DE2560265C2 - Vorrichtung zum Handhaben und Überführen von Brennelementen - Google Patents

Description

— daß der Schacht in einem unten glockenförmigen und oben zylindrischen Schutzbehälter angeordnet ist, der auf dem Zwischenboden .(1M) des Kernreaktors fest aufsitzt,

— daß in dem Schutzbehälter (133.135) eine vertikale Welle (156) angeordnet ist, die unten angetrieben und an ihrem oberen Ende mit einem Drehkreuz (124) versehen ist,

— daß an der vertikalen Welle (156) mindestens zwei Schienenpaare (152,154) befestigt sind, die in der jeweiligen Betriebsitellung mit Schienen (113,117) der ortsfesten Führungsbahnen fluchten, und

— daß in den Schienen (113, 117) bzw. Schienenpaaren ^152, 154) Hubwagen (112) laufen, an denen die Halter (111) für die Brennelemente (110) befestigt sinJ und <£.- an Seilen (138,138') der Seilwinden (140,140') angeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Ansprucli 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienenpaare (152,154) innerhalb des Schutzbehälters (133,135) gebogen und in ihrem oberen Teil senkrecht sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (156) an ihrem unteren Ende in Wälzlagern (126) auf einem ortsfesten Sockel abgestützt und über ein Untersetzungsgetriebe (128) angetrieben ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei ortsfesten Winden (140, 140') um den halben Drehwinkel der Schienenpaare gegeneinander versetzt angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mechanische Anschläge zur Begrenzung der Verdrehbewegung in den jeweiligen Betriebsstellungen des Drehkreuzes (124) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schienenpaare (152, 154) symmetrisch zur Welle (156) ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzbehälter aus einem Panzer (133) aus Gußeisen oder Blei und aus einer inneren gasdichten Hülle (135) besteht

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Panzers (133) mit der Hülle (135) gasdicht verbundene Absperrschieber (142,144) vorgesehen sind.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Handhaben und Überführen von Brennelementen aus dem Reaktorbehälter eines Kernreaktors, insbesondere eines Schnellen Brüters, in einen benachbarten Lagerbehälter — und umgekehrt —, die auf einem horizontalen Zwischenboden oberhalb einer vertikalen Behälterwand des Kernreaktors angeordnet ist und mindestens einen armierten Schacht aufweist, der wechselweise mit einer schrägen ortsfesten Führungsbahn im Reaktorkern oder im Lagerbehälter ausrichtbar ist, wobei daj Anheben und Absenken des jeweiligen, in einem Halter untergebrachten Brennelements durch Seilwinden erfolgt _ Aus der DE-OS 23 29 194 ist bereits eine derartige Oberführungsanlage für Brennelemente bekannt, die um eine vertikale Achse verdrehbar oberhalb einer vertikalen Seitenwand des Reaktorbehälters angeordnet ist Im Lagerbehälter sowie im Reaktorbehälter sind zwei schräge Führungsbahnen für einen Seilschlitten mit je einem Halter für ein Brennelement angeordnet Diese Führungsbahnen finden ihre Fortsetzung in entsprechenden Führungskanälen, welche im Innern einer Drehhaube angeordnet sind. Zum Überführen eines Brennelements wird dieses von einem im Inneren des jeweiligen Behälters verfahrbaren Greiferwagen bzw. von einem durch den Verschluß hindurchgeführten Greifer erfaßt und in den am jeweiligen Seilschlitten befestigten Brennelementhalter eingesetzt Durch Betätigen einer am oberes Ende der Drehhaube angeordneten Seilwinde wird der Schlitten in den Führungsbahnen aus dem jeweiligen Behälter schräg nach oben herausgefahren. Eine Drehbewegung der Drehhaube um 180° mittels eines Antriebsmotor und eines äußeren Stirnzahnkranzes bringt den im Haubeninneren verlaufenden Kanal in Flucht mit den Führungsbahnen des jeweils anderen Behälters. Durch Abspulen des Seils von der Seilwinde erfolgt das Eindringen des Brennelements in den jeweils anderen Behälter, wonach es aus seinem Halter durch das betreffende Greiforgan entnommen und an seinem vorgegebenen Platz verbracht wird. Nachteilig bei dieser bekannten Handhabungsvorrichtung ist der relativ große Platzbedari insbesondere in ihrem oberen Bereich und die vergleichsweise großen, bei jeder Verdrehung zu bewegenden Massen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Handhaben und Überführen von Brennelementen der eingangs genannten Gattung derart auszuführen, daß sie bei hoher Betriebssicherheit weniger freien Raum benötigt und ein geringeres Gewicht aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche kennzeichnen zweckmäßige weitere Ausbildungen.

Die Zusammenführung der beiden Schienenpaare im oberen Teil des Schutzbehälters und ihre Befestigung an der unten angetriebenen vertikalen Welle bewirkt eine erhebliche Verringerung des für eine Drehbewegung notwendigen Freiraums insbesondere im oberen Bereich der Handhabungsvorrichtung. Ein verringerter Platzbedarf ergibt sich auch durch die Anordnung der vertikalen Welle innerhalb des Schutzbehälters und ihren Antrieb am unteren Wellenende. Die angestrebte Massenverringerung ergibt sich durch die stationäre Anordnung des Schutzbehälters auf dem Sockel des Zwischenbodens mit dem Erfolg, daß nicht mehr der gesamte Schutzbehälter, sondern lediglich das in seinem Inneren angeordnete Drehkreuz die Verdrehbewegungen ausführt. Dadurch können die Antriebe wesentlich

kleiner dimensioniert werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Gesamtansicht der Handhabungsvorrichtung;

F i g. 2 einen Horizontalschniit nach der Linie A-A in g;

Fig.3 einen Horizontalschnitt mit den Seilwinden, den Führungsrolle?» und den Schienenpaaren.

Bei der Handhabungsvorrichtung nach Fig.l liegt ein Zwischenboden 101 eines Kernreaktors, insbesondere eines Schnellen Brüters, seitlich auf einer Seitenwand des Reaktorbehälters auf. Ein Lagerbehälter 102 ist neben dem Reaktorbehäiter angeordnet und dient zur Aufnahme von neuen oder verbrauchten Brennelementen 110. Ein Reaktorkern 104 besteht aus einer Vielzahl von Brennelementen 110, die in eine Kühlflüssigkeit 105, z. B. in schmelzflüssiges Natrium, eintauchen. Auf dem Zwischenboden 101 sind zwei Verschlußpfropfen 106 exzentrisch übereinander angeordnet, so daß durch eine Relaiiwerschiebung dieser beiden Pfropfen 106 eine Ladevorrichtung 108 über jedes brSiebige Brennelement 110 des Reaktorkerns 104 gebracht werden kann. Das Ziehen eines Brennelements 110 aus dem Kern 104 mittels der Ladevorrichtung 108 erfolgt innerhalb des Reaktorbehälters, wobei das gezogene Brennelement 110 in einen topfförmigen Halter 111 abgelegt wird, der in einer zum Be- und Entladen des Reaktors geeigneten Lage ft· angeordnet ist Der Halter Hi ist an einem Hubwagen 112 montiert, der auf schrägen Schienen 113 verfahrbar ist Die Schiene 113 ist in einem Kanal 114 durch den Zwischenboden 101 hindurchgeführt und nach oben durch Schienenpaare 152,154 verlängert Die Schiene 113, der Hubwagen 112 und der Halter 111 sind so gestaltet, daß sich der Halter 111 mit Hilfe von Laufrollen und entsprechenden Schienen am unteren Ende der Schiene 113 senkrecht stellt

In ähnlicher Weise enthält auch der Lagerbehälter 102 einen Kanal 116 für eine zweite schräge Schiene 117. Im Lagerbehälter 102 sind eine drehbare Haltetrommel 118 für die Brennelemente,, flüssiges Natrium 119 ais Kühlmedium sowie eine Ladeeinrichtung i20 zum Herausheben der Brennelemente 110 vorgesehen. Am unteren Ende der Schiene 117 befindet sich der Halter 111 in seiner vertikalen Lade- und Entladestellung Pb.

Jeder Hubwagen 112 ist mittels einer öse 136 an einem Seil 138 oder einem ähnlichen Zugorgan angeschlossen, welches auf eine ortsfeste Seilwinde 140 gewickelt wird. Die Seile 138, i38' sind über Umlenkrollen 170,170' und über je eine am oberen Teil der Schienenpaare angeordnete Führungsrolle 160,160' geführt (vgl. F ig. 3).

Die Handhabungsvorrichtung 115 ruht mit ihrem unteren Teil auf einem Sockel im Zwischenboden 101 des Reaktorbehälters und überdeckt die Kanäle 114 und 116. Diese Vorrichtung enthält ein Drehkreuz 124, das um eine Vertikalachse 123 auf zwei Wälzlagern 126 von einem Untersetzungsgetriebe 128 mit verdreht wird. Die Vorrichtung 115 weist ferner einen Schutzbehälter auf, der aus einem äußeren Panzer 133 aus Gußeisen oder Blei, aus einer inneren gasdichten Hülle 135, ggf. aus einer Wärmeisolation und aus einem Pfropfen 157 am oberen Ende besteht. Im unteren Teil der Vorrichtung 115 sind oberhalb der Kanäle 114 und 116 Absperrschieber 142, 144 vorgesehen, um den Innenraum der Handhabungsvorrichtung fei.genüber dem Reaktorbehäiter und dem Lagerbehälter abzusperren.

Das um die vertikale Achse 123 verdrehbare Drehkreuz 124 besteht aus den zwei Schienenpaaren 152 und 154, die an einer vertikalen Welle 156 befestigt sind Diese Schienenpaare 152, 154 verlaufen in vertikalen Ebenen und in ihrem oberen Teil parallel zur Achse 123. Aus F i g. 2 ist der Verlauf der Schienenpaare 152,154 in ihren oberen Bereichen dargestellt Jeweils eine Schiene jedes Paares ist direkt an der Welle 156 befestigt Der schemadsch dargestellte Hubwagen 112 wird bei seiner senkrechten Hubbewegung zwischen den Schienen des jeweiligen Schienenpaares geführt Die Seile 138,138' legen sich an den Umlenkrollen 170,170' an.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, sind die beiden Seilwinden 140,140' gleich ausgebildet und ortsfest angeordnet Die Schienen 152', 154 sind mit der Welle 156 durch Arme 165,167 verbunden.

Die beschriebene Handhabungsvorrichtung arbeitet wie folgt: Ein verbrauchtes Brennelement 110 wird mittels der Ladevorrichtung 108 im Reakto 1/ehälter in den Kalter 111 eines Hubwagens 112 abgelegi. der sich im Ladeort Pr befindet Gleichzeitig kann ein unverbrauchtes Brennelement 110 in den Halter 111 des im Ladeort Pb befindlichen Wagens im Lagerbehälter abgelegt werden. Durch Betätigen der Seilwinde 140 wird der mit dem verbrauchten Brennelement 110 beladene Hubwagen in der Schiene 113 aus dem Reaktorbehäiter heraus bis zwischen das Schienenpaar 154 des Drehkreuzes nach oben verfahren. Gleichzeitig erfolgt «ich das Herausführen eines neuen Brennelements 110 aus dem Lagerbehälter durch Betätigen der Seilwinde 140 längs der zweiten Schiene 117 bis zwischen das Schienenpaar 152 des Drehkreuzes 124. Wenn die beiden Hubwagen 112 das obere Ende der Schienenpaare 152, 154 erreicht haben, erfolgt eine Drehbewegung des Drehkreuzes 124 um 180°, wodurch der Hubwagen 112 mit dem verbrauchten Brennelement 110 sich in Verlängerung der zweiten Schiene 117 und der Hubwagen 112 mit dem neuen Brennelement 110 sich in Verlängerung der ersten Schiene 113 befinden. Durch erneute Betätigung der Seilwinden 140,140' werden die beiden Hubwagen 112 zwischen ihren Schienenpaaren im Drehkreuz und anschließend an den Schienen in den Roaktorbehälter bzw. den Ladebehälter bis in die in F i g. 1 dargestellte Endstellung verfahren. Das Einsetzen des jeweiligen Brennelements 110 in den Kern bzw. in die Haketrommel des Lagerbehälters erfolgt durch die jeweils dafür vorgesehene Ladevorrichtung 108 bzw. 120.

Die Lade- bzw. Entladevorgänge mit Hilfe der beiden Hubwagen 112 können gleichzeitig oder unabhängig voneinander ablaufen. Um die vom verbrauchten Brennelement freigesetzte Wärme wirksam abzuführen, kann ein*. Schleuse vorgesehen werden, die elektrisch auf ihre Betriebstemperatur beheizt und durch eine Kühlluftströmung an ihrer Außenwand gekühlt wiro. Ferner können Vorrichtungen xxiv Betätigung der Absperrschieber 142, 144 in geeigneten Zeitpunkten vorgesehen werden. Die Hubgeschwindigkeiten der Hubwagen 112 liegen bei l. B. 136 mm/s und 15 mm/s, wobei die geringe Gejchwindigkeit im unteren Endbereich der Führungsschienen eingehalten wird, wo sich die Halter 111 senkrecht stellen. Die Seilwinden können mit einem Spannungsmesser für die Seile sowie einem Drehmomentbegrenzer und einem Stellungsanzeiger für die jeweilige Position dar Hubwagen 112 versehen sein. Zum Halten des Drehkreuzes in seiner jeweiligen Betriebsstellung sind zweckmäßig mechanische Anschläge vor-

gesehen.

Die Erfindung ist nicht auf das Vorsehen von zwei
Schienenpaaren 152, 154 und zwei Schienen 113, 117
begrenzt. Vielmehr können auch mehrere Schienenpaare sowie in Form eines Kegels um die Drehachse des 5 Drehkreuzes angeordnete Schienen vorgesehen sein,
wobei sich dann der Verdrehwinkel des Drehkreuzes
nach der Anzahl der Schienenpaare und Schienen bestimmt.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Handhaben und Oberführen von Brennelementen aus dem Reaktorbehä'.ter eines Kernreaktors, insbesondere eines Schnellen Brüters, in einen benachbarten Lagerbehälter — und umgekehrt —, die auf einem horizontalen Zwischenboden oberhalb einer vertikalen Behälterwand des Kernreaktors angeordnet ist und mindestens einen armier- to ten Schacht aufweist, der wechselweise mit einer schrägen ortsfesten Führungsbahn im Reaktorkern oder im Lagerbehälter ausrichtbar ist, wobei das Anheben und Absenken des jeweiligen, in einem Halter untergebrachten Brennelements durch Seilwinden erfolgt, dadurch gekennzeichnet,