DE2018495B2 - Verriegelungssystem fuer kernreaktoren - Google Patents

Description

dung aufweisenden Verriegelungssyslems sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Mehrere Ausführungsbeispiele des die Erfindung aufweisenden Verriegelungssystems und ihre Vorteile sind im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, in dieser zJ.gt

Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch einen Teil eines Leichtwassersiedereaktors und den Wechsel einer Brennstoffkassette,

F i g. 2 eine Seitenansicht einer Ausführung des oberen Teils der Brennstoffkassette,

F i g. 3 eine Seitenansicht des Handgriffs des Brennstabbündels der Brennstoffkassette in F i g. 2,

F i g. 4 eine obere Ansicht von vier Brennstoffkassetten nach F i g. 2 mit im voraus bestimmter Drehorientierung im Verhältnis zueinander und zu einem die Kassettenoberteile umgebendes Kerngitter,

F i g. 5 a in teilweiser Seitenansicht die C-reifanordnung eines Greiforgans mit den unteren Schenkeln in zusammengeklappter Endlage und eingeführt in den oberen Teil einer Brennstofflcassette,

F i g. 5 b in lotrechtem Teilschnitt das Betätigungsgerät des Greiforgans,

F i g. 6 einen Schnitt nach Linie XII-XII in Fig. 5 b,

F i g. 7 das Greiforgan beim Hantieren einer kompletten Brennstoffkassette,

F i g. 8 das Greiforgan mit den unteren Schenkeln in herausgeklappter Endlage, eingeführt in den oberen Teil einer Brennstoffkassette,

F i g. 9 das Greiforgan beim Hantieren eines Brennstabbündels,

Fig. 10 das Absetzen einer Brennstoff kassette mit falscher Drehorientierung,

Fig. 11 pinen Schnitt XVII-XVII in Fig. 5a und

Fig. 12 eine Greiforgan-Mantelrohr-Kombination als Alternative zu der in Fi g. 11 gezeigten.

Der in F i g. 1 schematisch gezeigte Reaktor 3 ist ein Leichtwassersiedereaktor mit Zwangsumwälzung und interner Dampfabscheidung. Der Reaktor 3 ist von einem primären Sicherheitsbehälter 5 aus Beton umgeben. Der Sicherheitsbehälter 5 ist als ein Teil der Baukonstruktion ausgeführt, die auch einen über dem Reaktor 3 angeordneten Schacht 6 und ein Brennstoffbecken 7 eti'hält, das normalerweise von dem Schacht durch bei 61 liegende Tore getrennt ist.

Der Kirn 1 des Reaktors 3 ist von einem Moderatorgefäß 2 umgeben, an dem ein Kernüberbau mit Dampf- und Feuchtigkeitsabscheider normal befestigt ist.

Das Moderatorgefäß 2 wiederum ist von einem Reaktordruckgefäß 8 mit Bodenteil 9 umgeben. Von dem Oberteil des Reaktordruckgefäßes 8 geht eine Anzahl Dampfleitungen 10 aus. Zwischen dem Moderatorgefäß 2 und dem Reaktordruckgefäß 8 ist ein Rückstromraum, von dem das Umwälzwasser durch mehrere Stutzen 11 zu nicht gezeigten Umwälzpumpen abgeleitet wird, von denen das Wasser durch mehrere Stutzen 12 zurückgeführt wird. Wenn man es wünscht, können auch reaktorinternc Umwälzpumpen angcwei'dct werden. Durch das Bodenteil 9 hindurch gehen eine Menge vertikaler, paralleler Rohre, und zwar Durchführiingsrohre 13 für nicht gezeigte Antrieb.sanordnungen für Stcucrstäbe. Die oberen Enden der Durchführiingsrohre oder Stcucrantricbsstiitzen 13 liegen auf demselben Niveau und tragen gleich lange Stcuerr.tableitrohrc 17. Jede Antriebsanordnung hat einen elektrischen Motor, Schraube und Mutter für die normale Betätigung des zugehörigen Steuerstabes und ist mit einer Schnellahschaliungsfunkiion versehen.

Die Spaltzone 1 ist aus vertikalen Kerneinheilen 18 aufgebaut, zahlenmäßig gleich mit der Anzahl Steuerstableilrohre 17. Jede 'Kerneinheit 18 enthält vier Brennstoffkassetten 19 mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt, sie stehen auf einer Kassettenaufstellungsplatte 16_; die im oberen Ende jedes

ία Steuerstableitrohres 17 angeordnet ist. Die Brennstoffkassetten 19 werden an ihrem oberen Ende von einem Kerngitter 15 geführt (F i g. 4). Ein Steuerstab arbeitet in dem kreuzförmigen Spalt, der aus den vier Kassetten 19 gebildet wird, beim Hereinschieben aufwärts und beim Herausziehen abwärts.

Nach Abschalten des Reaktors zwecks Brennstoffwechse! wird der Reaktor 3 ge'/.jhlt, z. B. auf unter 60^c C, und der Druck wird dabei aif Atmosphärendruck gesenkt. Das öffnen des Reaktors wird damit

zo begonnen, daß Strahlungsabschirmungsblöcke im Schacht 6 über dem Reaktor 3 abgehoben und ein halbsphärischer Deckel, der den oberen TeP des Sicherheitsbehälters 5 bildet, gelöst und ebenso wie die Strahlenabschirmungsblöcke auf einen vorbereiteten Platz in der Reaktorhalle abgestellt wird.

Der Deckel des Reaktordruckgefäßes 8 hat nur einen Rohranschluß, nämlich für die Zuführung von Kühlwasser in den Druckgefäßdeckel beim Notkühlen. Dieses Rohr wird abmontiert, wonach Durchführungen in einer permanentmontierten Dichtung zwischen dem Flansch des Reaktordruckgefäßes 8 und dem Sicherheitsbehälter S abgedichtet werden.

Nachdem eine Verbolzung zwischen dem Reaktordruckgefäß 8 und seinem Deckel gelöst worden ist, kann der Deckel von einem Reaktorhallenlaufkran angehoben und hinter die bereits abgehobenen Strahlenabschirmungsblöcke gesetzt werden.

Der Schacht 6 über dem Reaktordruckgefäß 8 wird mit Wasser gefüllt, und die Tore (bei 61) zum Brennstoffbecken 7 werden geöffnet. Der Kernüberbau 4 wird von dem Moderatorgefäß 2 gelöst und unter Wasser zu einem Abstellplatz in dem wassergefüllten Raum gegenüber dem Brennstoffbecken 7 transportiert.

Das Herausnehmen und Einsetzen von Brennstoff kann danach begonnen werden. Die Operationen werden von Hand von einer Bedienungsplattform aus gesteuert, die aus eiiier Laufbrücke 62 und Laufkatze 63 besteht, die in gewünschte Positionen über dem Reaktorkern 1 und dem Brennstoffbecken 7 gebracht werden können.

Auf der Laufkatze 63 befindet sich eine Teleskopzylinderanordnung 64 mit Aufzugmaschinerie. Die Teleskopzylinoeranordnung 64 ist drehbar und an ihrem unseren Ende mit einem Hantierungswerkzeug 67 zum Hantieren von Brennstoffkassetten 19 versehen.

Das Hantierungswerkzeug 67 wird in der gezeigten Ausführung mittels eines Druckluftzylinders pneumatisch betätigt (s. F i g. 5 b). An Stelle dos Druckluftzylinders kann natürlich auch ein hydraulischer Zylinder, ein Elektromagnet oder eine Gewindespindel und Mutter verwendet werden. Die Aufzugmaschineric ist mit einer belastungsabtastendcn Anordnung versehen, die das Heben abbricht, wenn die Hubkraft zu groß wird, falls sich eine Brennstoffkassette verklemmt. Genauso wird das Einsetzen unterbrochen, w ;nn das Absetzen zu früh erfolgt, falls eine

Brennstoffkassette nicht wie vorgesehen heruntergeht.

Damit das Personal nicht unbeabsichtigt zu hoher Bestrahlungsdosis ausgesetzt wird, wird das Heben unterbrochen, wenn der Bedienende eine Brennstoffkassette im Wasserbecken zu hoch hebt.

Alle Funktionen werden von einem Steuerpult auf der Laufkatze 63 gesteuert, und der Bedienende kann die EJewegungen des Hantierungswerkzeuges visueii überwachen, teils durch Beobachtungsluken im Boden und teils durch eine Fernsehausrüstung.

Die Brennstoffkassetten 19 werden von dem Reaktor 3 aus so hoch gehoben, daß sie frei über die Schwelle 65 im Transportkanal 66 zum Brennstoffbecken 7 gehen. Danach wird die Laufkatze 63 mit der unter ihr im Wasser hängenden Brennstoffkassette 19 zu zu diesem Raum dirigiert. Die Wasserschicht über der Spitze der Brennstoffkassette 19 muß dabei über etwa 3 m sein, um einen ausreichenden Strahlungsschutz zu gewähren.

Das Brennstoffbecken 7 ist mit nichtrostendem Blech verkleidet, und in dem Becken befinden sich außerdem Positionen für len Wechsel von Brennstabbündeln in den Mantelrohren sowie für visuelle Inspektion der Mantelrohre, ehe neue Brennstabbündel in diese eingesetzt werden. Außerdem sind Abstellpositionen für Steuerstäbe vorhanden.

In den Fi g. 2 und 3 ist eine Brennstoffkassette 19 gezeigt. Die Oberplatte 110 ist mit einem Brennstoffkassetten-Handgriff 124, im folgenden Handgriff genannt, und vier paarweise angeordneten Leitfedern 131 versehen, die das Brennstabbündel in das Mantelrohr 112 führen. An den Schenkeln des Handgriffes 124 sind, wie aus F i g. 3 hervorgeht, über der Oberplatte 110 Befestigungsanschläge 130 für die Leitfedern 128 angeordnet, die die Brennstoffkassette 19 in das Kerngitter 15 leiten. Von dem Querstück des Handgriffes 124 ragt, im wesentlichen winkelrecht zur Längenachse der Brennstoffkassette 19. ein zentraler Sperranschlag 120 heraus, und auf der anderen Seite des Handgriffes 124 ragen zwei symmetrisch angeordnete Sperranschläge 121 heraus, und zwar in entgegengesetzter Richtung im Verhältnis zu dem zentralen Sperranschlag 120 (s. Fig. 3 und 4). Die Sperranschlage 120 und 121 geben dem Hantierungswerkzeug 67. das unten näher beschrieben wird, nur unter Voraussetzung von richtiger Drehorientierung zwischen dem Hantierungswerkzeug 67 und dem Handgriff 124. d. h. der Brennstoffkassette 19. eine Möglichkeit, in den Handgriff 124 zu greifen.

Fig. 12 zeigt noch eine Veränderung "der Brennstoffkassette 19. In dieser Ausführung sind keine Sperranschläge an dem Handgriff 124. sondern die Brennstoffkassette wird gegenüber dem Hantierunsswerkzeug 67 eindeutig drehgesichert, indem drei in dem Mantelrohr 112 angeordnete Greiflöcher 129 zur Anwendung kommen. Ein Greifloch liegt wie vorher in einer Ecke des Mantelrohrquerschnittes, und die beiden anderen Greiflöcher 129 liegen in den beiden Wänden, die die diagonal gegenüberliegende Ecke bilden. Um alle Möglichkeiten einer falschen Drehorientierung des Brennstoffbündels im Verhältnis zu dem umgebenden Kern auszuschließen, kann es in diesem Fall zweckmäßig sein, mit mechanischen Mitteln zu verhindern, daß ein Brennstabbündel mit falscher Drehorientierung in ein Mantelrohr mit drei Greiflöchern eingesetzt wird.

Fi g. 5 a bis 9 und 11 zeigen eine Ausführung des Hanticriirsgswcrkzeiiges 67. und dessen Funktion, uik Fig. 10 und 12 zeigen etwas veränderte Ausfiili rungsformen. In den F i g. 5 a und 7 bis 9 ist dci Griffteil der Brennstoffkassettc 19. d. h. dessen oberstcs Ende, nur schematisch angedeutet, um die Funktion des Hanticrungswcrk/cuges 67 anschaulicher zi machen. Somit sind z. B. die Sperranschläge 120 und 121 in diesen Figuren nicht ausgezeichnet. Diese Anschläge findet man jedoch in F ig. II. die den Schniti

ίο XVU-XVII in F ig. 5 a zeigt.

Das Hantiertingswerkzeug 67 enthält ein scherenähnliches Greiforgan 68 mit einem einfachen Greifarm 69 und einen gabelförmigen Greifarm 70. die im folgenden Schenkel genannt werden und die aiii einem horizontalen Achszapfen auf solche Weise schwenkbar angeordnet sind, daß der einfache Schenkel 69 auf einer Drehebene zwischen den Gabelklauen an dem gabelförmigen Schenkel 70 hin- und herbewegt werden kann. Die oberen Enden dei Schenkel sind über je einen kurzen Gelenkarm 72 gelagert mit gleichen Abständen zueinander, mit einet Führungsstange 73 von einem Betätigungsgerät 74 verbunden. Eine Schiene 75 auf jeder Seite der Drehebene der Schenkel hält den Abstand zwischen dem Achszr.pfen 71 und dem Gerät 74 konstant.

Die Schenkel 69 und 70 haben an ihrem unteren Ende teils nach außen gerichtete erste Hakenorganc 76 bzw. 77 zum Eingreifen in die Greiflöcher 129 im Mantelrohr 112 von innen nach außen, teils entgcgengerichtete zweite Haken 78 bzw. 79 zum Eingreifen von außen nach innen in den Handgriff 124 de« Brennstabbündels. Die Schenkel 69 und 70 sind an ihrem unteren Teil für das gleichzeitige Eingreifen teils der ersten Hakenorgane 76 bzw. 77 von innen nach außen in die Greiflöcher 129. teils von dritten Flaken 80 bzw. 81 zum Eingreifen von außen nach innen in den Handgriff 124 der Brennstoffkassettc 19 ausgebildet. Der einfache Schenkel 69 trägt somit die Haken 76. 78 und 80. während der gabelförmige Schenkel 70 den einfachen Haken 77 und die doppelten Haken 79 und 81 trägt. Die beiden Gabelklauen des gabelförmigen Schenkels 70 sind somit vereinigl in Haken 77. aber auch über einen verbindenden Teil 82 in einem Bereich zwischen dem Achszapfen 71 und dem Anschlußpunkt der Gelenkarme 72. Da dei verbindende Teil 82 ausgelassen werden kann und der einfache Haken 77 wie ein in seitlicher Richtung doppelter Haken (s. Fig. 12) geformt werde- kann, kann der gabelförmige Schenkel 70 aus zwei getrennton Schenkelhälften bestehen — von denen die eine das Spiegelbild der anderen ist —. die beiderseits de= einfachen Schenkels 69 angeordnet sind.

Die Führungsstange 73. die die Bewegung von' Gerät 74 zu dem Greiforgan 68 überträgt, befinde!

sich in Fig. 5a in einer unteren Endlage, in eier üu· Greiforgan 68 am meisten zusammengeklappt ί^ςί Alle Haken der Schenkel 69 und 70 können η 11:1 r.vischen den Hebeösen 125 der Brennstoffkanal·: 1? abgesenkt werden, wie in Fi g. 5 a gezeigt ist. Im seiben Takt, wie die Führungsstange 73 nach oben geführt wird, wird der untere Teil des Greiforgans 6f mehr und mehr herauigeklappt. Tn F i g. 7 ist gezeigt wie die dritten Haken~80 und 81 an den vertikaler Seiten des Handgriffes 124 liegen und die ersten Haken 76 und 77 die BrennstoffkasseHe 19 an der Greiflöchern 129 ergreifen. Wie man sieht, besteht wenn die Brennstoffkassette 19 an dem Hantierungswerkzeug hängt, normalerweise ein gewisser Spiel-

raum zsvischen der Unterseite des Handgriffes 124 und der nach orten gewandten Schulter der dritten Haken 80 und 81. was bedeutet, daß der Handgriff 124 erst von diesen Haken angehoben wird, wenn das Mantelrohr 112 beim Heben der Brennstofl'kasselte v) klemmen und durch das Ziehen verlängert oder sogar reißen sollte.

In F i g. 8 hat die Führungsstange 73 eine obere Endlage, und der untere Teil des Greiforgans 68 ist soweit wie möglich aufgeklappt. Die zweiten Haken 78 ■nd 79, in entgegengesetzter Richtung wie die ersten •nd die dritten, sind in dieser Lage bereit, um den Handgriff 124 der Brennstoffkassette 19 zu greifen. In dieser aufgeklappten Lage befinden sich die ersten Haken 76 und 77 außerhalb des Mantelrohres 112. Eine Verschiebung der Führungsstange nach unten bringt die zweiten Haken 78 und 79. wie aus Fig. 9 ersichtlich, zum Eingreifen in die Seiten des Handgriffes 124, gleichzeitig werden die ersten Haken 76 und 77 mit ihren Rückseiten zuerst gegen das Mantelrohr 112 geführt.

Der Griffwechsel zwischen Eingreifen der Greiforgane in den Handgriff 124 und eine komplette Brennstoffkassette 19 oder ein Mantelrohr 112 ist kennzeichnend für das Hantierungswerkzeug 67. Wenn der Handgriff 124 keine glatten Seiten hat. sondern mit Sperranschliigen 120 und 121 versehen ist, muß das Greiforgan 68 im Verhältnis zum Handgriff 124 um eine halbe Umdrehung gedreht werden, oder umgekehrt, damit ein Griffwechsel geschehen kann. Die Brennstoffkassettc 19 in Fig. 8 und 9 ist also 180 um ihre Längsachse gedreht im Verhältnis zu der in den F i g. 5 a und 7 gezeigten Lage.

Jeder der Haken 76, 77, 78, 79. 80 und 81 ist mit einer Sperrklauc 83 versehen, die das Greiforgan 68 daran hindert, während eines Transportmanövers die Last zu verlieren. Die Sperrklaucn 83 verhindern auch ein Falschmanövrieren des Greiforgans, d. h. das Lösen des Eingriffs des Greiforgans 68 ehe die Last auf ihren Platz gesetzt worden und das Greiforgan 68 so weit gesenkt worden ist. daß die Sperrklauen 83 freigehen.

Sowohf an dem einfachen Schenkel 69 als an dem gabelförmigen Schenkel 70 ist eine Führungsplatte 84 bzw. 85 festgeschraubt. Die Führungsplatten 84 und 85 haben teils je einen Führungsnocken 86 bzw. 87 zum Führen des Greiforgans 68 im Verhältnis zum Handeriff 124 K F ic. 5 a) beim Lösen von einem !Eingriff in eine komplette Brennstoffkassette 19. teils je einen Führungsnocken 88 bzw. 89 zum Steuern des Greil'onians 68 im Verhältnis zum Handgriff 124 (s. Fi e. S) beim Lösen des Eingriffs von einem Brennstabbündel. Durch den Führungsnocken ist es für die Sperrklauen 83 unmöglich, in den Handgriff einzuhaken und irrtümlich die Last wieder anzuhehen. wenn das Greiforgan 68 nach Absetzen der Last wieder hoehcezogen wird.

Das Betätigungsgerät 74 besteht in der gezeigten Ausführung (Fi e. 5 b) aus einem Druckluftzylinder, dessen kolben mit dem oberen Ende der Führung*- stance 73 fest verbunden ist. Der Kolben hat eine obere Endlage, in der das Greiforgan 68. wie in F i 2. S iezeiat. am weitesten aufgeklappt ist. und eine untere Endlage, in der der Greifer, wie in F i g. 5 a aezeist ist. am meisten zusammengeklappt ist. Obwohldas Betätigungsgerät 74 also nur zwei Arbeitslagen hat. bekommt das Greiforgan 68 vier Arbeitslaaen. wie aus den Fig. 5 a. 7.8 und 9 hervorgeht.

Natürlich kann das Betäligungsgerät auch aus einem hydraulischen Zylinder bestehen oder aus einem Elektromagneten, der eini· feste Spule hat und dessen Anker mit der Führunesstange 73 verbunden ist, oder /. B. aus einer motorgetriebenen Schraube mit einer auf der Schraube beweglieh angeordneten Mutter, die mit der Führungsstangc 73 verbunden ist. Das Betätigungsgerät 74 ist mit einem umgebenden. rohrförmigen Gehäuse 90 fest verbunden, das an einem oberen Ende mit einem nach außen gehenden Flansch 91 und einer Deckplatte 92 versehen ist. Zentral von der Deckplatte 92 geht eine Stange 93, die nach oben hin mit einem Stabmagneten 94 abschließt. Der Flansch 91 und die Deckplatte 92 haben an ihren Außenkanten zwei diametral entgegengerichtete und axial verlaufende Nuten 95. Ein den Flansch 91 umgebendes, ringförmiges Gehäuse 96 hat einen unteren, nach innen gehenden Flansch 97 und zwei Führungsleisten 98. Das ringförmige Gehäuse 96 ist fest verbunden mit dem unteren Ende der Teleskopzylinderanordnung 64. und die Führungsleisten 98 bilden zusammen mit den Nuten 95 eine lockere Drehsicherung für das Flantierungswerkzeug 67 im Verhältnis zu der Tcleskopzylindcranordnung 64. Um die kleine Drehbewegung, die zwischen diesen Organen zugelassen ist. zu erleichtern, ist zwischen den Flanschen 91 und 97 ein Axiallager 99 angeordnet. Dadurch können, wenn die Brennstoffkassette 19 mit einer unbedeutend fehlerhaften Drehorientierung in den Kern heruntergesenkt werden sollte, die Leitfedern 128 der Brennstoffkassette diese durch Steuerung zu dem Kerngitter 15 in die richtige Lage drehen.

Zwischen dem ringförmigen Gehäuse 96 und der Teleskopzylinderanordnung 64 ist eine Zwischenwand 50 mit einem zentralen Loch 51 angeordnet. An den Kanten dieses Loches sind in Reihe geschaltete Zungenrclais 52 angebracht. Wenn beim Absetzen einer Brennstoffkassette in dem Kern das Hantierungswerkzeug 67 unzulässig schräg steht, weicht der Magnet 94 so weit von seiner normalen, zentralen Lage zwischen den Zungen relais 52 ab. daß diese den Strom zu dem Aufzug abschalten und das Absetzen unterbrechen. Die Zungcnrelais 52 unterbrechen den Strom zu dem Aufzug auf dieselbe Weise, wenn eine Brennstoffkassette bei normalem Einsetzen seine Bodenlage erreicht hat und das Hantierungswerkzeug 67 und der Stabmagnet 94 im Verhältnis zu den Zuneenrelais 52 nach oben geschoben wird. Einer der Schenkel des Greiforgans 68. vorzugsweise der einfache Schenkel 69. ist mit einem Stoppansehlaii \ersehen. In den F ι g. ^ς a und 11 wird ein Stopjansehlag in Form eines winkelrecht zur Drehebene der Schenkel angeordneten Stiftes 53 gezeigt und ir. Fig. 10 ein Stoppanschlag in Form einer aus der Dreheb-ne der Schenkel herausragenden Nase 54.

Der Stoppanschlag (53 oder 54) und die nach oben aerichtete Sperrfläche 55 des Kerngitters 15 bilden zusammen einen ersten Teil in einem Verriegelungssystem, das verhindert, daß eine Brennstoffkassette beim Einsetzen in den Kern falsch orientiert wird. Der zweite Teil des Verriegelungssystems besteht wie angesehen darin, daß das Greiforgan 68 und die Brennstoffkassette 19 so ausgeführt sind, daß die Brennstoffkassette 19 nur unter der Vr._raussetzuns ergriffen werden kann, wenn diese und das Greiforgan 68 im wesentlichen die richtige Drehorientieruns im Verhältnis zueinander haben. Bei der Ausführuno

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nach Fig. 12 ist dieses dadurch möglich, daß das Greiforgan 68 mit einem Haken 76 und zwei Haken 77 und das Mantelrohr 112 mit drei entsprechenden Greiflöchern 129 versehen ist. Der Handgriff 124 kann dabei glatte Seiten haben.

Wenn das Greiforgan 68 dagegen einen Haken 76 und einen c'nzigen Haken 77 hat und das Mantelrohr 112 zwei dwsen Haken entsprechende Greiflöcher 129 (s. Fig. II), sind auf dem Handgriff 124 der zentrale Sperranschlag 120 und die symmetrisch gelegenen und entgegengerichteten Sperranschläge 121 Ungeordnet. Bei richtiger Drehorientierung zwischen Greiforgan 68 und Brennstoffkassette 19 können, wie 6us Fig. 11 hervorgeht, die Haken 80 und 81 die Sperranschläge 120 und 121 passieren, und das Eingreifen kann erfolgen. Ist dagegen das Greiforgan 68 falsch ausgerichtet, hindern die Sperranschläge 120 Und 121 die Haken 80 und 81 daran, die obere Fläche des Handgriffes 124 zu passieren. Das Ergreifen der Brennstoffkassette 19 ist infolgedessen unmöglich.

Um den ersten Teil des Verriegelungssystems nälier zu beschreiben, wird auf F i g. 4 verwiesen, die einen Teil des Kerngitters li.^; von oben zeigt. Das Kerngitter 15 ist aus flachen Schienen aufgebaut, die Init horizontaler Hauptrichtung hochkant gestellt lind und einander rechtwinklig kreuzen. Jede der dadurch gebildeten Kerngittermaschen nimmt vier Brennstoffkassetten 19 auf, deren Leitfedern 128 teils gegen die vertikalen Seiten der Schienen, teils fegen die vertikalen Zwischenwände 56 laufen, die ton der Mitte jeder Maschenseite herausragen.

Aus dem rechten Teil der Fig. 10 ist der Niveauunterschied zwischen der Oberseite 55 des Kerngitlers 15 und dem oberen Teil der Brennstoffkassette 19 ersichtlich, wenn die Brennstoffkassette auf ihrem Platz im Kern steht. Die linke Brennstoffkassette wird mit falscher Drchorienticrung herabgesenkt, dadurch stößt der Stoppanschlag 54 gegen das Kerngit ter 15 und der Magnetschalter, d. h., der Stabmagnei 94 und die Zungenrelais 52, unterbricht den Slroir zur Aufzugmaschine. Das Greiforgan 68 kann in dieser Lage nicht geöffnet werden. Das Entsprechende geschieht, wenn der Stoppanschlag anstatt in Forir einer Nase 54, in Form eines quergehenden Stifles 52 ausgeführt ist. Dies wird unmittelbar deutlich, wenn

ίο man sich Fig. Il verkleinert vorstellt und überlageri von einer der vier Brennstoffkassettenpositionen in Fig. 4. Wie daraus hervorgeht, ist nur eine Drehorientierung je Position möglich, nämlich die gezeigte In den übrigen drei Drehorientierungen stößt dei Stift 53 gegen das Kerngitter 15, so daß die Brennstoffkassette hängenbleibt, das Heruntersetzer unterbrochen wird und das Greiforgan 68 nicht geöffnet werden kann. Die Brennstoffkassette muß dann hochgezogen und richtig gedreht werden, wonach das

ao Hantierungswerkzeug nach erneutem Heruniersenkcn die Brennstoffkassette auf dem vorgesehenen Plat7 und mit richtiger Drehorientierung absetzen kann.

Der Stoppanschlag hat auf3er der bereits genannten Funktion eine weitere Aufgabe zu erfüllen. Wenn beim Hantieren von leeren Mantelrohren, d. h. von Brennstoffkassetten, deren Brcnnstabbündel herausgezogen worden sind, das Mantelrohr heruntergesenkt worden ist, so daß es in einer Abstellposition steht, ist kein Handgriff (124) vorhanden, durch den das Greiforgan 68 den Stabmagneten 94 im Verhältnis zu den Zungenrelais 52 so verschiebt, daß das Heruntersenken abgebrochen wird. Diese Funktion wird dabei von dem Stoppanschlag (53 oder 54) übernommen, der gegen die obere Kante einer Hebeöse 125 läuft und den Magnetschalter dazu bringt, den Strom zu der Aufzugmaschine zu unterbrechen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 ι 2 C-. Die Erfindung betrifft ein Verriegelungssystem für Patentansprüche: / Kernreaktoren, das verhindert, daß Bre;instofl'kassr!- ten mit falscher Drehorientierung in eine Brennstoii-

1. Verriegelungssystem für Kernreaktoren, das kassettenposition eines Kernreaktors eingesetzt werverhindert, daß Brennstoffkassetten mit falscher 5 den können.

Drehorientierung in eine Brennstoffkassettenposi- Bei Leichtwasserreaktoren haben die Brennstoff-

tion eines Kernreaktorkerns eingesetzt werden kassetten gewöhnlich einen im wesentlichen quadrati-

können, dadurch gekennzeichnet, daß sehen Querschnitt und sind von mit Wasser gefüllten

einmal jede Brennstoffkassette (19) einen Griff- Spalten umgeben. Viel Wasser in den Spalten zwi-

teil (120, 121, 124; 129) hat, der einen Eingriff io sehen den Brennstcffkassetten führt zu kräftigen Spit-

eines Greiforgans (68) für Brennstoffkassetten zen in der Leistungsdichte der nächstliegenden

nur unter der Voraussetzung zuläßt, daß das Brennstäbe, somit besonders der Eckstäbe, was nicht

Greiforgan (68) und die Brennstoffkassette (19) zulässig ist. Bei üblichen Konstruktionen, bei denen

zueinander eine im wesentlichen vorgegebene Steuerstäbe in den Wasserspalten zwischen den Kas-

Drehorientierung haben, und daß zum anderen 15 setten laufen, sind die Spalte unvermeidlich, aber die

das Greiforgan (68) mindestens einen Stoppan- Leistuungsspitzen können begrenzt werden, indem

schlag (53, 54) hat, der beim Kassetteneinsetzen man den Anreicherungsfaktor in den Außenstäben,

bei falscher Drehorientierung des Greiforgans mit besonders in den Eckstäben, verringert. Werden je-

daranhängender Brennstoffkassette gegen an der doch die Brennstoffkassetten von verschieden breiten

vorgesehenen Brennstoffkassettenposition in der 20 Wasserspalten umgeben, muß für einen optimalen

Spaltzone angeordnete Sperrflächen (55) stößt Leistungsausgleich auch der Anreicherungsfaktor so

und dadurch das öffnen des Greiforgans verhin- variiert werden, daß zumindest die Eckstäbe ver-

dert. schiedene Anr/rcherungsfaktoren haben. Die Brenn-

2. Verriegelungssystem nach Anspruch 1 für Stoffkassetten müssen deshalb eine im voraus be-Brennstoffkassetten von einem im wesentlichen 25 stimmte Drehorientierung zum Zentrum der Spaltzopolygonalen, vorzugsweise quadratischen Quer- ne haben, und bei einer Brennstoffkassette mit quaschnitt, dr.iurch gekennzeichnet, daß der Griffteil dratischem Querschnitt ist also nur eine Lage von aus einem diagonal über den Brennstoffkassetten- vier möglichen zugelassen. Eine falsche Drehorientiequerschnitt laufenden Biennstoffkassettenhand- rung führt zu einem größeren Risiko eines Durchgriff (124) besteht, der mit mindestens einem 30 brennens des am meisten belasteten Brennstabs, d. h. Sperranschlag versehen ist. eines Durchbrennens der Stabhülse auf Grund von

3. Verriegelungssystem nach Anspruch 2, da- plötzlich verschlechtertem Wärmeübergang, z. B. durch gekennzeichnet, daß aus dem Brennstoff- durch Schichtsieden. Um zu verhindern, daß Brennkassettenhandgriff (124) zentral und im wesentli- Stoffkassetten mit falscher Drehorientierung in den chen winkelrecht zur Längsachse der Brenn- 35 Reaktorkern eingesetzt weroju, ist eine Kontrolle Stoffkassette (19) ein erster Sperranschlag (120) beim Einsetzen nicht ausreichend, sondern ein meherausragt und daß zwei symmetrisch angeordne- chanisches Sperrsystem ist erforderlich.

te Sperranschläge (121) in im wesentlichen entge- Aus der französischen Patentschrift I 546 968 ist gengesetzter Richtung zu dem ersten Sperran- im Hinblick auf die Ansprüche 2 und 3 eine Brennschlag (120) aus dem Brennstoffkassettenhand- 40 Stoffkassette mit einem quadratischen Querschnitt griff (124) herausragen. bekannt, die einen diagonal über den Brennstoffkas-

4. Verriegelungssystem nach Anspruch 1 für settenquerschnitt laufenden Brennstoffkassettenhand-Brennstoffkassetten mit einem Mantelrohr, da- griff aufweist, aus dem zwei symmetrisch angeordnedurch gekennzeichnet, daß der Griffteil aus drei te Anschläge im wesentlichen winkelrecht zur Längs-In dem Mantelrohr (112) angeordneten Greiflö 45 achse der Brennstoffkassette herausragen.

ehern (129) besteht. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

5. Verriegelungssystem nach Anspruch 4 für gründe, ein Verriegelungssystem der eingangs be-Brcnnstoffkassetten, bei denen das Mantelrohr schriebenen Art zu schaffen, das als ein rnechanieinen im wesentlichen polygonalen, vorzugsweise sches Sperrsystem ausgebildet ist.
quadratischen Querschnitt hat, dadurch gekenn- 50 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gezeichnet, daß das eine Greifloch (129) in einer löst, daß einmal jede Brennstoffkassette einen Griff-Ecke des Mantelrohres (112) angeordnet ist und teil hat. der einen Eingriff eines Greiforgans für tlie beiden anderen in Wänden, die die gegen- Brennstoffkassetten nur unter der Voraussetzung zutiberliegende Ecke bilden. läßt, daß das Greiforgan und die Brennstoffkassette

6. Verriegelungssystem nach einem der An- 55 zueinander eine im wesentlichen vorgegebene Drehsprüchc 2 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß das orientierung haben, und daß zum anderen das Greif-Greiforgan (68) einen schcrcnähnlichcn Greifer organ mindestens einen Anschlag hat, der beim Kasmit einem einfachen Greifarm (69) und einem ga- setteneinsetzen bei falscher Drehorientierung des bclförmigen Greifarm (70) mit zwei parallelen Greiforgans mit claranhängcndcr Brennstoffkassette Gcbelklauen hai und daß der Sloppansehlag (53. 60 gegen an der vorgesehenen Brennstoffkassettcnposi-54) an einem der Greifarme angeordnet ist. tion in der Spaltzone angeordnete Sperrflächen

7. Verriegelungssystem nach einem der An- stößt und dadurch das Öffnen des Greiforgans verspriiehe I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hindert.

Speriflächen (55) auf einem an dem oberen Ende Auf diese Weise eiliält man mit einfachen mecha-

cler Spaltzone befindlichen Kerngitter (15) an- 65 nischen Mitteln ein Verriegelungssystem, das das

geordnet sind. Einsetzen von Brennstoffkassetten mit falscher Drch-

orientierung in den Kern unmöglich macht.
D : vorteilhaften Weiterbildungen des die Erfiii-