DE2302759A1

DE2302759A1 - Manipulator fuer brennelemente und regelstaebe in einem kernreaktor

Info

Publication number: DE2302759A1
Application number: DE2302759A
Authority: DE
Inventors: Thorwald Dipl Ing Kipp; Siegfried Hans Karl Dipl Voss
Original assignee: Eisenwerk Weserhuette AG
Current assignee: Eisenwerk Weserhuette AG
Priority date: 1973-01-20
Filing date: 1973-01-20
Publication date: 1974-07-25
Also published as: FR2214939A1; FR2214939B1; SU677687A3; GB1442189A; IT1005333B; CH571935A5; DE2302759B2; SE393479B

Description

ineinera Kernreaktor

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Transport und Umsetzen von Brennelementen, Regelstäben u. dgl. beispielsweise in Reaktor- und Lagerbecken von Kernkraftwerken.

Bekannt ist ein Ladegerät, welches den Transport von Brennelementen mit oder ohne Regelstab sowie ein direktes Umsetzen von Regelstäben im Reaktorbecken oder Brenneleraentlagergestell durch einen Teleskopmast mit unabhängig voneinander pneumatisch betätigten Greifvorrichtungen ermöglicht.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Gerät zum Transport, Umsetzen und Inspektion von Brennelementen usw. zu entwickeln, das auch eine einfache Funktionskontrolle und Wartung des Greifers ermöglicht.

Die vorliegende Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit geringem konstruktiven Aufwand durch Verwendung eines in einem vertikal und drehbar angeordneten Greiferteleskop bewegten Greifers, bestehend aus einer Hubtraverse und einem Greiferkopf, mit wenigstens zwei gemeinsam betätigten Klinkvorrichtungen, welche sich wechselseitig öffnen und schließen und beim Heben und Senken des Greifers gemeinsam mitbewegt werden, und einer zur Führung der gezogenen Regelstäbe in der unteren Öffnung des Greiferteleskopes verriegelten Führungsmatrize, welche beim Greifen eines Brennelementes durch eine der Klinkvorrichtungen entriegelt und mit angehoben wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung und Anordnung von Greiferkopf und Führungsmatrize wird der erforderliche Hub beim abwechselnden Umsetzen von Regelstäben und Brennelementen gegenüber der bekannten Ausführung um etwa die Hälfte verkürzt. Weiterhin wird der Arbeitsaufwand dadurch verringert, daß der leere Greiferkopf zum Verfahren des Manipulators nur wenig an-

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gehoben werden braucht und das Greiferteleskop zur Inspektion von Regelstäben und Brennelementen unbegrenzt gedreht werden kann. Vorteilhaft ist auch die geringe, von der Länge der Rcgelstäbe unabhängige Bauhöhe des Greiferkopfes, wodurch ein einfacher Ausbau zwecks Wartung und Funktionsprüfung ermöglicht wird. Durch die selbsttätige gegenseitige Verriegelung der Klinkvorrichtungen und durch die Möglichkeit bei Stromausfall sämtliche Betätigungen von Hand durchzuführen wird die Funktionssicherheit des Gerätes erhöht. Die Betätigung des in einem Greiferteleskop geführten, an Ilubseilen hängenden Greiferkopfes kann unabhängig von seiner konstruktiven Ausführungwahlweise durch Steuerseile, Druckluftzylinder, Hubmagnete oder durch ein im Greiferteleskop angeordnetes Steuerteleskop oder Steuergestänge erfolgen. Die Steuerseile können auch die Funktion der Hubseile mit noiirnenmen, so daß diese entfallen:

Nachstehend werden ein Ausführungsbeispiel und die Funktionen des; Manipulators an Hand einer schematischen Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeipt einen Längsschnitt durch das Greiferteleskop Fig. 2 zeigt den unteren Abschnitt des Greiferteleskopes mit durch zwei Steuerseile betätigtem Greiferkopf und teilweise aus einem Brennelement gezogenem Regelstab.

Der Manipulator besteht aus einer nicht dargestellten verfahrbaren Manipulier-brücke mit einer Katze, in welcher die Hub- und Steuereinrichtungen fest angeordnet sind und ein zweiteiliges Greiferteieskop vertikal drehbar verlagert ist_o Im Teleskopmantel 1 wird das innere Teleskoprohr 2 beim Heben und Süitse.i des Greiferkopfes 3 geführt. Durch eine besondere Einrichtung wird eine unbegrenzte Drehung des Greiferteleskopes trotz fester Verlagerung von Hubtrommel 4, Steuertrommeln 5 und einer nicht dargestellten Kabeltrommel in der Katze ermöglicht, so daß die Hubseile 6 und Steuerseile 7 sowie das Kabel für elektrische Stellungsanzeigen 8 nicht verdrillt werden. Diese Einrichtung besteht aus einer Hubtraverse 9

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«it Tragwippe 10 und Steuerwippe 11, an denen je zw,ei Hubseile 6 bzw. Steuerseile 7 befestigt sind. Der Greiferkopf ist ähnlich der Hakenaufhängung einer Seilflasche drehbar an Unterteil der Hubtraverse 9 verlagerte

Bei de« schematisch dargestellten Ausführungebeispiel des Greiferkopfes 3 nach Fig. 2 sind die beiden Doppelklinken für da· Greifen des Brennelementkopfes 13 schwenkbar im Greiferkopf 3 angeordnet, die Klinkvorrichtung für den Regelstabkopf 14 besteht aus den Kugeln 15, welche in Radialbohrungen der am Greiferkopf 3 befestigten Klinken hülse 16 liegen. Die durch die Bolzen 17 lese mit der Unterplatte 18 des Greiferkopfes 3 verbundene und durch die Klinkenhülse 16 geführte Hülse 19 verhindert das Herausfallen der Kugeln 15 vor den Einführen der Klinkenhülse 16 in den Regelstabkopf 14 und stellt sicher, daß nach dem Aufsetzen des Greiferkopfes 3 die Radialbohrungen der Klinkenhülse 16 auf gleicher Höhe liegen wie die Ringnut des Regelstabkopfes 14.

Die Betätigung der Klinkvorrichtung erfolgt durch Schwenken der Steuerwippe 11, deren Bewegung über eine angelenkte Lasche 20 und das Drehgelenk 21 auf Steuerhülse 22 und Steuerbolzen 23 übertragen wird, die fest miteinander verbunden sind und senkrecht durch die Hubtraverse 9 und den Greiferkopf 3 geführt werden.

Die Schwenkbewegung der Steuerwippe 11 wird durch eine entgegen· gesetzt gerichtete Wegänderung der beiden Steuerseile 7 bewirkt, indem die Steuertrommeln 5 beispielsweise auf einer Kurbelwelle 24 verlagert sind und durch Drehung derselben gegenüber der Hubtrommel#4 ausgeschwenkt werden, auf welche die Steuerseile 7 neben den Hubseilen 6 aufgewickelt werden.

Aus Sicherheitsgründen wird durch mehrere Verriegelungseinrichtungen die Betätigung der Klinkvorrichtungen bei nicht vollständig abgesenktem Greiferkopf 3 verhindert und die jeweilige Arbeitsstellung durch Grenztaster angezeigt.

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Die Klinkenverriegelung besteht im Wesentlichen aus einen Verriegelungsflansch 25, welcher durch die Hubstangen 26 fest mit den Schaltring 27 verbunden ist. In angehobener Stellung des Greiferkopfes 3 wird der Steuerbolzen 23 durch die in Radialbohrungen der Klinkenhülse 16 liegenden Kugeln 28, welche vom Vorriegelungsflansch 25 in die jeweils davorliegende Ringnut des Steuerbolzens 23 geschoben werden, alt dem Greiferkopf 3 verriegelt. Gleichzeitig wird eine Schwenkbewegung der Doppelklinken 12 dadurch verhindert, daß die Zapfen 29 an den Doppelklinken 12 in die Bohrungen des Verriegelungsflansches 25 eingefahren sind.

Eine weitere Verriegelung der Doppelklinken 12 wird durch die Anordnung des Steuerflansches 30 bewirkt, welcher über die Steuerstangcn 31 mit dem Flansch 32 der Steuerhülse 22 und dem Steuerbolzen 23 verbunden ist und im entriegelten Zustand der Klinkvorrichtungen die Doppelklinken 12 über deren zwei symmetrisch zum Drehpunkt angeordnete Nocken betätigt. Nach dem Greifen und Anheben eines Brennelementes wird ein Offnen der Doppelklinken 12 außerdem durch deren Mitnehmerhaken 33 für das Brennelement und 34 für die Führungsmatrize 35 verhindert«

Bei vollständig abgesenktem Greiferkopf 3 werden durch die nach auften schwenkenden Doppelklinken 12 über die Mitnehoerbolzen die Drehklinken 37 der Führungsmatrize 35 mit dem inneren Teleskoprohr 2 verriegelt. Die Führungsmatrize 35 ist mit Bohrungen und Schlitzen zum Führen des Regelstabes sowie mit Zentrierleisten 38 für den zu greifenden Brennelementkopf 13 versehen und liegt in unterster Stellung auf dem am inneren Teleskoprohr befestigten Zentrierbund 39 auf, mit dessen Hilfe das Greiferteleskop sich an den umliegenden Brennelementen zentrierte

An der Hubtraverse 9 sind sämtliche Grenztaster für elektrische Stellungsanzeigen angebracht, welche die verschiedenen Funktionen und Arbeitsstellungen des Greiferkopfes 3 kontrollieren· Die Grenztaster 40, 41 und 42 werden von eine* Nockenring des beim Öffnen und Schließen der Klinkvorrichtungen «it des Steuer-

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bolzen 23 auf- und abwärts bewegten Drehgelenkes 21 betätigt. Der Grenztaster 43 wird vom Druckbolzen 44 beaufschlagt, wenn der Kegelstabkopf 14 mit dem Bronnelementkopf 13 verriegelt wird. Der Grenztaster 45 wird durch den Schaltring 27 betätigt, wenn der Greiferkopf 3 vollständig abgesenkt ist und die Hubstangen 26 auf der Führungsmatrize 35 aufsetzen, und zeigt somit gleichzeitig den entriegelten Zustand der Klinkvorrichtungen anο Die Grenztaster 46 und 47 werden über die Kipphebel 48 bzw. 49 am inniren Teleskoprohr 2 durch die Nocken 50 bzw· 51 des Teleskopmantels 1 betätigt, wenn die Riegel 52 an Mitnehmerbund 53 des inneren Teleskoprohres 2 auf den vollständig eingefahrenen Greiferkopf 3 aufliegen und das innere Teleskoprohr 2 weit genug angehoben ist und zeigen an, daß der Manipulator oder die Katze im Reaktorbecken bzw. im höher liegenden Lagerbecken verfahren werden können_o

Bei geöffneter Stellung beider Klinkvorrichtungen steht die Steuerwippe 11 oder eine durch den Steuerbolzen 23 betätigte, nicht dargestellte Hebeleinrichtung waagerecht und hobt dann das innere Teleskoprohr 2 über dessen Nocken 54 schon nach kurzem Hub in die Fahrstellung, in welcher es durch die von der Bedienungsplattform der Katze über das Gestänge 55 eingeschwenkte Sperrklinken 56 des Teleskopmantels 1 gehalten wird, so daß beim Verfahren die Hubseile 6 entlastet sind.

Um den Greiferkopf 3 und die Führungsmatrize 35 zwecks Wartung und Funktionsprüfung nach oben aus dem Greiferteleskop herausziehen zu können, werden in einer Leerposition die Doppelklinken 12 geschlossen, so daß der leere Greiferkopf 3 mit Führungsmatrize 35 an den Nocken 54 vorbei bis an den Mitnehmerbund 53 eingezogen werden kann. Nach dem vollständigen Einfahren des inneren Teleskoprohres 2 und Absetzen desselben auf den Sperrklinken 56 des Teleskopnantels 1 werden die Riegel 52 in den Mitnehmerbund 53 geschoben und der Greiferkopf 3 kann herausgezogen werden. Zur Funktionsprüfung wird das Modell eines Brennelement- und Regelstabkopfes unterhalb des Greifer-

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kopfes 3 in das innere Teleskoprohr 2 eingesetzt.

Der Greiferkopf 3 wird durch an seinem Gehäuse verlagerte Laufrollen 57 im inneren Teleskoprohr 2 geführt, dieses wiederum durch seine Laufrollen 58 und die Laufrollen 59 im Anschlagbund 60 an der unteren Öffnung des Teleskopmantels I₀

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Claims

Patentansprüche

l.y Manipulator zum Transport und Umsetzen von Brennelementen, Regelstäben u. dgl. beispielsweise in einem Kernreaktor, mit einem vertikal und drehbar angeordneten Greiferteleekop, dadurch gekennzeichnet, daß das wahlweise Greifen und Heben eines Brennelementes oder Regelstabes durch einen im Greiferteleskop auf- und abwärts bewegten Greifer erfolgt, der aus einer Hubtraverse (9) und dem Greiferkopf (3) mit wenigstens zwei gemeinsam betätigten Klinkvorrichtungen besteht, welche sich wechselseitig öffnen und schließen und beim Heben und Senken des ärcifers gemeinsam mitbewegt werden und daß eine zur Führung der gezogenen Regelstäbe in der unteren Öffnung des Greiferteleskopes verriegelte Führungsmatrize (35) beim Greifen eines Brennelementes durch eine der Klinkvorrichtungen entriegelt und mit angehoben wird.
2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinkvorrichtungen des drehbar unter der Hubtraverse (9) aufgehängten Greiferkopfes (3) durch einen Steuerbolzen (23) über eine Steuerwippe (H) betätigt werden, welche die wahlweise Anwendung von Steuerseilen (7), Druckluftzylindern, Hubmagneten o. dgl. zur Steuerung ermöglicht.
3. Manipulator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung der Klinkvorrichtungen über ein im Greiferteleskop angeordnetes Steuerteleskop oder Steuergestänge erfolgt»
4. Manipulator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerseile (7) für die Betätigung der Steuerwipp· (11) nach Umlenkung über beweglich angeordnete Steuertrowneln (5) neben den Hubseilen (6) auf die Hubtrommel (4) mit aufgewickelt werden.

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5. Manipulator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerseile (7) auf mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit wie die Hubtrommeln (4) drehende, beweglich angeordnete Steuertrommeln (5) aufgewickelt werden.
6. Manipulator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung der Steuertrommeln (5) mit Hilfe einer Kurbelwelle (24), lippe o.dgl. erfolgt.
7. Manipulator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubseile (C) entfallen und deren Funktion von den Steuerseilen (7) mit übernommen wird.
8. Manipulator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwippe (11) bei geöffneten Klinkvorrichtungen in waagerechter Stellung steht und schon nach kurzem Hubweg an den Nocken (54) im inneren Teleskoprohr (2) zur Anlage kommt.
9. Manipulator nach Anspruch 1,2 u.3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stromausfall die Hub- und Steuereinrichtungen auch von Hand betätigt werden können.
10. Manipulator nach Anspruch 1,2 u.3, dadurch gekennzeichnet, daß das Greiferteleskop bei feststehenden Hub-, Steuer- und Meldeeinrichtungen unbegrenzt gedreht werden kann.
11. Manipulator nach Anspruch 1,2 u.3, dadurch gekennzeichnet, daß ein beweglich im Greiferkopf (3) angeordneter Verriegelungsflansch (25) die Klinkvorrichtungen während des Hubvorganges mehrfach vorriegelt.
12. Manipulator nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstangen (26) die untere Stellung des Greifers im inneren Teleskoprohr (2) dadurch anzeigen, daß sie auf der Führungsmatrize (36) aufsetzen«

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13. Manipulator nach Anspruch 1 ο u₀o dadurch gekennzeichnet, daß die Grenztaster für elektrische Stellungsanzeigen (40) bis (43) und (45) bis (47) an der drehfest angeordneten Hubtraverse (9) angebracht sind und sämtliche Funktionen und Arbeitsstellungen des Greiferkopfes (3) kontrollieren«,
14. Manipulator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Druckluftzylindern oder Hubmagneten als Betätigungsorgane diese an der drehfest angeordneten Hubtraverse (9) angebracht sind«,
15. Manipulator nach Anspruch 1,2 u.3, dadurch gekennzeichnet, daß nach vollständige« Einziehen des Greiferteleskopes die Verriegelung des Mitnehmerbundes (53) gelöst und der Greiferkopf (3) mit der Führungsaatrize (35) bis über die Höhe der Bedienungsplattform herausgezogen werden kann.
16. Manipulator nach Anspruch 1 und 15, 'adurch gekennzeichnet, daß die Funktionen des Greiferkopfes (3) mit Hilfe des Modells eines Brennelement- und Regelstdikopfes überprüft werden können, welches unterhalb des herausgezogenen Greiferkopfes (3) in das innere Teleskoprohr (2) eingesetzt wird.
17. Manipulator nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben den elektrischen auch mechanische Stellungsanzeigen zur Kontrolle der Funktionen und Arbeitsstellungen des Greiferkopfes (3) erfolgen..

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