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"Vorrichtung und Verfahren zum Heben und Senken eines Transportbehälters
für Kernbrennstoff in und aus einem Aufbewahrungsbecken" Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Heben und Senken cines Transportbehälters
für verbrauchten Kernbrennstoff in und aus einem AuSbewahrungsbecken.
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Verbrauchte Kernbrennstoffaggregate werden nach der Entfernung aus
den Kernreaktoren zur Erzeugung von Energie in einem gewöhnlich neben dem Reaktor
schacht lie'genden Brennstoffausbewahrungsbecken untergebracht. Für die Entfernung
des verbrauchten Kernbrennstoffs muss dieser in einen Transportbehälter gebracht
werden, der dann in eine Brennstoffregenerierungsanlage befördert wird. Die Transportbehälter
bestehen
im allgemeinen aus Blei und sind so lang, dass die üblichen Brennstoffaggregate
darinuntergebracht werden können. Ein herkömmlicher Transportbehälter mit einem
Innendurchmesser von etwa 90 bis 150 cm, einem Aussendurchmesser von etwa 150 bis
240 cm und einer Länge von etwa 450 cm wiegt etwa 70 bis 120 Tonnen. Zwecks Aufrechterhaltung
des Umgebungsschutzes wird der Transportbehälter in das Brennstoffaufbewahrungsbeckenabgesenkt,
die verbrauchten Brennstoffaggregate werden unter Wasser in den Transportbehälter
eingebracht und dieser wird ebenfalls unter Wasser geschlossen.
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Danach wird der beladene Transportbehälter aus dem Aufbewahrungsbecken
entfernt, von Radioaktivität entseucht und transport fertig gemacht. Damit die noch
radioaktiven verbrauchten Brennstoffstäbe nicht frei liegen, hat das Aufbewahrungsbecken
im allgemeinen eine grössere Tiefe als die Länge des Transportbehälters und die
Länge der Brennstoffaggregate zusammen, beispielsweise eine Tiefe von 12 Metern.
Das Heben und Senken des Transportbehälters erfolgt mit einem herkömmlichen überirdischen
Kran und den zugeordneten Hebezeugen.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Vorgang sind viele Schwierigkeiten
zu überwinden. Zunächst ist für den Transportbehälter während des Hebens und Senkens
desselben in und aus dem Aufbewahrungsbecken kein doppelter Lastweg vorhanden. Gesetzt
den Fall, dass die Hebezeugseile reissen würden, so hätte das Herabstürzen des Transportbehälters
katastrophale Folgen, beispielsweise könnte der Boden des Aufbewahrungsbeckens brechen,
so dass das schützende Wasser des Aufbewahrungsbeckens auslaufen und die darin befindlichen
radioaktiven Brennstoffaggregate
freiliegen würden. Ferner ist das
Wasser des Aurbewahrungsbeckens insbesondere durch undichte Brennstoffstäbe in den
verbrauchten Brennstoffaggregaten oft radioaktiv verseucht. Dadurch wird auch die
Oberfläche des Transportbehälters verseucht und muss nach der Entfernung aus dem
Aufbewahrungsbeckenvon Radioaktivität entseucht werden.
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Ausserdem ist in den meisten bestehenden Atomkraftwerken in dem Reaktorgebäude
über dem Reaktor nicht genügend freier Raum vorhanden, um ein Hebezeug unterzubringen,
bei dem ausreichend Platz für ein an dem Kranhaken zu befestigendes, etwa 6 Meter
langes massives Verlängerungsstück zusätzlich zu den etwa 4>5Metern der Höhe
des Transportbehälters vorhanden ist. Die Folge davon ist, dass der Kranhaken, die
Seilrollen und Seile des mit dem Transportbehälter verbundenen Hebezeugs in das
Wasser des Aufbewahrungsbeckens eingetaucht und radioaktiv verseucht werden. Die
Entseuchung dieser Einrichtungen, insbesondere-der Seile, ist überaus langwierig.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Heben und Senken eines mit verbrauchten Kernbrennstoffaggregaten
in einem Aufbewahrungsbecken zu beladenden Transportbehälters zu schaffen, wobei
insbesondere die folgenden Vorteile erzielt werden sollen: 1.) Ein durchgehender
doppelter Lastweg während des Hebens und Senkens des Transportbehälters, als Schutz
gegen Versagen und falsche Bedienung des Haupthebezeugs.
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2.) Verhinderung des Eintauchens des Kranhakens, der Seilrollen und
Seile in die Flüssigkeit des Aufbewahrungsbeckens.
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5.) Verhinderung einer direkten Berührung zwischen der Aussenfläche
des Transportbehälters und der Flüssigkeit des Aufbewahrungsbeckens.
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Diese und weitere Vorteile, die aus der nachstehenden Beschreibung
hervorgehen, werden vor allem dadurch erreicht, dassin dem Aufbewahrungsbecken eine
zusätzliche Hebe- und Traganlage zum Heben und Senken des Transportbehälters angebracht
wird, die im Falle des Versagens des überirdischen Haupthebezeugs jederzeit in der
Lage ist, die volle Last des Transportbehälters aufzunehmen.
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Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist in der Transportbehälter-Trageeinrichtung
des Aufbewahrungsbeckens wenigstens eine Zwischenarretiervorrichtung zum Heben und
Senken des Transportbehälters in zwei oder mehr Stufen vorgesehen, so dass an dem
überirdischen Kranhaken ein Verlängerungsstück angebracht werden kann, nachdem der
Transportbehälter teilweise in das Aufbewahrungsbecken abgesenkt wurde, um das Eintauchen
des Kranhakens, der Seilrollen und der Seile in die Flüssigkeit des Aufbewahrungsbeckens
zu vermeiden.
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Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die zusätzliche Hebe-
und Traganlage ohne Seile ausgeführt und bietet dadurch den Vorteil geringerer Wartungskosten.
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Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung werden bei dieser zusätzlichen
Hebe- und Traganlage hydraulische Hubzylinder verwendet, bei denen die Transportbehälter-Trageeinrichtungen
direkt an den Hubzylindern anstatt den Hubzylinderkolben befestigt und zusammen
mit den Hubzylindern bewegbar sind. Bei dieser Hubzylinderkonstruktion braucht deren
Länge nur etwa die Hälfte der Tiefe des Aufbewahrungsbeckens zu betragen. Ferner
ist gemäss der Erfindung der TransportbehElter mit einer wasserdichten entfernbaren
Hülle
verstehen, um eine direkte Berührung zwischen der Flüssigkeit des Aufbewahrungsbeckens
und der Aussenflächc des Transportbehälters und damit eine radioaktive Verseuchung
der Aussenfläche zu verhindern.
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Einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend
an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer ersten Ausführungsform
der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Ab senken eines Transportbehälters für verbrauchten
Kernbrennstoff in ein Aufbewahrungsbecken; Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig.
1 dargestellte Vorrichtung; Fig. 7 eine Seitenansicht der in den Fig. 1 und 2 dargestellten
Vorrichtung; Fig. 4 eine Tailansicht in grössercn Massstab nach der Linie 4-4 in
Fig. 1; Fig. 5 eine Teilansicht in grösserem Massstab nach der Linie 5-5 in Fig.
); Fig. 6 eine Schnittansicht in grösserem Massstab nach der Linie 6-6 in Fig. 1
zur Veranschaulichung der bei der Vorrichtung gemäss Fig. 1 verwendeten Gewichtsausgleich-
und Geschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung; Fig. 7 eine schematische Vorderansicht
einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung; Fig. 8 eine perspektivische
Ansicht des oberen Teils der in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung;
Fig.
9 eine Teilansicht eines Teils der bei der Vorrichtung gemäss Fig. 7 verwendeten
Plattform und Zylinderabstützung; Fig.1O eine Teilvorderansicht der in Fig. 7 dargestellten
Vorrichtungmit der Plattform in einer mittleren Stellung, und Fig.ll eine Vorderansicht,
teils im Schnitt, teils in Ansicht, des mit der Hülle umgebenen Transportbehälters.
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Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen
Vorrichtung 10 zum Absenken eines Transportbehälters 15 für verbrauchten Atombrennstoff
in ein herkömmliches Brennstoffaufbewahrungsbecken P, das verhältnismässig reines
Wasser W enthält. Der Transportbehälter zum Transport von bestrahlten Kernbrennstoff
besteht im allgemeinen aus uranfreien Blei oder anderem abschirmenden Material hoher
Dichte.
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Ferner ist allgemein bekannt, dass das in dem Brennstoffaufbewahrungsbecken
P enthaltene Wasser W ebenfalls zur radioaktiven Abschirmung des in dem Becken aufbewahrten
verbrauchten Kernbrennstoffs dient und kann auch zur radioaktiven Abschirmung in
dem Transportbehälter 15 verwendet werden.
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Die Vorrichtung 10 umfasst vier senkrecht angeordnete wasserdichte
rohrförmige Ständer 20-23 aus korrosionsfestem Material wie rostfreiem Stahl, die
als hydraulische Hubzylinder einer Hydraulik-Anlage dienen. Die Ständer 20-23 sind
mit ihrem Fussende durch geeignete Mittel mit den das Brennstoffaufbewahrungsbecken
P umgebenden Wänden und dem Boden des Beckens P fest verbunden. Zur Verringerung
der Biegung der Ständer 20-23 werden Querstreben 24 verwendet. Als Kolben der Hydraulik-
Anlage
dienen Gewichtsausgleichs- und Geschwinaigkeitsbegrenzungsvorrichtungen 25-27, die
in den Ständern 2022 an diesen wasserdicht anliegend angeordnet sind. Die Gewichtsausgleichs
und Geschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung für den Ständer 23 ist aus der Zeichnung
nicht ersichtlich, entspricht aber der in Fig. 6 dargestellten GewiEhtBatsgleichs-
und Geschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung für den Ständer 21.
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Am oberen Ende der Ständer 20-23 ist Je eine Seilrolle 30-33 an einem
Tragarm 35-38 frei drehbar gelagert. Um jede der Seilrollen 30-33 ist ein Seil 40-43
aus rostfreiem Stahl mit Kunststoffüberzug geschlungen. An den'.
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Tragarmen 35-38 ist ferner Je ein in den Fig. 4 und 5 dargestellter
Seilspanner 34 angebracht, der das entsprechende Seil 40-43 gegen die Seilrolle
30-33 andrückt. Das eine Trum der Seile 40-43 ist innerhalb der Ständer 20-23 angeordnet
und jeweils an der Gewichtsausgleichs- und Geschwindigkeitsbegrenzungs errichtung
25-28 befestigt. Die Gewichtsausgleichs-und Geschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung
25-28 sind in den Ständern 20-23 in vertikaler Richtung verschiebbar.
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Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, sind zur Abdichtung zwischen der Gewichtsausgleichs-
und Geschwindigkeits.
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begrenzungsvorrichtung 26 und der Innenwandung des zugeordneten Ständers
entsprechende Dichtungen und Führungen wie die Dichtungen 28 an der Vorrichtung
26 vorgesehen. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, ist am oberen Ende der Ständer 20-23
Je eine das entsprechende Seil 40-43 umgebende Dichtung 45 vorgesehen, die das Mere
Ende der Ständer 20-23 im wesentlichen wasserdicht abdichtet. Wie ferner in Fig.
5 dargestellt ist, ist in
den Ständern 20-23 unterhalb der Dichtungen
45-48 und oberhalb der Gewichtsausgleichs- und Geschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtungen
25-28 Wasser oder eine andere geeignete Flüssigkeit F enthalten.
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Das andere Trum der Seile 40-43 verläuft ausserhalb der Ständer 20-23
und dessen Ende ist an einer den Transportbehälter 15 tragenden Plattform 50 befestigt,
die aus geeignetem Material, beispielsweise rostfreiem Stahl, besteht. Wie in Fig.
2 dargestellt ist, liegt die den Transportbehälter tragende Plattform 50 zwischen
den Ständern 20-23. Auf der Plattform 50 befindet sich der zylindrische Brennstofftransportbehälter
15.
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In der unbelasteten Stellung befindet sich die Plattform 50 in der
in den Fig. 1 und 3 dargestellten angehobenen Lage und die Gegengewichtsausgleichs-
und Geschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtungen 25-28 befinden sich am unteren Ende
der zugeordneten Ständer 20-23. Am oberen Ende des Transportbehälters 15 sind Zapfen
56 und 57 angebracht, an denen ein nicht dargestellter herkömmlicher Ubertrdischer,
mit Seilen, Seilrollen und Greifer oder Haken versehener Kran angreift, um den Brennstofftransportbehälter
15 zu erfassen und anzuheben oder abzusenken.
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Zu beginn des Vorgangs befindet sich die Plattform 50 in der unbelasteten
Stellung und der Kran mit den Seilen und dem Haken senkt den Transportbehälter 15
auf die Plattform 50 herab. Vorher oder zu diesem Zeitpunkt wird von dem Transportbehälter
15 der herkömmliche Deckel entfernt. Dann werden unter der Plattform 50 angebrachte,
nicht dargestellte Anschläge entfernt. Wenn dann der Kran die Last des Transportbehälters
herablässt, senkt sich dieser langsam unter seinem eigenen Gewicht auf der Plattform
in das Wasserbecken hinab, bis die Plattform
an Zwischenanschläge
oder Kolbensitze 60-63 anstösst und zum Stillstand kommt.
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Die Vorrichtung ist so eingerichtet, dass ein bestimmter Anteil, beispielsweise
etwa 70-80% des Gewichts des Transportbehälters, von der zusätzlichen Traganlage
auggenommen wird, während der verbleibende Rest von 20-30 der Last von dem überirdischen
Kran und Hebezeug getragen wird. Dies lässt sich leicht durch entsprechende Einstellung
der Geschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung regeln. Nachdem der Transportbehälter
teilweise in das Wasser eingetaucht ist, aber die Zapfen 56 und 57 sich noch ausserhalb
des Wassers befinden, wie in Fig. 1 gestricheXt dargestellt ist, entfernt dann eine
Bedienungsperson die Kranseile und -haken von den Zapfen 56 und 57 des Brennstofftransportbehälters
15 und befestigt das eine Ende eines nicht dargestellten, herkömmlichen Verlängerungsstücks
oder einer Schlinge an dem freien Ende des Kranseiles und -hakens. Das andere Ende
des Verlängerungsstücks mit dem daran angebrachten-Haken wird an den Zapfen des
Brennstofftransportbehälters 15 befestigt, um dessen Last wieder durch den nicht
dargestellten Kran aufzunehmen.
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Gegebenenfalls kann an den Zapfen des Transportbehälters ein kurzes
Verlängerungsstück angebracht werden. Auf diese Weise kann der Transportbehälter
bis zu einer grösseren Tiefe abgesenkt werden, ehe er angehalten und das längere
Verlängerungsstück eingesetzt wird.
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Dann wird der Transportbehälter 15 durch den überirdischen Kran zunächst
leicht angehoben, um die Entfernung der Kolbensitze 60-63 unter der Plattform zu
ermöglichen, und danach wird der Transportbehälter weiter abgesenkt,
bis
er mit seinem Boden über die den Transportbrhälter tragende Plattform 50 auf dem
Boden des Brennstoffaufbewahrungsbeckens P aufliegt. Während der Transportbehälter
15 auf dem Boden des Beckens P steht, wird der verbrauchte Kernbrennstoff in den
Transportbehälter 15 geladen. Nachdem der Transportbehälter 15 voll mit verbrauchtem
Kernbrennstoff beladen ist, wird der Deckel wieder auf dem Transportbehälter 15
angebracht.
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In einem bestimmten Abstand vom oberen Ende der Ständer 20-23 ist
je ein Plattformsitz angeordnet. Von diesen Plattformsitzen sind nur die Sitze 60
und 61 in den Fig.
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4--und 5 dargestellt. Die Plattformsitze werden ferngesteuert, beispielsweise
können sie durch Druckluft mit Hilfe von Druckluftzylindern 62-64 betätigt werden.
Die Plattformsitze sind als Stössel ausgebildet und werden in die nach unten gerichtete
Bewegungsbahn der Plattform 50 vorgeschoben, um diese zu tragen, wenn die zugeordneten
Druckzylinder zum Ausfahren der Stössel betätigt werden. Wenn die Druckluft aus
den Druckluftzylindern ferngesteuert abgelassen wird, so werden die Stössel aus
der Bewegungsbahn der Abwärtsbewegung der den Transportbehälter 15 tragenden Plattform
50 zurückgezogen.
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An den Ständern 20-23 sind ein Ventil 70 und an dieses angeschlossene
Rohrleitungen 71-73 vorgesehen, um die Durchflussgeschwindigkeit des in den Ständern
20-23 zwischen der Dichtung 45 und den Gewichtsausgleichs-und Geschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtungen
25-28 enthaltenen Wassers zu einem geeigneten, nicht dargestellten Filter zu regeln.
Das Ventil 70 und die Rohrleitungen 71-73 dienen dazu, in jedem der Ständer 20-23
die gleiche Wasserdruckhöhe aufrechtzuerhalten. Mit
anderen Worten,
falls der Brennstofftransportbehälter 15 inroge Bruch des Kranseils oder unabsichtliche
Lösung der Kranhaken von den Zapfen 56 und 57 des Transportbehälters 15 einmal herabstürzen
sollte, oder falls der Kran den Transportbehälter 15 zu schnell herablässt, so wirktalas
in den Ständern 20-23 zwischen der Dichtung 45 und den Gegengewichtsausgleich- und
Geschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtungen 25-28 eingeschlossene Wasser als Bremse
für die Fall- oder zu schnelle Absenkbewegung der den Transportbehälter 15 tragenden
Plattform 50. Die Geschwindigkeit, mit der das eingeschlossene Wasser durch die
Rohrleitungen 71-73 und das Ventil 70 in das nicht dargestellte Filter abfliesst,
bestimmt die Höchstgeschwindigkeit, mit der der Transportbehälter 15 und die diesen
tragende Plattform 50 ,herabfallen oder herabgelassen werden kann. Somit wird die
Geschwindigkeit, mit der der beladene Transportbehälter herabstürzt oder herabgelassen
wird, durch das in den Ständern 20-23 eingeschlossene Wasser verringert. Die höchste
Geschwindigkeit, mit der der beladene Transportbehälter 15 herabfallen oder herabgelassen
werden kann, wird durch Einstellung des Regelventils 70 geregelte durch das die
Durchflussgeschwindigkeit des eingeschlossenen Wassers geregelt wird.
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Während bei dieser Ausführungsform die Erzeugung einer Bremswirkung
durch eingeschlossenes Wasser vorgesehen ist, versteht es sich3 dass auch Gas, Luft
oder andere unter Druck stehende Fluide ebensogut verwendbar sind. Beispielsweise
kann an die Ständer 20-23 ein Druckgaszylinder angeschlossen sein, der die Ständer
mit unter Druck stehendem Gas versorgt, mit einer Gasruckflussleitung für den Rückfluss
des Gases von den Ständern zu dem Gaszylinder mit einer durch bekannte Regelventile
regelbaren Geschwindigkeit. An den
Gaszylinder kann eine bekannte
Pumpe angeschlossen sein, um in dem Saszylinder den erforderlichen Druck aufrechtzuerhalten.
Auch an die von dem Ventil 70 kommende Rohrleitung kann eine nicht dargestellte
Pumpe angeschlossen sein. Während des Anhebens des Transportbehälters 15 durch den
Kran kann Wasser unter Druck in die Ständer 20-23 gepumpt werden, wodurch die als
Kolben ausgebildeten Gegengewichtsausgleichs- und Geschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtungen
25-28 nach unten gedrückt werden und die den Transportbehälter 15 tragende Plattform
50 angehoben wird, um die Aufwärtsbewegung der Plattforn 50 zu unterstützen und
die zusätzliche Unterstützung des Transportbehälters 15 aufrechtzuerhalten, während
der Transportbehälter aus dem Brennstcffaufbewahrungsbecken P gehoben wird. Dic
Hydraulikanlage kann vollkommen geschlossen mit eigener Wasserversorgung ausgebildet
oder an die WasserzuSührungsleitung des Brennstoffaufbewahrungsbeckens unterhalb
des Filters in der Wasserzurührumgsleitung angeschlossen sein.
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Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen
Vorrichtung werden Seile verwendet, die mit dem Wasser des Aufbewahrungsbeckens
in Berührung kommen und mit Kolben verbunden sind, die in feststehenden, an dem
Aufbewahrungsbecken verankerten Zylindern beweglich geführt sind. Bei Seilen treten
jedoch gewisse Schwierigkeiten hinsichtlich der Wartung auS, deren Beseitigung bei
den zur Zeit bestehenden Reaktoranlagen von grossen Vorteil wäre. Ferner kann der
Bau von wasserdichten Zylindern, die sich über die gesamte Tiefe des BrennstoffauSbewahrungsbeckens
erstrecken, bei solchen RealrtoranlaBen unmöglich sein, bei denen für den Einbau
von Zylindern dieser Länge nicht genügend Raum vorhanden ist. naher wird nacistehend
eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erSindungsgemiissen
Vorrichtung
beschrieben, bei der keine Seile verwendet werden und bei der die Länge der Zylinder
lediglich etwa die Hälfte der Tiefe des BrennstoffauSbewahrungsbeckens beträgt.
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Bei der in den Fig. 7 bis 10 dargestellten zweiten Ausführungsform
der erfindungsgemässen Vorrichtung umfasst die zusätzliche Hebe- und Traganlage
für den Transportbehälter zwei etwa H-förmige Ständer 80, die sich über die gesamte
Tiefe des Brennstoffaufbewahrungsbeckens erstrecken und in diesem verankert und
befestigt sind.
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Die Abstützung am oberen Ende der H-förmigen Ständer 80 umfasst die
Elemente 81 und 82, die an dem Brennstoffnachfüllboden 79 verankert sind und zur
Befestigung der Ständer 80 in einer Ecke des BrennstoffauSbewahrungsbeckens dienen.
Am unteren Ende sind die H-förmigen Ständer 80 durch Streben 83 verstärkt. Die Konstruktionsteile,
die in das Brennstoffaufbewahrungsbecken eintauchen, bestehen aus korrosionsfestem
Material, beispielsweise rostfreiem Stahl. Es sind vier hydraulische Zylinder 85
vorgesehen, Jeder Zylinder 85 enthält einen Kolben 86 und ist an seinen beiden Enden
mit Armaturen 87 zur Einführung und Ableitung des Hydrauliköls in bzw. aus dem Zylinder
unterhalb und oberhalb des Kolbens versehen. Nur einer der Kolben 86 und eine der
Armaturen 87 ist in der Zeichnung dargestellt. An die Armaturen 87 sind Rohrleitungen
88 angeschlossen, die in bekannter Weise mit Ventilen, Pumpen, Oelwannen, Betätigungsvorrichtungen,
usw. versehen sind, die zur Regelung des Oeldrucks oberhalb und unterhalb der Kolben
dienen und in der Zeichnung nicht dargestellt sind, da sie allgemein bekannt sind.
Jeder Kolben 86 ist mit einer Verbindungsstange 90 fest verbunden, dde sich durch
ein Loch in den oberen Tragelementen 81 und
82 erstreckt und an
ihrem oberen Ende mit einer Erweiterung versehen ist, die in einen Oesenbolzen 89
ausläuft. Die Zylinder werden von den oberen Tragelementen 81 und 82 getragen, mit
denen sie über die Kolbenverbindungsstange 90 verbunden sind.
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Die Zylinder 85 tragen eine Plattform 91 für den Transportbehälter.
Die Plattform 91 besteht aus einem Boden 92, Seitenwandungen 93 und einer Rückwand
94, die so bemessen sind, dass der Boden des Transportbehälters gerade dazwischen
Platz findet. An jeder Ecke der Plattform 91 ist ein Vorsprung 95 vorgesehen. Die
Vorsprünge 95 umfassen den benachbarten Ständer 80, wie bei 97 dargestellt ist,
und sind mit je einer rechteckigen Oeffnung 96 versehen.
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Die rechteckigen Oeffnungen 96 erstrecken sich alle in der gleichen
Richtung. Jeder der Zylinder 85 ist an seinem oberen Ende mit zwei einander entgegengesetzt
angeordneten Ansätzen 100 versehen. Der Abstand zwischen den äusseren Enden der
Ansätze 100 ist grösser als die Länge der kurzen Seite der rechteckigen Oeffnung
96, aber kürzer als die lange Seite der rechteckigen Oeffnung.
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Daher stossen die Vorsprünge 95 in der in den Fig. 7 bis 9 dargestellten
Stellung gegen die Ansätze 100 an und die Plattform 91 ruht auf den vier Zylindern
85. Am unteren Ende der Zylinder 85 sind zwei ähnliche Ansätze 101 der gleichen
Grösse vorgesehen, die sich rechtwinklig zu den oberen Ansätzen 100 erstrecken.
Wenn das Gewicht der Plattform von den Zylindern 85 abgehoben ist, so können die
Verbindungsstangen 90 mit Hilfe der Oesenbolzen 89 angehoben und um 900 gedreht
werden, bis die oberen Ansätze 100 in Längsrichtung der rechteckigen Oeffnungen
96 gerichtet sind. Danach können die Zylinder durch die
Oeffnungen
96 gezogen oder die Plattform herabgelassen werden, bis die Plattform an die unteren
Zylinderansätze 101 anstösst, die nunmehr infolge ihrer Umdrehung 0 um 90 so gerichtet
sind , dass sie gegen die Vorsprünge 95 anstossen. Auf diese Weise kann die Plattform
wahlweise auf den unteren Zylinderansätzen 101 oder auf den oberen Zylinderansätzen
100 aufliegen.
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Anstelle der rechteckigen Oeffnungen 96 können auch viereckige Oeffnungen
in den Vorsprüngen 95 vorgesehen sein. In diesem Falle muss der Abstand zwischen
den äusseren Enden der Ansätze 100 bzw. 101 grösser als dic Länge einer Seite der
viereckigen Oeffnung, aber kleiner als die Diagonale der viereckigen Oeffnung sein.
Nach Drehung der Zylinder um 45° können die Ansätze 100 dann durch die viereckige
Oeffnung hindurchgeführt und nach einer weiteren Drehung um 45° die unteren Ansätze
101 in Anlage an den Vorsprüngen 95 gebracht werden.
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Für die Plattform 91 sind zwei Arretierungsvorrichtungen vorgesehen.
Die erste Arretierungsvorrichtung, die der der ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen
Vorrichtung ähnelt, besteht aus elektrisch betätigten Solenoiden 103, die am oberen
Ende der Seitenständer 80 unmittelbar unter der Plattform 91 in der oberen Ruhestellung
derselben angeordnet sind. Solange die Solenoide nicht betätigt werden, kann die
Plattform 91 nicht abgesenkt werden, Am Boden der Plattform können elektrische Fühler
vorgesehen sein, die eine Sperrsystem betätigen, das die Entfernung der oberen Anschläge
103 verhindert, wenn sich der Transportbehälter nicht in der richtigen Stellung
auf der Plattform befindet.
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Die zweite Arretierungsvorrichtung 104 ist etwa in der Mitte der Seitenständer
80 angebracht und kann aus einander
gegenüberliegend angeordneten
Tragarmen bestehen, die in die vertikale Bewegungsbahn der Plattform 91 und aus
dieser heraus bewegt werden können. Gegebenenfalls kann die handbetätigte Arretierungsvorrichtung
durch eine elektrisch oder pneumatisch betätigte Arretierungsvorrichtung ersetzt
werden.
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Ehe der Transportbehälter 15 auf die Plattform 91 geladen wird, wird
er zunächst vorzugsweise auf eine Unterlage 105 aufgesetzt, wie in Fig. 11 dargestellt
ist. Die Unterlage 105 ist mit einem Flansch 106 versehen, der beispielsweise mit
einem Spannband 107 am unteren Teil des Transportbehälters befestigt werden kann.
An dem Flansch 106 ist eine wasserdichte flexible Hülle 108 angebracht, die beispielsweise
aus Kunststoff bestehen kann und mit leichten
in das Kunststoffmaterial eingearbeiteten Metallringen 114 versehen ist, die die
Hülle in horizontaler Richtung stabilisieren. Die Hülle 108 kann von Hand aufgerichtet
werden, so dass sie sich über die ganze Länge des Transportbehälters 15 erstreckt,
und am oberen Ende des Transportbehälters, beispielsweise durch Spannbänder 109
od.dgl., befestigt werden. In der Hülle 108 können seitlich Oeffnungen angebracht
sein, durch die die Zapfen 56, 57 des Transportbehälters hindurchgeführt werden.
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Diese Oeffnungen können beispielsweise aus weichen biegsamen Oesen
116 aus an dem Kunststoff befestigtem dehnbarem Material bestehen, die über die
Zapfen 56, 57 gestreift werden und diese bei der Befestigung der Hülle 108 um die
Zapfen herum abdichten.
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Am oberen und unteren Ende der Hülle 108 sind Rohrstutzen 113 angebracht,
die über einen nicht dargestellten Schlauch an eine nicht dargestellte Pumpe angeschlossen
werden
können, mit deren Hilfe dauernd reines Wasser in den Raum
zwischen der Aussenwandung desxTransportbehälters und der Innenwandung der Hülle
mit einem etwas höheren Druck als dem des Wassers im Aufbewahrungsbecken gepumpt
werden kann, damit das Wasser des Aufbewahrungsbeckens nicht in der Halle etwa vorhandene
kleine Löcher durchdringen und mit der Aussenfläche des Transportbehälters in Berührung
treten und diese etwa radioaktiv verseuchen kann.
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Auf dem Brennstoffnachfüllboden 79 sind zwei einander gegenüberliegend
angeordnete Führungen 115 in geringem Abstand voneinandeS und über dem Brennstoffnachfüllbcden
79 vorgesehen, zwischen die der breitere Boden der Unterlage 105 einführbar ist.
Die Führungen 115 sind als L-Profile ausgebildet und stehen von der offenen Seite
des Plattformbodens 92 einkurzes Stück vor, der wie aus Fig. 7 ersichtlich ist,
etwas oberhalb der Ebene des Randes 116 des Aufbewahrungsbeckens liegt.
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Während des Betriebs wird der leere Transportbehälter 15 durch das
in Fig. 7 schematisch mit 120 bezeichnete Hebezeug angehoben und auf die Unterlage
105 aufgesetzt, das Spannband 107 angezogen, die Hülle 108 über den Transportbehälter
hochgezogen, die. Oesen 116 über die Zapfen 56, 57 gestreift, das Spannband 109
angezogen und die Rohrstutzen 113 an de Wasserpumpanlage angeschlossen, die dann
eingeschaltet wird. Danach wird der Transportbehälter 15 mit der daran befestigten
Hülle 108 angehoben, in den Eingang der Führungen 115 geführt und dann langsam gemäss
der Darstellung in Fig. 7 nach rechts bewegt, bis der Transportbehälter sich über
der Mitte der Plattform 91 befindet, worauf der Transportbehälter auf die Plattform
abgesenkt wird. Dann wird der bekannte, nicht dargestellte
Deckel
des Transportbehälters entfernt.
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Die Führungen 115 dienen dazu, im Falle eines Versagens des Hebezeugs
120 ein Kippen und Herabstürzen des Transportbehälters in das Aufbewahrungsbecken
P zu verhindern. Auch die Anordnung des Plattformbodens 92 etwas über der Ebene
des Aufbewahrungsbeckens 116 gewährleistet ein leichtes Kippen des Transportbehälters
von dem Aufbewahrungsbecken, falls das Hebezeug 120 versagen sollte. Wenn der Transportbehälter
sich in der richtigen Stellung auf der Plattform befindet, so werden die oberen
Anschläge 103 entfernt.
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Damit wird das Gewicht der Plattform durch die vier Zylinder 85 aufgenommen.
Durch entsprechende Einstellung des Drucks des Hydrauliköls zu beiden Seiten des
Kolbens 86, so dass etwa 70-80 % der Belastung durch die hydraulische Traganlage
aufgenommen wird, während das Hebezeug 120 die Last freigibt, bewegt sich die Plattform
langsam nach unten in das Aufbewahrungsbecken und schiebt die Zylinder 85 vor sich
her, während die Kolben in den Zylindern mit dem daran befestigten Hebezeug sich
langsam nach oben bewegen.
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Ehe die Kolben am oberen Ende der Zylinder 85 ankommen, stösst die
Plattform an den mittigen Arretierungstragarmen 104 an und kommt zum Stillstand.
Dann wird der Druck in den Zylindern 85 so geregelt, dass die sich allein bis zum
Ende ihres Hubwegs nach unten bewegen. Dann werden die Verbindungsstangen 90 durch
deren Oesenbolzen 89 angehoben, um 900 gedreht und die Druckrichtung des Hydrauliköls
in den Zylindern 85 wird umgekehrt, so dass die Zylinder 85 nach oben getrieben
werden. Dabei passieren die oberen Ansätze 100 die Längsseite der rechteckingen
Oeffnungen 96 in den Vorsprüngen 95 der Plattform 91. Schliesslich stossen die unteren
Ansätze 101 gegen die Vorsprünge 95 an und die Zylinder 85 beenden ihre Aufwärtsbewegung.
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Nun befinden sich die Kolben 86 am unteren Ende der Zylinder 85, wie
in Fig. 10 dargestellt' ist. Dann werden die Verbindungsstangen 90 ein kurzes Stück
angehoben, um die Plattform 91 von den mittleren Arretierungstragarmen 104 abzuheben.
Die Arretierungstragarmen 104 werden nun aus der Bewegungsbahn der Plattform entfernt
und der Druck in den Zylindern 85 wird wieder so eingestellt, dass er 70-80 % des
Gewichts des Transportbehälters aufnimmt. Während das Hebezeug 120 die Latt freigibt,
setzt die Plattform 91 ihre Abwärtsbewegung fort> bis sie am Boden 122 des Aufbewahrungsbeckens
zum Halten kommt. Dann werden dieverbrauchten Brennstoffelemente in den mit Wasser
gefüllten Transportbehälter eingebracht, der Deckel des Transportbehälters wird
wieder aufgesetzt und das gleiche Verfahren wird in umgekehrter Reihenfolge wiedergeholt,
um den Transportbehälter und die Plattform aus dem Aufbewahrungsbecken zu heben.
Mit anderen Worten, durch entsprechqnde Regelung des Drucks in den Zylindern 85
werden diese nach oben getrieben, wodurch die Plattform 91 mit dem darauf befindlichen
beladenen Transportbrhälter in eine Stellung gerade oberhalb der mittleren Arretierungstragarme
104 gehoben werden. Dann werden die Arretierungstragarme 104 nach aussen bewegt
und die Plattform 91 wird darauf aufgesetzt. Dann werden die Zylinder 85 nach unten
getrieben, bis die oberen'Ansätze 100 die Oeffnungen 96 in den Vorsprüngen 95 passiert
haben, die Verbindungsstangen 90 werden um 900 gedreht und die oberen Ansätze 100
werden in Anlage an den Vorsprüngen 95 gebracht.
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Danach werden die Zylinder 85 wieder hydraulisch nach oben getrieben,
bis die Plattform 91 ihre in Fig. 7 dargestellte obere Ruhelage erreicht, und die
oberen Anschläge 103 werden so betätigt, dass sie die Plattform
halten.
Während des gesamten vorstehend beschriebenen Senk- und Hebevorgangs tragen die
Plattform 91 und das Hebezeug 120 den Transportbehälter zusammen, obwohl sie jeweils
unabhängig voneinander in der Lage sind, das gesamte Gewicht des Transportbehälters
aufzunehmen, so dass stets ein durchgehender doppelter Lastweg während des Hebens
und Senkens des Transportbehälters gewährleistet ist. Ferner bietet diese Anordnung
den Vorteil, dass die Beanspruchung des Hebezeugs verringert und damit dessen Lebensdauer
verlängert wird.
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Wie bereits erwähnt wurde, wird der sich abwärts bewegende Transportbehälter
durch die mittleren Arretierungsarme 104 zum Halten gebracht, kurz bevor die Zapfen
56, 57 und der daran befestigte Kranhaken, die Seilrollen und Seile in das Wasser
des Aufbewahrungsbeckens eintauchen, und wie bei der ersten Ausführungsform der
erfindungsgemässen Vorrichtung wird zu diesem Zeitpunkt an dem Kranhaken eine nicht
dargestellte Verlängerungsschlinge angebracht, um das Eintauchen des Kranhakens
in das Wasser des Aufbewahrungsbeckens zu vermeiden. Die Verlängerungsschlinge kann.
aus massivem korrosionsfestem Material bestehen und ist daher leichter von Radioaktivität
zu entseuchen. Sie ist der einzige Teil des Hebezeugs, der in das Wasser des Aufbewahrungsbeckens
eintaucht. Auf diese Weise wird eine Verseuchung des reinen Wassers des Aufbewahrungsbeckens
durch das korrodierende Material des Kranseiles und -hakens vermieden. Ferner verhindert
die den Transportbehälter umgebende Hülle 108 eine Berührung des Wassers P des Aufbewahrungsbeckens
mit der Aussenfläche des Transportbehälters und dahervist es nicht erforderlich,
die Aussenfläche des Transportbehälters von Radioaktivität zu entseuchen.
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Nachdem die beladene Transportbehälter von der Plattform abgenommen
und über die Führungen 115 aus dem Aufbewahrungs becken herausgeführt wurde, können
die Hülle 108 und die Unterlage 105 entfernt werden und der Transportbehälter kann
für die Beförderung zur Brennstoffregeneriegungs anlage auf ein geeignetes Transportmittel
geladen werden.
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Bei dieser letzteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung
werden die Seile des Hebezeugs nicht durch das Wasser des Aufbewahrungsbeckens verseucht
und die Zylinder brauchen nur etwa halb so lang wie die Tiefe des Aufbewahrungsbeckens
sein.
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Beide vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemässen
Vorrichtung eignen sich für den Einbau in den bestehenden oder geplanten Reaktoranlagen,
um diese für den Fall eines Versagens des herkömmlichen bisher für die Bewegung
des Transportbehälters benutzten einzigen überirdischen Hebezeugs zu schützen.
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Um zu gewährleisten, dass die Zylinderansätze 100, 101 sich stets
in der gewünschten Stellung an den Vorsprüngen 95 befinden, können die Vorsprünge
95 mit Schlitzen zur Aufnahme der Zylinderansätze versehen sein und in den Schlitzen
können gegebenenfalls elektrisch betätigte Fühler angebracht sein, die die Bewegung
der Plattform verhindern, wenn die Zylinderansätze sich nicht in den Schlitzen befinden.