 ermöglichen. Die Räder 91 an einem Ende des Gestells werden von einem elektrischen Reversiermotor 95 angetrieben, der von einer Konsole 96 (s. Fig. 1) aus steuerbar ist, welche sich auf einer Bedienungsplattform 97 des Gestells befindet. Die Bewegung des Gestells kann gebremst werden, und die Beladungsvorrichtung kann in jeder ausgewählten Stellung durch geeignete Bremsen angehalten werden. Die Bremsen weisen bei dem Ausführungsbeispiel zwei pneumatische Bremszylinder 99 auf, die in Wechselwirkung mit den Antriebsrädern 91 treten können. Das Gehäuse 39 weist ein längliches rohrförmiges Stück 103 auf, das am unteren Ende des Gestells angeordnet ist und in dem sich ein zentraler Hohlraum 105 (s. F i g. 2 und 4) befindet, der ein Brennstoffelement aufnehmen kann und in dem der Greifer 47 bewegbar ist. Der untere Teil des Hohlraumes, in dem das Brennstoffelement abgestützt wird, ist von einer geeigneten Abschirmung 107 umgeben, die aus Bleiblöcken bestehen kann oder aus Bleischrott.

Falls gewünscht, können Kühlmittel den Hohlraum umgeben, um Wärme abzuführen, die von einem erschöpften Brennstoffelement abgegeben wird, das aus dem Reaktor kommt.

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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, steht das untere Ende der Schließung des Ventils entsprechenden Stellung des Hohlraumes 105 mit dem Trennventil 43 in Ver- erfolgt mittels eines Nockens 141 (Fig. 7), der am bindung. Obwohl die verschiedensten Arten von äußeren Ende der Welle 119 angeordnet ist und einen Trennventilen verwendbar sind, so weist doch das Viertelkreissektor aufweist. Der Nocken 141 kann Ventil bei dem Ausführungsbeispiel einen Sockel 109 5 zwei Schalter 143 berühren, die in Abstand derart auf, der im unteren Teil des Gestells gelagert ist, ein voneinander liegen, daß sie das Annähern der Welle Ventilelement 111 in Form einer Kugel, die in dem 119 entweder in ihre dem geöffneten Ventil entspre-Sockel drehbar ist, und Mittel 113 zur Verstellung chende Stellung oder ihre dem geschlossenen Ventil des Ventilelements derart, daß entweder eine entsprechende Stellung anzeigen können. Die Schalter strömungsdichte Abdichtung des unteren Teils des io 143 sind mit einem Zylinder 145 (s. Fig. 2) verbun-Hohlraumes eintritt oder ein freier Zugang in den den, der einen Kolben 147 in den Weg des Sektor-Hohlraum möglich ist, um eine Be- oder Entladung nockens schieben kann, wenn das Ventilelement 111 an Brennstoffelementen durchzuführen. entweder in seiner Schließstellung oder in seiner

Das kugelförmige Ventilelement 111 weist eine offenen Stellung ist, so daß eine unbeabsichtigte Durchmesserbohrung 115 auf, die einen freien Zu- 15 Verstellung des Ventilelementes aus der jeweils gegang zum Hohlraum 105 ermöglicht, wenn die Boh- wählten Lage verhütet wird.

rung in axiale Flucht mit dem Hohlraum gebracht Die Kupplungsmittel 45, mit denen das Gehäuse

wird. Eine Drehung des Ventilelementes 111 um eine 39 strömungsdicht mit den Zugangsöffnungen des

horizontale Achse gestattet, nach Wahl das untere Reaktorgefäßes 21 zu verbinden ist, die Ummante-

Ende des Hohlraumes zu öffnen und zu schließen. 20 hängevorrichtung 31 oder die Aufnahmezelle 29

Die Drehung des Ventitelementes 111 wird durch weisen eine Druckplatte 161 auf, die an den äußeren

eine Zapfwelle 117 ermöglicht, die sich durch eine von zwei strömungsdichten teleskopisch verbundenen

passende öffnung in dem Sockel 109 erstreckt und Rohrstücken 163 und 165 befestigt ist. Das innere

die einen Endabschnitt mit nichtkreisförmigem Rohrstück 165 ist am Boden des Sockels 109 in

Querschnitt hat, welcher durch Stellglieder 113 für 25 Axialflucht zum Hohlraum 105 des Gehäuses 39 be-

das Ventilelement erfaßt werden kann. festigt. Zur Bewegung des äußeren teleskopischen

Die Stellglieder 113 (s. Fig. 7 und 7a) weisen eine Rohrstückes 163 relativ zum inneren teleskopischen

sich in Längsrichtung erstreckende Welle 119 auf, die Rohrstück 165 und damit zur Verbringung der

mit einem Ende in einem Lager 121 drehbar gelagert Druckplatte 161 in dichtenden Schluß mit der Dich-

ist und in deren anderem Ende sich ein Sockel be- 30 tung, die der jeweiligen gewählten Zugangsöffnung

findet, der drehsicher den Endabschnitt der Zapfweite zugeordnet ist, ist das äußere teleskopische Rohrstück

117 des Ventilelementes aufnimmt. Die Stellglieder 163 mit einem Kragen 167 versehen, der mit den

des Ventilelementes weisen ferner einen Hebel 123 Enden der Kolbenabschnitte von mehreren pneu-

auf, mit dem die Welle 119 hin- und herzuschwenken matischen Stößeln 169 verbunden ist. Die Zylinder

ist, um eine entsprechende Bewegung des Ventil- 35 dieser Stößel sind an einem Flansch befestigt, der

elementes herbeizuführen. seinerseits an dem zylindrischen Rohrstück 165 be-

Der Hebel 123 ist mit seinem unteren Ende mit festigt ist. Das Rohrstück 165 ist an der unteren einer Klinkenanordnung 125 verbunden, die ein Begrenzungsfläche des Sockeis 109 angebracht. Wenn sehubweises Schwenken der Welle 119 gestattet. den Stößeln 169 Druckluft zugeführt wird, so wird Diese Klinkenvorrichtung ist am besten aus Fig. 7a 40 die Druckplatte 161 vom Trennventil 43 aus nach erkennbar; sie weist einen Stiel 129 auf, der axial unten bewegt, so daß sie einen strömungsdichten innerhalb des Hebels 123 angeordnet ist, axial be- Abschluß mit der jeweiligen Zugangsöffnung bildet, wegbar ist und relativ zu dem Hebel drehbar ist. Der Der Greifer 47, der in dem Hohlraum 105 vertikal Stiel 129 ist mit einem Handgriff 131 an seinen relativ zu diesem bewegbar ist, weist, wie am besten äußeren Enden versehen und mit einer Klaue 133 45 in den F i g. 8 bis 12 erkennbar ist, einen im wesentan seinem inneren Ende. Der Stiel 129 ist in geeigne- liehen hohlen zylindrischen Hauptkörper 175 auf, an ter Weise vorgespannt, etwa mittels einer Feder 135, dessen unterem Ende sich ein Sockel 177 befindet, so daß die Klaue 133 normalerweise mit einem Zahn- welcher das obere Ende eines Brennstoffelementes rad 137 im Eingriff steht, das auf der Welle 119 be- oder eines anderen Objektes aufnehmen kann, das zu festigt ist. Liegen die Einzelteile so wie in Fig. 7 a 50 überführen ist. Der Greifer 47 weist Greif organe 49 dargestellt, kann der Hebel schrittweise gegen den auf, deren Anzahl in dem vorliegenden Ausführungs-Uhrzeigersinn verschwenkt werden und bewirkt dann beispiel drei ist und die mit gleichem Winkelabstand eine entsprechende Winkelbewegung der Welle 119. untereinander um die Achse des Hauptkörpers 175 Wenn gewünscht, kann jedoch der Stiel 129 radial herum angeordnet sind. Diese Greiforgane sind mit fortgezogen werden, so daß sich die Klaue 133 aus 55 ihren oberen Enden schwenkbar an dem Hauptkörper dem Zahnrad 137 löst, und dann kann der Hebel 123 175 gelagert und gestatten, die Backen 179 an ihren um 180° gedreht werden und der Stiel freigegeben unteren Enden relativ zu ihren Greifstellungen zu bewerden, so daß die Klaue wieder in das Zahnrad wegen.. Die Bewegung der Backen 179 relativ zum eingreift. Damit wird das Verschwenken der Welle Körper 175 erfolgt mittels eines Kolbens 184, der 119 und des Ventilelementes 111 in Uhrzeigerrichtung 60 axial in dem Hauptkörper 175 gelagert ist und mit erleichtert. Zur Begrenzung der Schwenkbarkeit des den einzelnen. Backen verbunden ist. Der Kolben 184 Hebels 123 innerhalb eines gewissen Winkeis beider- trägt mehrere Stifte 181, von denen jeder in einem seits der Vertikalen, die etwa gleich dem Winkel Führungsschlitz 185 bewegbar ist, der sich in jedem zwischen benachbarten Zähnen des Zahnrades 137 Greiforgan 49 befindet. Die Schlitze 185 sind derart ist, ist ein Anschlag 139 vorgesehen, der am besten 65 geformt, daß die gewünschte Seitwärtsbewegung der aus Fig. 7 ersichtfieh,. an jeder Seite des Hebels liegt. Greiforgane 49 durch Axialbewegung des Kolbens

Eine Bewegung der Welle 119 aus ihrer öffnung 184 erreicht wird. Befinden sich die Stifte 181 an den

des Ventils entsprechenden Stellung oder aus ihrer unteren Enden der Schlitze 185, so liegen die Greif-

organe nach innen aufeinander zu in ihrer Stellung, in der sie ein Brennstoffelement ergreifen können. Wenn die Stifte 181 in den oberen Enden der Schlitze 185 liegen, so haben die Greiforgane einen maximalen Abstand voneinander, so daß sie die Innenoberfläche eines hohlzylindrischen Objektes ergreifen können. Die Greiforgane 49 sind in Richtung auf ihre innenliegende Stellung, in der sie ein Brennstoffelement ergreifen können, vorgespannt. Dies erfolgt etwa mittels eines auf den Kolben 184 wirkenden Gegengewichts.

Der Greifer 47 wird gehalten, und die Greiforgane 49 werden betätigt durch eine Reihe flexibler Glieder 51, 53 und 55 (s. Fig. 8), die durch die Dichtung 57 (s. F i g. 3 und 4) an der Oberseite des Gehäuses 39 hindurch verlaufen und mit dem Hubmechanismus 59 verbunden sind. Die flexiblen Glieder 51 und 53 bilden, wie aus F i g. 8 ersichtlich, eine Halterung für den Greifer. Sie bestehen aus zwei dünnen Stahlbändern, die an ihren unteren Enden schwenkbar miteinander verbunden sind. Diese Verbindung erfolgt durch Klammern 188 und 190 und zwei Stäbe 187 und 189, die ihrerseits schwenkbar mit einer Ausgleichsstange 191 verbunden sind. Diese Ausgleichsstange ist am oberen Ende des Hauptkörpers 175 angelenkt. Die Last wird dadurch stets gleichermaßen von den Bändern 51 und 53 getragen. Zerreißt jedoch ein Band, so dient die Lagerung der Ausgleichsstange 191 am oberen Ende des Greiferkörpers 175 zur Begrenzung der Auslenkung der Ausgleichsstange, wodurch eine Beschädigung, Sperrung und Verschmutzung der Bänder verhütet werden.

Das dritte Band 55 liegt zwischen den beiden Haltebändern 51 und 53 und ist mit dem Kolben 184 durch eine Klammer 193 und eine Stange 183 verbunden, die sich von dem Kolben aus nach oben erstreckt. Alle Bänder werden zugleich ab- und aufgewickelt. Dies erfolgt mittels des Hubmechanismus 59, der von einem oberen Teil 199 des Gestells getragen wird. Wie aus F i g. 4 ersichtlich, ist das obere Teil 199 des Gestells derart konstruiert, daß es im wesentlichen strömungsdicht ist und ein Ventil 200 (F i g. 4) enthält, das eine Verbindung zu einem Reinigungssystem herstellen kann, mit dem das Gehäuse 199 zu reinigen ist.

Der Hubmechanismus 59 weist einen elektrischen Reversiermotor 201 (s. Fig. 1) auf, der in geeigneter Weise mittels unter anderem einer Kupplung 203 (s. F i g. 3) mit einer Doppelrolle 204 verbunden ist, die in Abstand voneinander liegende Ausnehmungen 205 und 207 hat, die den Haltebändern 51 und 53 entsprechen. Die Trägerbandtrommel 204 ist auf einer Welle 209 gelagert, die in Treibschluß mit einem Getriebe 211 steht, das zum Antrieb einer zweiten Rolle oder Trommel 213 (s. F i g. 4) dient, welche mit dem dritten Band 55 verbunden ist, an dem der Kolben 184 angebracht ist. Der Gesamtaufbau der Trommeln 204 und 213, die Art und Weise der Anbringung der Bänder an den Trommeln und die Anordnung des Getriebes 211, von dem aus die Trommeln gemeinsam angetrieben werden, ist derart, daß zu jedem Zeitpunkt die Bänder 51, 53 und 55 gemeinsam mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit auf- oder abgewickelt werden.

Zur Messung der Last an den Tragbändern 51 und 53 und zur Ermittlung, ob eines der Trägerbänder zerbrochen oder zerrissen ist, sind die Bänder 51 und 53 um zwei Leerlaufrollen 215 und 217 (s. F i g. 3) geführt, die jeweils von gesonderten aufrechten Ständern 219 getragen werden, längs denen sie bewegbar sind und denen Spannungsmeßzellen 221 zugeordnet sind. Die Leerlaufrollen 215 und 217 sind jeweils an einem Bügel 223 (s. F i g. 4) gelagert, der vertikal an einem der aufrechten Ständer 219 verschiebbar ist. Von jedem Bügel aus erstreckt sich ein Arm 225, der an seinen äußeren Enden Nockenabtastglieder 227 trägt, die einen aufrechten Ständer 229 eingabein,

ίο welcher ein horizontales Verschwenken der Bügel 223 relativ zu dem Ständer 219 verhütet. Von dem Arm aus erstreckt sich eine Betätigungsschraube 231, die eine der Spannungsmeßzellen 221 derart berührt, daß diese die Last anzeigt, die von dem Trägerband auf die Leerlaufrolle übertragen wird. Statt der Spannungsmeßzellen können selbstverständlich auch andere Zellen vorgesehen sein, die die Belastung anzeigen.

Das Band 55, das mit dem Kolben 184 verbunden ist und das zur Betätigung der Greiforgane 49 dient, liegt um die Kolbenbandtrommel 213 und um eine Leerlaufrolle 233 (s. F i g. 4 und 5) herum. Die Leerlaufrolle 233 ist an einem Bügel 235 gelagert, der an einem aufrechten Ständer 237 gelagert ist und sich axial zu diesem bewegen kann. Zur Verhütung eines horizontalen Ausschwingens des Bügels 235 um den Ständer 237 herum erstreckt sich ein Arm 239 von dem Bügel 235 aus, an dessen äußerem Ende sich zwei Nockenabtastorgane 241 befinden, die einen aufrechten Ständer 243 eingabein.

Eine vertikale Bewegung der Leerlaufrolle 233 längs des aufrechten Ständers 237 relativ zu den anderen Leerlaufrollen 215 und 217 führt zu einer Veränderung des effektiven Abstandes zwischen der KoI-benbandtrommel 213 und dem Greifer 47 im Vergleich zum effektiven Abstand zwischen der Trägerbandtrommel 204 und dem Greifer 47. Eine solche Bewegung führt zu einer entsprechenden Bewegung des Kolbens 184 in dem Greiferkörper mit einer zugehörigen Bewegung der Greiforgane 49 relativ zu ihren Greifstellungen. Die Leerlaufrolle 233 wird so angegriffen, daß, wenn sie in ihrer untersten oder obersten Stellung ist, die Greiforgane 49 in ihren Greifstellungen sind.

Die Kolbenband-Leerlaufrolle 233 ist axial längs des aufrechten Ständers 237 mittels einer Greiferbetätigungsvorrichtung bewegbar, die, wie aus F i g .5 und 6 ersichtlich, einen Nockenabtaster 251 aufweist, der an dem Bügel 235 gehaltert ist, und einen Nocken 253, der den Nockenabtaster 251 berührt und über einen Getriebekasten 255 mittels eines Elektro-Greiferbetätigungsmotors 257 angetrieben wird. Der Greiferbetätigungsmotor 257 und der Getriebekasten 255 sind auf einem Gestellteil 259 angebracht, das sich von dem oberen Gestellteil aus erstreckt. Zur Steuerung des Greiferbetätigungsmotors 257 können, wenn gewünscht, Begrenzungsschalter 261 vorgesehen sein. Die Kolbenband-Leerlaufrolle 233 ist in ihrer untersten Stellung vorgespannt und wird in Berührung mit dem Nocken durch das Gegengewicht in dem Kolben 184 gehalten.

Durch das obere Ende des Hohlraumes 105 in dem Hauptgehäuse 39 treten die Bänder 51,53 und 55 hindurch. Ein Austreten kontaminierten Gases aus dem Gehäuse 39 ist durch eine Dichtung 57 verhindert, die in den F i g. 3 und 4 dargestellt ist und in einem Zwischenteil 263 des Gestells zwischen dem Gehäuse 39 und dem oberen Gestellteil 199 angeordnet ist.

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Diese Dichtung 57 weist zwei Blöcke 265 auf, die stellte — Mittel vorgesehen, um den Raum zwischen

durch das mittlere Gestellteil 263 gehalten sind und dem Ventil am Boden der Beladungsvorrichtung und

einen axialen aufrechten zylindrischen Sitz 267 für der Zugangsöffnung zu reinigen,

eine im wesentlichen zylindrische Dichtungseinheit Das Absenken des Greifers 47 in dem Reaktor er-

269 bilden. Diese Dichtungseinheit 269 weist eine 5 folgt durch den Reversiermotor 201, der mit einem

Buchse 271 mit einer Querbohrung 273 und ge- geeigneten System versehen ist, das die Stellung des

krümmten Außenoberflächen auf, die in Schluß mit Greifers innerhalb der Beladungsvorrichtung 25 und

dem zylindrischen Sitz 267 treten kann, so daß eine innerhalb des Reaktors 21 oder der Aufnahmezelle

strömungsdichte Teilkammer 274 gebildet wird. In 29 anzeigt und steuert. Der Greiferbetätigungsmotor

einer Mittelebene der Bohrung liegt ein dünner Ring io 257 bewirkt, daß die Greiforgane geöffnet sind, wenn

275, der nach dem Ausführungsbeispiel aus Messing der Greifer das Brennstoffelement erfaßt, und daß

besteht und dessen Innen- und Außenumfang in bei der nachfolgenden Bewegung die Greiforgane in

Richtung auf eine dünne Kante zusammenstrebt. Die ihre Greifstellungen übergehen. Wie vordem erörtert,

oberen und unteren bogenförmigen Abschnitte des rührt eine Bewegung der Greiforgane 49 relativ zu

Ringes 275 sind jeweils mit drei Schlitzen 277 ver- 15 ihren Greifstellungen von einer Vertikalbewegung der

sehen, durch die die Halte- bzw. Kolbenbänder ge- Leerlaufrolle 233 längs des aufrechten Ständers 237

zogen sind. her. Wenn das erschöpfte Brennstoffelement von den

Auf jeder Seite des Ringes 275 ist ein zylindrisches Greiforganen 49 erfaßt ist, hebt der Reversiermotor

Kissen 279 aus nachgiebigem, strömungsundurchläs- 201 das Brennstoffelement in das abgeschirmte Ge-

sigem Material, wie etwa Gummi, angeordnet. Die 20 häuse 39 an.

Kissen 279 werden in inniger Berührung mit dem Befindet sich das erschöpfte Brennstoffelement Ring 275 durch eine Beilagscheibe 281 gehalten. Jede ganz in dem Gehäuse 39, so werden die Trennventile dieser Beilagscheiben ist ihrerseits durch einen Ein- in der Beladungsvorrichtung 25 und in der Zugangssatz 283 gehalten, der in die Bohrung der Buchse ge- öffnung 23 geschlossen. Der Raum zwischen dem schraubt ist. 25 Trennventil wird dann von kontaminiertem Kühl-

Die nachgiebigen Kissen 279 sind in innigem Kon- mittelgas gereinigt und wieder mit Luft gefüllt. Dies takt mit den Bändern 51, 53 und 55, die durch den erfolgt mittels der Reinigungsvorrichtung, die der ZuRing 275 verlaufen, gedrängt, so daß sie das Aus- gangsöffnung zugeordnet ist. Die Druckplatte 161 treten kontaminierten Gases aus dem Gehäuse ver- wird dann angehoben und damit die dichte Verbinhüten. Der Kontaktdruck wird pneumatisch erzeugt. 30 dung zwischen der Zugangsöffnung 23 und der Be-Die strömungsdichte Teilkammer 274 ist hierzu mit ladungsvorrichtung 25 unterbrochen. Die Aufnahme einer Gasdruckquelle über ein geeignetes Rohr- eines frischen Brennstoffelementes aus der Aufleitungssystem 285 verbunden. Das Druckgas wirkt nahmezelle 29 erfolgt im wesentlichen in gleicher auf die Außenoberflächen der nachgiebigen Kissen Weise wie die Aufnahme eines erschöpften Brenn- und drängt sie zueinander und in innigen Kontakt 35 Stoffelementes aus dem Reaktorgefäß 21. Die Bemit den Bändern und dem Ring 275. ladungsvorrichtung wird zunächst in dichtendem

Falls gewünscht, können auch Mittel zum Ab- Schluß mit der Zugangsöffnung 27 der Aufnahmewaschen der Bänder vorgesehen sein, die an ihnen zelle gebracht. Dann wird der Raum zwischen den haftende kontaminierte Partikeln beseitigen, um so- Trennventilen gereinigt und mit Helium gefüllt; dann mit die Betriebsfähigkeit des Greifers aufrechtzuer- 40 werden die Trennventile der Beladungsvorrichtung halten, einen Austausch der Bänder zu ermöglichen 25 und der Zugangsöffnung 27 geöffnet, so daß der oder sonst irgendwelche Wartungsarbeiten. In dem Greifer 47 abgesenkt werden kann. Schließlich wird Ausführungsbeispiel erfolgt das Waschen mittels eines der Greifer mit dem an ihm hängenden Brennstoff-Sprühkopfes 291 (s. F i g. 4), einer Brause, die an element in das Gehäuse hochgehoben. Die Trenndem Gestell gehaltert oberhalb des Gehäuses 39 und 45 wände werden wieder geschlossen, und die Atmokurz vor der Stelle liegt, wo die Bänder in die Dich- Sphäre in den Räumen zwischen den Ventilen wird tungsanordnung einlaufen. Der Sprühkopf 291 ist gereinigt. Die Dichtung zwischen der Beladungsvorüber eine geeignete Leitung 293 mit einer Reini- richtung 25 und der Aufnahmezelle 29 wird dann gungsflüssigkeitsquelle verbunden. durch Anheben der Druckplatte 161 gelöst, und die

Bei der Aufnahme eines erschöpften Brennstoff- 50 Beladungsvorrichtung 25 wird dann zum Reaktorelementes in die Beladungsvorrichtung 25 aus der gefäß 21 bewegt, wo das frische Brennstoffelement Zugangsöffnung 23 des Reaktorgefäßes 21 wird die abgeladen wird.

Beladungsvorrichtung zunächst über die Zugangs- Die Überführung eines erschöpften Brennstofföffnung gebracht, und die Druckplatte 161 wird ab- elementes aus der Beladungsvorrichtung 25 in die gesenkt, so daß sie in dichtenden Schluß mit der Zu- 55 Ummantelungsvorrichtung 31 erfolgt, nachdem die gangsöffnungsdichtung tritt. Es entsteht also eine Beladungsvorrichtung über die Zugangsöffnung 35 strömungsfeste Dichtung zwischen der Beladungsvor- der Ummantelungsvorrichtung gebracht worden ist richtung 25 und der Zugangsöffnung 23 des Reak- und nachdem die Druckplatte 161 in dichtenden tors. Die zugeordneten Trennventile der Beladungs- Schluß zur Verbindung der Beladungsvorrichtung vorrichtung 25 und der Zugangsöffnung 23 werden 60 mit der Ummantelungsvorrichtung abgesenkt worden dann geöffnet, so daß der Greifer 47 in dem Reaktor ist. Nach der Reinigung werden die Trennventile 43 abgesenkt werden kann und ein erschöpftes Brenn- und 85 geöffnet, und der Reversiermotor 201 wird Stoffelement erfassen kann, das vordem unter die Zu- betätigt, um das erschöpfte Brennstoffelement in das gangsöffnung gebracht worden ist. Die strömungs- Gefäß 75 in der Kammer 71 abzusenken. Wenn das dichte Verbindung zwischen der Beladungsvorrich- 65 Brennstoffelement 41 ganz im Gefäß ist, hebt der tung 25 und der Zugangsöffnung 23 verhütet das Greiferbetätigungsmotor 257 die Leerlaufrolle 233 Austreten kontaminierten Kühlmittelgases in die Um- zur öffnung der Greiforgane 49 an. Wenn das Brenngebung. Ferner sind vorzugsweise — nicht darge- Stoffelement 41 freigegeben ist, wird der Greifer 47

wieder in das Gehäuse 39 angehoben. Dann wird das Trennventil 43 in der Beladungsvorrichtung geschlossen, und das kontaminierte Kühlgas, das aus dem Gehäuse 39 in die Kammer 71 ausgetreten ist, wird entfernt und durch Luft ersetzt. Zugleich wird das kontaminierte Kühlmittelgas im Raum zwischen den Trennventilen 43 und 85 durch Luft ersetzt.

Das Trennventil 85 in der Ummantelungsvorrichtung 31 wird dann geschlossen und die Druckplatte 161 angehoben. Dadurch wird die Dichtung zwischen der B eladungsvorrichtung und der Ummantelungsvorrichtung gelöst. Ein Austreten des kontaminierten Kühlmittelgases in die Umgebung wird durch vorangehenden Ausstoß kontaminierten Gases und darauf folgenden Ersatz durch reine Luft im Raum zwischen den Trennventilen verhütet.

Die Beladungsvorrichtung kann dann entweder zu der Zugangsöffnung 23 des Reaktorgefäßes 21 bewegt werden, um ein neues erschöpftes Brennstoffelement aufzunehmen oder zu der Zugangsöffnung der Aufnahmezelle, um von dort ein frisches Brennstoffelement zum Reaktor zu bringen. Beim Abladen eines frischen Brennstoffelementes in das Reaktorgefäß 21 wird zunächst eine Dichtung zwischen der Druckplatte 161 der Beladungsvorrichtung 25 und der Zugangsöffnung 23 des Reaktorgefäßes 21 hergestellt und der Raum zwischen den Trennventilen ausgespült und mit Helium gefüllt. Danach werden die Trennventile geöffnet, und das Brennstoffelement wird in den Reaktor durch den Hubmechanismus 59 abgesenkt. Ist das Brennstoffelement richtig in den Reaktor eingebracht, so wird der Greifer vom Brennstoffelement gelöst und dann in das Gehäuse angehoben. Beide Trennventile werden dann geschlossen und das kontaminierte Kühlmittelgas im Raum zwisehen den Trennventilen ausgestoßen, und schließlich wird der Raum wieder mit reiner Luft gefüllt. Die Dichtung zwischen der Beladungsvorrichtung und der Zugangsöffnung kann dann getrennt werden, ohne daß kontaminiertes Kühlmittelgas in gefährdender Weise austreten kann.

Obwohl sich die vorangegangene Breschreibung im wesentlichen auf die Handhabung von Brennstoffelementen beschränkt, so kann doch die Beladungsvorrichtung, wie sie beschrieben ist, auch zur Hand- habung anderer Komponenten verwendet werden, beispielsweise von Steuerstäben und Strahlungsproben.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einführen und Entnehmen von radioaktiven Gegenständen in einen bzw. aus einem abgedichteten, abgeschirmten Behälter, bestehend aus einem abgeschirmten Gehäuse, das mittels eines Kupplungsteils dicht auf eine obere öffnung des Behälters aufsetzbar ist und einen vertikal bewegbaren, an mehreren langgestreckten flexiblen Organen befestigten Greiferkörper enthält, an dem sich zum Ergreifen und Freigeben der Gegenstände radial verstellbare Klauen befinden, aus einer außerhalb des Gehäuses befindliehen Vorrichtung zur Vertikalbewegung des Greiferkörpers und aus einem von den flexiblen Organen durchlaufenen Dichtungssystem zwischen dem Greif erkörper und der Vorrichtung zur Vertikalbewegung des Greiferkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß das von den flexiblen Organen (51, 53, 55) durchlaufene Dichtungssystem (57) am Gehäuse (39) angeordnet ist, daß zur Bewegung der.Greiferklauen (47) im Greiferkörper ein Kolben (184) vorhanden ist, der am unteren Ende eines (SS) der flexiblen Organe befestigt ist, daß die Vorrichtung (59) zur Vertikalbewegung des Greiferkörpers eine erste drehbare Trommel (204) aufweist, auf die zwei (51, 53) der flexiblen Organe gewickelt sind, daß die unteren Enden dieser Organe mit dem Greiferkörper verbunden sind, daß eine zweite drehbare Trommel (213) über eine Kolbenorgan-Leerlaufrolle (233) ein drittes flexibles Organ (55) trägt, das mit dem Kolben (184) verbunden ist, daß ein Antrieb (201, 211) zur Drehung der Trommel vorgesehen ist, mit dem das erste, das zweite und das dritte flexible Organ in Bewegung zu setzen sind, daß Abstützglieder (235, 239, 241, 243) vorgesehen sind, die die Kolbenorgan-Leerlaufrolle (233) relativ zu dem Gehäuse (39) vertikal verschiebbar abstützen und daß eine Einrichtung (251, 253, 255, 257) zur wahlweisen Veränderung des Abstandes zwischen der Leerlaufrolle und dem Gehäuse vorgesehen ist, mittels der der Kolben innerhalb des Greiferkörpers (175) zu bewegen ist, um die Greiferklauen (47) zu betätigen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radioaktiven Gegenstände Brennelemente eines Kernreaktors sind und der abgedichtete abgeschirmte Behälter den Reaktorbehälter einer Kernenergieanlage darstellt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei (51, 53) flexiblen Organe, die mit dem Greiferkörper (175) verbunden sind, an ihrem am Greiferkörper befestigten Ende durch eine Ausgleichsstange (191) miteinander verbunden sind, daß die flexiblen Greiferkörperorgane (51, 53) über eine weitere Greiferkörperorgan-Leerlaufrolle (215, 217) zwischen der ersten Trommel (204) und der Ausgleichsstange lauf en und daß Nocken (253) zur vertikalen Bewegung der Kolbenorgan-Leerlaufrolle (233) relativ zu den Greiferkörperorgan-Leerlaufrollen (215, 217) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Organe (51, 53, 55) durch flexible Metallbänder gebildet sind und daß das Dichtungssystem (57) mehrere nachgiebige Kissen (279) aufweist, die in innigen Kontakt mit den Bändern gedrängt sind, um den Austritt von kontaminiertem Gas aus dem Gehäuse (39) durch pneumatischen Druck zu verhindern.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, bei der ein Behältnis zur Aufnahme eines eine frei liegende, obere Öffnung aufweisenden Gefäßes in dem abgedichteten, abgeschirmten Behälter liegt und in dem abgeschirmten, abgedichteten Behälter eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der eine Kappe zu handhaben und die Kappe in dichtendem Schluß auf die Öffnung des Gefäßes zu setzen ist und mit der überdies die Kappe auf dem Gefäß mechanisch und strömungsdicht zu sichern ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferklauen (47) zum Erfassen sowohl des Gefäßes in dem Behälter und als auch zur Einführung eines Brennelementes in das Gefäß ausgebildet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen