DE2422135A1 - Verfahren und vorrichtung zur handhabung und besichtigung eines kernreaktor- brennelementes - Google Patents

Description

PATENTANMELDUNG Angelder: THE BABCOCK & WILCOX COMPANY,

161 East 42nd Street, New York, N.Y. 10017 - USA -

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Titel; Verfahren und Vorrichtung zur Handhabung und Besichtigung eines Kernreaktor-Brennelementes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Handhabung und Besichtigung eines Kernreaktor-Brennelementes, das in eines mit Wasser gefüllten Becken eingetaucht ist, Über den sich eine verfahrbare BrUcke befindet· Auf dieser sind in das Becken hängende, mit Abstand angeordnete Teile verschiebbar angebracht, üb einen Auseinander- und Zusammenbau von Reaktorbrennelementen oder anderen Teilen mit schädlicher Strahlung vorzunehmen·

Um Energie in einem Kernreaktor zu erzeugen, muß eine angemessene Menge Kernbrennstoff oder Spaltmaterial in dem Reaktorkern konzentriert werden« Diese Konzentration erzeugt Wärme durch eine aufrechterhaltene Folge von Reaktionen zwischen Neutronen und Spaltkernen innerhalb des Reaktorkerns· Diese Spaltprozesse hinterlassen einen Rückstand von Atommülle innerhalb des Reaktorkerns, wobei dieser MUlI stark radioaktiv ist·

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Un eine Konzentration dieses Kernbrennstoffs in einer für die Förderung des Spaltprozesses ausreichenden Menge zu vereinigen, wird das Spalmaterial zu Kugeln gepreßt, die in hohle Metallstabe oder "Brennstäbe" gefüllt und darin verschlossen werden. Die einzelnen Stäbe werden im allgemeinen zu einer Gruppe zusammengeschlossen, die ein "Brennelement" bildet. Eine Reihe dieser Brennelemente bilden, wenn 4ie Seite an Seite angeordnet sind, den aktiven Teil des Reaktorkerns· Wegen der hohen Drücke, Temperaturen und anderer gefährlicher Umweltsverhältnisse, die man oft innerhalb eines Reaktorkern vorfindet, ist es gelegentlich notwendig, die einzelnen Brennstäbe zu besichtigen, um zu gewährleisten, daß sie sich technisch noch in einem einwandfreien Zustand befinden.

Als Teil des Brennelementaufbaus werden die einzelnen Stäbe durch zwei Endvorrichtungen gehalten, die die jeweiligen Stabenden aufnehmen. Zellenförmige Roste werden außerdem in bestimmten Abständen entlang der Rohrflachen zwischen den Endvorrichtungen in Ebenen angeordnet, die im allgemeinen quer zu den Längsachsen der Stäbe liegen.

Im allgemeinen sind diese Roste rechteckige Gebilde aus verschränkten Metallplatten· Die Gebilde aus verschränkten Platten bilden somit mehr oder weniger würfelförmige Zellen, die die einzelnen Brennstäbe aufnehmen. Aus den Flächen der Platten, die die Zellen.bilden, ragen VorsprUnge heraus. Diese VorsprUnge erfassen die benachbarten Flächen der Brennstäbe und halten die betreffenden Stäbe starr fest· Wegen der Radioaktivität, die in diesen Brennelementen entsteht, ist es notwendig, verbrauchte und teilweise verbrauchte Brennelemente unter einer Wassertiefe von mindestens 3 Meter auszubauen. Das Wasser stellt in diesem Fall den Strahlenschutz dar. Natürlich müssen unter diesen Umständen die Auseinanderbau- und Wiederzusammenbauarbeiten zeitraubend und gewissenhaft

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mit fernbetätigten Werkzeugen und besonders ausgebildetem Personal abgewickelt werden· Diese Situation wird weiter dadurch erschwert, daß es einen Konflikt zwischen der Notwendigkeit gibt, ein konstruktiv starkes Brennelement zu haben, das etwa drei Jahre lang den extrem physikalischen Bedingungen innerhalb eines Reaktorkerns ausgesetzt werden kann, und dem Erfordernis, daß dieses Element dennoch leicht durch Fernbetätigungen auseinandergebaut werden kann.

Da der technisch einwandfreie Zustand oberstes Gebot war, hat der Auseinanderbau von Brennelementen bisher die Zerstörung von vielen der Komponenten beinhaltet, um die wenigen Brennstäbe, die ersetzt werden müssen, zu entfernen, zu erkennen und zu lösen· Dies ist ein aufwendiger und verschwenderischer Vorgang, besonders angesichts der hohen Kosten solcher Komponenten·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere, wirkungsvolle und im wesentlichen zerstörungsfreie Technik für den Auseinanderbau von Brennelementen, ihre Handhabung und Besichtigung zur Inspektion und eventuellem Austausch zu schaffen·

Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß ein Steg in dem Becken eingetaucht und wahlweise zwischen hängenden teilen zu verlagern ist· Dabei wird der Steg mindestens an einem der hängenden Teile durch einen Zapfen gehalten· Er ist dabei aus einer Richtung, die im allgemeinen zwischen den hängenden Teilen und parallel zu der BrUcke verläuft, in eine Lage schwenkbar, die im wesentlichen senkrecht zu der BrUcke liegt.

Dabei erfolgt erfindungsgemäß der Ausbau eines zu besichtigenden Brennelementes, in dem gegebenenfalls ein oder mehrere Brennstäbe zu ersetzen sind, in folgenden Verfahrensschritten:

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α. Legen des Brennelementes auf einen Steg;

b. Besichtigung wenigstens einer exponierten Fläche des Brennelementes;

c. Entfernung des Brennelementes vom Steg;

d. Drehen des Brennelementes, um mindestens eine andere Fläche zu exponieren;

e. Legen des gedrehten Brennelementes auf den Steg;

f. Besichtigung der anderen Fläche des Brennelementes;

g. Einsetzen von Stäben in die Roste;

h. Drehen der Stäbe? um gegen Rostteile anzuliegen und die Einspannung zwischen, den Brennstäben und den Rosten zu lösen;

i. Entfernen ά&χ 3rennstäbe aus den Rosten;

j» Besichtigung von mindestens einem der Brennstäbe·

Un? diese einzelnen ^verfohrensschritte durchfuhren zu können, ist eine Winde auf der Brücke angebracht, die ein Kabel betätigt, das an seine« freien Ende mit den Steg verbunden ist und diesen aus der senkrechten in die waagerechte Le§e zieht» In dieser vertikalen Lage nimmt der Steg ein vollständiges Brennelement auf und bringt es in einer horizontalen Lage zur externen Besichtigung durch die Tätigkeit der Winde und des Kabels·

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Ein in geschlossenen Kreislauf arbeitendes Fernsehsystem, "Fühlerlehren", Periskope und dergleichen werden vorzugsweise auf einer auf der Brücke angeordneten Laufkarte angebracht, um diese externe Besichtigung durchzufuhren·

Uh alle Seiten des betreffenden Brennelements zu prüfen, ist es außerdem notwendig (in dem erläuternden Fall eines Brennelements, das einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt hat), das Brennelement um 90° einmal oder mehrmals zu drehen, um zu gewährleisten, daß alle vier Seiten des Elements besichtigt werden können· Um diese Drehung zu bewerkstelligen, wird der Steg in die vertikale Lage geschwenkt und das Brennelement wird freigegeben, um aufrecht in dem Steg Übernommen zu werden. Ein Werkzeug zur Handhabung des Brennelements beim Zusammenbau wird von der Laufkatze heruntergelassen, um das Endstück des Brennelementes zu erfassen. Das Werkzeug hebt das Brennelement von dem Steg und dreht es in einem Winkel von 90 ; danach bringt das Werkzeug das Brennelement auf den Steg zurück. Der gesamte Hub- und Besichtigungsvorgang wird dann für die neu exponierte Seite wiederholt. Natürlich können diese Schritte mehrmals wiederholt werden, um alle Seiten des betreffenden Brennelements zu exponieren und zu prüfen.

Nachdem diese externen Besichtigungen abgeschlossen sind, müssen auch die Brennstäbe, die innerhalb des Bündels befestigt sind, für eine Einzelprüfung entfernt werden, soweit diese inneren Stäbe nicht einer scharfen Beobachtung von außerhalb eines zusammengebauten Brennelements ausgesetzt sind. Als ein erster Schritt bei der Technik, die diese Erfindung kennzeichnet, werden die beiden Endhalterungen von dem Brennelement gelöst, während es sich in der vertikalen Lage befindet.

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Bei den gegenwärtigen Aufbau der Brennelemente kann die Entfernung der Endhalterungen es erforderlich Rachen, daß einige kleine Schweißen durch einen ferngesteuerten Vorgang aufgeschnitten werden mUssen. Die Art dieses Vorgangs wird jedoch die Endhalterungen oder die dazwischen angeordneten Brennstäbe nicht unausbesserbar beschädigen·

Um einzelne Brennstäbe aus dem Brennelement ohne Beschädigung zu entfernen, muß die Einspannung zwischen den VorsprUngen aus den Flächen der Rostzellen und den Brennstabflächenabschnitten, die mit diesen VorsprUngen in Berührung stehen, gelöst werden. Diese Einspannkräfte werden zeitweilig dadurch abgebaut, daß man lange, dUnne Stäbe, die rechteckige Querschnitte haben, durch die einzelnen Roste einfuhrt· Diese Stäbe werden in die entsprechenden Rostschlitze durch eine Platte eingeführt, die kegelförmige Öffnungen hat, welche die Stäbe mit den Rostschlitzen ausrichten. Ein Fernmanipulator steckt die Stäbe durch die Platte und in die Schlitze in der Rostkonstruktion·

Um die Einspannung zu lösen, werden die Stäbe um 90° gedreht, damit das lange Maß des Rechteckstabquerschnitts gegen die Platten gepreßt wird, die die Zellenflächen bilden, und damit auf diese Weise die VorsprUnge von den zugehörigen Brennstabflächen entfernt werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die eingesteckten Stäbe in einem Winkel von 90° mit Hilfe eines Spezialwerkzeuge zur Rostzellenöffnung gedreht. Dieses Werkzeug hat ein Paar paralleler Seiten, die gegenüberliegende Längsflächen des Brennelements in einer Querebene umfassen, welche mit der Rostkonstruktion zusammenfällt. Ein gemeinsames, wahlweise zusammenziehbares Teil ist parallel zu einer dritten Längsseite des Brennelementes angeordnet. Dieses Teil verbindet die beiden gegenüberliegenden parallelen Seiten. Eine Zahnstange mit Ritzel an dem Stab ermöglicht es, daß

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die gegenüberliegenden Seiten sich in Richtung auf den angrenzenden Rost bewegen und die vorstehenden Kanten der drehbaren Stäbe in ausgerichteten Nippeln erfassen, die auf den Innenflächen der parallelen Seiten angelenkt sind. Die vorstehenden Stabenden werden sicher in passenden Rechteckschlitzen in den Nippeln aufgenommen· Die Nippel sind außerdem alle mit entsprechenden Kurbeln verbunden, die gekoppelt sind, um sich in Abhängigkeit von einer Bewegung zu bewegen, die durch eine weitere Zahnstange mit Ritzel auf dem zusammenziehbaren Teil erzeugt wird, welche die beiden parallelen Teile miteinander verbindet.

Durch eine Bewegung der zu den Nippeln gehörigen Zahnstange mit Ritzel dreht man die gekoppelten Kurbeln in einem Winkel von 90 · Durch diese Umdrehung kommt das lange Maß des rechteckigen Querschnitts auf den Flächen der angrenzenden Rostzelle zu liegen und drUckt die VorsprUnge von den entsprechenden- Brennstabflächen weg· Somit werden die Einspannkräfte abgebaut, die starr die Brennstäbe in ihren jeweiligen Lagen innerhalb der Brennelementkonstruktion halten.

Durch den Abbau der Einspannung können die Srennstäbe einzeln ohne Schadenrisiko aus der Brennelementkonstruktion herausgezogen werden· Unter diesen Umständen kann ein fern gesteuerter Manipulator die einzelnen Stäbe zur Besichtigung und zum Wiedereinbau oder zur Ersetzung, je nach Bedarf, entfernen.

Um das Brennelement wieder zusammenzubauen, werden die Stäbe ersetzt oder wieder in die Rostkonstruktion eingebaut, wie es die Umstände verlangen· Die gekoppelten Kurbeln werden um 90° zurückgedreht, um das lange Maß des rechteckigen Querschnitts der Stäbe von den Rostzellenflächen weg zu bewegen. Diese Bewegung der Stäbe baut die Spannungen ab, die auf die Stäbe ausgeübt werden, und erlaubt

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ns den Vorsprüngen in den Zellen, wieder nach vorn zu treten und die zugehörigen Brennstäbe zu erfassen oder ergreifen. Die unbeanspruchten Stäbe innerhalb der Rostkonstruktion können einzeln durch einen Fernmanipulator herausgezogen werden. Die Endhalterungen können ebenfalls an den Enden des Brennelements befestigt werden. Schrauben und Muttern werden außerdem wieder «it Hilfe eines konventionellen Manipulators angebracht. Schweißen können ebenfalls durch eine Unterwasser-Fernbetätigung von entsprechenden Geräten wieder angebracht werden·

Das wiederzusairaengebaute Brennelement ist fertig, um wieder in den Reaktorkern eingesetzt oder in den Lagerbecken aufbewahrt zu werden, je nach Bedarf.

In UbereinstiiMung mit einen weiteren Merkmal der Erfindung ist die bei den zuvor genannten Vorgängen zum Einsatz könnende Einrichtung tragbar. Der gesante Auseinanderbau- und Wiederzusammenbauvorgang wird abgewickelt, ohne die Gesantkonstruktion und die einzelnen Komponenten des Brennelements wesentlich zu schädigen. Da die zur Durchführung der Erfindung zur Verwendung könnenden Werkzeuge tragbar sind, kann eine kleine Mannschaft aus ausgebildeten Technikern zu verschiedenen Reaktocbaustellen fahren und wirksane, sowie in allgemeinen zerstörungsfreie Brennelenentbesichtigungen durchfuhren. Der Bedarf an teuren Fachpersonal und Einzelgeräten an jeden Reaktor wird durch das erfindungsgenäße Verfahren ausgeschaltet. Infolgedessen entsteht durch die Erfindung ein weiterer Vorteil, un eine bedeutende Schwierigkeit bei der allgemeinen Anwendung von Kernenergie zu beseitigen.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

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Fig. 1 eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht eines Teils eines typischen Beckens für die Lagerung von verbrauchten Brennelementen, mit einer Brücke und Laufkatze;

Fig. 2 ein Schnitt einer Vorderansicht eines Teils des Beckens entlang der Linie 2-2 der Figur 1;

Fig. 3 eine erläuternde Zeichnung eines typischen Brennelement-Rostlösestabs, der zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung geeignet ist;

Fig. 4 ein Schnitt einer Draufsicht auf einen Rost mit einem Brennelement mit fest halternden Rostlösestäben;

Fig. 5 ein Schnitt nach Fig. 4 mit geöffneten Rostlösestäben;

Fig. 6 eine Vorderansicht einer Rostzellenöffnungsvorrichtung zur Handhabung der Stäbe, die in den Figuren 4 und 5 dargestellt sind.

Fig. 7 eine Seitenansicht der Rostzellenöffnungsvorrichtung im Schnitt entlang der Linie 3-3 der Figur 6.

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Ausrichtung der in den Figuren 3, 4 und 5 gezeigten Stäbe mit der Brennelement-Rostkonstruktion·

Fig. 1 zeigt ein Becken 10 für verbrauchte Brennelemente. Das Becken 10 ist gewöhnlich mit Wasser gefüllt (in Figur 1 nicht dargestellt), das sich in einem Stahlbetonbehälter 11 befindet. Eine Stahlkonstruktion oder ein Brennelementlagergestell 12 ist am Boden des im allgemeinen rechteckigen Beckens 10 vorgesehen, um Brennele-

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mente (ebenfalls in Figur 1 nicht dargestellt) zu tragen. Wie bereits zuvor erwähnt, werden diese Brennelemente gewöhnlich aus einem Atomreaktorkern in einem teilweise verbrauchten oder einem " erschöpften" Zustand herausgezogen. Unter diesen Umständen machen es der Schutz des Personals sowie gute Strahlenschutzverfahren erforderlich, daß eine angemessene Abschirmung vorgesehen wird, um die Strahlung zu schwächen, die auf die Restradioaktivität in diesen Brennelementen zurückzuführen ist. Gemäß anerkannter Strahlenschutznormen ist außerdem ein drei Meter tiefer Wasserstand zwischen der Beckenoberfläche und dem nächsten Teil irgendeines verbrauchten oder erschöpften Brennelements angemessen, um den Schutz des Personals zu gewährleisten. Wenn man diese Norm auf die Erfindung anwendet, dann ist es klar, daß alle nachstehend beschriebenen Vorgänge unter einer Wassertiefe von nicht weniger als drei Meter abgewickelt werden müssen.

0er Figur 1 der Zeichnung kann man auch entnehmen, daß eine Fahrbahn 13 oberhalb des Wasserstands am Rand des Beckens 10 ausgebildet ist. Die Fahrbahn 13 und eine gegenüber liegende, parallel dazu angeordnete Begleitbahn 14 verlaufen auf der gesamten Länge von zwei gegenüberliegenden Seiten des Beckens.

Eine Brücke 15 Überspannt die Fläche des Beckens zwischen den Fahrbahnen 13 und 14 in einer Richtung, die senkrecht zu der Längsrichtung dieser Fahrbahnen liegt. Die äußersten Enden der BrUcke 15 sind außerdem starr an Wagen 18 bzw. 19 befestigt, welche die BrUcke tragen und in die Lage versetzen, auf den Bahnen 13 und 14 zu fahren. Die Wagen 18 und 19 haben Radsätze 16 bzw· 17, die auf den Fahrbahnen 14 und 13 rollen und die BrUckenfahrt fördern.

Im einzelnen hat die BrUcke 15 hängende Teile 20, 21, 22 und 23,

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die an zwei parallelen Breitflanschträgern 24 und 25 befestigt sind, welche den Überspannenden Teil der BrUckenkonstruktion bilden. Die hängenden Teile 20, 21, 22 und 23 dringen nach unten in das Wasser ein (in Figur 1 nicht dargestellt). Innerhalb des Beckens 10 ist ein Steg 26 vorübergehend in einer Richtung angeordnet, die unterhalb und im allgemeinen parallel zu den beiden Trägern 24 und 25 liegt. Der Steg 26 ist jedoch an den unteren Enden der hängenden Teile 20 und 21 durch einen Zapfen 27 oder dergleichen angelenkt· Ein horizontaler Anschlag 30 verbindet die hängenden Teile 22 und 23 und erfaßt das obere freie Ende des Stegs 26, um die Bewegung des Stegs zu begrenzen. Der Steg und die hängenden Teile werden alle auf Fahrgestellen getragen, um auf den Unterflanschen der Träger 24 und 25 der Brücke 15 in Richtung der Spannweite verfahren zu werden. Die Gelenkbewegung des Stegs 26 wird durch die wahlweise Betätigung einer motorbetriebenen Winde 31 - die am besten in Figur dargestellt ist - und eines zugehörigen Kabels 32 gesteuert. Das Kabel 32 wird auf eine Trommel aufgewickelt bzw· von einer Trommel abgewickelt, die durch die Winde 31 angetrieben wird, um das freie Ende des Stegs 26 anzuheben und zu senken, wie durch strichpunktierte Linien dargestellt. Die Winde 31 ist außerdem starr an dem Träger 24 befestigt. Der Steg 26 kann überdies von den hängenden Teilen 22 und 23 abgeschwenkt werden. Um den Drehpunkt zu verlagern, kann der Zapfen 27 (Figur 2) herausgezogen werden, nachdem ein gleicher Zapfen 27* durch die unteren Enden der Teile 22 und 23 eingesteckt worden ist. In dieser Lage sollten außerdem die Winde 31 und das Kabel 32 in die Nähe des Wagens 18 (Figur 1) verlegt werden und das Kabel 32 sollte an dem Ende des Stegs 26 befestigt werden, das zwischen den hängenden Teilen 20 und 21 eingeschlossen ist. Somit erlaubt es die Brücke, daß der Steg 26 auf der einen oder der anderen Seite in die vertikale Lage verstellt wird.

Man kann weiterhin der Figur 1 entnehmen, daß eine Laufkatze 34 auf den Fahrbahnen 35 läuft. Die Fahrbahnen 35 sind auf den Oberflanschen der Brücke ausgebildet.

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Die Laufkatze 34 ist mit einem Paar Fahrgestelle 38 und 39 (Fig. 1) ausgestattet, die ihre Räder mit den Oberflanschen der Träger 24 und 25 in Ausrichtung bringen. Die Laufkatze 34 Überspannt den Spalt zwischen den beiden parallelen Trägern 24 und 25, um einen bewegliche Gerätehalterung zu bilden. Wie z. B. in Fig. 2 dargestellt, wird die aus Periskop und Fernsehkamera 36 gebildete Tauchkombination von der Laufkatze 34 gehalten. Gemäß der Darstellung versetzt die Laufkatze bei der Fahrt auf den Bahnen 35 der Brücke 15 das Periskop 36 in die Lage, die freiliegende Oberfläche eines Brennelements 37 abzutasten, das sich auf dem Steg 26 befindet. Auf diese Weise kann eine gründliche optische Überprüfung der freiliegenden, oberen horizontalen Fläche des Brennelements 37 in Sicherheit unter der vorgeschriebenen Wassertiefe von drei Metern stattfinden. Natürlich bietet die Laufkatze eine geeignete Halterung für andere Arten von Besichtigungsvorrichtungen, Manipulatoren und fernbetätigten Werkzeugen, die benötigt werden, um den Auseinanderbau, die Besichtigung und den Zusammenbau des Brennelemetns 37 zu bewerkstelligen, wie es im einzelnen nachstehend beschrieben wird.

Im Betrieb bleiben die hängenden Teile 20 und 21 stationär, wenn das Kabel 32 von der Winde 31 abgewickelt wird, um den Steg 26 in die Lage zu versetzen, von der Horizontalen, wie durch voll ausgezogene Linien dargestellt, in die Vertikale zu schwenken, wie durch gestrichelte Linien dargestellt· Wenn der Steg senkrecht steht, hebt ein Kran (nicht dargestellt) oder ein anderer geeigneter Fernmanipulator das Brennelement 37* (Figur 2), das besichtigt werden soll, von dem Lagergestell 12.

Der Kran legt das Brennelement in den vertikalen Steg 26. Da das freie Ende des Stegs 26 eine Endplatte 28 (Figur i) hat, ruht das untere Ende des Brennelements 37 auf dieser Platte. Auf diese Weise wird das Brennelement 37 in der aufrechten Stellung gehalten, wenn

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der Steg in die Vertikale geschwenkt wird, Mechanische Klammern, Bänder oder dergleichen (in der Zeichnung nicht dargestellt) werden benutzt, um das Brennelement 37 in dem Steg 26 zu befestigen. Diese Bänder werden vorzugsweise mit Hilfe von ferngesteuerten Handhabungsvorrichtungen, wie z. B. konventionelle Beckenzangen, angebracht.

Die Winde 31 wird betätigt, um das Kabel 32 einzuziehen und das freie Ende des Stegs 26 von der vertikalen in die horizontale Lage zu bringen, wie es durch voll ausgezogene Linien in Figur 2 der Zeichnung dargestellt ist. Die horizontale Oberfläche des Brennelements 37 ist freigelegt, um einer Besichtigung durch die aus Fernsehkamera und Periskop bestehende Kombination 36, "Fühllehren" und dergleichen unterzogen zu werden.

Die restlichen drei Außenflächen des betrachteten typischen Brennelements mUssen ebenfalls zur Besichtigung freigelegt werden. Um diesen Zweck zu erreichen, werden das Brennelement 37 und der Steg nochmals in die vertikale Lage gesenkt. Die Bänder oder Klammern, welche das Brennelement an dem Steg befestigen, werden gelockert oder gelöst, und der Fernmanipulator wird betätigt, um das Brennelement 37 aus dem Steg herauszunehmen.

Bei einem Brennelement, das im wesentlichen einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt hat, dreht auch der Manipulator das Brennelement um 90° in beiden Richtungen oder um 180°, um eine der drei verbleibenden nichtgeprüften Seiten zu exponieren. Nachdem das Brennelement um einen Winkel gedreht worden ist, der der zu exponierenden Seite entspricht, legt der Manipulator das Brennelement wieder in den Steg 26 und es wird der Vorgang wiederholt, der aus Festklammern, Horizontieren und Besichtigen besteht.

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Alle diese Schritte, einschließlich der Drehung, werden für jede Seite wiederholt, bis alle exponierten Seitenflächen des Brennelements einer Besichtigung unterzogen worden sind·

Die Brennstäbe, die den größten Teil des Innern des Brennelements 37 ausmachen,müssen ebenfalls besichtigt werden· In der Vergangenheit macht es diese Notwendigkeit zur Prüfung der inneren Brennstäbe erforderlich, bedeutende und aufwendige Brennelement-Konstruktionsteile zu zerstören« In dieser Beziehung zeigt Figur 4 einen Teil einer typischen Zelle 43 in einem der Roste 48 (Fig. 2) zur Aufnahme des Brennstabs 54. Diese Roste liegen im allgemeinen quer zum Längsmaß der einzelnen Brennstäbe und auf seitlichem Abstand voneinander. Der Rost wird aus einem Gitter allgemein senkrecht sich schneidender Platten gebildet, die eine Reihe rechteckiger Zellen herstellen. Einzelne Brennstäbe werden in jeder dieser Zellen aufgenommen. Kleine Vorsprünge, die in den Flächen der Platten ausgebildet sind, erstrecken sich in die jeweiligen Zellen und liegen an den benachbarten Bereichen der betreffenden Brennstabflächen an, um diese Stäbe in ihrer Stellung zu halten und um Schwingungen oder andere unerwünschte Bewegungen auszuschalten.

Um die Brennstäbe aus den einzelnen Zellen zu entfernen, sind Aussparungen in den Zellenecken vorgesehen; diese erlauben es, eine die Zellenwand abbiegende Traverse in die Rostkonstruktion hineinzustecken· Die Traversen werden innerhalb der Rostkonstruktion gedreht, damit Ansätze auf diesen Traversen die Vorsprünge aus den jeweiligen Zellen herausdrücken können. Bei dieser Anordnung können die einzelnen Brennstäbe in die Rostzellen eingeführt werden, ohne daß die Gefahr einer Riefen- oder Ritzbildung besteht« Nachdem die Brennstäbe sich innerhalb des Rosts befinden, werden die Traversen in einer Richtung gedreht, die die Ansätze von den Zellenflächen entfernt, so daß die VorsprUnge auf den Zellenwänden in die jeweiligen Zellen hineinragen und gegen benachbarte Brennstabflächen drücken können.

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Die ferngesteuerte Entfernung der Brennstäbe aus der Rostkonstruktion fUr Besichtigungszwecke kann jedoch unerwünschte Kratzer und Riefenbildung auf den Brennstabflächen erzeugen, wenn nicht eine Vorkehrung getroffen wird, um die Kräfte aufzuheben, die die Rostvorsprünge gegen die anliegenden Stäbe drücken.

Diese Aufgabe wird durch die BrUcke 15 gelöst (Figur 2). Nachdem einmal ein Brennelement auf den Steg 26 gelegt worden ist und die Außenflächen des Brennelements geprüft wurden, wie es zuvor erwähnt worden ist, ist es häufig empfehlenswert, einzelne Brennstäbe aus dem Element herauszunehmen, um einzeln besichtigt und ersetzt zu werden· Vor der Erfindung war es notwendig, die Roste mit Hilfe von Fernhandhabungseinrichtungen auseinanderz zu schneiden, um Zugang zu einzelnen Brennstäben zu ermöglichen, ohne die Stabflächen an den vorstehenden Rostanschlägen zu schleifen oder auszukerben, was vorkommen würde, wenn die Stäbe in Längsrichtung aus den Rosten herausgezogen worden wären. In Übereinstimmung mit der Erfindung können jedoch die einzelnen Stäbe aus der Brennelement· konstruktion so entfernt werden, daß sie im wesentlichen nicht zerstört werden·

FUr die Zwecke der Erläuterung wird ein Brennelement der Art, wie sie in meiner aufgegebenen US-Patentanmeldung Nr* 2 767* vom 14. Januar 1970 auf "Brennelement fUr einen Atomreaktor " dargestellt ist, in Verbindung mit der Beschreibung der Vorrichtungen und Verfahren benutzt, welche diese Erfindung kennzeichnen. Wie es beispielsweise in der US-Patentanmeldung 2 767 beschrieben ist, hat jedes Brennelement einen oberen Endrost und einen unteren Endrost, um die äußersten Enden der Brennstäbe in jeder Reihe aufzunehmen und zu halten. Die Brennstabstabilität wird durch die Brennelement-Rostkonstruktion erhöht, die die Stäbe in Querebenen zwischen den beiden Endrosten erfaßt, wie es im einzelnen in dem US-Patent 3 665 586 erwähnt ist.

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Obwohl die Enden der einzelnen Brennstäbe in den oberen und unteren Endrosten aufgenommen werden, wird der untere Rost an dem oberen Rost durch eine Reihe von Regelstab-FUhrungsrohren befestigt. Diese Rohre verlaufen durch das ganze Brennelement, um es zu ermöglichen, daß Gewindeenden aus der oberen Fläche des oberen Endrostes herausragen und ebenfalls aus der unteren Fläche des unteren Endrostes· Gewindemuttern werden auf diesen vorstehenden Führungsrohrenden aufgenommen und klemmen auf diese Weise die beiden Endroste zusammen; dadurch werden die Brennstäbe zwischen den beiden Endrosten befestigt.

Um das Brennelement 37 (Figur 2) auszubauen, wird es nochmals in den horizontal angeordneten Steg 26 gelegt. Ein konventioneller Fernmanipulator, der an die Laufkatze 34 angesetzt wird, wird benutzt, um die Muttern (nicht dargestellt) loszuschrauben, welche die oberen und unteren Endroste (ebenfalls nicht dargestellt) miteinander verklammern.

In Fortsetzung der Beschreibung des Brennelementausbaus werden die Muttern entfernt und zur späteren Wiederverwendung im Becken 10 verstaut. Der Steg 26 wird nochmals in die vertikale Lage gesenkt. Die Beckenzangen werden dann benutzt, um die Regelstab-Führungsrohre und den oberen Endrost (nicht dargestellt) von dem Brennelement 37 zu entfernen.

An dieser Stelle des Vorgangs muß man aus Gründen des Strahlenschutzes darauf achten, daß eine Wassertiefe von drei Meter zwischen der Oberfläche des Beckens 10 und demjenigen Führungsrohrteil aufrechterhalten wird, das am nächsten an der Beckenwasseroberfläche liegt. Die herausgezogenen Regelstäbe und der obere Endrost werden ebenfalls innerhalb des Beckens verstaut.

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Das nunmehr teilweise auseinandergebaute Brennelement 37 wird auf den Kopf gestellt, so daß der untere Endrost zur Oberfläche des Beckenwassers hin liegt· In dieser Lage wird der Fernmanipulator benutzt, um den unteren Endrost von dem Brennelement zu entfernen und an einer zugängigen Stelle innerhalb des Beckens 10 zu verstauen·

Je nach dem Aufbau des zu demontierenden Brennelements kann es notwendig sein, das Element nochmals durch Viertelkreise von je 90 zu drehen, um alle Endrostmuttern oder -befestigungsmittel in den Bereich der Beckenzangen zu bringen. In ähnlicher Weise müssen Heftschweißen, die oft angebracht sind, um zu verhindern, daß sich diese Befestigungsmittel während des Reaktorbetriebs lösen, mit fernbetätigten Werkzeugen durchgeschnitten werden, damit die Endroste und die Regelstab-Führungsrohre aus dem Brennelement entfernt werden können·

Das teilweise auseinandergebaute Brennelement besteht nunmehr nur noch aus der Reihe Brennstäbe, die durch die Querroste festgehalten werden, welche an Stellen zwischen dem oberen und dem unteren Endrost an den Stäben angebracht wurden.

Gemäß der Erfindung hebt der Steg 26 (Figur 2) das Brennelement in eine horizontale Lage, um dabei behilflich zu sein, die Einspannung zu lösen, welche durch die vorstehenden Rostansätze an den Brennnstäben hergestellt worden ist·

Es wird nunmehr auf Figur 3 verwiesen, die einen typischen Stab 40 zeigt, welcher benutzt wird, um diese Einspannung zwischen den Ansätzen und dem Brennstab zu lösen.

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Vorzugsweise hat der Stab 40 Längsschäfte 41, die allgemein rechteckig im Querschnitt sind. Die VorsprUnge 42 befinden sich an den Schäften 41 des Stabs 40 in regelmäßigen Abständen·

Gemäß der Darstellung in Figur 4 umfaßt eine typische Zelle 43 in einer größeren Rostkonstruktion (in Figur 4 nicht dargestellt) eine Reihe von vier ineinander verschränkten Platten 44, 45, 46 und 47, die an den wechselseitig senkrecht zueinander stehenden Knotenpunkten heftgeschweißt sind. Starre Ansätze 50, 51, 52 und sind in der entsprechenden Fläche einer jeden dieser Platten eingepreßt oder auf andere Art ausgebildet. Diese Ansätze ragen in die erläuternd dargestellte Zelle hinein, die durch Abschnitte der Platten 44 bis 47 gebildet sind. Die Ansätze 50, 51, 52 und 53 erfassen starr die Außenfläche des Brennstabs 54 und dienen dazu* den Stab 54 in richtiger Relativstellung zu den Stäben und anderen Bauteilen zu halten, welche das Brennelement umfassen (37 in Fig.1). Die Stäbe 55 und 56 werden in die Zelle 43 durch Öffnungen eingeführt, die in den vertikalen Seiten der Platten 44 bis 47 an dem Knotenpunkt der Platten 44 und 45, 46 und 45 sowie 46 und 47 ausgebildet sind. Wie es in Figur 4 dargestellt ist, sollten die Stäbe so in die Zelle 43 eingeführt werden, daß die VorsprUnge 42 und 42' in einer vertikalen Richtung liegen, die senkrecht zur Ebene der Zeichnung verläuft. Wenn die VorsprUnge 42 und 42* so angeordnet sind, dann ergeben die öffnungen in der Zelle 43 einen ausreichenden Spielraum, um es zu ermöglichen, daß die Stäbe 42 und 42* in die Zelle 43 eintreten. Die VorsprUnge 42 und 42' sind außerdem dicht an den angrenzenden Zellenwänden angeordnet. Obwohl die Stäbe 55 und 56 ausreichend stark sein mUseen, um die Zellenwände zu beschädigen, so müssen sie natürlich auch ausreichend schlank sein, um in den Raum zwischen dem Brennstab 54 und den anliegenden Platten 45 bzw. 46 zu passen. Dieser Spielraum wird durch die Tiefe festgelegt, bis auf die die jeweiligen Ansätze 51 und 52 in die Zelle 43 hineinragen. Bei der StabeinfUhrung liegen die VorsprUnge 42 und 42' nicht an der Konstruktion der Zelle 43 an.

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Um die Einspannung zu lockern, die die Ansätze 50 bis 53 an dem Brennstab 54 bewirken, und um somit zu erlauben, den Stab aus der Rostkonstruktion ohne Riefenbildung, Schaben oder sonstige Beschädigung der Metallfläche herauszuziehen, wird auf Figur 5 verwiesen· In dieser Figur 5 sind die Stäbe 55 und 56 um 90° im Uhrzeigersinn um die jeweiligen Längsachsen der Stäbe in Ebene der Zeichnung/ gedreht, wie durch Pfeile in Figur 5 dargestellt. Diese Drehung bringt die Vorsprünge 42 und 42* in Flucht mit den angrenzenden Zellenwänden, welche die zugehörigen Ansätze 51 und 52 tragen· In diesem Zustand drücken die Vorsprünge 42 und 42* auf die Ansätze 51 und 52, um diese Ansätze aus der Zelle 43 herauszubiegen und somit alle Ansätze 50 bis 53 von der Fläche des Brennstabs 54 zu trennen» Diese offensichtlich geringfügige Auswärtsbewegung der Ansätze 51 und 52 reicht aus, um es zu erlauben, daß der Brennstab 54 aus der Zelle 43 in der Rostkonstruktion herausgezogen wird, ohne daß die Brennstabfläche an den Ansätzen abgerieben oder abgeschabt wird.

In einer anderen AusfUhrungsform der Erfindung hat jedoch der Stab oder die Traverse 4Oi einen rechteckigen Querschnitt. Die kurze Seite dieses Rechtecks reicht aus, um durch den Spalt zwischen der vorspringenden Spitze eines der Ansätze 50, 51, 52 und 53 sowie einer der zugehörigen Platten 44, 45, 46 und 47 zu schlupfen. Die lange Seite des Rechtecks muß Überdies groß genug sein, um die angrenzende Platte ausreichend abzubiegen, damit der Brennstab 54 gelöst wird, wenn das lange Maß in Kontakt mit der Platte gedreht wird·

Dieser Vorgang wird fUr alle Zellen in allen Rostkonstruktionen wiederholt, die die Brennstäbe in der Reihe halten. Die Brennstäbe werden außerdem einzeln aus der Reihe herausgezogen. Erläuternd sei erwähnt, daß fernbetätigte Befckenmanipulatoren benutzt werden, um jeden Brennstab aus der teilweise auseinandergebauten Brennelementreihe herauszuziehen.

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Ub die Wirksamkeit des Ausbaus zu verbessern und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden parallele, flache Kämmplatten 64 und

65 (Figuren 6 und 8) vorgesehen, um zwei gegenüberliegende und parallele Seiten eines Rosts 66 zu erfassen. Die Kämmplatten 64 und 65 haben außerdem konische Öffnungen 67, 70, 71 und 72, die so ausgebildet sind, daß die stumpfen Spitzen der einzelnen Kegel nach innen in Richtung auf die Seiten des Rosts 66 zeigen. Wie in der Zeichnung dargestellt, werden Stäbe 68 und 69 im wesentlichen von den konischen Öffnungen durch die Aussparungen an dem Rostplattenknotenpunkt gefuhrt (nicht in Figur 6 dargestellt, sondern in den Figuren 4 und 5). So ergreifen zwei Beckenmanipulatoren je einen Griff 90 (Figur 8) an den beiden Kämmplatten 64 und 65. Die Manipulatoren pressen die jeweiligen Platten gegen den Rost 66 (Fig, 6)· Ausrichtungsnocken 91 und 92 (Figur 8) an der Platte 64 zentrieren die konischen Öffnungen 67 und 70 mit den entsprechenden Aussparungen in dem Rost 66 (Figur 6)·

Ein dritter Beckenmanipulator setzt Stäbe mit dem Ende nach vorn in die einzelnen konischen Öffnungen ein. Die Kegel wirken als Nocken, um die Stäbe in die Rostkonstruktion durch rechteckige Aussparungen zu fuhren, die an den stumpfen Spitzen eines jeden der Kegel ausgebildet sind, um eine einwandfreie Richtung in Bezug auf die Rostkonstruktion herzustellen, die in Figur 4 dargestellt ist.

Um die Stäbe 68 und 69 (Figur 6) in die Richtung zu drehen, die in Figur 5 dargestellt ist, werden die Kämmplatten 64 und 65 zurückgezogen, während eine Vorrichtung 63 drei der vier Seiten des jetzt stabbelasteten Rosts 66 umspannt. Die Stabenden 73, 74, 75 und 76 ragen Über den Rand des Rosts 66 hinaus· Der einfachen Offenlegung wegen sind jedoch die Kämmplatten 64 und 65 in Kontakt mit dem Rost

66 dargestellt, und zwar gleichzeitig wie die Vorrichtung 63. Ent-

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sprechende Nippel 81, 82, 83 und 84 an der Vorrichtung 63 stehen in Ausrichtung mit den angrenzenden Stabenden. Die Nippel 81 bis 84 sind nur erläuternd als eine Gruppe von vier Nippeln in einer viel größeren Nippelschar dargestellt, die auf der Vorrichtung 63 angeordnet ist.

Wie es in Verbindung mit dem Nippel 82 dargestellt ist, besitzt jeder Nippel eine kegelstumpfförmige Aussparung 85, die eine stumpfe Spitze hat, welche von dem Rost 66 weg gelegen ist. Die konische Aussparung dient als weiterer Nocken oder weitere Fuhrung, die das angrenzende Stabende 74 in einen Innenschlitz 86 leitet, welcher eine Form hat, die zu dem Querschnitt des Stabendes 74 paßt·

Alle Nippel 81 bis 84 sind zur Schwenkbewegung an Kurbeln befestigt, die im wesentlichen die gleichen sind wie zwei erläuternd dargestellte Kurbeln 87 und 88. Die Kurbel 87 ist Überdies in zwei voneinander auf Abstand angeordneten parallelen Platten 93 und 94 gelagert· In einer gleichen Weise ist auch die Kurbel 88 in zwei voneinander auf Abstand angeordneten parallelen Platten 95 und 96 gelagert«

Die für die Nippel 82 und 84 beschriebene Lagerung wird natürlich fUr alle Nippel an der Vorrichtung 63 wiederholt.

Die Lagerplattenpaare 93 und 94 sowie 95 und 96 bilden zwei starre Rechtecke, wie man der Figur 6 der Zeichnung entnehmen kann· Die Kurbel 87 sowie alle anderen Kurbeln (nicht dargestellt), die in den Platten 93 und 94 gelagert sind, sind zur Drehbewegung durch eine Pleuelstange 97 miteinander gekoppelt· Eine parallele Pleuelstangenkonstruktion 98 ist für die Kurbeln vorgesehen, die zwischen den Lagerplatten 95 und 96 gelagert sind«,

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Ihre Bewegung wird den Pleuelstangen 97 und 98 (und somit den entsprechenden Nippelscharen Über die gekoppelten Kurbeln ) durch ein Querhaupt 100 verliehen. Das Querhaupt 100 hat eine nittige Öffnung 101, welche eine Welle 102 aufnimmt₀ Die Welle 102 wird außerdem fest gegen die Seite der Rostzelle gepreßt. Die Welle 102 besitzt eine Zahnstange 103, welche mit einem Ritzel 104 in Eingriff steht. Das Ritzel ist in einem Kragen 105 gelagert, der an dem Querhaupt 100 befestigt ist. Diese Konstruktion erlaubt es dem Querhaupt 100, sich in den beiden linearen Richtungen zu bewegen, wie sie durch den doppelköpfigen Pfeil 106 angedeutet sind. Ein Hebel 107 an dem Ritzel 104- wird durch Beckenzangen oder dergleichen betätigt, um das Querhaupt in die eine oder die andere Richtung entlang der Welle 102 zu treiben.

Diese begrenzte Bewegung des Querhaupts 100 ist ausreichend, um die einzelnen Kurbeln in die Lage zu versetzen, sich in einem Bogen von 90° zu drehen. Wie in Figur 7 dargestellt, hat ein Ende der Pleuelstange 97 einen Schlitz 110, der einen Zapfen 111 an dem Querhaupt 100 aufnimmt, um die unregelmäßige oder nichtlineare Pleuelstangenbewegung auszugleichen. Das andere Ende der Pleuelstange 97 wird in einem Schlitz 112 aufgenommen, der in einem Boden 113 für den aus den Tragplatten 93, 94 (*"igur 6) bestehenden Rahmen ausgebildet ist. Das in dem Boden 113 aufgenommene Ende der Pleuelstange 97 (Figur 7) weist auch einen Anschlag 114 auf, um zu gewährleisten, daß die Pleuelstange 97 nicht von selbst aus dem Schlitz 112 heraustritt.

Wie beschrieben, ermöglicht die aus Pleuelstange 97, Zapfen 11), Schlitz 110 und Schlitz 112, mit Anschlag 114, bestehende Kombination, daß der wesentliche hin- und hergehende Hub des Querhaupts 100 in die nichtlineare Bewegung der Pleuelstange und der zugehörigen Kurbeln umgewandelt wird_o

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Erfindungsgemäß ist eine ähnliche Konstruktion für die Kurbeln vorgesehen, die zu der Pleuelstange 98 und den Tragplatten 95 und 96 gehören.

Um die Ständen 75, 76 (Figur 6) der Stäbe 68 und 69 mit den Nippeln 83 und 84 sowie die Nippel 81 und 82 mit den Stabenden 73 und 74 in Eingriff zu bringen, ist ein weiteres Paar Zahnstangen 115 und 116 auf Gleitstücken 117 bzw«, 120 vorgesehen. Diese Zahnstangen und 116 kämmen mit einem Ritzel 121 an dem Stumpf der Welle 102.

Die Gleitstucke 117 und 120 liegen Übereinander, wobei das Gleitstück 120 zwischen dem Gleitstück 117 und einem festen oder unbeweglichen Teil 122 eingeschlossen ist· Das Teil 122 bietet nicht nur eine starre Unterstützung für die Gleitstücke, sondern hat auch eine Aussparung 123, in der das Stumpfende der Welle 102 gelagert ist·

Führungsstifte 124 und 125 ragen aus dem Teil 122 heraus und befinden sich in entsprechenden Öffnungen 126 und 127 bzw. 130 und 131. Die öffnungen 126 und 130 sind in dem eingeschlossenen Gleitstück 120 ausgebildet und die öffnungen 127 sowie 131 in den äußeren Gleitstück 117· Die Stifte 124 und 125 mit ihren zugehörigen Öffnungen arbeiten mit dem Ritzel 121 zusammen, indem sie die Gleitstücke und 120 in entgegengesetzte Seitenrichtungen um Entfernungen treiben, die durch die Seitenmaße der betreffenden öffnungen bestimmt sind· Diese Öffnungsmaße haben außerdem eine ausreichende Größe, um es zu ermöglichen, daß die Vorrichtung^ um drei Seiten des Rosts 66 gesetzt wird, ohne die freiliegenden Enden der Stäbe 68 und 69 zu erfassen, wie es in Figur 6 dargestellt ist.

Im Betrieb wird die Welle 102 gedreht, um die Gleitstücke 117 und 120 soweit wie möglich in entgegengesetzte seitliche Richtungen zu

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treiben. Die Vorrichtung 63 wird dann um den Rost 66 gesetzt, um drei Seiten des Rosts zu umfassen. Eine Seite des Rosts berührt das feste Teil 122. Gemäß der Darstellung besitzt Jas Teil 122 ein Paar Fuhrungen 132 und 133, die die Vorrichtung mit den Stabenden 73, 74, 75 und 76 ausrichten. Die Welle 102 wird gedreht, um die Gleitstücke 117 und 120 zusammenzuziehen und auf diese Weise die Stabenden in die Innenschlitze 86 der Nippel 81 bis 84 zu schieben.

Die Zahnstange 105 ist auf der Welle 102 als eine Folge von Zähnen ausgebildet, die vollständig die Welle umschreiben. Auf diese Weise fuhrt die Umdrehung der Welle 102 fUr die Verlagerung der Gleitstucke 117 und 120 nicht dazu, daß das hebelbetätigte Ritzel 104 und die Zahnstange 105 außer Eingriff treten· Um die Stäbe 68 und 69 in einem Winkel von 90 zu drehen, damit die in Figur 5 dargestellte Stablage und Entfernung der Ansätze erreicht werden, wird der Hebel 107 betätigt, um das Querhaupt 100 in eine Richtung zu bringen, die parallel zur Achse der Welle 102 liegt. Dieser Bewegungsvorgang bewegt die Pleuelstangen 97 und 98 mit ihren gekoppelten Kurbeln 87 und 88 in einem Bogen von 90°. Diese Bewegung wird von den Nippeln 81 bis 84 Über die gesamte Länge der Stäbe 68 und 69 Übertragen, wodurch teilweise die Zellen "geöffnet" werden.

Die Welle 102 (Figur 6) wird in entgegengesetzter Richtung gedreht, um die Gleitstücke 117 und 120 soweit wie möglich in seitlicher Richtung voneinander zu entfernen,, Somit werden die Stäbe 68 und von den Nippeln und dem Rest der Vorrichtung 63 getrennt. Die Vorrichtung 63 kann jetzt von dem Rost 66 und dem teilweise auseinandergebauten Brennelement entfernt und entweder auf die Seite gelegt oder dazu benutzt werden, die Stäbe in einem anderen Rost an dem Brennelement zu drehen.

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Den Figuren 4 und 5 ist zu entnehmen, daß die Stäbe oder die Traversen 55 und 56 sich innerhalb der Zelle 43 schneiden, Um den zweiten Satz zugeordneter Stäbe in den Rost 66 (Figur 6) einzuführen, wird das Brennelement nochmals auf den Steg 26 gelegt (Figur 2)· Das Brennelement 37 wird so angeordnet, daß die Traversen oder Stäbe in vertikaler Richtung aus dem Rost herausragen· Kleine Spaltblöcke (in den Figuren 1 und 2 nicht dargestellt) werden an dem Steg 26 befestigt, um das Brennelement in die Lage zu versetzen, auf diesen Blöcken zu ruhen, und um es den Enden der Traversen oder Stäbe zu erlauben, die horizontale Fläche des Stegs freizugeben.

Die Kämmplatten 64 und 65 (Figur 8) werden gegen die vertikalen Seiten des Rosts 66 gelegt und ein zugeordneter Satz horizontal angeordneter Stäbe wird in das Brennelement in der oben beschriebenen Weise eingeführt. Nach Einfuhren der Stäbe werden die Kämmplatten und 65 entfernt, um die Vorrichtung 63 (Figur 6) in die Lage zu versetzen, den Rost 66 zu umfassen. Die Ausrichtungsführungen 132 und 133 (oder ein Satz AusrichtungsfUhrungen, die einen Spielraum fUr die vorstehenden Enden der vertikalen Stäbe ergeben ) bringen die Vorrichtung 63 auf dem Rost 66 in die richtige Lage gegenüber den vorstehenden Enden der zugeordneten horizontalen Stäbe und den Nippeln 81 bis 84. Entsprechende Aussparungen können z. B. in dem festen Teil 122 ausgebildet werden, um die vertikalen angrenzenden Enden der Stäbe aufzunehmen^' die gegenüber dem Rost 66 vorstehen.

Nachdem die Vorrichtung 63 ausgerichtet ist, werden die Vorrichtung und die horizontale Reihe von Stäben in der oben beschriebenen Weise betätigt, um die Einspannung zwischen den Ansätzen 5o bis 53 aufzuheben (^iguren 4 und 5). Der Auseinanderbau, die Besichtigung und der Wiederzusammenbau erfolgen in der angegebenen Weise.

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In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Vorrichtung 63 von der Laufkatze 34 (^Figur 2) auf der Brücke 15 getragen und von der Seite des Beckens 10 fernbetätigt werdeη₀

Wenn die Einspannung zwischen den Zellenansätzen und den betreffenden Brennstäben in der zuvor beschriebenen Weise gelöst ist, werden Beckenzangen (nicht dargestellt) betätigt, um den Brennstab 54 (Figur 5) aus der Zelle 43 in einer Richtung zurückzuziehen, die senkrecht zu der Ebene der Zeichnung liegt.

Um das Brennelement wieder zusammenzubauen, nachdem die Besichtigung abgeschlossen ist, werden einzelne Brennstäbe 54 (Figur 5), von denen der dargestellte Stab typisch ist, wieder in die Zellen auf den Rosten eingeführt.

Die Vorrichtung 63 (Bigur 6) wird auf den Rost 66 gebracht und die Nippel 81 bis 84 werden nochmals mit den Stäben 68 und 69 in Eingriff gebracht. Dies geschieht, indem die Welle 102 gedreht wird, um die Gleitstücke 117 und 120 zusammenzuziehen.

Der Hebel 107 wird nochmals gehandhabt, um die Pleuelstangen 97 und 98 mit ihren Kurbeln zu betätigen. Durch diese Handhabung drehen sich die Stäbe 68 und 69 (Figur 6) rückwärts in einem Winkel von 90° in einer Richtung, die entgegengesetzt zu derjenigen liegt, die anfänglich die Rostansätze abgebogen hat.

Die Welle 102 {Figur 6) wird nochmals gedreht, um die Gleitstücke 117 und 120 in einer seitlichen Richtung zu verlagern, die die Nippel 81 bis 84 von den Stäben 68 und 69 trennt. Die Vorrichtung 63 wird aus der Berührung mit dem Rost 66 entfernt und bei der in den Figuren 4 und 5 dargestellten zugeordneten Reihe von Stäben angewandt. Nunmehr steht die Vorrichtung zur Verfugung, um bei

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einem anderen Rost eingesetzt zu werden oder um in dem Becken 10 (Figur 1) zur Seite gelegt zu werden zwecks späteren Transports zu einer neuen Arbeitsstelle·

Das nunmehr teilweise wiederzusammengebaute Brennelement wird durch einen Manipulator (nicht dargestellt) angehoben und, falls erforderlich, hochkant gestellt, um einen der Brennelement-Endroste wiedereinzubauen· Das Brennelement wird nunmehr auf den eingebauten Endrost gesetzt, und der andere Endrost wird ebenfalls eingebaut· Die Regelstab-FUhrungsrohre werden durch die Endrost eingeführt, und die zugehörigen Muttern werden auf die freigelegten Gewindeenden dieser Rohre geschraubt. Das Brennelement wird nochmals hochkant gestellt, damit die Muttern auf die freiliegenden Gewindeenden der FUhrungsrohre geschraubt werden können, die Über die Fläche des zuerst eingebauten Endrost hinaus ragen«

Das Brennelement ist vollständig ausgebaut, besichtigt und wiederzusammengebaut worden, ohne daß die einzelnen Teile nennenswert beschädigt worden sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit der Besichtigung von voll erschöpften oder teilweise verbrauchten Atomreaktorbrennelementen beschrieben worden ist, gelten die hierin offenbarten Techniken selbstverständlich auch fUr den Zusammenbau und die Besichtigung von neuen Brennelementen·

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Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE :

1.!Vorrichtung zur Handhabung und Besichtigung eines Kernreaktor-Brennelementes, das in einem mit Wasser gefüllten Becken eingetaucht ist, Über dem eine verfahrbare Brücke angebracht ist, auf der in das Becken hängende, mit Abstand angeordnete Teile verschiebbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steg (26) in dem Becken (10) eingetaucht und wahlweise zwischen den hängenden Teilen (20, 21, 22, 23) zu verlagern ist, wobei der Steg, der mindestens an einem der hängenden Teile durch einen Zapfen (27 bzw. 27') gehalten ist, aus einer Richtung, die im allgemeinen zwischen den hängenden Teilen (20, 21, 22, 23) und parallel zu der BrUcke (15) verläuft, in einer Lage schwenkbar ist, die im wesentlichen senkrecht au der BrUcke (15) liegt·

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t , daß eine Winde (31) auf der BrUcke (15) angebracht ist, die ein Kabel (32) betätigt, das an seinem freien Ende mit dem Steg (26) verbunden ist und diesen aus der senkrechten in die waagerechte Lage zieht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der BrUcke (15) eine Laufkatze (34) zur Förderung der Brennelemente angeordnet ist.

4. Verfahren zur zerstörungsfreien Besichtigung von Kernreaktor-Brennelementen, die Brennstäbe und quer zu diesen angeordneten Roste aufweisen, die in einem Becken eingetaucht sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

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α. Legen des Brennelementes auf einen Steg;

b. Besichtigung wenigstens einer exponierten Fläche des Brennelementes;

c. Entfernen des Brennelementes vom Steg;

d. Drehen des Brennelementes um mindestens eine andere Fläche zu exponieren;

e. Legen des gedrehten Brennelementes auf den Steg;

f. Besichtigung der anderen Fläche des Brennelementes;

g. Einsetzen von Stäben in die Roste;

h. Drehen der Stäbe, um gegen Rostteile anzuliegen und die Einspannung zwischen den Brennstäben und den Rosten zu lösen;

i. Entfernen der Brennstäbe aus den Rosten;

j. Besichtigung von mindestens einem der Brennstäbe·

5. Vorrichtung zum Auseinanderbau und Zusammenbau eines Brennelements, des eine Reihe in Längsrichtung angeordneter Brennstäbe besitzt, die in Querrosten aufgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein festes Teil besitzt, um den Rand eines der Rost zu berühren und die Vorrichtung mit dem Rost auszurichten, ein Paar relativ gleitbarer Stücke, die auf dem festen Teil getragen werden, um seitlich eine Relativbewegung gegenüber dem festen Teil zu verrichten, erste und zweite Tragplatten, die je an einem aus dem Paar relativ gleitbarer StUcke befestigt sind, zwei Reihen Kurbeln, wobei jede der Reihen in einer der ersten und zweiten Tragplatten gelagert ist, eine

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Anzahl Nippel, wobei jeder der Nippel einen innen ausgebildeten Schlitz hat und an einer der Kurbein zwecks Bewegung mit derselben gekoppelt ist, während die Nippel βit jeder der Kurbeireihen zueinander gegenüber angeordnet sind und in Abhängigkeit von der Bewegung der Gleitstücke seitlich beweglich sind, ein Paar Pleuelstangen, und zwar je eine für eine der Kurbelreihen, um jede Reihe zur gemeinsamen Bewegung zu koppeln, und ein Querhaupt, das die Pleuelstangen verbindet, und die gekoppelten Kurbelreihen und gekoppelten Nippel zu betätigen«.

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