DE2618647C2

DE2618647C2 - Einrichtung zum Verringern der Fallgeschwindigkeit eines Brennelement-Transportbehälters

Info

Publication number: DE2618647C2
Application number: DE19762618647
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing.(Grad.) 6800 Mannheim Walter
Original assignee: Brown Boveri Reaktor 6800 Mannheim GmbH; Brown Boveri Reaktor GmbH
Current assignee: ABB Reaktor GmbH
Priority date: 1976-04-28
Filing date: 1976-04-28
Publication date: 1982-09-02
Also published as: DE2618647A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verringern der Fallgeschwindigkeit eines Brennelement-Transportbehälters innerhalb eines wassergefüllten Führungsrohrs, das in einem Brenneiementlagerbecken angeordnet ist, wobei unterhalb des Brennelement-Transportbehälterbodens eine Kolbenplatte an dem Brennelement-Transportbehälter befestigt ist. Derartige Einrichtungen sind aus der US-PS 39 45 509 und aus der DE-OS 22 53 232 bekannt.

In Kernkraftwerken werden die abgebrannten Brennelemente in einem ca. 14 m tiefen Brenneiementlagerbecken, 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 Brenneiementlagerbecken gehoben, an seinen Außenflächen dekontaminiert, um dann außerhalb des Kernkraftwerkes zur Wiederaufbereitungsanlage für abgebrannte Brennelemente gebracht zu werden. Da der Transport außerhalb des Kernkraftwerkes erfolgt, sind die Wände des Transportbehälters zwecks Abschirmung 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.

Es taucht nun das Problem auf, daß beim senkrechten Transport des Brennelement-Transportbehälters innerhalb und oberhalb des Brennelement-Lagcrbeckens bei einem angenommenen Versagen der Krananlage der 120 Tonnen schwere Transportbehälter im ungünstigsten Fall über eine Fallhöhe von ca. 14 m in das Brennelementlagerbecken Fallen und durch den Aufprall der Boden des Brennelementlagerbcckens beschädigt werden könnte.

Bei der US-PS 39 45 509 wirkt nun ein Führungsrohr in Verbindung mit einer unterhalb des Transportbehälters angeordneten Kolbenplatte als Stoßdämpfer. Die Öffnungen für den Durchtritt des von der Kolbenplatte im Führungsrohr verdrängten Wassers nehmen nach unten im Querschnitt ab. Im Falle eines Versagens der Krananlage ist es nachteilig, daß ein Abbremsungseffekt bevorzugt erst im unteren Teil des Führungsrohres eiiUritt Weiterhin ist der Querschnitt nicht in Abhängigkeit des Transportbehältergewichts einstellbar, sondern durch die Konstruktion des Führungsrohres gegeben,
ίο In der DE-OS 22 53 232 isi ein Führungsrohr für einen mit einer Kolbenplatte versehenen Brennelement-Transportbehälter beschrieben. Es tritt dabei ein Stoßdämpfereffekt auf, der bei Versagen des Hebezeuges ein schnelles Absenken verhindert. Ein Nachteil dieser Ausbildung ist darin zu sehen, daß beim Aufwärtsbewegen des Brennelement-Transportbehälters das Hebezeug neben dem Transportbehältergewicht zusätzlich die nicht unerhebliche Belastung durch die Wasserverdrängung der Kolbenplatte zu tragen hat. Ausgehend von diesem Stand der Technik soll es die Aufgabe der Erfindung sein, eine Einrichtung zum Verringern der Fallgeschwindigkeit eines Brennelement-Transportbehälters anzugeben, deren Strömungswiderstand gegenüber dem im Führungsrohr vorhandenen Wasser im Bereich der Kolbenplatte des Brennelement-Transportbehälters regulierbar ist.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Kolbenplatte eine auf einen erhöhten Wasserdruck unterhalb der Kolbenplatte ansprechende Dichtung zur Führungsrohrwand hat und daß die Kolbenplatte verstellbare Wasserdurchtrittsöffnungen aufweist, deren Querschnitt für die Wasserströmung von unten nach oben kleiner als für die umgekehrte Richtung ist.

Die druckabhängige Dichtung zur Führungsrohrwand hat den Vorteil, daß bei einer Transportbewegung nach oben ein geringerer Strömungswiderstand zu überwinden ist als bei einer solchen nach unten. Weiterhin kann der Strömungswiderstand sowohl bei der Auf- als auch bei der Abwärtsbewegung mit Hilfe der verstellbaren Wasserrlurchtrittsöffnungen reguliert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausbildung ist die Kolbenplatte in dem zur Führungsrohrwand hinweisenden Oberflächenbereich mit einer Ringnut versehen und weist mehrere von ihrer unteren Stirnfläche ausgehende zu der Ringnut hinführende Bohrungen auf, wobei die zur Führungsrohrwand hin offene Seite der Ringnut von einer flexiblen Dichtmembran begrenzt is·..

Ein Ausführungsbeispiel der er.'indungsgemäßen so Einrichtung wird in den schematischen Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 den Teilbereich eines Brennelementlagerbekkens mit einem Längsschnitt durch die Einrichtung und F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1. In Fig. 1 ist mit 1 der Teilbereich eines Brennelementlagerbeckens bezeichnet, das bis zur Linie 2 mit Wasser gefüllt ist. Die Wassertiefe beträgt ca. 13,5 m. die Gesamttiefe des Beckens vom Boden 3 bis zur Oberkante 4 beträgt ca. 14 m. Die zur Zwischenlagerung in dem Becken angeordneten abgebrannten Brennelemente 5 werden nach einer bestimmten Abklingzeit zu je zwölf Stück in einen Brennelement-Transportbehälter 6 gegeben und zur Wiederaufbereitungsanlage für abgebrannte· Brennelemente transportiert. Beim Lade-Vorgang 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 auf, dip nach erfolgtem Ladevorgang mit Hilfe eines Riegels wasserdicht verschlossen wird. 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 hochgefahren.

Für den unwahrscheinlichen Fall, daß die Krananlage versagt und der ca. 120 t schwere Brennelement-Transportbehälter 6 maximal 14 m herunterstürzt, ist nachfolgend beschriebene Sicherheitseinrichtung vorgesehen.

Am Boden des Brennelement-Transportbehälters 6 ist eine Kolbenplatte Il 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 Kolbenplatte 11 ist an ihrem Umfang von einer Dichtung 14 umgeben. An den Stirnseiten sind Abstandshalter 15,16 angebracht. Die Ko'benplatte hat mehrere Wasserdurchtrittsöffnungen 17. Weiterhin weist die Kolbenplatte eine Ringnut 18 auf, die über Bohrungen 19 mit der unteren Stirnfläche 20 verbunden ist.

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 Kolbenpiatte 11 eine bestimmte jo 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 Wasserdurchtrittsöffnungen 17 gegeben ist. Dabei weisen die Wasserdurchtrittsöffnungen einen von der Flußrichtung abhängigen, steuerbaren Querschnitt auf. Vorzugsweise werden die Querschnitte der Wasserdurchtrittsöffnungen 17 so gewählt, 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 Brennelement-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 so gewählt werden, daß eine Bremswirkung der Abbremseinrichtung und somit eine Lasterhöhung vermieden wird. Dies wird einmal dadurch erreicht, daß die Dichtung 14 nicht mehr an die Wand des Führungsrohres gedrückt wird, da beim Heben der Einrichtung die Ringnut 18 nicht mehr mit Druck beaufschlagt wird. Zudem haben die Wasserdurchtrittsöffnungen 17 bei Aufwärtsbewegung des Transportbehälters 6 einen größeren Querschnitt als bei dessen Abwärtsbewegung.

Sobald bei der Aufwärtsbewegung die Unterkante der Kolbenplatie 11 die Oberkante 4 des Brennelernentlagerbeckens 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 Führungsrohres 7 in Ladeposition gebracht.

Aus Fig. 2 ist eine vorzugsweise Lage der Wasserdurchtrittsöffnungen 17 und der Abstandshalter 15 zu erkennen.

Mit der erfinciungsgemäßen Einrichtung wird somit eine einfache, selbsttätig wirkende Sicherung gegen den Absturz von Brennelement-Transportbehältern während ihres senkrechten Transportes innerhalb des Brennelementlagerbeckens geschaffen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Verringern der Fallgeschwindigkeit eines Brennelement-Transportbehälters innerhalb eines wassergefüllten Fühningsrohrs, das in einem Brenneiementlagerbecken angeordnet ist, wobei unterhalb des Brennelement-Transportbehälterbodens eine Kolbenplatte an dem Brennelement-Transportbehälter befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenplatte (ti) eine auf einen erhöhten Wasserdruck unterhalb der Kolbenplatte ansprechende Dichtung (14) zur Führungsrohrwand hat und daß die Kolbenplatte versteilbare Wasserdurchtrittsöffnungen (17) aufweist, deren Querschnitt für die Wasserströmung von unten nach oben kleiner als für die umgekehrte Richtung ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenplaue (11) in dem zur Führungsrohrwand hinweisenden Oberflächenbereich mit einer Ringnut (18) versehen ist und mehrere von ihrer unteren Stirnfläche (20) ausgehende, zu der Ringnut hinführende Bohrungen (!9) aufweist, wobei die zur Führungsrohrwand hin offene Seite der Ringnut von einer flexiblen Dichtmembran begrenzt ist.