DE1932771A1

DE1932771A1 - Beschickungs- bzw. Entnahmevorrichtung fuer einen Kernreaktor

Info

Publication number: DE1932771A1
Application number: DE19691932771
Authority: DE
Inventors: Blunt Francis Ivor
Original assignee: NUCLEAR DESIGN AND CONSTRUCTIO
Current assignee: NUCLEAR DESIGN AND CONSTRUCTIO
Priority date: 1968-07-04
Filing date: 1969-06-27
Publication date: 1970-01-08
Also published as: FR2012270A7; GB1273977A

Description

DIpI. Ing. C. Wallach -'7 7

Dipl. Ing. G. Koeh , - '

Dr.T. Haibach
8 München 2 Kaufingersir. 8, Tel. 240275

12044 - H/We

NUCLEAR DESIGN MD CONSTRUCTION (1966) LIMITED, Whetstone, Leicestershire / England

Beschickungs- bzw. Entnahmevorrichtung für einen Kernreaktor

Die Erfindung betrifft eine Beschickungs- bzw. Entnahmevorrichtung für einen ströiaungsmittelgekühlten Kernreaktor, dessen Gore aus mehreren vertikalen Säulen aufgebaut ist, von welchen wenigstens einige mit Brennstoffelemente enthaltenden Brennstoffkanälen versehen sind und bei welchem wenigstens die Brennstoffelemente enthaltenden Säulen durch Standrohre in dem Reaktordruckgefäß aus dem Core entnommen und durch neue ersetzt werden können.

Eine derartige Beschickungs- bzw. Entnahmevorrichtung ist gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß an einem Seil bzw. einer anderweitigen biegsamen Aufhängevorrichtung ein Führungsrohr von solcher Länge, daß es im wesentlichen die gesamte Länge einer Coresäule aufnehmen kann, aufgehängt ist, daß das Seil mit einer Sonde innerhalb des Führungsrohrs verbunden ist, an deren unterem Ende eine zugeordnete Verriegelungsvor-

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richtung vorgesehen ist, derart, daß zum Herausnehmen einer bestimmten Coresäule das Führungsrohr durch ein geeignetes Standrohr hindurch über der betreffenden zu entnehmenden Coresäule in Stellung gebracht wird, wobei das untere Ende des Führungsrohrs mit benachbarten Coresäulen in Berührung gebracht wird, um diese von der zu entnehmenden Core-Säule wegzudrücken, daß sodann mittels des Seils die Sonde durch einen Kanal in der zu entnehmenden Coresäule herabgelassen wird, bis die am unteren Ende der Sonde vorgesehene Verriegelungsvorrichtung in Eingriff mit dem unteren Ende der Säule gelangt, worauf sodann zum Aufziehen der Säule in das Führungsrohr zur Entnahme aus dem Reaktordruckgefäß das Seil aufgeholt wird, während für das Einsetzen einer neuen Gore» säule der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen wird.

Vorzugsweise sind die Coresäulen in Gruppen angeordnet, wobei jede Gruppe jeweils eine Anzahl von Säulen umfaßt* die mit ihren Mittelachsen in gleichem radialen Abstand von einem Mittelpunkt angeordnet sind, der vertikal mit einem zugehörigem Standrohr ausgerichtet ist. Bei einer derartigen Coreanordnung kann gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform dezjErfindung vorgesehen sein, daß das Führungsrohr gelenkig mit einem um seine Achse drehbaren Tragrohr verbunden ist und mittels eines Betätigungsmechanismus zwischen einer eingezogenen Stellung innerhalb des Tragrohrs und einer gegenüber dem Tragrohr um den konstanten radialen Abstand der Coresäulen von dem Gruppenmittelpunkt radial versetzten ausgefahrenen oder ausgespreizten Stellung verstellbar ist, derart, daß durch geeignete Verdrehung des Tragrohrs jeweils eine bestimmte Säule aus der Gruppe von Coresäulen bedienbar ist.

\ ■ ." ■ ■■-"■-.. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungbeschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 in Draufsicht ein Teil des Reaktors zur Veranschaulichung

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der Anordnung der Gore-Säuleni

Fig. 2 eine Teil-Schnittansicht der Beschiokungs-/ und Entnahmevorrichtung;

Fig. 3 eine Schnittansicht mit Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, haben die Coresäulen des Kernreaktors sechseckigen Querschnitt und sind mit ihren Achsen gemäß einem Dreieck-Gittermuster angeordnet. Die Säulen sind in Gruppen unterteilt, wobei jeweils jede Gruppe eine Mittelsäule 1 mit einem sich durch diese erstreckenden Mittelkanal 2 für einen Steuerstab, sowie sechs weitere Säulen 5 aufweist, die um die mittlere Säule herum so angeordnet sind,· daß ihre Achsen jeweils in konstantem Radialabstand von der Achse der Mittelsäule 1 liegen. Von diesen weiteren Säulen J weist jede jeweils einen Kanal bzw. mehrere Kanäle 4 zur Aufnahme von Brennstoffelementen auf, die innerhalb der Kanäle angeordnet und gehaltert sind. So kann beispielsweise jede dieser weiteren Säulen 5 mit einem einzigen mittleren Brennstoff lementkanal 4 versehen sein, welcher mehrere stabförmige Brennstoffelemente 5 um ein mittleres Tragrohr 6 herum verteilt aufweist. Eine derartige Anordnung ist bei JA in Fig. 2 gezeigt. Alternativ kann die Säule 5 mit mehreren parallelen Brennstoffkanälen 4 versehen sein, deren jeder ein stabförmiges Brennstoffelement 5 enthält und haltert. Bei dieser Anordnung sind die Brennstoffkanäle 4 um einen weiteren zentralen Führungskanal 6 herum angeordnet, welcher sich durch die Säule hindurch erstreckt. Eine solche Anordnung ist bei 3B in Fig. 2.gezeigt.

Die Mittelsäule jeder Gruppe.ist mit einem durch die Core-Abdeckung 8 des Reaktordruckgefäßes hindurchführenden Stand-

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rohr 7 (vgl. Fig. 2) ausgerichtet.

. Wie näher aus den Figg. 2 und 3 ersichtlich ist^ ist über der' Coreabdeekung 8 normalerweise eine Besohickurigs-/Entnahmemaschine verschiebbar angeordnet, derart, dad sie mit einem gewünschten Standrohr in Eingriff gebracht werden kannj die Beschickungsmaschine weist Mittel zur Entnahme bzw. zum Wiedereinsetzen der Verschlußstopfen der Standrohre auf, um den Zugang zu dem Reaktorcore zu eröffnen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Beschickungs- bzw» Entnahmemaschine eft Tragrohr 9, das durch das betreffende Standrohr 7 hindurchführen kann, sowie ein mit dem Tragrohr durch Gestängeteile 12 gelenkig verschwenkbar verbundenes Führungsrohr 11 auf; das Führungsrohr 11 hat die gleiche Querschnittsform wie die Säulen 1, 3, jedoch etwas größere Abmessungen als diese und besitzt im wesentlichen die gleiche Länge wie die Säulen, derart, daß jeweils eine gewünschte Säule in dem Führungsrohr untergebracht werden kann* Von einer (nicht dargestellten) Aufwindtrommel, welche einen Teil der Besohickungs-/ bzw. Entnahmevorrichtung bildet, läuft eine Kabel- bzw. Seiltrosse 13 über eine an dem Tragrohr 9 angebrachte Rolle 14 und eine weitere am oberen Ende des FÜhrungsröhrs 11 angebrachte Rolle 15 in das Führungsrohr hinein, wo sie mit einem ringplattenformigen Teil 16 verbunden ist Die Ringplatte 16 trägt eine Sonde 17, welche sich über die gesamte Länge des Führungsrohrs 11 erstreckt und an ihrem unteren Ende durch ein in dem Führungsrohr 11 gleitend verschiebbares weiteres Platt ent eil 18 zentriert ist. An seinem unteren Ende ist das Führungsrohr 11 bei 19 zu einem weiter unten noch beschriebenen Zweck keilförmig abgeschrägt} die Sonde 17 ist an ihrem unteren Ende mit einer Verriegelungsvorrichtung 21 versehen.

Die plattenförmigen Teile 16 bzw. 18 sind mit Öffnungen 22 bzw.

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23 versehen] am oberen Ende des Führungsrohrs 11 sind weitere Öffnungen 24 um dessen Umfang verteilt» Das obere Ende des PUhrungsrohrs 11 ist ferner auch durch ein Gestänge 26 mit. einer in dem Tragrohr 9 angeordneten Führung 25 schwenkbar verbunden. Das mit der Führung 25 in Eingriff stehende Ende des Gestängeteils 26 ist seinerseits gelenkig mit einer Betätigungsstange 27 verbunden, derart, daß durch geeignete Verschiebung der Betätigungsstange 27 das Führungsrohr 11 aus einer in Fig. 3 gestrichelt angedeuteten eingezogenen Stellung, in welcher es innerhalb des Tragrohres 9 untergebracht isti in eine in den Figg. 2 und 3 gezeigte ausgefahrene bzw. ausgespreizte Stellung verstellbar ist, in welcher es gegenüber dem Tragrohr 9 radial versetzt ist. Wie in Fig. bei 28 angedeutet, ist ein Teil der Wandung des Tragrohrs 9 ausgeschnitten, um die erwähnte Verstellung des Führungsrohres 11 zwischen seinen beiden Stellungen zu ermöglichen; an seinem unteren Ende ist das, Tragrohr 9 in der Mittelachse mit einem Zentrierstopfen 29 versehen.

Des weiteren ist ein (nicht dargestellter) Antrieb zur Drehung des Tragrohres 9 um seine Achse vorgesehen. Im folgenden wird die Wirkungsweise der Anordnung beschrieben. Die Beschickungs-/ bzw. Entnahmevorrichtung kann dabei zur Be- ^; dienung jeder beliebigen von den Säulen 3 einer bestimmten Gruppe von Säulen verwendet werden. Hierzu wird die Be- ι schickungsmaschine zu dem zugehörigen Standrohr 7 verbracht, der Standrohr-Verschlußstopfen entfernt und das Tragrohr 9* das zu dieser Zeit das Führungsrohr 11 in der eingezogenen ' Stellung trägt, durch das Standrohr so eingebracht, daß der Stopfen 29 am oberen Ende des Steuerstabkanals 2 in der ; j mit dem Tragrohr ausgerichteten Mittelsäule 1 zu liegen kommt. \ Das Tragrohr wird sodann in die zur Bedienung der jeweils ; ausgewählten Säule 3 der Gruppe'geeignete Stellung verdreht ^: und die Betätigungsstange 27 zur Verstellung des Führungsrohrs i

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in seine ausgespreizte Lage über der ausgewählten Säule betätigt. Die Verstellung des Führungsrohrs 11 wird durch das abgeshrägte untere Ende 19 des Führungsrohrs angehalten, das in Anschlag gegen die oberen Enden der unmittelbar an die ausgewählte Säule angrenzenden Säulen gelangt; dieser Eingriff bewirkt, daß die genannten benachbarten Säulen von s der ausgewählten Säule weggedrückt werden, wodurch die Entf nähme der ausgewählten Säule erleichtert wird« Sodann wird durch Abwickeln des Seils 13 von der Trommel die Sonde 17 durch das Führungsrohr und den Kanal 6 der ausgewählten Säule herabgelassen und die Verriegelungsvorrichtung 21 " zum Eingriff mit dem unteren Ende der Säule gebracht. Sodann wird das "Seil" 1-3 wieder auf die Trommel aufgewickelt und hierbei die Säule in das Führungsrohr 11 hochgezogen, wobei sie das Plattenteil 18 trägt. Wenn die Säule vollständig aus dem Gore hochgezogen ist, nimmt die Platte 18 die in Fig. 2 strichpunktiert angedeutete Lage ein. Das Führungsrohr 11 wird nun in seine eingezogene Stellung verbracht, in welcher das Tragrohr 9 aus dem Standrohr 7 entnommen werden kann. Beim Einführen einer neuen Säule in den Gore werden selbst» Γ verständlich die vorstehend beschriebenen Arbeitsschritte in umgekehrter Reihenfolge zu durchlaufen sein.

Es sei darauf hingewiesen, daß durch die öffnungen 22, 2? und 24 in den Platten 16, 18 und dem Führungsrohr 11 der Kühlgasstrom durch den; bzw. die Brennstoffkanal- bzw. -kanäle der betreffenden ausgewählten Säule während der Beschickung

bzw. Entnahme aufrechterhalten bleibt. ' '-

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Des weiteren sei betont, daß der Gore in geeigneter Weise/so ausgebildet ist, daß der Abstand zwischen den Achsen der Säulen unter Bestrahlungsbedingungen aufrechterhalten bleibti auch kann jede Säule aus mehreren Ziegeln bzw. Blöcken aus Moderatormaterial aufgebaut sein. -

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Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt das Führungsrohr 11 in seiner eingezogenen Stellung nicht koaxial mit dem Tragrohr 9, und außerdem befindet sich sein unteres Ende infolge der Form der Gestänge 12 in einem erheblichen Abstand über dem unteren Ende des Tragrohrs. Mit dieser Ausbildung wäre es daher nicht möglich, jeweils die Mittelsäule 1 einer beliebigen Gruppe zu bedienen, und für diese Mittelsäulen wäre daher eine gesonderte feste Führungsrohranordhung erforderlich. Jedoch kann das beschriebene Ausführungsbeispiel, wie ersichtlich, so modifiziert werden, daß es die MlttelsMule bedienen kann. Falls beispielsweise das den Zutritt eröffnende Standrohr 7 einen größeren Durchmesser erhält, derart, daß das Tragrohr 9 größer ausgeführt werden kann, um das Führungsrohr 11 im eingezogenen Zustand koaxial zum Tragrohr aufzunehmen, so könnte dann das Führungsrohr 11 in eine Stellung über den mittleren Brennstoffkanal einer Gruppe herabgelassen werden, indem man die Gestängegelenke an dem Tragrohr in einer vertikalen Ebene gleitbar ausgestaltet. Selbstverständlich müßte in diesem Falle der Zentrierzapfen 29 fortgelassen und das Tragrohr in ähnlicher Weise wie das Führungsrohr fixiert werden.

Falls alternativ die Säulen des Cores mit ihren Achsen gemäß einem rechteckigen oder quadratischen Gittermuster angeordnet wären« so bestünde Jede Gruppe aus vier benachbarten Säulen ohne Mittelsäule. Das Jeweilige Standrohr in der Coreabdeckung wäre dann über dem gemeinsamen Punkt zwischen den vier Säulen einer zugehörigen Gruppe angeordnet, und die beschriebene ■ Ausführungsform könnte ohne Modifizierung zur Bedienung sämtlicher Säulen des Cores verwendet werden.

- Patentansprüche 909882/1345

Claims

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Patentansprüche

ly Beschickungs- und Entnahmevorrichtung für einen strömungsmittelgekühlten Kernreaktor, dessen Core aus mehreren vertikalen Säulen aufgebaut ist, von welchen wenigstens einige mit Brennstoffelemente enthaltenden Brennatoffkanälen versehen sind und -bei welchem wenigstens die Brennstoffelemente enthaltenden Säulen durch Standrohre in dem Reaktordruckgefäß aus dem Gore entnommen und durch neue ersetzt werden können, dadurch g e k e η η ζ e i ο h η e t , daß an einem Seil bzw, einer anderweitigen biegsamen Aufhängevorrichtung ein Führungsrohr (11) von solcher Länge, daß es im wesentlichen die gesarate Länge einer Coresäule aufnehmen ' kann, aufgehängt ist, daß das Seil mit einer Sonde (17) innerhalb des Führungsrohrs (11) verbunden ist, an deren unterem Ende eine zugeordnete Verriegelungsvorrichtung (21) vorgesehen ist, derart, daß zum Herausnehmen einer bestimmten Coresäule das Führungsrohr (11) durch ein geeignetes Standrohr hindurch über der betreffenden zu entnehmenden Coresäule in Stellung gebracht wird_r wobei das untere Ende (19) des Führungsrohrs (11) mit benachbarten Coresäulen in Be,-

P rührung gebracht v;ird, um diese von der zu entnehmenden Core-Säule wegjzudrücken, daß sodann mittels des Seils (13) die Sonde (17) durch einen Kanal (6) in der zu entnehmenden Coresgule herabgelaßsen wird, bis die am unteren Ende der Sonde vorgesehene Verriegelungsvorrichtung (21) in Eingriff mit dem unteren Ende der Säule gelangt, viorauf sodann zum Aufziehen der Säule in das Führungsrohr zur Entnahme aus dem Reaktordruckgefäß das Seil aufgeholt wird, während für das Einsetzen einer neuen Coresäule der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen wird.

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2. Beschickungs** bzw. Entnahmevorrichtung nach Anspruch 1,-dadurch g e k e η η ζ e i e h η e t , daß das Führungsrohr (H) an seinem unteren Ende (19) keilförmig abgeschrägt ist, um das Weckdrücken der benachbarten Coresäulen von der zu entnehmenden Coresäule zu erleichtern.
3· Besehlckungs» bzw» Entnahmevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 zur Anwendung bei einem Kernreaktor, dessen Goresäulen in Gruppen angeordnet sind, wobei jede Gruppe jeweils eine Anzahl von Coresäulen (3, Flg. l) umfaßt, welche mit ihren Mittelachsen in gleichem Radialabstand von einem vertikal mit einem Standrohr (7) ausgerichteten Mittelpunkt (2, Fig. 1) angeordnet sind, dadurch ge k e η η ζ e i c h n. e t , daß das Führungsrohr (11) gelenkig mit einem um seine Achse drehbaren Tragrohr (9) verbunden ist und mittels eines Betätigungsmechanismus (7, 25) zwischen einer eingezogenen Stellung (Fig. >')■ innerhalb des Tragrohrs (9) und einer gegenüber dem Tragrohr (11) um den konstanten radialen Abstand der Goresäulen von dem Gruppenmittelpunkt radial versetzten ausgefahrenen oder ausgespreizten Stellung (11 in Fig. 2 und J>) verstellbar ist _f derart, daß durch geeignete Verdrehung des Tragrohrs jeweils eine bestimmte Säule (>■)■■ aus der Gruppe von Goresäulen bedienbar ist. '
4. Beschicklings« bzw. Entnahmevorrichtung nach Anspruch j3, dadurch g e k e η η ζ eic h η e t , daß das Tragroht¹ (11) an seinem unteren Ende mit einem Zentrierzapfen (29) versehen ist, der sum Eingriff mit dem Kanal der unmittelbar unter dem zugehörigen Standrohr (7) angeordneten Coresäule vorgesehen-ist *
5. Beschickungs- bzw.
Entnahmevorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche^ ge kenη - ' zeichnet durch ein in dem Führungsrohr (11) gleitena
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verschiebbar artgeordnetes und mit einer Mittelöffnung zum Durchtritt des Seils versehenes plattenförmiges Teil (18) zur Zentrierung der Sonde (17) über der jeweils zu entnehmenden bzw. einzusetzenden· Säule;
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