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Einrichtung zur Abbremsung der Senkgeschwindigkeit eines Brenn-
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element-Transportbehälters Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zur Abbremsung der Senkgeschwindigkeit eines Brennelement-Transportbehälters während
seines senkrechten Transportes innerhalb und oberhalb eines wassergefüllten Brennelementlagerbeckens.
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In Kernkraftwerken werden die abgebrannten Brennelemente in einem
ca. 14 m tiefen Brennelementlagerbecken, das bis zu einer Höhe von ca. 13,5 m wassergefüllt
ist, zwischengelagert. Nach einer bestimmten Abklingzeit werden diese Brennelemente
unter Wasser in einen sogenannten Transportbehälter für abgebrannte Brennelemente
eingeführt. Der Transportbehälter wird verschlossen, mit Hilfe eines Kranes aus
dem Brennelement;erbecken gehoben, an seinen Außenflächen dekontaminiert, um dann
außerhalb des Kernkraftwerkes zur WiederaufbereitungsSage für abgebrannte Brennelemente
gebracht zu werden. Da der Transport außerhalb des Kernkraftwerkes erfolgt, sind
die Wände des Transportbehälters zwecks Abschirumung aus dicken Bleiplatten gebildet.
Bei einer Länge von ca. 6 m und einem Außendurchmesser von ca. 2,6 m hat dieser
Transportbehälter ein Gewicht von ca. 120 Tonnen.
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Es taucht nun das Problem aüf, daß beim senkrechten Transport des
Brennelement-Transportbehälters innerhalb und oberhalb des
Brennelesent-Lagerbeckens
bei einem angenommenen Versagen der Krananlage der 120 Tonnen schwere Transportbehälter
im ungUnstigsten Fall über eine Fallhöhe von ca. 14 m in das Brennelementlagerbecken
fallen und durch den Aufprall der Boden des Brennelementlagerbeckens beschädigt
werden könnte.
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Aus diesem Grunde wurde in der OS 22 39 421 bereits vorgeschlagen,
in dem Brennelementlagerbecken eine zusätzliche Hebe- und Traganlage zum Heben und
Senken des Transportbehälters anzubringen, die im Falle des Versagens des Haupthebezuges
jederzeit in der Lage ist, die volle Last des Transportbehälters aufzunehmen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik macht sieh die Erfindung zur
Aufgabe, eine einfache Einrichtung zur Abbremsung der Senkgeschwindigkeit eines
Brennelement-Transportbehälters zu schaffen, die einen folgenschweren Absturz ausschließt.
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Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß am Boden des Brennelement-Transportbehälters
eine mit Öffnungen versehene Kolbenplatthe befestigt ist, die in einem Ussergefüllten
sich vom Boden bis zur Oberkante des Brennelementlagerbeckens erstreckenden FUhrungsrohr
gleitet, wobei die durch die Stirnfläche der Kolbenplatte verdrängte Wassermenge
durch die Öffnungen strömt.
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Die Durchflußquerschnitte der Öffnungen sind vorzugsweise dabei regulierbar
ausgebildet.
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Weiterhin hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Kolbenplatte an dem
Brennelement-TransportbeMlter anzukuppeln. Die Verbindung mit dem Brennelement-Transportbehälter
kann somit leicht gelöst werden und die Kolbenplatte im Kernkraftwerk wiederverwendet
werden, während der Transportbehälter mit den abgebrannten Brenneleienten zur Wiederaufbereitungsanlage
transportiert wird.
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Un beim Abwärtsbewegen der Kolbenplatte eine dichtende Anpressung
gegenüber der Wandung des FUhrungsrohres zu gewährleisten, sind auf der Unterseite
der Kolbenplatte Bohrungen angeordnet, die
mit einer Ringkammgverbunden
sind und eine Anpressung der am Umfang der Kolbenplatte angebrachten Dichtung bewirken.
Beim Aufwärtsbewegen der Kolbenplatte erfolgt keine Anpressung.
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Oberhalb der Oberkante des Brennelementlagerbeckens ist das Führungsrohr
in Form eines Ftlhrungskäfigs verlängert. Hat die Unterkante der Kolbenplatte die
Oberkante des Brennelementlagerbeckens überschritten, wird die Kolbenplatte mit
dem darauf engeordneten Transportbehälter zur Seite geschwenkt. Der Führungskäfig
ist daher nach wenigstens einer Seite zu öffnen.
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Zur seitlichen Führung des Brennelement-Transportbehälters sind an
dessen Umfang Abstandshalter angebracht.
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Um beim Beladen des Brennelement-Transportbehälters sicherzustellen,
daß die abgebrannten Brennelemente immer unterhalb des Wasserspiegels bewegt werden,
hat das FUhrungsrohr eine seitliche Öffnung, die mit Hilfe eines Riegels wasserdicht
verschließbar ist.
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Das Führungsrohr ist vorzugsweise im Beton des Brennelementlagerbeckens
verankert.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung wird in
den schematischen Zeichnungrn beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 den Teilbereich eines Brennelementlagerbeckens mit
einem Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Einrichtung Fig. 2 einen Schnitt entlang
der Linie A-A der Fig. 1 Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie B-B der Fig. 1 Fig.
4 eine Ansicht in Pfeilrichtung "C" der Fig. 3
In Fig. 1 ist mit
1 der Teilbereich eines Brennelementlagerbeckens bezeichnet, das bis zur Linie 2
mit Wasser gefüllt ist. Die Wassertiefe beträgt ca.13,5m, die Gesamttiefe des Beckens
vom Boden 3 bis zur Oberkante 4 beträgt ca. 14 m. Die zur Zwischenlagerung in dem
Becken angeordneten abgebrannten Brennelem*ste 5 werden nach einer bestimmten Abklingzeit
zu Sie zwölf Stück in einen Brennelement-Transportbehälter 6 gegeben und zur Wiederaufbereitungsanlage
für abgebrannte Brennelemente transportiert.
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Beim Ladevorgang befindet sich der Brennelement-Transportbehälter
6 in der strichpunktiert dargestellten Stellung. Um die Brennelemente 5 unterhalb
des Wasserspiegels der Linie 2 in das Führungsrohr 7 einfahren zu können, weist
das Führungsrohr 7 eine seitliche Öffnung 8 auf, die nach erfolgtem Ladevorgang
mit Hilfe eines Riegels 9 wasserdicht verschlossen wird (Fig. 4).
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Jetzt wird der Brennelement-Transportbehälter 6 verschlossen und mittels
Seilen 10 von einer nicht dargestellten Krananlage erst einmal senkrecht bis zur
Oberkante 4 des Brennelementlagerbeckens 1 hochgea hren.
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Für den unwahrscheinlichen Fall, daß die Krananlage versagen könnte
und der ca. 120 t schwere Brennelement-Transportbehälter 6 maximal 14 m herunterstürzen
könnte, ist nachfolgend beschriebene Sicherheitseinrichtung vorgesehen.
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Am Boden des Brennelement-Transportbehälters 6 ist eine Kolbenplatte
11 über Laschen 12 befestigt. Vorzugsweise drei Laschen sind beispielsweise durch
Schweißen mit der Kolbenplatte verbunden und in am Brennelement-Transportbehälter
angebrachten Anschlagösen 13 lösbar befestigt. Die Befestitung kann auch über jede
andere lösbare Kupplungsverbindung erfolgen.
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Die Kolbenplatte 11 ist an ihrem Umfang von einer Dichtung 14 umgeben.
An den Stirnseiten sind Abstandshalter 15, 16 angebracht. Die Kolbenplatte hat mehrere
Öffnungen 17. Weiterhin
weist die Kolbenplatte eine Ringnut 18 auf,
die über Bohrungen 19 mit der Stirnfläche 20 verbunden ist.
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Wird nun der Brennelement-Transportbehälter 6 mit der daran angelenkten
Kolbenplatte 11 in dem mindestens bis zur Linie 2 mit Wasser gefüllten Führungsrohr
nach unten bewegt, verdrängt die Stirnfläche 20 der Kolbenplatte 11 eine bestimmte
Wassermenge, die nur durch die Öffnungen 17 nach oben entweichen kann. Das durch
die Bohrungen 19 in die Ringnut 18 einströmende Wasser bewirkt ein besseres Anliegen
der Dichtung 14 an die Wand des Führungsrohres. Es erfolgt ein Abbremsen der Absenkgeschwindigkeit
auf ein bestimmtes Maß, das allein durch das Gewicht des Brennelement-Transportbehälters
und die Querschnitte der Öffnungen 17 beeinflußbar ist. Die Querschnitte der Öffnungen
17 können durch einsetzbare Blenden verändert werden. Weiterhin ist es möglich,
die Öffnungen als im Durchflußquerschnitt steuerbare Ventile auszubilden. Vorzugsweise
werden die Querschnitte der Öffnungen 17 so eingestellt, daß die Absenkgeschwindigkeit,
bei der eine Abbremsung erfolgt, etwas höher ist, als die vom Kran gefahrene. Damit
wird sichergestellt, daß bei normaler Kranabsenkgeschwindigkeit die Seile immer
unter Last gespannt sind und somit eine senkrechte Führung des Bloealelement-Transportbehälters
gewährleistet ist. Bei einem Versagen der Krananlage und einem Ansprechen der Abbremseinrichtung
erfolgt die senkrechte Führung mit den am Umfang des Brennelement-Transportbehälters
angebrachten Abstandshaltern 21. Die Anhebegeschwindigkeit soll nicht größer sein,
als die Absenkgeschwindigkeit der Krananlage, um eine Bremswikkung der Abbremseinrichtung
und somit eine Lasterhöhung zu vermeiden. Eine gewisse Entlastung entsteht schon
dadurch, daß die Dichtung 14 nicht mehr an die Wand des Führungsrohres gedrUckt
wird, da beim Heben der Einrichtung die Ringnut 18
nicht mehr mit
Druck beaufschlagt wird. Falls erforderlich, können die Öffnungen 17 so ausgelegt
werden, daß sie bei Aufwärtsbewegung des Transportbehälters 6 einen größeren Querschnitt
freigeben, als bei dessen Abwärtsbwwegung.
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Sobald bei der Aufwärtsbewegung die Unterkante der Kolbenplatte 11
die Oberkante 4 des Brennelementlagerbeckens überschritten hat, wird der Brennelement-Transportbehälter
zur Seite gefahren. Dazu ist es erforderlich, daß sich der Arm 22 des, eine Verlängerung
des Führungsrohres 7 darstellenden Führungsgitters 23, über einen hydraulischen
Zylinder 24 oder dergleichen gesteuert in die strichpunktiert angedeutete Stellung
bewegt. Die Kolbenplatte 11 wird jetzt von dem Transportbehälter 6 gelöst, mit einem
leeren Transportbehälter verbunden und mit diesem an den Boden 25 des FUhrungsrohres
7 in Ladeposition gebracht.
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Aus Fig. 2 ist eine vorzugsweise Lage der Öffnungen 17 und der Abstandshalter
15 zu erkennen.
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Die Fig. 3 läßt in einem Schnitt entlang der Linie B-B der Fig. 1
erkennen, daß das Führungsgitter 23 vier Arme 22 aufweist, die eine Führung des
Brennelement-Transportbehälters 6 über die Abstandshalter 21 ermöglichen. Weiterhin
ist in der Fig. 3 die Lage der seitlichen Öffnung -8 und des Riegels9 im Führungsrohr
7 zu sehen.
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Die Fig. 4 zeigt in einer Ansicht nach Pfeilrichtung "C" der Fig.
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3 die seitliche Öffnung 8 des Führungsrohres 7 und daneben die Ausbildung
des Riegels 9, der die Öffnung 8 nach erfolgtem Beladevorgang wieder wasserdicht
abschließt.
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Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird somit eine einfache, selbsttätig
wirkende Sicherung gegen den Absturz von Brennelementtransportbehältern während
ihres senkrechten Transportes innerhalb und oberhalb des Brennelementlagerbeckens
geschaffen.
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L e e r s e i t e