DE19960080A1

DE19960080A1 - System for recharging reactor core of light water cooled nuclear reactor comprises separately transporting non-radiated fuel rods and non-radiated structural parts via official route into nuclear power station

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Publication number: DE19960080A1
Application number: DE19960080A
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-12-13
Filing date: 1999-12-13
Publication date: 2001-06-28

Abstract

A system for recharging the reactor core of a light water cooled nuclear reactor comprises separately transporting the non-radiated fuel rods (FR) and non-radiated structural parts (SP) via an official route into the nuclear power station. The fuel elements of high reactivity necessary for an operational cycle of the power station are predominantly composed of the non-radiated fuel rods and structural parts. Independent claims are also included for the following: (a) the use of a servicing device for inspecting radiated fuel elements and for repairing defective fuel elements; (b) a safety container for transporting non-radiated fuel elements; (c) a process for assembling several fuel elements; and (d) a process for recharging a light water cooled nuclear reactor.

Description

Die Erfindung betrifft die geschäftliche und technische Ab wicklung von Nachladungen für Kernreaktoren.The invention relates to business and technical Development of reloads for nuclear reactors.

Die Reaktorkerne von Kernreaktoren sind stets mit Brennele menten bestückt, die sich bereits unterschiedlich lange Standzeiten im Reaktorkern befinden. Daher müssen in regelmä ßigen Abständen die am stärksten abgebrannten Brennelemente durch "frische" Brennelemente mit einem hohen Gehalt an spaltfähigen Isotopen und entsprechend hoher Reaktivität aus getauscht werden. Hierbei legt der Betreiber des Kernkraft werks zusammen mit dem Lieferanten der frischen Brennstäbe zunächst aus den Betriebsdaten des Kraftwerks die Zahl der frischen Brennelemente fest, die nach einer entsprechenden, regelmäßigen Betriebspause, die für diese Nachladung erfor derlich ist, in den Kern eingesetzt werden sollen. Die Posi tionen dieser frischen Brennelemente sowie alle für die Wie derverwendung vorgesehenen, bereits bestrahlten Brennelemente werden für den betreffenden Betriebszyklus, in der Regel in einem vom Lieferanten erstellten Beladungsplan, festgelegt und dann im Reaktorkern besetzt, während die abgebrannten Brennelemente oder auch andere Brennelemente, die aufgrund von Defekten an ihren Brennstäben oder Strukturteilen nicht mehr wiederverwendet werden können, im Brennelement-Lagerbec ken bis zu ihrer Entsorgung gelagert werden.The reactor cores of nuclear reactors are always with Brennele elements that have been around for different lengths of time Downtimes are in the reactor core. Therefore, in regular the most burned fuel elements due to "fresh" fuel elements with a high content of cleavable isotopes and correspondingly high reactivity it will be exchanged. Here, the operator of nuclear power works together with the supplier of the fresh fuel rods first the number of the operating data of the power plant fresh fuel elements, which after a corresponding, regular downtime required for this reload is to be used in the core. The posi tion of these fresh fuel elements as well as all for the how intended use, already irradiated fuel elements are for the relevant operating cycle, usually in a loading plan drawn up by the supplier and then occupied in the reactor core while the burned down Fuel assemblies or other fuel assemblies due to defects in their fuel rods or structural parts more can be reused in the fuel assembly storage area be stored until they are disposed of.

Noch vor dieser normalen Betriebspause koordiniert der Liefe rant die Fertigung der frischen Brennelemente. Diese müssen an Standorten mit Fertigungsstätten für unbestrahlte Brenn stäbe und Strukturteile hergestellt und zusammengesetzt wer den. Über öffentliche Verkehrsnetze müssen dann diese ersten Brennelemente in das betreffende Kernkraftwerk transportiert werden. Solche Transporte stellen, insbesondere wenn die fri schen Brennstäbe MOX enthalten ("Mixed Oxide" aus Uran und Plutonium oder ähnlichen Isotopen, die durch Wiederaufberei tung von Uran-Brennstoff oder Verarbeitung von Waffenpluto nium gewonnen sind) ein hohes Sicherheitsrisiko dar. Hierzu sind besondere Genehmigungen, Sicherheitsbehälter und weitere Sicherheitsvorkehrungen nötig, wodurch diese Transporte sehr teuer werden.The delivery coordinates before this normal break in operation rant the production of the fresh fuel elements. These must at locations with manufacturing facilities for unirradiated firing rods and structural parts made and assembled who the. These must then be used via public transport networks Fuel elements transported to the nuclear power plant in question become. Make such transports, especially if the fri fuel rods containing MOX ("Mixed Oxide" from uranium and Plutonium or similar isotopes created by recycling processing of uranium fuel or processing of weapon pluto nium) represent a high security risk are special permits, security containers and others Safety precautions are necessary, which makes these transports very become expensive.

Ferner ist nicht auszuschließen, daß beim Zusammensetzen der Brennelemente und/oder beim Einsetzen der Brennelemente in den Reaktorkern einzelne Brennstäbe beschädigt und unbrauch bar werden. Es ist daher erforderlich, daß eine höhere Anzahl von Brennstäben gefertigt wird, als der Anzahl der frischen Brennelemente entspricht. Solche "Überschuß-Stäbe" ("excess fuel rods"), die nur auf Vorrat gefertigt wurden und dann nicht gebraucht wurden, werden teils am Ort der Brennstab- Herstellung bzw. der Brennelement-Assemblierung vorrätig ge halten, können jedoch nur dann verwendet werden, wenn zufäl lig für eine spätere Nachladung wieder ein Brennstab der gleichen Bauart und Anreicherung benötigt wird. Häufig sind aber Überschuß-Stäbe, die nach der Beladung des betreffenden Kernreaktors übrigbleiben, keiner wirtschaftlichen Weiterver wendung mehr zuzuführen, sondern werden entsorgt.Furthermore, it cannot be ruled out that when assembling the Fuel elements and / or when the fuel elements are inserted in individual fuel rods damaged and unusable in the reactor core become cash. It is therefore necessary that a higher number of fuel rods than the number of fresh ones Fuel elements corresponds. Such "excess bars" fuel rods "), which were only made in stock and then have not been used, some are Manufacture or the assembly assembly in stock hold, but can only be used if random a fuel rod for a later reload same design and enrichment is required. Are common but surplus rods that after loading the concerned Nuclear reactor remain, no economic further more waste, but are disposed of.

An den Fertigungsstätten treten häufig auch Lager-Engpässe auf, weil es zu Verzögerungen bei den Transportgenehmigungen oder den Verkehrswegen gibt. Solche Lager-Engpässe sind vor allem bei MOX-Brennstäben und MOX-Brennelementen aufwendig und teuer.Bottlenecks often occur at the production sites on because there are delays in transportation permits or the traffic routes there. Such bottlenecks are before especially expensive for MOX fuel rods and MOX fuel elements and expensive.

Der Transport der assemblierten Brennelemente erfordert nicht nur Maßnahmen zum Schutz der Umwelt und Öffentlichkeit, son dern auch besondere Transportbehälter zur Schonung der Brenn stäbe. Da die Brennelement liegend transportiert werden müs sen, treten in den Brennstäben und den Abstandhaltern andere mechanische Kräfte auf, als im Reaktorbetrieb, für den sie ausgelegt sind. Sie müssen daher vor Stößen und Erschütterun gen geschützt werden. The transport of the assembled fuel assemblies is not required only measures to protect the environment and the public, son also special transport containers to protect the burner rods. Because the fuel assembly must be transported lying down sen, kick in the fuel rods and spacers others mechanical forces than in the reactor operation for which they are designed. You therefore have to face shock and shock be protected.

Im Kernkraftwerk werden die antransportierten Brennelemente in das Wasser des dort vorhandenen Brennelement-Lagerbeckens oder Reparaturbeckens gehoben und mit der Brennelement-Lade maschine, mit der auch die verbrauchten Brennelemente aus dem Druckbehälter im Reaktorbecken herausgenommen werden, zum Re aktordruckbehälter transportiert und in ihre Positionen im Reaktorkern eingesetzt. Ebenso werden - zumindest stichpro benweise - auch die noch nicht abgebrannten Brennelemente, die für eine Wiederverwendung vorgesehen sind, aus dem Reak torkern herausgehoben und inspiziert, da immer wieder einmal ein Brennstab undicht geworden ist und ersetzt werden muß.The transported fuel elements are in the nuclear power plant into the water of the fuel pool there or repair pool lifted and with the fuel assembly drawer machine with which the spent fuel elements from the Pressure vessels in the reactor basin are taken out to the re actuator pressure vessel transported and in their positions in the Reactor core used. Likewise - at least stichpro indications - also the fuel elements that have not yet burned down, which are intended for reuse from the reak gate core lifted out and inspected, since again and again a fuel rod has leaked and needs to be replaced.

Es können aber auch Deformationen an dem Brennelement-Skelett (insbesondere an Abstandhaltern) auftreten, die zu einem Er satz einzelner Strukturteile führen. Eine Wiederverwendung von Strukturteilen erfordert daher, daß das Skelett des ent sprechenden Brennelements mit geeigneten Einrichtungen unter Wasser zerlegt wird, um ein neues Skelett zusammenzusetzen.Deformations on the fuel assembly skeleton can also occur (especially on spacers) that lead to an Er set of individual structural parts. A reuse of structural parts therefore requires that the skeleton of the ent speaking fuel assembly with suitable facilities under Water is broken down to put together a new skeleton.

Solche ferngesteuerten Manipulationen unter Wasser sind in der Regel sehr zeitraubend und werden daher nur vorgenommen, um gezielt einzelne defekte Brennstäbe oder Strukturteile auszutauschen. Daher verfügen Kernkraftwerke zwar über eine Service-Vorrichtung mit entsprechenden Einrichtungen zum In spizieren und Reparieren von Brennelementen, jedoch wird die Benutzung dieser Service-Einrichtungen auf ein Minimum be schränkt und zum Schutz des Service-Personals möglichst auto matisiert vorgenommen.Such remote controlled manipulations under water are in usually very time consuming and are therefore only made around targeted defective fuel rods or structural parts exchange. Therefore, nuclear power plants have one Service device with appropriate facilities for in spitting and repairing fuel assemblies, however Use of these service facilities to a minimum limits and to protect the service personnel if possible auto made matized.

Ein Brennelement-Skelett enthält den Brennelement-Fuß, den Brennelement-Kopf, die Abstandhalter und im Fall eines Druck wasser-Reaktors Steuerstab-Führungsrohre, im Fall eines Sie dewasser-Reaktors den Brennelement-Kasten sowie Tragstäbe (in modernen Brennelementen ein oder mehrere Wasserrohre, bei äl teren Typen auch besondere, als Tragstäbe ausgebildete Brenn stäbe). A fuel assembly skeleton contains the fuel assembly foot Fuel assembly head, the spacers and in case of pressure water reactor control rod guide tubes, in the case of a you dewasser reactor the fuel assembly box and support rods (in modern fuel elements one or more water pipes, at äl other types also special, designed as support rods Brenn rods).

Unter "Brennelement-Skelett" wird im folgenden - sofern es nicht genauer angegeben ist - die Gesamtheit der für die Hal terung aller Brennstäbe oder wenigstens der nicht-tragenden Brennstäbe bezeichnet, und zwar im ummontierten Zustand oder in dem zumindest derart montierten Zustand, daß sie die nicht-tragenden Brennstäbe aufnehmen können. Zwar ist die Le bensdauer vieler Strukturteile (insbesondere Kopf, Fuß und Kasten) wesentlich länger als die normale Standzeit von Brennstäben, jedoch wird auf eine Wiederverwendung solcher Strukturteile abgebrannter Brennstäbe in der Regel verzich tet. Denn alle Teile von Brennelementen, die bereits im Reak torkern bestrahlt wurden bzw. überhaupt im kontaminierten Wasser des Kernkraftwerks eingesetzt waren, sind selbst kon taminiert und können praktisch nur unter Wasser gehandhabt werden.Under "fuel element skeleton" in the following - if it is is not specified - the entirety of the for the Hal All fuel rods or at least the non-load-bearing ones Designated fuel rods, in the reassembled state or in the at least so assembled state that they the can accommodate non-load-bearing fuel rods. Although the Le Life span of many structural parts (especially head, foot and Box) much longer than the normal service life of Fuel rods, however, will reuse such Structural parts of spent fuel rods usually do without tet. Because all parts of fuel assemblies that are already in the reak have been irradiated or contaminated at all Water from the nuclear power plant were used themselves taminated and can practically only be handled under water become.

Unter einem "frischen Brennelement-Skelett" wird im folgenden - sofern es nicht genauer angegeben ist - die Gesamtheit der Strukturteile eines Brennelements verstanden, die zumindest überwiegend aus unbestrahltem Material bestehen, auch wenn einzelne Teile aus einem bereits bestrahlten Brennelement entnommen sind. Entsprechend bezeichnet der Ausdruck "fri sches Brennelement" ein Brennelement mit einem frischen Ske lett, in das überwiegend unbestrahlte Brennstäbe eingesetzt sind, auch wenn einzelne bestrahlte, aber wiederverwendbare Brennstäbe eingesetzt sind, die noch eine so hohe Reaktivität besitzen, wie schwächer angereicherte, unbestrahlte Brenn stäbe eines für die Nachladung vorgesehenen, unbestrahlten Brennelements. Dadurch wird klar, daß die Erfindung nicht die Reparatur und das vereinzelte Wiederzusammensetzen von defek ten Brennelementen aus Einzelteilen betrifft, sondern das As semblieren aller für einen Betriebszyklus im Kern benötigten Brennelemente hoher Reaktivität.Below is a "fresh fuel skeleton" in the following - unless stated otherwise - all of the Structural parts of a fuel element understood, at least consist predominantly of non-irradiated material, even if individual parts from an already irradiated fuel assembly are removed. Accordingly, the term "fri fuel element "means a fuel element with a fresh ske lett, in which predominantly unirradiated fuel rods are used are, even if single irradiated, but reusable Fuel rods are used that are still so high reactivity possess, like weakly enriched, unirradiated distillate rods one intended for reloading, unirradiated Fuel assembly. This makes it clear that the invention is not the Repair and the occasional reassembly of defective fuel elements from individual parts, but the ace assemble everything needed for a core operating cycle High reactivity fuel assemblies.

Unterdessen ist z. B. eine ferngesteuerte Service-Vorrichtung vorhanden, die ein unter dem Wasserspiegel eines Reaktorbec kens (Lagerbecken oder Reparaturbecken) angeordnetes Gestell mit mehreren Aufnahmepositionen für Brennelemente besitzt. Dazu gehört auch eine Brücke über dem Becken, auf der ein Wa gen in der geodätisch praktisch horizontalen Ebene verfahrbar ist und über einen in geodätisch senkrechter Richtung ver fahrbaren Arm zumindest eine Brennstab-Wechselmaschine trägt. Diese Wechselmaschine kann - vorteilhaft unter Verwendung von entsprechenden Positionierrahmen in den einzelnen Aufnahmepo sitionen der Brennelement - automatisch und exakt über die Aufnahmeposition der Brennelemente positioniert werden, um die Position jedes einzelnen Brennstabs in einem dort abge stellten Skelett anzufahren.Meanwhile, e.g. B. a remote controlled service device present, which is a below the water level of a reactor kens (storage pool or repair pool) arranged rack with multiple positions for fuel assemblies. This also includes a bridge over the pool on which a wa can be moved in the geodetically practically horizontal plane is and ver over a geodetically perpendicular direction mobile arm carries at least one fuel rod changing machine. This change machine can - advantageously using corresponding positioning frame in the individual recording po sitions of the fuel element - automatically and precisely via the Receiving position of the fuel assemblies can be positioned to the position of each individual fuel rod in one there posed skeleton to start.

Zu einer solchen automatischen Service-Vorrichtung gehört ne ben den entsprechenden Koordinaten-Fahrwerken des Positio nierwagens und der Brennstab-Wechselmaschine auch ein Zwi schenlager, in dem die entnommenen defekten Brennstäbe oder Strukturteile zumindest während der Reparatur abgelegt werden können (natürlich wieder unter Wasser). Ebenso ist ein Zwi schenlager für die bei der Reparatur benötigten Ersatzteile vorteilhaft.Such an automatic service device includes ne ben the corresponding coordinate chassis of the Positio nierwagens and the fuel rod changing machine also a Zwi in which the removed defective fuel rods or Structural parts are stored at least during the repair can (of course again under water). There is also a twos Bearing for the spare parts required for the repair advantageous.

Diese Vorgänge sind bereits weitgehend automatisiert. Ihre Arbeitsgeschwindigkeit würde daher ausreichen, während eines Betriebszyklus mehr Brennelemente aus Einzelteilen zusammen zusetzen, als der Anzahl frischer Brennelemente im nächsten Betriebszyklus entspricht.These processes are already largely automated. Your Working speed would therefore be sufficient during one Operating cycle more fuel assemblies composed of individual parts add as the number of fresh fuel elements in the next Operating cycle corresponds.

Die genannten Aufnahmepositionen der Brennelemente können nasse Zwischenlager-Plätze für die verwendbaren Brennstäbe verwendbarer Brennelemente oder für Brennstäbe verbrauchter Brennelemente bilden. In beiden Fällen könnten die Brennstäbe vorteilhaft in Behälter eingesetzt werden, deren Außenmaße einem Brennelement des Reaktors entsprechen. Diese Maße er lauben z. B. auch die doppelte Zahl der Brennstäbe unterzu bringen, also verwendbare Brennstäbe in entsprechend dicht gepackten Brennstab-Köchern ins Reaktorbecken einzusetzen oder die verbrauchten Brennstäbe wie verbrauchte Brennele mente - jedoch in dichterer Packung - im Lagergestell eines Abklingbeckens abzustellen. Dadurch würden Kapazitätsprobleme bei Transport und/oder Lagerung verringert.The named receiving positions of the fuel elements can wet interim storage spaces for the usable fuel rods usable fuel elements or spent for fuel rods Form fuel assemblies. In both cases, the fuel rods could can be used advantageously in containers whose external dimensions correspond to a fuel assembly of the reactor. These dimensions he arbors z. B. also double the number of fuel rods bring, so usable fuel rods in correspondingly tight packed fuel rod quiver into the reactor pool or the spent fuel rods like spent fuel elements - but in denser packing - in the storage rack of one To turn off the decay basin. This would cause capacity problems reduced during transport and / or storage.

Die entsprechende Kapazität der Service-Vorrichtung wird je doch bisher nicht - oder jedenfalls nicht für verwendbare Brennstäbe - genutzt; denn wiederverwendbare, bestrahlte Brennstäbe fallen nur in geringem Maße an (z. B. wenn ein Brennelement wegen eines defekten Skeletts unbrauchbar wird) und werden auch nur in geringem Maße benötigt, da auch Brenn stab-Defekte selten geworden sind und ohnehin meistens durch Dummy-Stäbe (z. B. brennstoff-freie Metallstäbe) ersetzt wer den. Für Reparaturzwecke genügt es, ein bestrahltes Skelett als Spender mit einigen bestrahlten Brennstäben und/oder Dummy-Stäben bereitzuhalten. Frische Brennstäbe werden im Kraftwerk nur in Form der unbestrahlten, assemblierten Brenn elemente angeliefert.The corresponding capacity of the service device is depending but so far not - or at least not for usable ones Fuel rods - used; because reusable, irradiated Fuel rods only accumulate to a small extent (e.g. when one Fuel element becomes unusable due to a defective skeleton) and are only required to a small extent, since they also contain firing rod defects have become rare and mostly through Dummy rods (e.g. fuel-free metal rods) who replaced the. An irradiated skeleton is sufficient for repair purposes as a donor with some irradiated fuel rods and / or Have dummy sticks ready. Fresh fuel rods are in the Power plant only in the form of the unirradiated, assembled furnace elements delivered.

Die Abstellpositionen liegen ebenso in Reichweite der ver fahrbaren Brennstab-Wechselmaschine wie Ablageflächen für Strukturteile oder Werkzeuge.The parking positions are also within the reach of the ver mobile fuel rod exchange machine as storage space for Structural parts or tools.

Sieht man davon ab, daß für derartige Reparaturarbeiten ge ringe Mengen unbestrahlter Ersatzteile nötig sind, so ist also im Kernkraftwerk keine Lagerung unbestrahlter Brennstäbe und auch keine getrennte Zwischenlagerung von unbestrahlten Brennstäben und unbestrahlten Strukturteilen vorgesehen, da ja nur assemblierte Brennelemente benötigt und angeliefert werden.Apart from that for such repair work ge small quantities of unirradiated spare parts are necessary So no storage of unilluminated fuel rods in the nuclear power plant and also no separate intermediate storage of unirradiated Fuel rods and non-irradiated structural parts are provided because yes only assembled fuel assemblies required and delivered become.

Die Unterscheidung zwischen bestrahlten und unbestrahlten Bauteilen entspricht der trockenen, fabrikmäßigen Fertigung und Handhabung der Nachladungen und dem nassen, kontaminier ten Service im Kernkraftwerk. Eine Verlagerung von Arbeits vorgängen von einem in den anderen Bereich scheitert an den dann unvermeidlichen Kontaminationen. The distinction between irradiated and unirradiated Components correspond to the dry, factory production and handling of reloads and the wet, contaminated service in the nuclear power plant. A shift in work Processes from one area to another fail because of the then inevitable contamination.

Die Service-Vorrichtungen der Kernkraftwerke müssen vorhanden sein, um defekte Brennelemente, die eine erhebliche Kapi talinvestition darstellen, während oder nach einer Nachlade pause reparieren zu können. Zwar werden solche Reparaturen häufig vom Personal des Lieferanten durchgeführt, das daher einer höheren Reisetätigkeit zwischen den Kernkraftwerken ausgesetzt ist, jedoch verfügen auch die Kraftwerke selbst über fachkundiges Personal, das in Notfällen rasch eingreifen kann, aber zwischen den Nachladungen nur schwach mit anderen Arbeiten ausgelastet ist.The service facilities of the nuclear power plants must be available to be defective fuel assemblies that have a significant capi represent valley investment, during or after a reload to be able to repair break. Such repairs do often performed by the supplier's staff, therefore a higher travel activity between the nuclear power plants is suspended, but also the power plants themselves via expert staff who can intervene quickly in emergencies can, but only weakly with others between reloads Work is busy.

Gemäß der Erfindung ist hier auch zu bemerken, daß das senk rechte Einsetzen von bestrahlten Ersatz-Stäben schonender ist und der normalen Betriebsstellung des Brennelements und den dabei auftretenden Belastungen besser entspricht als das As semblieren an den Fertigungsstellen des Lieferanten, wo die Brennstäbe in horizontaler Richtung in die Abstandhalter des Skeletts eingeschoben werden.According to the invention it should also be noted here that the lower right insertion of irradiated replacement rods is gentler and the normal operating position of the fuel assembly and the resulting stresses correspond better than the ace assemble at the supplier’s manufacturing locations, where the Fuel rods in the horizontal direction in the spacers of the Skeletons are inserted.

Eine ganz andere Betrachtung ergibt, daß es aus reaktorphysi kalischen Gründen wünschenswert wäre, wenn die Anreicherung des Brennstoffs in jedem einzelnen Brennstab jedes einzelnen Brennelements genau an die Position angepaßt wäre, in der der Brennstab nach Einsetzen eines frischen Brennelements im Re aktorkern zu liegen kommt. Darüber hinaus ist es auch vor teilhaft, statt einer konstanten Anreicherung in allen Pel lets eines Brennstabs eine axial gestaffelte Anreicherung zu verwenden, also in mehreren Bereichen des Brennstabs Pellets unterschiedlicher Anreicherung zu verwenden. Aus ökonomischen Gründen muß jedoch die Typenzahl sowohl der angereicherten Pellets als auch der entsprechenden Brennstäbe gering gehal ten werden. Insbesondere bei MOX-Brennstoff, der ohnehin nur aufwendig zu fertigen ist, werden die Fertigungskosten erheb lich reduziert, wenn die Anzahl der Pellet- und Stab-Typen verringert und die Stückzahl vergrößert werden kann. A completely different view reveals that it is from reactor physi potash reasons would be desirable if the enrichment of the fuel in each and every fuel rod Fuel element would be adapted exactly to the position in which the Fuel rod after inserting a fresh fuel element in the right actuator core comes to rest. In addition, it is also before partial, instead of a constant accumulation in all pel lets a fuel rod an axially staggered enrichment use, i.e. pellets in several areas of the fuel rod to use different enrichment. From economic For reasons, however, the number of types of both the enriched Pellets and the corresponding fuel rods are low be. Especially with MOX fuel, which is only anyway the manufacturing costs are expensive Lich reduced if the number of pellet and rod types reduced and the number of pieces can be increased.

Andererseits ist es aber insbesondere bei Siedewasser-Brenn elementen erforderlich, daß die Brennstab-Positionen am Rand des Brennelements mit Stäben niedriger Anreicherung besetzt werden. Daher ist es in der Regel mindestens erforderlich, für jedes Brennelement zwölf schwach angereicherte Brennstäbe zu fertigen, die in die vier Ecken des Brennelements einge setzt werden, während für die übrigen Brennstäbe häufig nur zwei Brennstab-Typen mit höherer Anreicherung und in größerer Stückzahl gefertigt werden können.On the other hand, it is especially with boiling water distillers elements required that the fuel rod positions on the edge of the fuel assembly with low enrichment rods become. Therefore, it is usually at least necessary for each fuel element twelve weakly enriched fuel rods to manufacture that inserted into the four corners of the fuel assembly are set, while for the remaining fuel rods often only two types of fuel rods with higher enrichment and in larger Number of pieces can be manufactured.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Möglichkeiten der geschilderten, beim Nachladen der Kernreaktoren benötig ten Einrichtungen besser zu nutzen.The invention has for its object the possibilities the described, needed when reloading the nuclear reactors better use of facilities.

Nach einem Aspekt der Erfindung wird davon ausgegangen, daß das senkrechte Einschieben von Brennstäben die Gefahr von Be schädigungen der Stäbe und der Brennelement-Skelette verrin gert. Dieses Einschieben kann auf eine sehr schonende Weise erfolgen, wie die bereits geschilderte, automatisch und fern gesteuerte Service-Vorrichtung beweist. Möglicherweise ist dies darauf zurückzuführen ist, daß dieses Einschieben unter Wasser erfolgt. Der schwierigere Teil beim Assemblieren eines Brennelements ist das Zusammensetzen des frischen Brennele ment-Skeletts, das aber im Trockenen, wo die Teile leicht zu gänglich sind, erfolgen kann, insbesondere solange nur unbe strahlte Strukturteile verwendet werden. Die weitere Montage eines frischen Brennelements kann unter Wasser ausreichend schnell und zuverlässig erfolgen, z. B. mittels einer Vorrich tung, wie sie für den beschriebenen Service in den Kernkraft werken entwickelt wurde. Dabei können dann auch bestrahlte und kontaminierte, aber noch nicht abgebrannte Brennstäbe (z. B. aus einem abgestellten und wiederverwendbaren Brennele ment im Lagerbecken oder Reparaturbecken des Kernkraftwerks) eingesetzt werden.According to one aspect of the invention, it is believed that the vertical insertion of fuel rods the risk of loading Damage to the rods and the fuel element skeletons is reduced device. This insertion can be done in a very gentle way take place, like the one already described, automatically and remotely controlled service device proves. Possibly is this is due to the fact that this insertion under Water takes place. The more difficult part of assembling one The fuel element is the composition of the fresh fuel ment skeletons, but in the dry, where the parts are easy to are accessible, can take place, especially as long as only unbe blasted structural parts can be used. The further assembly a fresh fuel element can suffice under water done quickly and reliably, e.g. B. by means of a Vorrich tion, as described for the service in the nuclear power works was developed. Irradiated can then also be used and contaminated but not yet burned fuel rods (e.g. from a parked and reusable Brennele in the storage pool or repair pool of the nuclear power plant) be used.

Eine solche Verwendung von bereits bestrahlten Brennstäben, die daher nur noch eine verminderte Reaktivität besitzen, er öffnet die Möglichkeit, auf die Verwendung von unbestrahlten und schwächer angereicherten Brennstäben, die nur in geringer Stückzahl benötigt werden, zu verzichten. So können, z. B. in die vier Ecken eines Siedewasser-Brennelements, anstelle der erwähnten unbestrahlten Brennstäbe niedrigerer Anreicherung nunmehr solche bestrahlten Brennstäbe eingesetzt werden. Da in ausgetauschten Brennelementen wiederverwendbare Brennstäbe mit ganz unterschiedlichen Rest-Reaktivitäten vorhanden sind, können diese in frische Brennelemente an Positionen einge setzt werden, wo bisher aus ökonomischen Gründen auf einzelne Brennstäbe niedrige Reaktivität verzichtet wurden. Dies ist möglich, da unterdessen Hüllrohre entwickelt sind, die lange Standzeiten überdauern können. Dies betrifft insbesondere die Positionen am Rand des Brennelements, wo eine differenzierte Anreicherung des Brennstoffs vorteilhaft wäre, aber aus öko nomischen Gründen bisher praktisch nicht verwendet wurde.Such use of fuel rods already irradiated, which therefore only have a reduced reactivity, he opens the possibility of using unirradiated and weaker enriched fuel rods, which are only in low Pieces needed to be dispensed with. So, e.g. B. in the four corners of a boiling water fuel element, instead of low-enrichment unexposed fuel rods mentioned now such irradiated fuel rods are used. There Reusable fuel rods in replaced fuel assemblies with very different residual reactivities, can put them in fresh fuel assemblies at positions be set where previously for economic reasons on individual Low reactivity fuel rods were dispensed with. This is possible because in the meantime cladding tubes have been developed that last a long time Can survive downtimes. This applies in particular to the Positions at the edge of the fuel assembly, where a differentiated Enrichment of the fuel would be beneficial, but from eco for practical reasons has not been used so far.

Dadurch entstehen frische Brennelemente, die neben einer grö ßeren Zahl von unbestrahlten Brennstäben noch eine geringe Zahl von bestrahlten Brennstäben besitzen. Dies bedeutet eine erhebliche Flexibilität bei der Auslegung und Fertigung der Brennelemente und verringert gleichzeitig die Anzahl der zu fertigenden Pellet- und Brennstab-Typen.This creates fresh fuel elements that are next to a large a small number of unilluminated fuel rods Have number of irradiated fuel rods. This means one considerable flexibility in the design and manufacture of the Fuel assemblies and at the same time reduces the number of manufacturing pellet and fuel rod types.

Diese Verwendung bestrahlter und kontaminierter Brennstäbe ist möglich, weil nach einem anderen Aspekt der Erfindung das Assemblieren der Brennelemente nicht in einem kontaminie rungsfreien Werk, sondern direkt im Kernkraftwerk (insbeson dere unter Wasser) und unter Verwendung von Einrichtungen der Service-Vorrichtung erfolgen kann, die ohnehin zum Inspizie ren und Reparieren von Brennelementen vorgesehen ist. Dadurch wird auch diese Service-Vorrichtung besser ausgelastet.This use of irradiated and contaminated fuel rods is possible because according to another aspect of the invention that Do not assemble the fuel assemblies in one contamination maintenance-free plant, but directly in the nuclear power plant (in particular underwater) and using facilities of the Service device can be made that is for inspection anyway Ren and repair of fuel elements is provided. Thereby this service device is also better utilized.

Vorteilhaft werden die assemblierten frischen Brennelemente aus dem kontaminierten Wasser des Kernkraftwerks nicht mehr herausgehoben, sondern werden vielmehr bis zum Einsetzen in den Reaktorkern derart zwischengelagert, daß das Erfordernis der Unterkritikalität gegen ist. Entsprechende Möglichkeiten, Brennelemente mit der Aktivität frischer Brennelemente zwar unter Wasser, aber unterkritisch zu lagern, sind dem Fachmann bereits bekannt (auch bisher werden unbestrahlte Brennele mente hoher Reaktivität, die im Kernkraftwerk angeliefert werden, zunächst in das Reaktorbecken gesetzt, aus dem sie dann von einer Brennelement-Lademaschine in den Reaktorkern transportiert werden).The assembled fresh fuel elements are advantageous no longer from the contaminated water of the nuclear power plant highlighted, but rather are until insertion in temporarily stored the reactor core in such a way that the requirement against subcriticality. Appropriate options Fuel assemblies with the activity of fresh fuel assemblies Storage under water, but subcritical, are the specialist already known (also so far untreated Brennele elements of high reactivity delivered to the nuclear power plant are first placed in the reactor pool from which they then from a fuel assembly loading machine into the reactor core be transported).

Daher können bereits vor der für das Nachladen des Reaktors erforderlichen Betriebspause die nötigen frischen Brennele mente auf Vorrat gefertigt werden, um dann in dieser Be triebspause zusammen mit teil-abgebrannten Brennelementen in den Kern eingesetzt werden.Therefore, before reloading the reactor the necessary break the fresh nettle elements are made in stock, in order then in this Be drive break together with partially burned fuel elements in the core can be used.

Demgemäß führt die Erfindung zu einem Verfahren zum Beladen des Reaktors mit frischen und teil-abgebrannten Brennelemen ten, wobei die frischen Brennelemente am Ort des Reaktors selbst aus unbestrahlten Brennstäben, unbestrahlten Struktur teilen und gegebenenfalls wenigen bestrahlten Brennstäben und/oder bestrahlten Strukturteilen assembliert werden.Accordingly, the invention leads to a method of loading of the reactor with fresh and partially burned-out fuel elements ten, the fresh fuel assemblies at the location of the reactor even from unexposed fuel rods, unexposed structure share and possibly a few irradiated fuel rods and / or irradiated structural parts can be assembled.

Nach einem besonderen Aspekt der Erfindung ist also ein Kern kraftwerk vorgesehen, das einen Lagerplatz für die entspre chende, hohe Stückzahl von unbestrahlten Brennstäben besitzt, in dem die für den nächsten Betriebszyklus vorgesehenen, un bestrahlten Brennstäbe zwischengelagert werden können, bis alle frischen Brennelemente assembliert sind.According to a special aspect of the invention there is a core Power plant provided that a storage space for the correspond has a large number of unilluminated fuel rods, in which the intended for the next operating cycle, un irradiated fuel rods can be stored until all fresh fuel assemblies are assembled.

Ein solcher Lagerplatz im Kernkraftwerk kann insbesondere ein Trockenlager enthalten, aus dem die unbestrahlten Brennele mente dann in ein nasses Zwischenlager umgesetzt werden, z. B. einen Brennstab-Köcher, der unter Wasser neben einer Aufnah mestation einer Service-Vorrichtung angebracht ist. Das nasse Zwischenlager nimmt vorzugsweise nebeneinander die unbe strahlten Stäbe (bzw. einen Brennstab-Köcher) und ein fri sches (vorzugsweise unbestrahltes) Brennelement-Skelett zum Assemblieren der frischen Brennelemente oder ein defektes be strahltes Brennelement und ein Spender-Element zum Reparieren defekter Brennelemente auf.Such a storage space in the nuclear power plant can be a Contain dry storage from which the unirradiated Brennele elements are then implemented in a wet interim storage facility, e.g. B. a fuel rod quiver that is underwater next to a shot mestation of a service device is attached. The wet one Interim storage preferably takes the unbe side by side beamed rods (or a fuel rod holder) and a fri cal (preferably unirradiated) fuel assembly skeleton for Assemble the fresh fuel elements or a defective one radiated fuel element and a dispenser element for repair defective fuel assemblies.

Neben diesem nassen Lager für die Brennstäbe ist auch ein ge trenntes Lager für eine entsprechende Menge unbestrahlter Strukturteile vorteilhaft. Auch diese Lagerung der Struktur teile kann vorteilhaft vorsehen, daß die Strukturteile zu nächst auf einem trockenen Lagerplatz gelagert und anschlie ßend auf einen Abstellplatz unter Wasser transportiert wer den, der sich in der Reichweite einer Brennstab-Lademaschine einer Service-Vorrichtung befindet.In addition to this wet bearing for the fuel rods is also a ge separate warehouse for a corresponding amount of unirradiated Structural parts advantageous. This structure storage too Parts can advantageously provide that the structural parts next stored in a dry storage place and then who is transported to a parking space under water the one that is within the reach of a fuel rod loading machine a service device.

Ein besonders vorteilhafter Aspekt der Erfindung ist aber, daß die Brennelemente nicht im assemblierten Zustand über öf fentliche Verkehrswege angeliefert werden müssen, sondern nach Brennstäben und Strukturteilen getrennt transportiert werden können. Dabei erfordert der Transport der Struktur teile keine besonderen Vorkehrungen zur Schonung der Umwelt, Öffentlichkeit und der Strukturteile selbst, und der Trans port der Brennstäbe kann in Transportbehältern erfolgen, in denen die Brennstäbe raumsparend gelagert werden können. Be sondere Vorkehrungen, um beim liegenden Transport der Brenn stäbe ein Durchbiegen oder ähnliche Belastungen zu vermeiden, sind beim Transport von Brennelementen nötig aber gemäß der Erfindung praktisch nicht erforderlich.A particularly advantageous aspect of the invention is, however, that the fuel assemblies are not in the assembled state above public transport routes must be delivered, but transported separately according to fuel rods and structural parts can be. This requires the transport of the structure do not take any special precautions to protect the environment, Public and the structural parts themselves, and the trans port of the fuel rods can be done in shipping containers, in where the fuel rods can be stored to save space. Be special precautions in order to transport the burner horizontally to prevent bending or similar loads, are necessary for the transport of fuel elements but according to the Invention practically not necessary.

Der Aufbau eines solchen Transportbehälters ist auch dadurch vereinfacht, daß eine entsprechend dichte Packung von Brenn stäben selbst dann, wenn aufgrund eines Unfalls Wasser in den Transportbehälter eindringen sollte, wegen seines geringen Moderator/Brennstoff-Verhältnisses unterkritisch bleibt. Ein solcher Behälter könnte dann sogar unmittelbar vom Transport fahrzeug in ein Wasserbecken des Reaktors entladen werden. Zu berücksichtigen wäre lediglich eine Kontaminierung des Behäl ters durch das Reaktorwasser um problemlos in der Service- Vorrichtung verwendet zu werden. Für die Service-Vorrichtung mit einer automatisch gesteuerten, exakt positionierbaren Brennstab-Wechselmaschine ist das Entnehmen von dicht gesetz ten Brennstäben aus einem entsprechenden Köcher leicht mög lich. Dies gilt auch umgekehrt für das Einsetzen von be strahlten und unbrauchbar gewordenen Brennstäben in einem entsprechenden Lagerbehälter, der zur besseren Ausnutzung der Lagerkapazität im Abklingbecken des Reaktors zwar in die vor handenen Lagergestelle eingesetzt werden kann und die Außen abmessungen eines Brennelements hat, in dem aber die Brenn stäbe entsprechend dicht gesetzt sind.The construction of such a transport container is also due to this simplified that a correspondingly tight packing of Brenn even if water falls into the water due to an accident Transport container should penetrate because of its low Moderator / fuel ratio remains subcritical. On such containers could then even be transported directly be unloaded into a water basin of the reactor. To only contamination of the container would be taken into account ters through the reactor water in order to Device to be used. For the service device with an automatically controlled, precisely positionable Fuel rod changing machine is the removal of tightly law ten fuel rods from a corresponding quiver easily Lich. Conversely, this also applies to the insertion of be beamed and unusable fuel rods in one appropriate storage container that for better utilization of the Storage capacity in the cooldown of the reactor in the front existing storage racks can be used and the outside dimensions of a fuel assembly, but in which the fuel rods are set accordingly close.

Letztlich führt also die Erfindung zu einem neuen System zur Herstellung der Brennelemente hoher Reaktivität, die von ei nem Kernkraftwerk als Ersatz für mehrere abgebrannte und ge gebenenfalls auch ein defektes Brennelement im Kern des Reak tors benötigt werden und für einen weiteren Betriebszyklus des Kernkraftwerks in den Kern eingesetzt werden. Dieses Sy stem umfaßt wenigstens eine Fertigungsstätte zum serienmäßi gen Herstellen unbestrahlter Brennstäbe und unbestrahlter Strukturteile für unterschiedliche Kernkraftwerke, sowie das Kernkraftwerk selbst, dessen Reaktorkern im aktuellen Fall nachgeladen werden muß. Dieses System benutzt im Kernkraft werk eine Service-Vorrichtung mit Einrichtungen, die auch zum Inspizieren und Reparieren von bestrahlten Brennelementen ge eignet ist. Im Kernkraftwerk ist das beschriebene Lager für unbestrahlte Brennstäbe und unbestrahlte Strukturteile vorge sehen, und für den Transport zum Kernkraftwerk sind Trans portmittel (insbesondere Transportfahrzeuge und Transportbe hälter) vorgesehen, die die Brennstäbe und die Strukturteile die im betreffenden Kernkraftwerk benötigt werden, getrennt voneinander transportieren.Ultimately, the invention leads to a new system Manufacture of high reactivity fuel assemblies by ei nem nuclear power plant as a replacement for several burned and ge possibly also a defective fuel element in the core of the reak tors are required and for another operating cycle of the nuclear power plant are used in the core. This sy stem comprises at least one production facility for series production production of unexposed fuel rods and unexposed Structural parts for different nuclear power plants, as well as that Nuclear power plant itself, whose reactor core in the current case must be reloaded. This system uses nuclear power werk a service device with facilities that also for Inspect and repair irradiated fuel assemblies is suitable. In the nuclear power plant, the warehouse described is for unexposed fuel rods and unexposed structural parts see, and for the transport to the nuclear power plant are trans means of transport (in particular transport vehicles and transport vehicles container) provided which the fuel rods and the structural parts that are required in the nuclear power plant concerned, separately transport from each other.

Dieser getrennte Transport ist einfacher und billiger als der Transport von bereits assemblierten Brennelementen. Hinzu kommt aber noch, daß in der Regel der Kernbrennstoff selbst aus gesinterten Pellets besteht, die aus Kernbrennstoff-Pul ver in einer ersten Fertigungsort gefertigt werden, während die Hüllrohre und Endstopfen der Brennstäbe und auch die wei teren metallischen Strukturteile an einem zweiten Standort gefertigt werden, der insbesondere für die Verarbeitung des entsprechenden Reaktormaterials (in der Regel Zirkaloy) ge eignet ist. Von diesem zweiten Fertigungsort müssen zumindest die Hüllrohre und Endstopfen an den ersten Ort der Pellet- Herstellung transportiert werden, um die Pellets gasdicht und sicher in den Hüllrohren einzuschließen, also unbestrahlte Brennstäbe herzustellen.This separate transportation is easier and cheaper than that Transport of already assembled fuel assemblies. in addition but it still comes that usually the nuclear fuel itself consists of sintered pellets made from nuclear fuel pulp are manufactured in a first manufacturing location, while the cladding tubes and end plugs of the fuel rods and also the white other metallic structural parts at a second location are manufactured, in particular for the processing of the corresponding reactor material (usually Zirkaloy) ge is suitable. At least from this second manufacturing location the cladding tubes and end plugs to the first location of the pellet Manufactured to be transported to make the pellets gastight and to be securely enclosed in the cladding tubes, i.e. unirradiated To produce fuel rods.

Die Assemblierung der Brennstäbe und Strukturteile zu fertig montierten, unbestrahlten Brennelementen geschieht im Stand der Technik in der Regel an einem dritten Standort, wobei also ein Transport der Stäbe vom ersten Standort und ein Transport der Strukturteile vom zweiten Standort erforderlich ist.The assembly of the fuel rods and structural parts to be finished assembled, unilluminated fuel elements takes place in the stand technology usually at a third location, whereby So a transport of the bars from the first location and one Transport of structural parts from the second location required is.

Dieser Transport zum dritten Standort wird bei dem beschrie benen System ersetzt durch den Transport der unbestrahlten Brennstäbe und unbestrahlten Strukturteile an den Ort des Kernkraftwerks. Damit entfällt vor allem der problematische und teuere Transport der fertig assemblierten Brennstäbe zwi schen dem dritten Fertigungsstandort und dem Kernkraftwerk.This transport to the third location is described by the system replaced by the transport of the unirradiated Fuel rods and non-irradiated structural parts to the location of the Nuclear power plant. Above all, this eliminates the problematic one and expensive transport of the assembled fuel rods between third production site and the nuclear power plant.

Die Erfindung ermöglicht somit einerseits große Einsparungen an Aufwand und Kosten, ermöglicht aber auch andererseits technische Vorteile, insbesondere eine flexible Auslegung der Brennelemente.On the one hand, the invention enables large savings in effort and costs, but also enables on the other hand technical advantages, in particular a flexible interpretation of the Fuel assemblies.

Diese und weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den An sprüchen gekennzeichnet.These and other embodiments of the invention are in the An sayings marked.

Anhand von mehreren Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:Using several figures, an embodiment of the Invention explained. Show it:

Fig. 1 das im Stand der Technik übliche System zum Bereit stellen und Nachladen frischer Brennelemente hoher Re aktivität, Fig. 1 represent the usual in the prior art system for providing and reloading activity of fresh fuel high Re,

Fig. 2 das entsprechende System gemäß der Erfindung, Fig. 2, the corresponding system according to the invention,

Fig. 3 die dabei verwendete Service-Vorrichtung mit dem Was serbecken im Kernkraftwerk, Fig. 3, the service device used in this case with the What serbecken nuclear power plant,

Fig. 4 eine schematische Anordnung von Positionen und Ein richtungen der Service-Vorrichtung. Fig. 4 is a schematic arrangement of positions and directions of the service device.

Nach dem Stand der Technik (Fig. 1) werden die als Ersatz verbrauchter Brennelemente benötigten Brennelemente hoher Re aktivität in folgendem System gefertigt, bereitgestellt und nachgeladen: In einer chemischen Produktionsstätte an einem Fertigungsstandort CF wird der Brennstoff, also angereicher tes Uran und/oder MOX, von der Form, in der er angeliefert wird, in ein Pulver umgewandelt, zu Pellets gepreßt und gesintert. Die gesinterten Pellets PE werden in einer Hüll rohr-Füllstation in Hüllrohre HR eingefüllt und mittels End stopfen gasdicht eingeschlossen, wobei diese Hüllrohre HR in der Regel an einem anderen Standort MF in einer metallverar beitenden Fabrik aus entsprechenden Rohlingen (insbesondere Halbzeug aus Zirkaloy) hergestellt und ausgeliefert werden. Diese metallverarbeitende Fabrik MF stellt auch die weiteren, für das Brennelement benötigten Strukturteile SP, z. B. Ab standhalter, her, wobei ein weiterer Fertigungsstandort FA die Assemblierung der Brennelemente übernimmt. Während der Transport TFS der Strukturteile SP zum Standort FA der Assem blierung sowie der Hüllrohre HR zum Standort CF der chemi schen Fabrikation überhaupt keine Schwierigkeiten macht, kön nen auch für den Transport TFR der gefertigten, unbestrahlten Brennstäbe FR übliche Fahrzeuge mit Transportbehältern ver wendet werden, die einen einfachen Aufbau haben können. Dies gilt, solange kein MOX verwendet ist. According to the prior art ( Fig. 1), the fuel elements required to replace spent fuel assemblies with a high level of reactivity are manufactured, provided and reloaded in the following system: In a chemical production facility at a manufacturing site CF, the fuel, i.e. enriched uranium and / or MOX , from the form in which it is delivered, converted into a powder, pressed into pellets and sintered. The sintered pellets PE are filled in a cladding tube filling station in cladding tubes HR and sealed gas-tight by means of end plugs, these cladding tubes HR usually being produced at a different location MF in a metal-processing factory from corresponding blanks (in particular semi-finished products made from Zirkaloy) be delivered. This metalworking factory MF also provides the other structural parts SP required for the fuel assembly, e.g. B. From standoff, forth, with a further manufacturing location FA takes over the assembly of the fuel elements. While the transport TFS of the structural parts SP to the location FA of the assembly and the cladding tubes HR to the location CF of the chemical production do not pose any problems at all, conventional vehicles with transport containers can also be used for the transport TFR of the manufactured, non-irradiated fuel rods FR, that can have a simple structure. This applies as long as no MOX is used.

Der Transport der assemblierten und unbestrahlten Brennele mente vom Standort FA der Assemblierung zum Kernkraftwerk NPP erfordert jedoch bereits Spezialfahrzeuge mit einem großen Fördervolumen und einem besonderen Schutz der Brennelemente vor Erschütterungen und Stößen. Im Fall von MOX-Brennstäben und Brennelementen ist sowohl der Transport TFR der Brenn stäbe als auch der Transport TFA der assemblierten Brennele mente mit besonderen behördlichen Auflagen und Sicherheits vorkehrungen verbunden und sehr teuer.The transport of the assembled and unirradiated Brennele elements from the FA site of assembly to the NPP nuclear power plant however, already requires special vehicles with a large one Delivery volume and special protection of the fuel elements from shocks and bumps. In the case of MOX fuel rods and fuel elements is both the transport TFR the fuel rods as well as the transport TFA of the assembled Brennele elements with special official requirements and security precautions connected and very expensive.

Im Kernkraftwerk NPP werden die Brennelemente FA zunächst entladen, in ein erstes Wasserbecken W1 eingesetzt und von dort mittels einer Brennelement-Lademaschine in das Wasser becken W2 mit dem Reaktorkern eingeschleust.In the NPP nuclear power plant, the fuel elements are initially FA unloaded, inserted into a first water basin W1 and from there into the water by means of a fuel loading machine basin W2 with the reactor core.

Gemäß Fig. 2 benutzt das System der Erfindung ebenfalls den chemischen Fabrikationsstandort CF und die metallverarbei tende Fabrik NF, zwischen denen die Hüllrohre HR transpor tiert werden. Die gefüllten und verschlossenen Brennstäbe werden nunmehr mit dem Brennelement-Transport TFR direkt an den Ort des Kernkraftwerks NPP transportiert. Ebenso erfolgt der Transport der Abstandhalter und weiteren Strukturteile SP direkt an den Ort des Kernkraftwerks. Dort werden sie in ein Zwischenlager entladen, in dem vorteilhaft die unbestrahlten Brennstäbe FR und die Strukturteile SP getrennt trockengela gert werden, um dann in entsprechende nasse Lagerstellen in der Reichweite einer Service-Einrichtung im Wasserbecken W1 überführt zu werden. Diese Service-Einrichtung im Wasserbec ken W1 assembliert die entsprechenden Brennelemente, die dann auf die übliche Weise in das Wasserbecken W2 mit dem Reaktor druckbehälter bzw. Reaktorkern eingeschleust werden.Referring to FIG. 2, the system of the invention also uses the chemical production site and the CF metallverarbei tend factory NF, between which the jacket tubes HR advantage be transported. The filled and sealed fuel rods are now transported directly to the location of the NPP nuclear power plant using the TFR fuel transport. The spacers and other structural parts SP are also transported directly to the location of the nuclear power plant. There they are unloaded into an interim storage facility, in which the unilluminated fuel rods FR and the structural parts SP are advantageously dried separately, in order then to be transferred to corresponding wet storage locations within the reach of a service facility in the water basin W1. This service facility in Wasserbec ken W1 assembles the corresponding fuel elements, which are then introduced into the water basin W2 with the reactor pressure vessel or reactor core in the usual way.

Fig. 3 zeigt einen Blick auf die Service-Vorrichtung mit dem Wasserbecken W1 eines Kernreaktors. Diese Vorrichtung ist auch verwendbar zum Inspizieren und Reparieren bestrahlter Brennelemente. Dabei ist zunächst ein Schwenkkorb 2 erkenn bar, in dem eingesetzte Brennelemente geschwenkt werden kön nen um z. B. Brennelement-Füße von oben abschrauben zu können. Die Brennelemente, die von einer (nicht dargestellten) Brenn element-Lademaschine im Kraftwerk umgesetzt werden können, können in eine der drei Brennelement-Aufnahmepositionen P1, P2, P3 eingesetzt werden. Ferner ist auch eine Reserve-Posi tion PR zum Parken mindestens eines (neu assemblierten oder bereits bestrahlten) Brennelements erkennbar. Zwischen diesen Positionen (vgl. Fig. 4) befindet sich eine Position P1, an der z. B. Inspektionen oder Manipulationen an einem bestrahl ten oder einem neu assemblierten Brennelement durchgeführt werden können. Insbesondere kann in diese Inspektionsposition auch ein Brennelement-Skelett eingesetzt werden, das aus un bestrahlten Strukturteilen (gegebenenfalls auch unter Verwen dung einiger bestrahlter Strukturteile) montiert ist. Insbe sondere befindet sich an dieser Inspektionsposition P1 ein Köcher PK für Brennstäbe sowie eine Ablage für andere Zube hörteile. Fig. 3 shows a view of the service device with the water tank W1 of a nuclear reactor. This device can also be used to inspect and repair spent fuel assemblies. First, a swivel basket 2 is recognizable, in which fuel elements used can be swiveled around z. B. to be able to unscrew the fuel assembly feet from above. The fuel elements, which can be implemented by a fuel element loading machine (not shown) in the power plant, can be used in one of the three fuel element receiving positions P1, P2, P3. Furthermore, a reserve position PR for parking at least one (newly assembled or already irradiated) fuel element is also recognizable. Between these positions (see FIG. 4) is a position P1, at which, for. B. inspections or manipulations on an irradiated or a newly assembled fuel assembly can be carried out. In particular, a fuel assembly skeleton can also be used in this inspection position, which is assembled from non-irradiated structural parts (possibly also using some irradiated structural parts). In particular, there is a quiver PK for fuel rods and a shelf for other accessories at this inspection position P1.

Alle Stationen P1, P2, P3, P0 und PI liegen im Bereich eines Fahrwerks FW, mit dem eine Brennstab-Lademaschine LFA exakt über jede dieser Positionen verfahrbar ist und mittels einer Koordinatensteuerung praktisch jede Position eines dort abge stellten Brennelements oder Brennelement-Skeletts anfahren kann. Insbesondere ermöglicht diese Brennstab-Lademaschine LFA ein Umsetzen von Brennstäben zwischen dem Köcher und der Inspektionsstation.All stations P1, P2, P3, P0 and PI are in the range of one FW undercarriage with which a LFA fuel rod loading machine is exactly is movable over each of these positions and by means of a Coordinate control practically every position one abge there approached fuel element or fuel element skeleton can. In particular, this fuel rod loading machine enables LFA a transfer of fuel rods between the quiver and the Inspection station.

Es ist nicht immer erforderlich, das Brennelement-Skelett au ßerhalb des Wasserbeckens zu montieren. Vielmehr kann ein solches Strukturteil in einer Kopf- und Fuß-Montagestation PP an andere Strukturteile, z. B. Führungsrohre oder Wasserrohre, aufgesetzt und befestigt werden. Diese Station ermöglicht so mit auch, ein Brennelement-Skelett mit den in der Inspekti onsstation eingesetzten Brennstäben unten bzw. oben zu ver schließen. It is not always necessary to build the fuel assembly skeleton To be installed outside the water basin. Rather, one such structural part in a head and foot assembly station PP to other structural parts, e.g. B. guide tubes or water tubes, be put on and fastened. This station makes it possible with also, a fuel assembly skeleton with those in the inspecti onsstation used fuel rods below or above conclude.

Fig. 4 zeigt in einem Schema die entsprechenden Positionen, die durch fest an der Beckenwand befestigten Konsolen exakt festgelegt sind. Fig. 4 shows a diagram of the corresponding positions, which are precisely determined by brackets firmly attached to the pool wall.

Wie bereits erläutert wurde, ist die gesamte Service-Vorrich tung zunächst für die Reparatur von bestrahlten Brennelemen ten entwickelt. Die Erfindung sieht jedoch vor, diese Station nunmehr zu verwenden, um nicht nur einzelne, bereits be strahlte Brennelemente zu reparieren, sondern auch die Viel zahl der für eine Nachladung des Reaktorkerns benötigten Brennelemente hoher Reaktivität zusammenzusetzen. Ein derar tig zusammengesetztes Brennelement hoher Reaktivität kann da bei einzelne Brennstäbe aus einem bereits bestrahlten Brenn element verwenden, besteht jedoch überwiegend aus unbestrahl ten Brennstäben.As already explained, the entire service device is tion initially for the repair of irradiated fuel elements ten developed. However, the invention provides this station now to use not only single, already be beamed to repair fuel elements, but also the lot Number of those required for reloading the reactor core Assemble fuel assemblies of high reactivity. A derar tig composite fuel element of high reactivity can for individual fuel rods from an already irradiated burner use element, but mainly consists of unirradiated fuel rods.

Claims

1. System for reloading the reactor core of a light water-cooled, by public transport routes from a manufac turing facility (CF, MF) for non-irradiated, fuel-filled fuel rods (FR) and non-irradiated structural parts (SP) separate nuclear power plant with fuel rods of high reactivity, characterized in that the unilluminated fuel rods (FR) and unirradiated structural parts (SP) are transported separately from one another via public transport routes to the nuclear power plant, and that the fuel elements required for an operating cycle of the nuclear power plant are highly reactive in the nuclear power plant, at least predominantly from the unirradiated fuel rods and structural parts be put together.

2. System according to claim 1, characterized in that for the Assemble a service device with facilities for Inspect irradiated fuel assemblies and repair defective fuel assemblies is present.

3. System according to claim 1 or 2, characterized in that at the core Kraftwerk a storage place for the high for the fuel elements Reactivity required unexposed fuel rods and unbe blasted structural parts is present.

4. Use of a service device with facilities for Inspect irradiated fuel assemblies and repair them perfect fuel elements in a nuclear power plant, characterized in that the Ser vice device for both inspection and if necessary Repair an irradiated fuel assembly as well as to the ace assemble a plurality of fuel assemblies with high reactivities from unilluminated fuel rods stored in nuclear power and unirradiated structural parts is suitable.

5. Use according to claim 4, characterized in that with the Service device also includes at least one irradiated fuel rod or an irradiated structural part together with a plurality of the unilluminated fuel rods and structural parts into one Fuel assembly of high reactivity is composed.

6. Use according to claim 4 or 5, characterized in that the ace assemble under water.

7. Safety container for transporting unirradiated, fuel-filled, gas-tight fuel rods on public roads, with the fuel rods lying down and packed tightly next to each other and on top of each other in safety units are arranged and practically on your support each other along the entire length.

8. Fuel assembly with high reactivity for light water cooling tes, power-generating nuclear power plant, characterized in that the more number of rod positions of unilluminated fuel rods and at least one rod position from one irradiated and part spent fuel rod is occupied.

9. The fuel assembly according to claim 8, characterized in that minde least a position on the edge of the fuel assembly with a be beamed fuel rod is occupied.

10. Fuel element according to claim 8 or 9, characterized in that minde least some of the unilluminated fuel assemblies are a fuel contain the plutonium and / or by reprocessing contains isotopes obtained from irradiated fuel.

11. Method for assembling a high Re fuel assembly activity, characterized in that minde least the majority of the fuel rods are unirradiated fuel rods and turned into a skeleton in the geodesically vertical direction be set.

12. The method according to claim 11, characterized in that the one put under water.

13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that before or after assembling the fuel assembly further fuel assemblies assembled using the same procedure.

14. Method of assembling multiple high fuel assemblies Reactivity, characterized in that the At least fuel elements under water in a nuclear power plant predominantly from unilluminated fuel rods and unirradiated ones Structural parts are assembled.

15. Procedure for reloading a light water-cooled, lei power generating nuclear power plant, characterized in that according to ei nem loading plan a number of fuel elements with high reactivities act as a replacement for irradiated and spent fuel elements it is determined that the number of fuel elements ho forth reactivity a number of unilluminated fuel rods and unirradiated structural parts is determined to be at least the certain number of non-irradiated structural parts and Fuel rods manufactured and used in the public transport routes Power plant is transported that in the power plant the number of Fuel assemblies of high reactivity at least predominantly unilluminated fuel rods and structural parts and given if one or a few irradiated fuel rods and / or Structural parts is composed that be in the power plant blasted and inspected and partially-spent fuel assemblies if necessary, be repaired and that the core of the reak tors with fuel assemblies of high reactivity and irradiated, partially-spent fuel is loaded.

16. Power generating core cooled with light water Power plant with a service device for inspecting and Repair irradiated fuel assemblies and a warehouse for that separate storage of a large number of unilluminated fuels ben and unirradiated structural parts, the service pre direction is suitable, from fuel rods and structural parts Assemble fuel assembly.