DE2041089A1

DE2041089A1 - Fertigungseinrichtung fuer Reaktor-Brennstaebe

Info

Publication number: DE2041089A1
Application number: DE19702041089
Authority: DE
Inventors: Werner Lohrbach
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-08-19
Filing date: 1970-08-19
Publication date: 1972-02-24
Also published as: BE771468A; US3757396A; FR2102370B1; FR2102370A1

Description

SIEMBlTS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, den! β.AUG. 1970

Berlin und München Werner-von-Siemens-Str.

VPA 70/3176 C/Hit

Fertigungseinriohtung für Reaktor-Brennatäbe

Brennstäbe für Reaktorkern^ bestehen im allgemeinen aus relativ dünnen und langen Rohren, in die das aktive Material eingeführt wird. Zum automatischen Einführen des aktiven Materials (z.B. PuOg-haltige Materie) in die Hüllrohre dient eine sogenannte Brennstablinie, in der alle Fertigungsvorgänge vom Einführen der Pellets in die Hüllrohre, über das Reinigen der Hüllrohre bis zum Verschließen derselben und deren Abtransport abgewickelt werden.

Um alle diese Arbeitsgänge automatisch durchführen zu können und um die Umgebung einer derartigen Fertigungseinrichtung freizuhalten von giftiger und strahlender Materie, werden während der gesamten Bearbeitung der Hüllrohrenden die Hüllrohre in einem Behälter mit unter Unterdruck stehender Helium-Atmosphäre aufbewahrt. Um die automatische Fertigung über alle notwendigen Arbeitsgänge hinweg sicherzustellen, müssen die in einem abgeschlossenen Behälter aufbewahrten Hüllrohre nacheinander mit den notwendigen Bearbeitungs-^Füll- und Reinigungsmaschinen nacheinander in Verbindung gebracht werden.

Eine Möglichkeit, diese Verbindung herzustellen, besteht darin, nach jedem Arbeitsgang das behandelte Hüllrohr zur nächsten Bearbeitungslage zu verschieben, die so gewählt ist, daß die nächste Bearbeitungsmaschine auf das Hüllrohrende bzw. auf das Innere des Hüllrohres einwirken kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fertigungseinriohtung zu schaffen, bei der mehrere voneinander verschiedene Behandlungsmaschinen für die Hüllrohre bzw. Brennstäbe mit den Hüllrohrenden in Verbindung gebracht werden können und bei der sich die Hüllrohre während des gesamten Herstellungs-

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Verfahrens in einem abgeschlossenen Behälter befinden, um so eine sichere Trennung von hochgiftiger, strahlender Materie von der Umwelt zu erreichen. Die Erfindung betrifft damit eine Fertigungseinrichtung für Brennatäbe, die aus Hüllrohren mit darin einzubringendem radioaktiven Material bestehen, unter Verwendung von Bearbeitungs-, Füll- und Reinigungsmaschinen für die Hüllrohre und einem nach Außen abgedichteten Behälter zur Aufnahme der zu füllenden Hüllrohre. Das Neue besteht dabei darin, daß die Maschinen zur Behandlung der Hüllrohrenden vor einer Stirnseite des Behälters über- und nebeneinander angeordnet sind, daß die Hüllrohre - bzw. sie umgebende Tragrohre - mindestens in jeder Bearbeitungslage fixierbar sind und daß zur Verschiebung der Hüllrohre mit Greifern versehene und im Behälter parallel zu den Hüllrohren gelagerte Drehwellen mit gleichem Abstand zu mindestens je zwei Aufnahmestellen der Hüllrohre angeordnet sind, deren Antriebe sich vor der den Behandlungsmaschinen gegenüberliegenden Stirnseite außerhalb des Behälters befinden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Pig. 1 in einer Draufsicht, in Pig. 2 in einem Querschnitt und in Fig. 3 in einer Ansicht auf die Stirnseite mit den Antrieben dargestellt. Die Pig. 4 und 5 zeigen Einzelheiten des Ausführungsbeispiels.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, besteht der Behälter 1 aus vier einander gleichen, übereinandergesetzten Einheiten. In jeder der dadurch gebildeten Etagen befindet sich je eine fixierende Aufnahmestelle 2 für Tragrohre 3. In diesen Tragrohren sind - wie in den Figuren nicht näher dargestellt ist Führungsrollen angebracht, so daß die zu bearbeitenden Hüllrohre 4 zentrisch in dem zugehörigen Tragrohr 3 gehalten werden. An Drehwellen 5 mit im Innern dieser Drehwellen drehbeweglich gelagerten Betätigungswellen 6 sind Greifer 7 angebracht. In Fig. 1 sind die nebeneinander liegenden Drehwellen einer Etage und die^on den Greifern 7 gehaltenen Tragrohre 3 in der Aufsicht dargestellt. Man sieht, daß sich im Innern des Behälters 1 nur glattflächige rohrförmige Teile befinden, deren gesamte Oberfläche bei eventueller Kontamination mit

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giftigem oder strahlendem.Material (z.B. PuO₂) gut zugänglich ist und so leicht dekontaminiert werden kann. Die Hüllrohre 12 werden in den Tragrohren 3 zentral gehalten.

Auf der in Mg. 1 links dargestellten Stirnseite sind Behandlungsmaschinen 13 für die Bearbeitung, Füllung und Dekontaminierung der Hüllrohre 12 angebracht. Sie sind über mit Drehschiebern versehene Kanäle 14 mit einer öffnung in

der Stirnseite des Behälters 1 verbunden. An jeder Aufnahmestelle kann das Tragrohr 3 mit seinem in Figur 1 links dargestellten Ende in einen Kanal 14- eingeschoben werden. Hierzu dient eine Verschiebespindel 15, die von einem Antriebsmotor in axialer Sichtung nach innen bzw. nach außen verschoben werden kann. Das innere Ende der Verschiebespindel 15 trägt eine Kupplung 17, die das Tragrohr 3 an der Auf nähmesteile 2 zentriert, Außerdem ist ein weiterer Antriebsmotor 18 vorgesehen, um eine Drehbewegung des Tragrohres 3 und damit des darin befindlichen Hüllrohres 12 zu ermöglichen.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist nicht jeder Bearbeitungslage ein Antriebsmotor 18 für die Drehbewegung zugeordnet, da dieser nur bei den Bearbeitungslagen erforderlich ist, bei denen - z.B. beim Schweißen oder Dekontaminieren.- eine Drehbewegung des Hüllrohres erforderlich ist.

Eine Ansicht der Kupplung zwischen der Verschiebespindel 15 und den Antriebsmotoren 16 und 18 ist als Einzelheit in einem Schnitt in Fig. 4 dargestellt. Der Antriebsmotor 16 treibt über ein Zahnrad 19 eine Gewindemutter 20 an, die auf einem Außengewinde der Verschiebespindel 15 sitzt und nur drehbar, nicht aber seitlich verschiebbar gelagert ist. Die Verschiebespindel 15 besitzt auf ihrer ganzen Länge an gegenüberliegenden Umfangsseiten je eine Abflachung, so daß sie formschlüssig mit einer weiteren Mutter 21 verbunden ist, die ebenfalls an gegenüberliegenden Seiten befindliche Abflachungen besitzt. Diese Mutter 21 ist über ein Zahnrad 22 und ein Schneckengetriebe 23, das in seinen Einzelheiten nicht dargestellt ist, mit Antriebsmotor 18 gekuppelt. Sine Drehung des Antriebsmotors 18 hat also eine Drehung der Mutter 21 und damit eine

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Drehung der Verschiebespindel 15 zur Folge, während bei einer Drehung der Mutter 20 über daa Zahnrad 19 das selbsthemmend ausgeführte Sohneckengetriebe 23 ein Mitdrehen der Mutter 21 verhindert, so daß die Veraohiebeapindel 15. je nach Drehriohtung der Mutter 20 axial entweder in das Innere des Behältere 1 hinein oder aus ihm heraus verschoben wird.

Zum Antrieb der Drehwelle 5 und der darin angeordneten Betätigungewelle 6 dienen zwei weitere Motoren 24 und 25. Der Motor 24a ist über ein in Pig. 1 in seinen Einzelheiten ebenfalls nioht dargestelltes Getriebe 24b mit der Drehwelle 5 verbunden und verursacht eine Drehung dieser Drehwelle 5 unabhängig von seiner Drehrichtung. Der Motor 25 ist über ein auf die Drehwelle 5 aufgesetzes Schneckengetriebe 26, das wie das Schneckengetriebe 23 selbBthemmend ausgeführt ist, mit der Betätigungswelle 6 im Innern der Drehwelle 5 verbunden, so daß bei einer Drehung des Motors 24 und einer damit verbundenen Drehung der Drehwelle 5 sich die im Innern der Drehwelle 5 gelagerte Betätigungswelle mitdreht. Eine Relativbewegung zwischen der Drehwelle 5 und der Betätigungswelle 6 ist also nur durch Betätigung des Motors 25 zu erreichen. Damit können die Drehwelle 5 als auch die Kreisbewegung der Greifer 7 von einander getrennt gesteuert werden.

Ein Beispiel für die Greiferausbildung ist in Pig. 5 dargestellt. Der Greifer 7 besitzt an seinem äußeren Ende zwei Greifarme 8 und S₁ die in einer gemeinsamen Drehachse 27 gelagert sind. Jeder der Greifarme 8 und 9 ist über ein Gestänge 10 bzw. 11 mit einem Bolzen 28 verbunden, der exzentrisch in der Betätigungswelle 6 gelagert ist. Das dem Bolzen 28 zugekehrte Ende des Gestänges 10 und 11 bewegt sich dabei in einer nutenförmigen Ausnehmung 29 in der Betätigungswelle Die in geschlossenem Zustand der Greifarme 8 und 9 auf diese einwirkenden Kräfte werden also in Zug- bzw. Druckkräfte auf die Stangen 10 und 11 umgewandelt, so daß eine Bewegung der Greifarme 8 und 9 nur durchgeführt werden kann, wenn eine Relativbewegung zwischen der Betätigungsweife 6 und der Drehwelle 5 vorgenommen wird. Da beide Wellen über ein eelbsthemmendes Getriebe miteinander verbunden sind, ist sicherge-

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stellt, daß keine unabsichtliche Greifbewegung mit den Greifarmen 8 und 9 ausgeführt werden kann. Der Tragkörper des Greifers 7 ist fest mit der an der Stelle des Greifers 7 einseitig geöffneten Drehwelle 5 verbunden. Die Stangen 10 und 11 sind aus Gewinde- und Hülsenteilen zusammengesetzt, so daß deren länge eingestellt werden kann. Die länge dieser Stangen 10 und 11 wird so eingestellt, daß das in den Greifarmen 8 and 9 gehaltene iragrohr 3 auch bei geschlossenen Greifarmen 8 und 9 gedreht und in axialer Richtung verschoben werden kann.

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Claims

Patentansprüche;

Pertigungseinrichtung für Brennstäbe, die aus Hüllrohren mit darin einzubringendem radioaktiven Material bestehen, unter Verwendung von Bearbeitungs-, Füll- und Reinigungsmaschinen für die Hüllrohre und einem nach außen abgedichteten Behälter zur Aufnahme der zu füllenden Hüllrohre, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinen (13) zur Behandlung der Hüllrohrenden vor einer Stirnseite des Behälters (1) über- und nebeneinander angeordnet sind, daß die Hüllrohre (12) - bzw. sie umgebende Tragrohre (3)-mindestens in jeder Bearbeitungslage fixierbar (Aufnahmestelle 2) sind und daß zur Verschiebung der Hüllrohre (12) mit Greifern versehene und im Behälter (1) parallel zu den Hüllrohren (12) gelagerte Drehwellen (5) mit gleichem Abstand zu mindestens je zwei Aufnahme stellen (2)der Hüllrohre (12) angeordnet sind, deren Antriebe (16, 18) sich vor der den Behandlungsmaschinen gegenüberliegenden Stirnseite außerhalb des Behälter (1) befinden.
2.) Pertigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern jeder Drehwelle (5) eine Betätigungswelle (6) für die an der Drehwelle (5) angebrachten Greifer (7) gelagert ist und daß zur Greiferbetätigung ein mit schwenkbaren Greifarmen (8,9) verbundenes Gestänge (10, 11) exzentrisch an der Betätigungswelle (6) befestigt ist,
3.) Pertigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen je zwei benachbarten Bearbeitungslagen je eine weitere Aufnahmestelle (2) befindet und daß an einer Stirnseite des Behälters (1) vor diesen Aufnahmestellen (2) eine Entnahmevorrichtung für ein dort abgelegtes Teil angebracht ist.
4.) Pertigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite des Behälters (1) mit den Antriebsmotoren (16, 18) für die Drehwellen (5) an den Aufnahmestellen (2) die Antriebsmotoren (24, 25) für axial in das Innere des Behälters verschiebbare und

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und mit Kupplungen (17) am inneren 1/nde versehene Ver schiebespindeln (15) vorgesehen sind.
5.) Fertigungseinrichtung nach Anspruch 2₉ dadurch gekenn zeichnet, daß sich zwischen Dreh- (5) und Betätigungs welle (6) ein selbsthemmendes Getriebe (26) befindet.

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