DE2434180A1

DE2434180A1 - Kernreaktoranlage

Info

Publication number: DE2434180A1
Application number: DE2434180A
Authority: DE
Inventors: Artur Bauer; Horst Poerner; Hans-Peter Dipl Ing Schabert
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1974-07-16
Filing date: 1974-07-16
Publication date: 1976-02-05
Also published as: FR2279202A1; DE2434180C3; GB1499430A; DE2434180B2; CH581892A5; FR2279202B1; US4044898A; BE831081A

Description

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1 5. JULI

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, den

Werner-von-Siemens-Str.

VPA 74/9431 Sm/Hgr

Kernreaktoranlage

Die Erfindung betrifft eine Kernreaktoranlage mit einer Sicherheitshülle und einer durch diese führenden Schleuse für Brennelemente, die auf einem länglichen Schlitten durch die Schleuse transportiert werden, der von einem stationären Antrieb bewegt wird.

Bei den zum Beispiel aus der US-Patentschrift 3 637 096 bekannten Anlagen hat der Schlitten einen eigenen Antriebsmotor und kann daher selbständig zum Beispiel vermittels Reibung auf Schienen durch die Schleuse fahren. Die zum Fahren notwendige Energie wird dem Motor über eine Leitung zugeführt, die von einer Winde abgezogen wird. Mit der Winde kann der Schlitten bei Ausfall des Fahrmotors am Schlitten zurückgezogen werden. Hier ist also der stationäre Antrieb nur eine Hilfseinrichtung und nur für eine Fahrtrichtung brauchbar, während im Normalbetrieb der eigne, ortsveränderliche Antrieb am Schlitten benutzt wird.

Ziel der Erfindung ist demgegenüber eine Vereinfachung des Aufbaus, die ohne Beeinträchtigung der Sicherheit vorgenommen werden kann. Dieses Ziel erreicht man erfindungsgemäß dadurch, daß der Schlitten mit einer in seiner Fahrtrichtung bewegbaren Stange lösbar mit dem Antrieb gekoppelt ist.

Durch die Stange erhält man mit geringem Aufwand eine sichere Beförderungsmöglichkeit von einem stationären Motor aus, so daß ein zusätzlicher Motor am Schlitten überflüssig ist. Dies gestattet wesentliche Vereinfachungen, zumal der für den sicheren Transport erforderliche Kraftschluß mit Hilfe der Stange für beide Fahrtrichtungen gegeben ist.

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Der Schlitten weist vorteilhaft zwei in seiner Längsrichtung versetzte Kopplungsstellen für das Angreifen der Stange auf. Er kann dann in zwei Stufen um mehr als den Hub der Stange verschoben werden. Anders ausgedrückt kann man für einen gegebenen Weg des Wagens mit einem kürzeren Hub der Stange oder sogar mit einer kürzeren Stange auskommen, so daß der neue Antrieb ohne weiteres auch bei begrenzten Raumverhältnissen untergebracht werden kann. Im allgemeinen wird die Stange nicht länger zu sein brauchen als der Schlitten selbst.

Bei einer besonders sicheren Ausführungsform der Erfindung ist je ein Antrieb mit je einer Stange auf beiden Seiten der Schleuse angeordnet. Dies macht es möglich, die Schleusenfunktion in einfachster Weise auch während des Brennelementtransports aufrecht zu erhalten, denn hier kann stets eine Seite der Schleusenkammer abgesperrt sein, ohne daß wie beim Bekannten auf die Anschlußleitung des Schlittenmotors Rücksicht zu nehmen ist.

Die Stange kann eine Verzahnung aufweisen, mit deren Hilfe sie bewegt wird. Als Verzahnung ist auch eine Spindel anzusehen, die eine Relativbewegung gegenüber einer Wandermutter ermöglicht.

Die Stange kann zusammen mit dem Antrieb auf einer Schwenkvorrichtung für die Brennelemente angeordnet sein, so daß die Schwenkvorrichtung zur Führung der Stange herangezogen werden kann. Die Schwenkvorrichtung kann dabei auch mit dem Antrieb konstruktiv zusammengefaßt sein, damit dieser keine eigene Befestigung erfordert.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Stan ge an beiden Enden mit dem Schlitten koppelbar und mit ihrem Antrieb in der Nähe der Schleuse angeordnet. Hier liegt also

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der Antrieb etwa in der Mitte des Schlittenweges, der bis zum Vierfachen des Stangenhubes betragen kann.

Für das Koppeln oder Entkoppeln der Stange mit dem Schlitten kann eine Bewegung um die Längsachse der Stange vorgesehen sein. Es sind aber auch andere Kopplungsmöglichkeiten, zum Beispiel an dem einen Stangenende vorgesehene Haken denkbar, die einen lösbaren sicheren Formschluß .ermöglichen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei ist jeweils in einem Längsschnitt nur der für die Erfindung wesentliche Teil der Kernreaktoranlage gezeichnet. Der Kernreaktor, der zum Beispiel ein Druckwasserreaktor sein kann, ist der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnet.

In Fig. 1 ist die kugelförmiges aus Stahl bestehende Sicherheitshülle 1, die von einem äußeren Betongebäude 2 umschlossen ist, von einem Schleusenrohr 3 durchdrungen. Die vollständig geschlossene Sicherheitshülle 1 enthält in ihrem Inneren 5 alle reaktivitätsführenden Teile, die von dem Außenraum 6 abgesperrt sein sollen.

Im Inneren 5 liegt auch ein inneres Brennelementbecken 8, in dem eine Schwenkvorrichtung 9 für die länglichen Brennelemente des Druckwasserreaktors angeordnet ist. Die Schwenkvorrichtung 9 fluchtet mit ihrem Oberteil 10 in der gezeichneten Stellung mit dem Schleusenrohr 3» so daß der bei 11 angedeutete Schlitten zum Transport der länglichen Brennelemente von der Schwenkvorrichtung 9 unmittelbar in das Schleusenrohr 3 fahren kann. Zum Fahren sind zwei gleiche Stangenantriebe 14 und 15 auf beiden Seiten der Schleuse 3 angeordnet, wobei der Antrieb 14 der Schwenkvorrichtung 9 zugeordnet ist, während der andere Antrieb 15 auf einer Schwenkvorrichtung 16 in einem äußeren Brennelement-Lagerbecken 17 befestigt ist.

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Im folgenden wird nur der Antrieb 15 im einzelnen beschrieben, während der ebenso ausgebildete Antrieb 14 nicht näher dargestellt ist. Zum Antrieb 15 gehört eine Zahnstange 20, die mit einer Nase 21 in einer Nut 22 eines Rohres 23 geführt ist. Auf der Zahnstange 20 läuft ein Ritzel 29, das von einer Antriebsstange 30 gedreht werden kann. Beim Drehen des Ritzels 29 verschiebt sich die Zahnstange 20 in dem Rohr 23 in Längsrichtung. Sie nimmt dabei den Schlitten 11 mit, mit dem sie mit einer Greifnase 31 verbunden ist. Die Greifnase 31 kann durch Drehen der Zahnstange 20 mit einer Nut 32 am Schlitten 11 in oder außer Eingriff gebracht werden. Das Drehen der Zahnstange 20 erfolgt durch Drehen des Rohres 23, das in einem Kegelrad 25 befestigt ist und über ein zweites Kegelrad 26 von einer Antriebsstange 27 angetrieben wird.

Soll der Schlitten 11 aus der auf der rechten Seite der Figur ersichtlichen Stellung von der Schwenkvorrichtung 16 zur inneren Schwenkvorrichtung 9 transportiert werden, so wird zunächst, wie dargestellt, die Zahnstange 20 mit der Nut des Schlittens 11 in Eingriff gebracht. Dann wird die Zahnstange 20 durch Drehen des Ritzels 29 in ihrer Längsrichtung bewegt, bis sie nach dem Zurückfahren mit der Nase 31 in eine hintere Nut 36 am anderen Ende des Schlittens eingreifen kann. Nunmehr wird die Zahnstange 20 erneut in Richtung Schleuse 3 bewegt, so daß mit zwei Absätzen der doppelte Hub der Zahnstange 20 als Schlittenweg bis zur Stellung 34 zurückgelegt wird.

Beim Einfahren des Schlittens 11 in die Schleusenkammer von rechts nach links ist zunächst das innere Schleusentor 38 geschlossen. Nach dem Schließen des äußeren Schleusentors kann dieses geöffnet werden. Nunmehr wird der innere Stangenantrieb 14 in der gleichen Weise betätigt wie der äußere Antrieb 15. Damit wird der Schlitten aus dem SchTeusenrohr auf die Schwenkvorrichtung 9 gezogen. Die Schlittenbewegung in einer Fahrtrichtung ist damit beendet. Auf der Schwenk-

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vorrichtung 9 kann der Schlitten 11 arretiert werden, damit eine Schwenkung möglich ist. Für die Betätigung der Arretierung kann zum Beispiel das Kegelradgetriebe 25, 26 herangezogen werden, das für das Koppeln der Zahnstange 20 sorgt. Hierdurch ist auch eine stellungsabhängige Verriegelung möglich.

Der Transport des Schlittens in umgekehrter Richtung, d.h. in der Figur 1 von links nach rechts aus der Sicherheitshülle heraus, erfolgt in übereinstimmender Weise, wobei lediglich der innere Stangenantrieb 14 zunächst den Schlitten 11 in das Schleusenrohr 3 schiebt, aus dem er dann von dem äußeren Antrieb 15 herausgezogen wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die als Zahnstange mit Geradverzahnung ausgeführte Stange 20^! an beiden Enden mit Greifnasen 31' und 31" versehen. Ihr Antrieb 40 ist in der Mitte des Schlittenweges am Schleusenrohr 3 befestigt. Sie wird von einem Ritzel 42 bewegt, das mit einer Transportwelle 43 verbunden ist und mit der Geradverzahnung 44 in Eingriff steht.

Der Eingriff der Nasen 31' und 31" wird durch eine Drehung der Stange 20' um ihre Längsachse erhalten. Zur Drehung wird ein Mitnehmer 45, der unverdrehbar in einer Nut 48 der Stange 20' gleitet, über ein Kegelradgetriebe 46 von einer Verriegelungswelle 47 gedreht.

Der Schlitten 11 ist auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 mit zwei Nuten 32, 36 versehen, damit er in zwei Schüben um den doppelten Hub der Stange 20' in Längsrichtung bewegt werden kann. Da er aber in beiden Richtungen vom mittleren Antrieb 40 geschoben wird, ist der gesamte Fahrweg gleich dem Vierfachen des Stangenhubes.

Beiden Ausführungsformen der Erfindung ist gemeinsam, daß die

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Schleusenkammer keine Leitungen aufnehmen muß, die die Dichtigkeit beim Transport des Schlittens beeinträchtigen könnte. Außerdem ist der Aufwand für den Antrieb wesentlich kleiner als bei einem eigenen Antriebsmotor am Schlitten. Gleichzeitig ist die Sicherheit erhöht, weil die bei der Erfindung verwendeten Bauteile einfache mechanische Konstruktionselemente sind, die mit großer Zuverlässigkeit arbeiten.

Mit Schlitten ist als Ausführungsform der Erfindung jede Transporteinrichtung für Brennelemente bezeichnet, die auf einer gewünschten Bahn mit der Stange bewegt werden kann. Insbesondere sollen damit auch Wagen erfaßt sein, die Räder gegebenenfalls für Schienen aufweisen.

Die zur Drehung der Stangen 27, 30, 43, 47 verwendeten Motoren, zum Beispiel elektrische Getriebemotoren, sitzen vorteilhaft oberhalb des nicht weiter gezeichneten Wasserspiegels in dem Schleusenbecken. Sie können am Beckenrand befestigt sein. Das Verbindungsgestänge kann mit gefederten Steckkupplungen ausgerüstet sein, damit eine schnelle Zerlegbarkeit gegeben ist. Die Steckkupplungen können auch so ausgebildet sein, daß sie durch die Bewegung der Schwenkvorrichtungen selbsttätig geöffnet oder geschlossen werden.

7 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

- 7 - VPA 74/9431 Patentansprüche

1.J Kernreaktoranlage mit einer Sicherheitshülle und einer durch diese führenden Schleuse für Brennelemente, die auf einem länglichen Schlitten durch die Schleuse transportiert werden, der von einem stationären Antrieb bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (11) mit einer in seiner Fahrtrichtung bewegbaren Stange (20) lösbar mit dem Antrieb (15) gekoppelt ist.

2. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (11) zwei in seiner Längsrichtung versetzte Kopplungsstellen (32, 36) für das Angreifen der Stange (20) aufweist.

3. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Antrieb (14,15) mit je einer Stange (20) auf beiden Seiten der Schleuse (3) angeordnet ist.

4. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (20·) eine Verzahnung (44) aufweist.

5· Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (20) und der Antrieb (15) auf einer Schwenkvorrichtung (16) für die Brennelemente angeordnet sind.

6. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (20*) an beiden Enden mit dem Schlitten koppelbar und mit ihrem Antrieb (40) in der Nähe der Schleuse (3) angeordnet ist.

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7. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (20) zum Koppeln und/oder Entkoppeln um ihre Längsachse drehbar ist.

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