DE2308131A1

DE2308131A1 - Greifvorrichtung einer hubeinrichtung, insbesondere in einem kernreaktor zum absetzen und aufnehmen von brennelementen und staeben

Info

Publication number: DE2308131A1
Application number: DE19732308131
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dose
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1973-02-19
Filing date: 1973-02-19
Publication date: 1974-08-22
Also published as: US3945514A; DE2308131B2; AT364424B; JPS49113995A; ES423370A1; GB1432732A; ATA122774A

Description

PRIED. KRUPP GESELLSCHAFT
BESCHRAlIKi¹ER HAPTUKG in Essen

Greifvorrichtung einer Hubeinrichtung, insbesondere in einem Kernreaktor zum Absetzen und Aufnehmen von Brennelementen und Stäben

In Kernreaktoren stellt sich das Problem, die stabförmigen Brennelemente sov/ie die in diese einzusetzenden Blind-, Steuer-, Trimm-, Vergiftungs- und Regelstäbe in einer für die Bedienungs-Person ungefährlichen Weise auszuwechseln. Zu diesem Zweck ist es gemäß der deutschen Patentschrift 1 764 176 vorgeschlagen worden, ein für einen Kernreaktor bestimmtes Ladegerät mit einem Vertikal verfahrbaren Doppelgreifer mit je einem selbständig bedienbaren Regelstabgreifer und Brennelementgreifer auszurüsten. Nach dieser Patentschrift ist in einem Führungsmast, der mit seinem oberen Ende auf dem Ladegerät um seine lotrechte Achse drehbar gelagert ist, eine Zentrierglocke in lotrechter Richtung schiebbar geführt. Innerhalb dieser ist ein Regelstabführungseinsatz mit einem an seinem unteren Ende sitzenden Brennelementen-Greifer-Kopf in lotrechter Richtung schiebbar geführt, und innerhalb des Regelstabführungseinsatzes ist ein Regelstabgreifergestänge in lotrechter Richtung teleskopartig in lotrechter Richtung geführt. Das Regelstabgreifergestänge hängt an zwei Seilen einer Winde, die beim Drehen des Führungsmastes mitgedreht wird. Das Heben des Registabführungseinsatzes erfolgt durch Heben des Regelstabgreifergestänges, nachdem sich eine Schul-

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ter an dem Regelstabgreiferkopf von unten an einen Plansch an oberen Ende des Regelstabführungseinsatzes gelegt hat. Eine an dessen oberem Ende sitzende Tragplatte legt sich nach einer gewissen Bewegung nach oben von unten gegen einen am oberen Ende der Zentrierglocke befindlichen Plansch, mit den die Zentrierglocke bis dahin auf Anschlägen des Führungsmastes abgesetzt gewesen jiiHt. Durch weiteres Anheben des Regelstabgreifergestänges und des RegLstabführungseinsatzes mittels der Winde wird danach die Zentrierglocke nach oben mitgenommen.

Wenn mittels dieses Ladegerätes ein Brennelement aus seiner Fassung im Reaktorkern oder in einem Lagergestell herausgezogen werden soll, wird durch Ablassen des Regelstabgreifergestänges mittels der Winde der Regelstabführungseinsatz soweit abgesenkt, bis sich der Brennelementen-Greiferkopf auf das Brennelement aufsetzt. Das geschieht, nachdem die Zentrierglocke, die zunächst ebenfalls abgesenkt worden war, sich mit ihrem oberen Plansch auf die Anschläge des Führungsmastes aufgesetzt hat und an ihrem unteren Ende sitzende Zentrierstifte in Bohrungen der benachbarten Brennelemente eingefahren sind. Kurz vor dem Aufsetzen des Brennelementen-Greiferkopfes auf das Brennelement werden durch Hochschieben eines Stiftes die an dem Brennelementen-Greif erkopf gelagerten Greiferklinken entsperrt. Danach werden die Greiferklinken durch einen auf dem Regelstabführungseinsätζ sitzenden pneumatischen Betätigungszylinder in Eingriff mit Ausnehmungen des Brennelementenkopfes gebracht. Beim Beginn c - Ahebens des Regelstabführungseinsatzes werden die Greife^. -:en in der Schließstellung gesperrt

Wenn aus einem Brennelement die Regelstäbe herausgezo^ :i -.·.-...-. sollen, wird das Regelstabgreifergestänge, nachdem ■'..:-.:. '■:■■. -

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elementen-Greiferkopf auf den Kopf des Brennelementes aufgesdbst worden ist, noch weiter ägesenkt, bis der am unteren Ende des Regelstabgreifergestänges sitzende Regelstabgreiferkopf sich auf dem die Regelstäbe zusammenfassenden Regelstabkopf aufsetzt. ItLt diesem wird er durch einen pneumatischen Betätigungszylinder, der auf dem oberen Ende des Regelstabgreifergestänges sitzt, gekuppelt. !Durch*Anheben des Regelstabgreifergestänges mittels der Winde werden danach die Regelstäbe in geschlitzte Rohre des Regelstabgührungseinsatzes hineingezogen. Eine Sicherung gegen Lösen der Kupplungsverbindung zwischen dem Regelstabgreiferkopf und dem Regelstabkopf geschieht dadurch, daß bei der Herstellung der Kupplungsverbindung Beistellanschläge, die am oberen Teil des Regelstabgreifergestänges angeordnet sind, nach außen gespreizt werden, so daß sie beim Anheben des Regelstabgreifergestänges sich von unten gegen den am oberen Ende der Zentrierglocke befindlichen Flansch legen und durch das Gewicht der darauf mit nach oben gehobenen Zentrierglocke in ihrer Spreizstellung gehalten werden und damit eine Betätigung des Regelstabgreiferkopfes im Sinne der Lösung der Kupplungsverbindung verhindern.

Diese Bauart hat den Nachteil, daß man dann, wenn nach dem Absetzen eines Brennelementes in dem Kern oder in einer Lagerung die Regelstäbe aus dem Brennelement herausgezogen werden sollen, dies nicht unmittelbar anschließend an das Absetzen des Brennelementen-Greiferkopfes auf den Brennelementenkopf geschehen kann. Vielmehr muß zu diesem Zweck zunächst das Regelstabgreifergestänge weiter abgesenkt werden, bis sich der Regelstabgreiferkopf auf den Regelstabkopf der in dem Brennelement sitzenden Regelstäbe aufgesetzt hat.

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Da ferner die Regelstäbe, venn sie aus dem Brennelement herausgezogen werden, in den Regelstabführungseinsatz eintreten, können sie danach nicht ohne weiteres z.B. mittels eines Endoskop/es besichtigt werden_o Vielmehr müssen sie, nachdem die Zentrierglocke weit genug nach oben in den Führungsmast hereingezogen und auf innerhalb von diesem schwenkbar gelagerte Anschläge abgesetzt worden ist, mittels der Winde abgesenkt werden, wobei sie aus dem Regelstabführungseinsatz, nachdem sich dieser mit Anschlägen auf Anschläge am unteren Ende der Zentrierglocke abgesetzt 1st, nach unten heraustreten. Hierbei entfernen sich aber die gespreizten Beistellanschläge von dem oberen Flansch der Zentrierglocke, so daß sie nicht mehr als Sicherungsmittel für die Kupplungsverbindung zwischen dem Regelstabgreiferkopf und dem Regelstabkopf dienen,

Demgegenüber liegt der in den Patentansprüchen gekennzeichneten Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Greifvorrichtung einer Hubeinrichtung für langgestreckte Körper, die zwei verschiedenen Gruppen mit unterschiedlichen Funktionen angehören, insbesondere in einem Kernreaktor zum Absetzen und Aufnehmen von Brennelementen und Stäben, in der Ausbildung als integrierter Greifer so zu gestalten5 daß sich eine einfachere und damit weniger kostspielige und störanfällige Konstruktion ergibt und ein Zeitgewinn insbesondere beim Ziehen von Stäben anschließend an das AbsetzCn eines Brennelementes erzielt wird.

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Die Erfindung bringt den Vorteil, daß die teleskopartige Führung zwischen einem Regelstabgreifergestänge und eine::i einen Brennelementen-Greiferkopf tragenden Regelstabführungseinsat a vermieden und dariit eine erheoliche Vereinfachung der Konstruktion erzielt wird. Auch v/ird das Besichtigen der gezogenen Brennelemente und Stäbe erleichtert. Dabei werden in jedem Fall die Kupplungsverbindungen zwischen dem Brenneleinenten-Greifer und den an ihm hängenden Brennelement sowie zwischen dem. Stao-Breifer und dem an ihm hängenden Stabkopf zuverlässig gesichert. Auch wird ein Kitdrehen der Winde beim Drehen des Führungsmastes vermieden. Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die verschiedenen Stellungen der beiden Greifer sicher durch Fernanzeige für die Bedienungspersonen kenntlich gemacht werden, insbesondere wird durch äsn Taststift, der in einer lotrechten, durchgehenden Bohrung in dem Kolben und der Kolbenstange des zu dem Stab-Greifer gehörenden Kraftgerätes schiebbar geführt ist, nach außen angezeigt, ob der Regelstabkopf von dem Brennelemantenkopf gelost und mit dein Stab-Greifer gekuppelt ist oder umgekehrt«

Auf der Zeichnung ist ein Aist'rß. hrungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 ein Ladegerät fli? Brennelemente und Stäbe mit einem Brennelementenkopf und einem Regelstabkopf in einem Axialschnitt,

Fig.2und3 Seile hiervon in je einem Axialschnitt bei zwei verschiedenen Stellungen unter Anwendung eines größeren Maßstabes,

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Fig. 4,5 und 6 sche^rnatisch eine Verriegelungsvorrichtung bei verschiedenen Stellungen.

Von den \7agen 1 des Ladegerätes x^ag'c ein Führungsmast 2 lotrecht nach unr.en, der an seinem oberen Ende mit einem Flansch unter Vermittlung eines Lagers 3 auf der Plattform des v/a^ens mn seine lotrechte Achse 4 drehbar abgestützt ist. Der Antrieb zürn Drehen des Führungsmastes 2 erfolgt mittels ^ines in dem Waren 1 befindlichen Drehwerkes, das aus einem Motor 5 und einem Ritzel 5 besteht, welches in Eingriff mit einem Zahnkranz an dem erwähnten Flansch des Führungsma.stes steht. Es ist auch Reibradantrieb möglich.

Auf dem Y/agen 1 ist die Seiltrommel 7 einer Winde montiert. Von dieser Trommel sind zwei Seile δ parallel zueinander zu Unterflaschen-Rollen 9 oder zu Bolzen geführt, an denen zwei Zahnstangen 10 hängen. In deren einander zugekehrten Verzahnungen greifen mehrere Ritzel 11 ein, deren Achsen in einem topfartigen, die Zahnstangen 10 aufnehmenden Stützkörper 12 sitzen. Dieser hängt somit unter Vermittlung der Zahnstangen 10 an den Seilen 8 der Winde, wobei durch die Ritzel 11 ein Lastausgleich zwischen den beiden Seilen 8 bewirkt wird.

Innerhalb des hohlen Führungsmastes 2, der z.3. einen quadratischen Querschnitt hat, ist ein hohler Greiferkörper 13, der ebenfalls einen quadratischen Querschnitt h - kann, mit Hilfe von Rollen 14, die auf der Innenseite α mastes 2 abordnet sind, in lotrechter Richtung geführt. Der Greiferkörper 13 wird von dem Stützkör'

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getragen, indem eine obere Stirnwand 15 mit dem Rand einer kreisförmigen Öffnung unter Vermittlung eines Axialdrucklagers 16 auf dem oberen Rand des Stützkörpers aufliegt.

Innerhalb des Greiferkörpers 13 ist ein Greifergehäuse 17, das ebenfalls einen quadratischen Querschnitt hat, in lotrechter Richtung schiebbar geführt. Das geschieht mit Hilfe von Führungsleisten 18,19, die an dem Greifergehäuse 17 bzw. an dem Greiferkörper sitzen. Das Greifergehäuse 17 ist oben durch eine Platte 20 abgeschlossen, die mit einem Bund 21 über die Seitenwände des Greifergehäuses hinausragt. Gegen den Bund 21 legen sich, wenn der Greiferkörper 13 angehoben wird, von unten her Leisten 22, die an den Seitenv/änden des Greiferkörpers 13 auf den Innenseiten angebracht sind, so daß das Greifergehäuse 17 beim Anheben von dem Greiferkörper 13 getragen wird.

Am unteren Ende des Greifergehäuses 17 sind Greiferklinken 23 - paarweise einander gegenüberliegend - durch Bolzen 24 um waagerechte Achsen schwenkbar gelagert. Die unteren Enden der Greiferklinken 23 sind als nach innen gerichtete Haken ausgebildet, die an ihren Enden nach oben gerichtete Nasen 25 haben. Die Greiferklinken 23 sind als Winkelhebel mit kurzen Schenkeln 26 ausgebildet, die in Höhe der Bolzen 24 etwa waagerecht nach innen gerichtet sind. An den Schenkeln 26 zweier einander gegenüberliegender Greiferklinken 23 greifen Stangen 27 an, die durch Öffnungen in einer unteren Plattform 28 des Greifergehäuses 17 hindurch nach oben zu den Enden einer Traverse 29 geführt sind. In der Mitte der Traverse 29 greift die Kolbenstange 30 eines pneumatischen Kraftgerätes an, die durch eine Bohrung in der Platte 20 hindurchgeführt ist. Der

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zugehörige Kolben 51 ist in einem auf der Platte 20 sitzenden Zylinder 52 geführt. Die Kolbenstange setzt sich von dem KoI- uen 51 nach oben in eine Stange 53 fort, die durch eine Bohrung in einer oberen Stirnwand des Zylinders 32 hindurchtritt. Gegen einen am oberen Ende der Stange 33 sitzenden Bund drückt von unten eine Schraubenfeder 34 _p die auf der oberen Stirnwand des Zylinders 32 sitzt. Diese Feder hat demnach das Bestreben, die Stange 33 und damit die Kolbenstange 30 und die Traverse 29 mit den Stangen 27 nach oben zu bewegen, d.h. die Greiferklinken 23 in die in Figo 1 und 2 dargestellte Kupplungsstellung zu schwenken, in welcher die hakenförmigen Enden der Greiferklinkeri 23 durch Ausnehmungen 35 in Ansätzen auf dem Kopf 36 eines Brennelementes hindurchgreifen.

Das Schwenken der Greiferklinken 23 in die Kupplungsstellung wird andererseits in erster Linie mit Hilfe von Preßluft bewirkt, die durch eine Leitung 37 in den unterhalb des Kolbens 31 befindlichen Raum des Zylinders 32 eingebracht werden kann, während aus dem oberhalb des Kolbens 31 befindlichen Zylinderraum durch eine Leitung 38 Luft austritt.

Wenn die Kupplungsverbindung zwischen dem Greifergehäuse 17 und dem Kopf 36 des Brennelementes gelöst v/erden soll, wird der Kolben 31, damit die Greiferklinken 23 gemäß Figo 3 nach außen geschwenkt werden, gegen den Widerstand der Feder 34 nach unten bewegt. Das erfolgt mit Hilfe von Preßluft, die durch die Leitung 38 in den oberhalb des Kolbens 31 befindlichen Zylinderraum eingebracht wird, während gleichzeitig aus dem unterhalb des Kolbens befindlichen Zylinderraum durch

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die Leitung 37 Luft entweicht_o Dabei ist xür Sorge getragen,

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daß die jeweils entweichende Luft noch unter einem gewissen Überdruck steht, damit bei einem etwaigen Leckwerden nicht Wasser in die Leitungen 37_f3B eindrinjpn kann,,

Am oberen Ende der Stange 33 sitzt ein ilockenkolben 39, an dessen seitlicher Profilfläche die waagerecht beweglichen Stifte zweier Grenztaster 40 anliegen, die in einem an dem Zylinder 32 befindlichen Halter sitzen und von denen elektrische Leitungen ausgehen, die in einem Kabel 41 nach oben geführt sind. Dieses tritt durch die obere Stirnwand 15 des Greiferkörpa?s 13 hindurch und ist von da zu dem Wagen 1 und einer Steuerstation geführt, wo die jewdLige Stellung des Kolbens 31 angezeigt wird, so daß man erkennt, ob sich die Greiferklinken 23 in der Schließ- oda· Ofinungsstellung befinden..

Das Greifergehäuse 17 hat nach unten ragende Finger 42, mit denen das Greifergehäuse auf einen Kragen 43 des Brennelementenkopfes 36 aufgesetzt v/erden kann, wobei es durch von dem Kragen hochragende Pinger 44, die sich gegen die Innenflächen der Finger 42 legen, gegenüber dem Kopf 36 zentriert wird.

Auf der unteren Plattform 28 des Greifergehäuses 17 sitzt der Zylinder 45 eines pneumatischen Kraftgerätes zum Betätigen des Stab-Greifers. Dieser weist einen auf der Unterseite der Plattfrm 28 achsmittig sitzenden, nach unten

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ragenden zylindrischen Kupplungszapfen 46 auf. Dieser ist bei der !Darstellung nach Figo 1 bis 3 von oben passend in eine Bohrung einer Hülse 47 eingeschoben, die von einer 4b den Stabkopf bildenden Platte 48 nach oben ragt. In der Platte 48 sitzen sternartig verteilt die oberen Enden von Stäben 49 (B^/nd-, Steuer-, Trimm-, Vergiftungs- oder Regelstäbe), die nach Fig. 1 und 2 in Bohrungen des Brennelementes eingesetzt sind»

Der Stab-Greifer ist zur Herstellung der Kupplungsverbindung zwischen dem Greifergehäuse 17 und dem Stabkopf 48 mit einem Kranz von Tragkugeln 50 versehen, die sich in radialen Bohrungen des Kupplungszapfens 46 befinden. Diesen Bohrur^n liegt bei den in Fig. 1,2 und 3 dargestellten Stellungen des Greifergehäuses eine Ringnut 51 in der Hülse 47 gegenüber. Andererseits liegt den die Kugeln 50 enthaltenden Radial-Bohrungen bei der in Fig. und 2 dargestellten Einstellung des zu dem Stab-Greifer gehörenden Kraftgerätes eine Ringnut 52 gegenüber, die sich in einem in einer mittigen Bohrung des Kupplungszapfens 46 schiebbar geführten Führungsstab 53 befindet. Dieser ist die HrtSetzung der Kolbenstange, die von dem im Zylinder 45 befindlichen Kolben 54 ausgeht und durch, eine Bohrung der Plattform 28 hindurchgeführt ist.

Von dem Kolben 54 ragt eine Stange 55 nach oben, die durch eine Bohrung in einem Aufsatz 56 eines den Zylinder 45 oben abschließenden Deckels 57 hindurchgesteckt ist. In einer Bohrung des Aufsatzes 56 befindet sich eine die Stange 55 umgreifende Schraubenfeder 58, die einen nach unten ge-

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richteten Druck auf eLnen an der Stange 55 sitzenden Bund 59 ausübt. Diese Feder unterstützt die Wirkung der Preßluft, die in cfem oberhalb des Kolbens 54 befindlichen Raun des Zylinders 45 durch eine Leitung 60 eingebracht werden kann, während gleichzeitig aus dem unterhalb des Kolbens 54 befindlichen Raum durch eine Leitung 61 Luft entweicht. Zuin Anheben des Kolbens 54 gegen den V/iderstand der "Feder 5B kann durch die Leitung 61 Druckluft in den Zylinderraum unterhalb des Kolbens 54 eingebracht werden, während gleichzeitig aus dem oberhalb des Kolbens 54 befirdLichen Zylinderraum durch die Leitung 60 Luft entweicht_o Auch hierbei ist dafür gesorgt, daß die jeweils entweichende Luft noch unter einem Überdruck steht. Die Leitungen 60,61 sind zusammen iait den Leitungen 37, 5fi zu einem Strang 62 zusammengefaßt, der durch die obere Stirnwand 15 dss Greiferkörpers 15 hindurch nach dem Wagen 1 und zu einer nicht dargestellten Druckluft-Speicher- und Steueranlage geführt ist.

An dem über den Aufsatz 56 hinaiisragendea Ende der Stange 55 sitzt ein itfockenkolben 65, an dessen seitlicher Profilfläche die schiebbaren Stifte zweier Grenztaster 64 anliegen^ die in einem auf dem Deckel 57 befestigten Gestell 65 sitzen. Von ihnen gehen elektrische Leitungen aus, die in das Kabel 41 eingebunden sind, das durch die Platte 20 hindurchgeführt ist.

Zur Herstellung einer Kupplungsverbindung zwischen dem Stabkopf 48 und dem Brennelementenkopf 36 dient ein zylindrischer Zapfen 67, der als Fortsetzung der Hülse 47 durch eine Bohrung in der Platte 48 und einem von dieser nach unten ragenden Armtz 68 hindurchgesteckt ist. Bei der Stellung des Greifer-

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gehäuses 17 nach Figo 1 und 2 sitzt der Ansatz 68 auf einer von dem Brennelementenkopf 36 nach oben ragenden Hülse 69 auf. Dabei ist der zylindrische Zapfen 67 mit seinem unteren Ende, das aus dem Ansatz 68 nach unten herausragt,passend in die Bohrung der,Hülse 69 eingesteckt.

In der den Kupplungszapfen 46 aufnehmenden Bohrung der Hülse 47 ist ein Kolben 70 geführt, an den sich nach unten ein zylindrischer !Führungsstab 71 anschließt« Dieser ist in einer an die genannte Bohrung der Hülse nach unten anscliließenden engeren Bohrung des zylindrischen Zapfens 67 schiebbar geführt. Er hat nahe oberhalb seines unteren Endes 72 eine Ringnut 73 und oberhalb dieser einen Schlitz 74. Durch diesen ist ein 3olzen 75 gesteckt, der in Bohrungen des zylindrischen Zapfens 67 und des Ansatzes 68 festsitzt. Das aus dem Ansatz 68 nach unten herausragende Ende des Zapfens 67 hat radiale Bohrungen, in denen sich Tragkugeln 76 befinden. Diesen radialen Bohrungen liegt bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Lage des Greifergehäuses 17 und des Stabkopfes 48 eine Ringnut 77 der Hülse 69 ggeenüber. Andererseits sind diese Radial-Bohrungen bei der Lage der Teile 17 und 18 nach Fig. 1 und 2 nach innen durch das untere Ende 72 des soweit wie möglich nach oben geschobenen Führungsstabes 71 abgeschlossen. Bei der aus Fig. 3 ersichtlichen unteren Endstellung des Führungsstabes 71 liegt den Radial-Bohrungen die Ringnut 73 gegenüber. Eine Druckfeder 78, die sich in der Bohrung der HLse 47 befindet, sucht den Kolben 70 soweit wie möglich nach oben zu schieben.

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Der Führungsstab 53, der Kolben 54 und die Stange 55 haben eine durchgehende, achsiaittige Bohrung In dieser ist ein Taststift 79 schiebbar geführt. Das obere Ende des 'Taststiftes ragt beträchtlich über die Stange 55 hinaus und ist durch eine Bohrung in einer oberen Deckplatte 80 des Gestelles 65 hindurchgesteckt. Das über die Deckplatte 80 hinausragende Ende des Taststiftes 79 trägt einen Anschlag 81 ο Auf den Tastsbift 79 sitzt unterhalb der Deckplatte ein Nockenkolben 32« An dessen seitlicher Profilflache liegt ein waagerecht schiebbarer Stift einevS Grenztasters 83 an, der in dem Gestell 65 sitzt. Von dem Grenztaster 83 geht eine elektrische Leitung aus, die in das Kabel 41 eingebunden ist. Auf den Nockenkolben 'Yl wirkt eine Schraubenfeder 84, die sich gegen die Deckplatte 80 stützt und den Taststift 79 nach unten zu schieben suchte Dieser liegt daher immer mit seinem unteren linde auf dem Kolben 70 auf.

Pig. 1 und 2 veranschaulichen den Fall, daß das Greifergehäuse 17 mit seinen Fingern 42 auf den Brennelementenkopf aufgesetzt und mit diesem durch die Greiferklinken 43 gekuppelt ist. Demgemäß ist der Kolben 31 des zu dem Brennelement en-Greif er gehörenden Kraitgerätes durch Preßluft aus der Leitung 37 und durch die Feder 34 soweit wie möglich nach oben geschoben.

Dabei ist angenommen, daß der Stabkopf 48 mit dem Brennelementenkopf 36 gekuppelt ist. Das ist der Fall, weil nach Fig. 2 der Kolben 54 <Ss zu dem Stabgreifer gehörenden Kraftgerätes durch Preßluft aus der Leitung 61 gegen den Widerstand der Feder 58 nach oben geschoben und demgemäß auch der Kolben 70 durch die Feder 73 in die durch den Bolzen bestimmte obere Endlage gebracht ist. In dieser verhütet

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das untere Ende 72 des Führungsstabes 71 ein Austreten der Tragkugeln 76 aus der Ringnut 77 der Hülse 69ο

Entsprechend der oberen Stellung des Kolbens 54 ist dabei noch nicht die Kupplungsverbindung zwischen dem Greifergehäuse 17 und dem Stabkopf 48 hergestellt. Denn die Ringnut 52 cte Führungsstabes 53 liegt den die Tragkugeln 50 enthaltenden radialen Bohrungen des Kupplungszapfens 46 gegenüber und niinint diese auf, so daß sie nicht in die Ringnut 51 der Hülse 47 eingreifen.

Dieser Zustand, d.h„ die Lage des Kolbens 54 und des Führungsstabes 53, wird über den IJockenkolben 63 durch die Grenztaster 64 und das Kabel 41 an dem xtedienungsstand angezeigt, an dem man also erkennt, daß der Stabkopf 48 nicht an das Greifergehäuse angekuppelt ist.

Ferner wird durch den Taststift 79, der nach Fig. 1 und 2 seine obere Bndlage einnimmt, über den Nockenkolben 82 und den Grenztaster 64 durch das Kabel 41 an dem Bedienungsstand angezeigt, am daß der Stabkopf 48 noch mit dem Brennelementenkopf 36 gekuppelt ist.

Das Aufsetzen des Greifergehäuses 17 auf den Brennelementenkopf 36 gemäß Fig. 1 und 2 erfolgt durch Absenken des Greiferkörpers 13 mittels der Winde 7.

Dieser hat, nachdem sich das Greifergehäuse mittels der Finger 42 auf den Brennelementenkopf 36 abgesetzt hat, noch einen gewissen !Nachlauf, dessen Weg in Fig. 1 mit N bezeichnet ist.

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Demzufolge wird der Brennelenantenkopf 36 nur durch das Greifergehäuse 17, nicht aber durch den Greiferkörper 13 "belastet.

Damit das Brennelement zusammen mit dem in es eingesetzten Stäben 49 aus seiner Passung 85 in dem Kern oder in einem Lagergestell herausgezogen wird, wird mittels der Winde 7 über den Stützkörper 12 der Greiferkörper 13 angehoben. Wenn sich dessen Leisten 22 gegen den Bund 21 des Greifergehäuses 17 legen, wird dieses zusammen mit dem über die Greiferklinken 23 angekuppelten Brennelement angehoben.

Hierbei muß gewährleistet sein, daß die Kupplungsverbindung zwischen dem Greifergehäuse und dem Brennelement nicht gelöst werden kann. Zu diesem Zweck dient beispielsweise de in Fig» 4, 5 und 6 schematisch veranschaulichte Sperrvorrichtung. Danach sitzt auf der Oberseite einer Leiste 22 des Greiferkörpers 13 ein Sperrglied 86. Auf dem Bund 21 des Greifergehäuses 17 ist ein Sektor 87 um eine waagerechte Achse sclwankbar gelagert. Dieser hat zwei Rasten 88,89, in velche/f das Sperrglied 86 einzurasten vermag. Der Sektor 87 steht über ein Gestänge - beispielsweise einen Lenker 90 und einen Winkelhebel 91 - in zwangsläufiger Verbindung mit der Traverse 29.

Gemäß Fig. 4 ist angenommen, daß das Greifergehäuse 17 auf einen Brennelementenkopf 3b aufgesetzt werden soll. Dabei ruht der Bund 21 noch auf den Leisten 22 des Greiferkörpers 13, der nach unten bewegt wird. Die Greiferklinken 23 sind gespreizt, damit sie über die die Ausnehmungen 35 enthaltenden Kupplungs-Ansätze des Brennelementen-Greiferkopfes 36 hinweggreifen können. Demgemäß ist der Kolben 31 des zx^hörigpn Kraftgerätes in die untere, Endstellung gebracht. Dem entspricht zwangsläufig die aus Fig. 4 ersichtliche Drehstellung des Sektors 87, bei welcher das Sperrglied 86 in

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die Rast 89 eingerastet ist. Infolgedessen ist das Betcltigungsgestänge für die Greiferklinken 25 gesperrt.

Nach Fig. 5 hat sich das Greifergehäuse,auf den Brennelementenkopf semäß Fig. 1 und 2 aufgesetzt. Der Greiferkörper hat danach einen Teil des Nachlaufweges N zurückgelegt, so daß sich die Leiste 22 von dem Bund 21 aus um die Strecke η nach unten abgesetzt hat. Infolgedessen ist das Sperrglied 86 aus der Aast 89 herausgetreten. Daher ist das Gestänge zur Betätigung r3a? Greiferklinken 23 nicht mehr gesperrt. Diese werden daher durch Bewegen des Iblbens 31 nach oben in die Schließstellung nach Fig. 1 und 2 gebracht, wodurch der Brennelementenkopf 36 an das Greifergehäu3B 17 angekuppelt wird. Dem entspricht zwangsläufig die aus Fig. 5 ersichtliche Drehstellung des Sektors 87, bei v/elcher die Rast 88 dem Sperrglied 86 gegenüberliegt.

Wenn nunmehr gemäß Fig. 6 der Greiferkörper 13 angehoben wird, bis die Leisten 22 an dem Bund 21 anliegen, tritt das Sperrglied 86 in die Rast 88 ein. Hierdurch wird der Sektor 87 in seiner Lage festgehalten, und demzufolge kann dank der zwangsläufigen Verbindung zwischen dem Sektor 87 und der Traverse 29 der Kolben 31 nicht bewegt werden. Damit ist die Kupplungsverbindung zwischen dem Greifergehäuse und dem an ihm längenden Brennelementen gesichert. Erst wenn das aus seiner Halterung herausgezogene Brennelement in einer anderen Halterung abgesetzt worden ist, wobei sich das Greiferg^iäuse auf den Brennelementenkiopf absetzt und der Greiferkörper 13 sich im Nachlauf weiter nach unten bewegt, wird die Sperrung aufgehoben, weil das Sperrglied aus der Rast 88 heraustritt. Dann kann der Kolben 31 nach unten bewegt werden, so daß die Greiferklinken 23 in die Lösestellung nach Fig. 3 geschwenkt werden.

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Selbstverständlich kann die zwangsläufige Verbindung zwischen dem schwenkbaren Teil der Sperrvorrichtung und einem beliebigen Teil des zur Betätigung der Greiferklinken 23 dienenden Gestänges in irgendeiner anderen Weise konstruktiv verwirklicht v/erden.

Venn die Stäbe 49 aus dem in der Fassung 35 sitzenden Brennelement herausgezogen v/erden sollen, wird das Greifergehäuse in der vorher beschriebenen V/eise mit seinen Fingern 42 auf den Brennelementenkopf aufgesetzt« Dabei befinden sich die Greiferklinken 23 in der aus Fig. 3 ersichtlichen Öffnungsstellung. Danach wird der Kolben 54 des zu deia Stabgreifer gehörenden Kraftgerätes mit Hilfe von Preßluft aus der Leitung und mit Unterstützung durch die Feder 58 in die aus Figo 3 ersichtliche Stellung nach unten gebracht. Hierbei tritt der Führungsstab 53 mit seiner oberhalb der Ringnut 52 befindlichen Zylinderfläche hinter die die Tragkugeln 50 enthaltenden radialen Bohrungen, so daß diese in die Ringnut 51 der Hülse 47 hereingedrückt v/erden. Dieser Zustand wird über den 1-Iockenkolben 63, die Grenztaster 64 und das Kabel 41 an dem Beobachtunpstand angezeigt.

Mit der Bewegung des Führungsstabes 53 nach unten wird der Kolben 70 gegen den Widerstand der Feder 78 in die aus Fig. 3 ersichtliche untere Endlage geschoben, die dreh den Bolzen 75 begrenzt wird, Dabei tritt die Ringnut hinter die die Tragkugeln 76 enthaltenden radialen Bohrungen des Zapfens 67. Da infolgedessen die Tragkugeln aus der Ringnut 77 der am Brennelementenkopf 36 siianden Hülse 69 heraustreten, ist die Kupplungsverbindung zwischen

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dem Stabkopf 43 und dem Brennelementenkopi' 3b gelöst. Dieser Zustanö wird durch den i'aststift 79, der unter dem Druck der Feder B4 der Abwärtsbewegung des Kolbens 70 gefolgt ist, über Vermitteln des Iiockenkolbens 32, des Grenztasters 83 und des Kabels 41 am Bedienungsstand agezeigto

Nunmehr können die Stäbe 49 aus dem Brennelement herausgezogen werden, wie es im Anfangszustand in Figo 3 veranschaulicht ist „

Damit die Kupplungsverbindung zwischen dem an dem Greifergehäuse 17 hängenden Stabkopf 48 und dem Gehäuse 17 gesichert ist, wird eine Sperrvorrichtung zweckmäßig in der gleichen Art wie nach Fig» 4 bis 6 vorgesehen. Dabei wird ein entsprechend mit Rasten versehener Sektor der Sperrvorrichtung durch ein Gestänge zwangsläufig z.B. mit der Stange 55 oder mit einem anderen an der Bewegung des Kolbens 54 teilnehmenden Bauteil gekuppelt. Auch hierbei erfolgt die Sperrung dann, wenn beim Anheben des Greiferkörpers 13 sich eine Leiste 22 von unten gegen den 3und 21 des Greifergehäuses legt und dabei das Sperrglied 86 in die betreffende Rast des Sektors eingreift.

Naturgemäß kann die Sperrvorrichtung sinngemäß auch in anderer Weise konstruktiv ausgeführt werden, z.B. in kinematischer Umkehrung zwischen den Rasten und dem Sperrglied. Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, wenn der Nachlauf des Greiferkörpers gegenüber dem Greifergehäuse in irgendeiner anderen Weise dadurch bewirkt wird, daß nach dem Aufsetzen des Greifergehäuses auf einem Brennelementenkopf

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sich ein irgendwie gestaltetes Auflager des Greiferkörpers a von einem irgend^ gestalteten Widerlager des Greifergehäuses nach unten absetzt.

Wesentlich ist es, daß dann, wenn Z₀B. gemäß Fig. 1 und ein Brennelement in einen Einsatz abgesetzt worden ist, wobei das Greifer-gehäuse 17 mit seinen Fingern 42 auf dem Brennelementenkopf 36 sitzt, ohne Verzögerung Stäbe 42 aus dem Brennelementenkopf herausgezogen werden können. Denn beim Absetzen des Brennelementes in die Fassung 85 ist der Kupplungszapfen 46 bereits in die Bohrung der Hülse 47 eingetreten, wobei die Tragkugeln 50 schon der Ringnut 51 der Hülse 47 gegenüberliegen. Es braucht daher nunmehr nur der Kolben 54 des zu dem Stabgreifer gehörenden Kraftgerätes nach unten und der Kolben 31 des ku dem Brennelementengreifer gehörenden Kraftgerätes - zwecks Spreizens der Greiierklinken 23 - nach unten bewegt zu werden.

Der Führungsmast 2 kann je nach den Erfordernissen um Achse 4 gedreht werden, wobei der Greiferkörper 13 und das Greifergehäuse 17 zwangsläufig mitgedreht werden. Das geschieht z.B. zum Zwecke der Besichtigung eines an dem Greifergehäuse sitzenden Brennelementes oder der Stäbe, die an dem am Greifergehäuse sitzenden Stabkopf hängen. Ferner kann eine entsprechende Dreltewegung durchgeführt werden, um eine Gruppe von Stäben, nachdem sie aus einem Brennelement herausgezogen worden sind, um einen gewissen Winkel zu drehen und in der neuen Winkellage in die Bohrungen des Brennelementes einzusetzen. Dabei ist es günstig, daß die Winde 7 an einer Drehung des Gaäferkörpers nicht teilnimmt.

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Claims

Patentansprüche

1. Greifvorrichtung einer Hubeinrichtung für langgestreckte Körper, die zwei verschieden Gruppen mit unterschiedlichen Punktionen angehören, insbesondere in einem Kernreaktor zum Absetzen und Aufnehmen von .Brennelementen und Stäben, mit einem von einem Beladewagen nach unten ragenden Hast, innerhalb dessen ein hohler Greiferkörpa? mittels einer auf dem Beladewagen befindlichen Winde in Höhenrichtung schiebbar ist, und mit zwei in dem Greiferkörper geführten Greifern, die mittels zweier Kraftgeräte geöffnet und geschlossen werden können, sowie mit Verriegelungsvorrichtungen, die gewährleisten, daß die Greifer geschlossen bleiben, solange an ihnen Körper, insbesondere ein Brennelement oder ein Stab, hängen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Greifer (Brennelementen-Greifer 23, Stab-Greifer 46) an einem gemeinsamen Greifergehäuse (17) sitzen und die beiden zugehörigen Kraftgeräte (31, 32; 45,54) an dem selben Greifergehäuse (17) übereinander angebracht sind, und daß der Greiferkörper (13), der auf einer an der Winde (7) hängenden Tragvorrichtung (12) abgestützt ist, beim Heben und Senkender Greifer als Lastaufnahmemittel für die Greifer (23;46) dient derart, daß er nach dem Aufsetzen des Greifergehäuses (17) auf dem Brennelement (36) od. dgl. um ein nachlaufmaß (Ν) weiter abgesenkt werden kann,

2. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, bei v/elcher der Mast mit dem Greiferkörper und den Greifern gegenüber dem Beladewagen um eine lotrechte Achse drehbar ist, dadurch gekennzeichnet,

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tz/He

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J/

daß die Winde (7) axif dem /jeladewagen (1) undrehoar montiert und der Greiferkörper (13) aiu' der an der v/indo (?) hängenden Tragvorrichtung (12) mittels einer ein Drehen urn die lotrechte Achse (4) ermöglichenden La'.erur/; (16) abgestützt ist,

Jo Greifvorrichtung für Brennelemente und S^äbe in einen Kernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem im unteren Teil des Greifergehäuses (17) angeordneten Zylinder (45) des zu dem Stab-Greifer gehörenden Kraftgerätes dessen Kolbenstange (55) in einer Bohrung eines von dem Greifergdäuse nach unten ragenden Zapfens (46) herausgeführt ist und den Steuerstab einer Tragkugel-Kupplung (50) zwischen diesem Zapfen (46) und einer diesen aufnehmenden Hülse (47) eines mehrere Stäbe (49) haltenden Stabkopfes (43) bidet, wobei der Steuerstab (55) mit einem in einer Bohrung des Stabkopxes (48) geführten Steuer-Kolben (70,71) für eine Tragkugel-Kupplung (76) zwischen dem Stabkopf (48,67,63) und anem die Stäbe (49) aufnehmenden Brennelement (36) so zusammenarbeitet, daß er bei einer Abwärtsbewegung, die durch Preßluft und ggf. zusätzlich durch eine Feder (58) im oberen Teil des Kraftgerätes (45,54) bewirkt wird, die Kupplungsverbindung zwischen dem Zapfen (46) des Gaifergehäuses und der Hülse (47) des Stabkopfes herstellt und den Steuer-Kolben (70,71) gs~_en den Widerstand einer Feder (78) sowafc nach unten schiebt, daß die Kupplungsverbindung zwischen cem Stabkopf (43,67,68) und dem Brennelement (36) aufgehoben wird.

4. Greifvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (55) des zu dem Stab-Greifer (46) gehörenden Kraftgaätes (45,54) sich nach oben durch eine Boh-

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rung im oberen Zylinderdeckel (56,57) dieses Kraftgerätes hindurch fortsetzt und einen NockeiiloLben (63) für wenigstens einen Grenztaster zur !Fernanzeige trägt.

Greifvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Taststift (79) in einer lotrechten, durchgehenden Bdrung in dem Kolben (54) und dec Kolbenstange (53155) des zu dem Stab-Greifer gehörenden Kraftgerätes schiebbar geführt und durch eine Feder (34) mit seinem unteren Ende in Anlage an dem Steuer-Kolben (70,71) gehalten wird und daß das obere Ende des Taststiftes (79) einen riockenkolben (82) für wenigstens einen Grenztaster (83) zur Fernanzeige trägt.

Greifvorrichtung nach ein era der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftgerät (31,32) zur Betätigung des Brennelementen-Greifers, der durch am unteren Ende des Greifergehäuses (17) gelagerte Klinken (23) gebildet wird, oben auf dem Greifergehäuse (17) angeordnet ist und seine nach unten aus dem Zylinder (32) dieses Kraftgerätes heraustretende Kolbenstange (30) eine Traverse (29) trägt, die durch Stangen (27) mit Scherieln (26) der als Winkelhebel ausgebildeten Klinken (23) verbunden sind, und daß die Kolbenstange (33) sich nach oben durch eine Bohrung im oberen Zylinderdeckel dieses Kraftgerätes hindurch fortsetzt und einen Hockenkolben (39) für wenigstens einen Grenztaster (40) zur Fernanzeige trägt.

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Vi

Greifvorrichtung nach einem der Anspruch? 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung der Kupplungsverbindungen zwischen den Greifern (23;46) und den jeweils an ihnen hängenden stabförmigen Körpern (Brennelemente 36; Stäbe 49) zwischen den Kolben (31;54) der Kraftgeräte und je einem an dem Greifergehäuse (17) gelagerten Sperrglied (87) eine Zwargpverbindung besteht derart, daß dann, wenn der Kolben sich in der der Kupplungsverbindng entsprechenden Lage befindet, das Sperrglied (87) so eingestellt ist, daß dann, wenn sich beim Anheben des Greiferkörpers (13) ein an diesem sitzendes Auflager (22) an einen Mitnehmer (21) des Greifergehäuses (17) legt, ein an dem Greiferkörper (13) sitzendes Sperrglied (86) in formschlüssige Verbindung mit dem am Greifergehäuse gelagerten Sperrglied (87) tritt.

Greifvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,daß das am Greifergehäuse (17) gelagerte Sperrglied (87) so gestaltet ist, daß es in zwei Stellungen, ir die es beim Herstellen bzw, beim Lösen der Kupplungsverbindung gebracht wird, in forraschlüssige Verbindung irtt dem am Greiferkörper (13) sitzenden Sperrglied (86) tritt, wenn sich das Auflager (22) des Greiferkörpers an den Mitnehmer (21) des Greifergehäuses legt.

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