DE2509025C2

DE2509025C2 - Method for inserting a manipulator into a prestressed concrete structure of a nuclear reactor plant with gas cooling

Info

Publication number: DE2509025C2
Application number: DE2509025A
Authority: DE
Inventors: Klaus 6800 Mannheim Hendrich; Muhamed 6700 Ludwigshafen Mahalbasic
Original assignee: Hochtemperatur-Reaktorbau 5000 Koeln De GmbH
Current assignee: Hochtemperatur-Reaktorbau 5000 Koeln De GmbH
Priority date: 1975-03-01
Filing date: 1975-03-01
Publication date: 1983-04-07
Also published as: DE2509025A1

Description

baren Transportsystems durch die horizontale Gasführungsleitung transportiert und schließlich mit dem Standrohr verbunden.transport system through the horizontal gas duct and finally with the Standpipe connected.

Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es nicht nur möglich, eine gezielte Wiederholungsprüfung oder Reparatur an hochaktivierten Kerneinbauten in der Re* ktorkaverne vorzunehmen, sondern es können auch große Teile des Reaktorkerns auf wirtschaftliche und technisch sinnvolle Weise aus- und eingebaut werden, da sich mit dem Manipulator jeder Punkt innerhalb der Reaktorkaverne erreichen läßtWith the help of this procedure it is not only possible a targeted repeat test or repair of highly activated core fixtures in the log cavern make, but it can also make large parts of the reactor core economically and technically sensible It can be removed and installed in a manner that allows the manipulator to access every point within the reactor cavern can achieve

In der Zeichnung sind der in die Reaktorkaverne eingebrachte Manipulator sowie mehrere Schritte des Montagevorganges schematisch dargestellt Die Figuren zeigen im einzelnenThe drawing shows the one in the reactor cavern introduced manipulator and several steps of the assembly process shown schematically The figures show in detail

F i g. 1 den fertig montierten Manipulator in der Reaktorkaverne,F i g. 1 the fully assembled manipulator in the reactor cavern,

F i g. 2 den Ausbau des Kühlgasgebläses sowie des Betonabschlußstopfens,F i g. 2 the removal of the cooling gas fan and the concrete plug,

ir i g. 3 das Einfahren des Manipulator-Standrohres, F i g. 4 die Montage der Teleskoparme. Die F i g. 1 läßt einen Spannbetondruckbehälter 1 eines Hochtemperaturreaktors erkennen, in dem sich eine Kaverne 2 zur Aufnahme des Reaktorkerns befindet Über zwei Durchbrüche 3 und 4 steht die Kaverne 2 mit einem senkrechten Schacht 5 in Verbindung, in dem ein Dampferzeuger 6 installiert ist (siehe F i g. 2). Durch den Durchbruch 3 strömt kaltes Gas aus dem Dampferzeuger 6 in den Reaktorkern, während der Durchbruch 4 zur Führung des aus dem Reaktorkern austretenden heißen Gases zu dem Dampferzeuger 6 dient. Oberhalb der Kaverne 2 sind in dem Spannbetondruckbehäller 1 Beladeöffnungen 7 vorgesehen, von denen in dieser Figur nur eine, und zwar die zentral gelegene, dargestellt ist. Durch die Beladeöffnungen wird die Beschickung des Reaktorkerns mit blockförmigen Brennelementen und auswechselbaren Reflektorelementen vorgenommen. In den vorliegenden Figuren sind alle Brenn- und Reflektorelemente demontiert, beispielsweise mit Hilfe einer Brennelementwechselmaschine. Jede Beladeöffnung 7 ist mit einem Flansch 8 versehen.ir i g. 3 the retraction of the manipulator standpipe, F i g. 4 the assembly of the telescopic arms. The F i g. 1 leaves a prestressed concrete pressure vessel 1 of a high-temperature reactor, in which there is a cavern 2 for receiving the reactor core The cavern 2 with a vertical shaft 5 is located above two openings 3 and 4 Connection in which a steam generator 6 is installed (see FIG. 2). Cold flows through the opening 3 Gas from the steam generator 6 into the reactor core, while the breakthrough 4 for guiding the out of the Exiting hot gas from the reactor core to the steam generator 6 is used. Above cavern 2 are in the prestressed concrete pressure vessel 1 loading openings 7 are provided, of which in this figure only one, and although the centrally located one is shown. The reactor core is charged through the loading openings made with block-shaped fuel assemblies and replaceable reflector elements. In the present figures, all fuel and reflector elements are dismantled, for example with the help of a Fuel element changing machine. Each loading opening 7 is provided with a flange 8.

Durch die zentrale Beladeöffnung 7 erstreckt sich das Standrohr 9 eines Manipulators, das eine Spindel 10 trägt und an seinem unteren Ende ein Lager 11 besitzt. Mit diesem Lager 11 stützt sich das Standrohr 9 auf einem Gegenlager 12 ab, das bei normalem Reaktorbetrieb als Lager für die Tragsäulen 13 der aus Tragblöcken 14 bestehenden Kernabstützung dient (siehe F i g. 2). Die Säulenlager 12 sind auf dem Bodenlager 15 der Kaverne 2 befestigt.The standpipe 9 of a manipulator, which has a spindle 10, extends through the central loading opening 7 carries and has a bearing 11 at its lower end. With this bearing 11, the standpipe 9 is supported on a counter bearing 12, which during normal reactor operation serves as a bearing for the support columns 13 of the core support consisting of support blocks 14 (see Fig. 2). The pillar bearings 12 are attached to the floor bearing 15 of the cavern 2.

Auf der Spindel 10 befindet sich eine Spindelmutter 16, in der diametral angeordnet zwei Teleskoparme 17 und 18 sitzen. Der Teleskoparm 17 trägt einen Manipulatorkopf 19, der für beliebig viele Funktionen ausgewechselt werden kann. In dem dargestellten Beispiel weist er drei Paare von Greifern 20 auf, die jeweils im rechten Winkel zueinander angeordnet und schwenkbar ausgebildet sind. Mittels zweier (nicht gezeigter) Servomotoren kann der Manipulatorkopf 19 «ι in horizontaler Richtung, d. h. in Richtung der Längsachse des Teleskoparmes 17, bewegt und um diese Achse gedreht werden. Zur Verschiebung der beiden Teleskoparme 17 und 18 sind eigene Servomotoren vorgesehen. Der Teleskoparm 17 besitzt eine radiale b5 Reichweite von 1 — 6 m.On the spindle 10 there is a spindle nut 16 in which two telescopic arms 17 are arranged diametrically and 18 seats. The telescopic arm 17 carries a manipulator head 19 which can be used for any number of functions can be exchanged. In the example shown, he has three pairs of grippers 20, which are each arranged at right angles to one another and designed to be pivotable. By means of two (not The manipulator head 19 «ι can be shown) servomotors in the horizontal direction, d. H. in the direction of the longitudinal axis of the telescopic arm 17, and moved around this Axis can be rotated. Separate servomotors are used to move the two telescopic arms 17 and 18 intended. The telescopic arm 17 has a radial b5 Range of 1 - 6 m.

Auf dem Teleskoparm 18 ist ein Gegengewicht 21 befestigt, das zum Ausgleich des auf das Standrohr 9 wirkenden Moments dient Die Länge des Teleskoparmes 18 wird in Abhängigkeit von der Ausladung des Manipulatorkopfes 19 und der mit dem Manipulatorkopf zu hebenden Last eingestelltA counterweight 21 is attached to the telescopic arm 18, which is used to compensate for the pressure on the standpipe 9 acting moment is used The length of the telescopic arm 18 is dependent on the radius of the Manipulator head 19 and the load to be lifted with the manipulator head is set

Für die Drehung des Standrohres 9 ist am oberen Rohrende ein Servomotor 22 vorgesehen; mittels dieses Antriebs kann das Standrohr 9 bis zu 360° gedreht werden. Ein weiterer Servomotor 23 dient der Bewegung der Spindel 10; mit seiner Hilfe kann die Spindelmutter 16 bis zu 14,5 m gehoben oder gesenkt werden. Mit den beiden Antriebseinheiten 22 und 23 stützt sich das Standrohr 9 auf dem Flansch 8 der zentralen Beladeöffnung 7 ab. Unter Ausnutzung aller Dreh- und Verschiebemöglichkeiten von Standrohr, Spindelmutter, Teleskoparmen und Manipulatorkopf ist es möglich, jeden Punkt in der Kaverne 2 mit dem Manipulatorkopf 19 zu erreichen.For the rotation of the standpipe 9, a servomotor 22 is provided at the upper end of the pipe; by means of this Drive, the standpipe 9 can be rotated up to 360 °. Another servo motor 23 is used Movement of the spindle 10; with its help, the spindle nut 16 can be raised or lowered up to 14.5 m will. With the two drive units 22 and 23, the standpipe 9 is supported on the flange 8 of the central loading opening 7. Taking advantage of all the rotation and displacement options of the standpipe, Spindle nut, telescopic arms and manipulator head, it is possible to use the Manipulator head 19 to reach.

In den Fig. 2—4 ist in drei Schritten dargestellt, wie der Manipulator in die — von den Durchbrüchen abgesehen — allseitig geschlossene Kaverne 2 eingebracht wird.FIGS. 2-4 show in three steps how the manipulator is introduced into the cavern 2, which is closed on all sides, apart from the openings will.

Wie aus F i g. 2 zu ersehen, ist der zentrale Tragblock 14' für die Kernabstützung einschließlich seiner Tragsäulen aus seiner Position entfernt und auf einem benachbarten Tragblock abgesetzt worden. Hierzu wurde ein durch die zentrale Beladeöffnung 7 eingebrachter Hilfsmanipulator benutzt. Nach der Demontage dieses Hilfsmanipulators wird der Betonabschlußstopfen 24 des senkrechten Schachtes 5 und das unter ihm befindliche Kühlgasgebläse 25 mittels eines in einer Ausbauschleuse 27 installierten Hebezeugs 26 ausgebaut. Die F i g. 2 zeigt diesen Vorgang.As shown in FIG. 2 is the central support block 14 'for the core support including its Support pillars removed from its position and placed on an adjacent support block. For this an auxiliary manipulator introduced through the central loading opening 7 was used. After Disassembly of this auxiliary manipulator is the concrete plug 24 of the vertical shaft 5 and the cooling gas fan 25 located below it by means of a hoist 26 installed in a removal lock 27 expanded. The F i g. 2 shows this process.

Anstelle des Stopfens 24 und des Gebläses 25 wird ein Stahlzylinder 28 in den senkrechten Schacht 5 eingefahren, in dem ein schwenkbares Transportsystem 29 untergebracht ist. Dies läßt sich in der Fig. 3 erkennen. Es ist hier auch bereits der Transport des Teleskoparmes 17 durch die Ausbauschleuse 27 und den Stahlzylinder 28 angedeutet. Weiter ist aus der F i g. 3 ersichtlich, daß das Standrohr 9 des Manipulators durch die zentrale Beladeöffnung 7 in die Kaverne 2 eingefahren und mit seinem am unteren Ende befindlichen Lager 11 auf den Säulenlagern 12 des entfernten zentralen Tragblocks 14' abgestützt worden ist. Mit den Antriebseinheiten für die beiden Servomotoren 22 und 23 stützt sich das Standrohr 9 auf dem Flansch 8 der zentralen Beladeöffnung 7 ab, wobei es so verschraubt wird, daß sich das Standrohr 9 axial etwas verspannt, um dem Lager 11 eine Führung zu geben. Anschließend wird die Spindelmutter 16 auf die Ebene des Durchbruchs 3 gefahren.Instead of the plug 24 and the fan 25, a steel cylinder 28 is inserted into the vertical shaft 5 retracted, in which a pivotable transport system 29 is housed. This can be seen in FIG. 3 recognize. It is here also the transport of the telescopic arm 17 through the removal lock 27 and the Steel cylinder 28 indicated. Further from FIG. 3 it can be seen that the standpipe 9 of the manipulator through the central loading opening 7 retracted into the cavern 2 and with its at the lower end bearing 11 located on the column bearings 12 of the removed central support block 14 'has been supported is. With the drive units for the two servomotors 22 and 23, the standpipe 9 is supported on the Flange 8 of the central loading opening 7, it being screwed so that the standpipe 9 axially slightly braced to give the bearing 11 a guide. Then the spindle nut 16 is on the plane of breakthrough 3 driven.

In der F i g. 4 ist dargestellt, wie der Teleskoparm 18 mit Hilfe des schwenkbaren Transportsystems 29 durch die in dem Durchbruch 3 verlegte Gasführungsleitung 3' in die Kaverne 2 gebracht wird. Der Teleskoparm 17 ist vorher auf die gleiche Weise in die Kaverne 2 eingeführt und dann mit der Spindelmutter 16 verbunden worden. Darauf wurde das Standrohr 9 mittels des Servomotors 22 um 180° gedreht, so daß nun der Teleskoparm 18 in der Spindelmutter 16 befestigt werden kann. Damit ist die Montage des Manipulators beendet.In FIG. 4 shows how the telescopic arm 18 with the help of the pivotable transport system 29 through the gas duct 3 'laid in the opening 3 is brought into cavern 2. The telescopic arm 17 has previously been introduced into the cavern 2 in the same way and then connected to the spindle nut 16. The standpipe 9 was thereupon by means of the servo motor 22 rotated by 180 ° so that the telescopic arm 18 can now be fastened in the spindle nut 16. So is the assembly of the manipulator is finished.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Claim:

Method of introducing a manipulator that has a standpipe and one or more at right angles and longitudinally movable to this attached / n telescopic arm / s, in a prestressed concrete building a nuclear reactor plant with gas cooling, which has a cavern to accommodate the reactor core, a Number of vertical shafts for receiving heat exchangers and essentially horizontal ones Has lines for conducting gas between the reactor cavity and the vertical shafts and at a large number of loading openings are provided in the ceiling above the reactor cavern, characterized in that the standpipe (9) after removal of the reactor core through a loading opening (7) retracted into the reactor cavity (2) and a loading opening (7) provided flange (8) is screwed so that the lower end (11) of the standpipe (9) the bottom of the cavern (2) is supported, and that each telescopic arm (17, 18) individually by one of the vertical shafts (5) and through a horizontal gas duct adjoining the shaft (5) (3 ') is introduced into the reactor cavity (2) and connected there to the standpipe (9).

The invention relates to a method for introducing a manipulator, which has a standpipe and an or has several telescopic arm (s) attached to it at right angles and longitudinally movable, in a prestressed concrete structure a nuclear reactor plant with gas cooling, which has a cavern to accommodate the reactor core, a Number of vertical shafts for receiving heat exchangers and essentially horizontal ones Has lines for conducting gas between the reactor cavern and the vertical shafts and in the case of the in a large number of loading openings are provided in the ceiling above the reactor cavern.

A nuclear reactor plant with the features just mentioned is in the magazine "Atomwirtschaft", 1972, on pages 520-524. It includes a graphite-moderated, helium-cooled high-temperature reactor with block-shaped fuel elements, the is installed in the cavern of the prestressed concrete structure.

It belongs to the state of the art in nuclear reactor systems that have a lid closed off Have pressure vessels, to inspect the pressure vessel and to carry out repairs on this Container use a manipulator that has a vertical standpipe and one or more of this includes horizontal arms carried. Each arm can be moved in its longitudinal direction and around its Longitudinal axis are rotated; Furthermore, it is arranged on a movable stand on the vertical standpipe Support attached so that all conceivable monitoring and repair work can be carried out with the arm can be. The up and down movement of the support relative to the standpipe is controlled by means of a Cable drive accomplished.

Such a manipulator is z. B. in DE-Auslegeschrift 23 25 388 and shown in US Patent 38 09 607. The first-mentioned scripture relates on a pressurized water power reactor with a reactor pressure vessel made of steel, the top through a

3030th

3535

4545

5050

5555

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65 cover is closed and surrounded by a concrete casing will.

The introduction of such a manipulator in the US patent specification is just as problem-free shown pressure vessel, which is also made of steel and provided with a detachable lid is. In the lower parts, the pressure vessel is surrounded by a concrete jacket. In the upper area of the In the pressure vessel, the concrete shell forms a tank which - like the pressure vessel - is filled with water is A flange used to fasten the pressure vessel lid has a series of keyways, in which the arms carrying the manipulator can be mounted. After lifting the pressure vessel lid and removing the reactor internals, the manipulator can be put into the pressure vessel without difficulty introduced and the inspection of the pressure vessel can be started.

Even with a nuclear reactor installation of the type described above, it is necessary to be firmly in the Reactor cavern built-in components to be retested and in need of repair Remove parts of the reactor core or repair them on the spot. This requires one Manipulator, the construction of which allows any point in the reactor cavity with the manipulator head to reach. As already described, such manipulators belong to the state of the art.

The object of the present invention is to provide a method that allows one of a Standpipe and at least one telescopic arm existing manipulator in the Reaktorkavernc one Introduce prestressed concrete structures of the type described at the beginning to allow for repeat tests and repairs to be able to carry out internals in the reactor cavern.

This object is achieved according to the invention in that the standpipe after removal of the The reactor core is inserted through a loading opening into the reactor cavern and one is attached to the loading opening provided flange is screwed so that the lower end of the standpipe on the The bottom of the cavern is supported, and that each telescopic arm individually through one of the vertical shafts and introduced into the reactor cavern through a horizontal gas duct adjoining the shaft and there it is connected to the standpipe.

According to the proposed method, after dismantling all fuel assemblies and reflector elements (with the help of the machine provided for changing the fuel assembly) the manipulator in several steps into the reactor cavern. The first step is to retract the completely mounted standpipe through a loading opening. The standpipe rests on the flange of the loading opening off and is screwed in such a way that it is somewhat braced axially around one at the other end of the standpipe to give a tour of the camp. The camp is supported on the floor of the cavern. In further Steps, the telescopic arms are moved one after the other by means of a hoist through an expansion lock brought one of the vertical shafts, then by means of a swivel