DE2817541C2

DE2817541C2 - Verfahren zum Aus- und Einbau des Seitenreflektors eines Hochtemperaturreaktors

Info

Publication number: DE2817541C2
Application number: DE2817541A
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Ing. Dr. 6836 Oftersheim Fritz; Bernhard 6906 Leimen Kalden; Karl-Friedrich 6944 Hemsbach Kissel; Josef Dipl.-Ing. 7521 Hambrücken Schöning
Original assignee: Hochtemperatur Reaktorbau 4600 Dortmund GmbH; Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Current assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority date: 1978-04-21
Filing date: 1978-04-21
Publication date: 1986-10-16
Also published as: DE2817541A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aus- und Einbau des einer hohen Neutronendosis ausgesetzten Teils eines aus quaderähnlichen Blöcken zusammengefügten zylindrischen Seitenreflektors für einen in der Kaverne eines Druckbehälters angeordneten gasgekühlten Hochtemperaturreaktor mit einer Schüttung kugelförmiger Brennelemente, die oben mit einem Dekkenreflektor und unten mii einemBodenrefiektor abgeschlossen ist, wobei eine Anzahl von Panzerrohren

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artgleiche neue Teile zu ersetzen. Auf diese Weise soll eine vorzeitige Stillegung des Hochtemperaturreaktors aufgrund unvorhersehbarer Schaden an den keramischen Kerneinbauten vermieden werden. Vor allem für die Bereiche, die einer hohen Neutronendosis ausgesetzt sind, besteht die Forderung nach regelmäßig wiederkehrender Prüfbarkeit und Reparierbarkeit bzw. Austauschbarkeit von Anlagenteilen. Besonders gefährdet erscheinen die Teile des zylindrischen Seitenreflektors, die im Bereich einer hohen Leistungsdichte des Reaktorkerns liegen, da mit dieser der schnelle Neutronenfluß gekoppelt ist Bei Hochtemperaturreaktoren mit einmaligem Durchlauf der kugelförmigen Brennelemente befindet sich dieser Bereich im oberen Drittel des Reaktorkerns, und die Strahlenbelastung des Seitenreflektoi's ist hier besonders groß.

Aus der DE-PS 25 09 025 ist es bekannt, den aus einzelnen Blöcken bestehenden festen Seitenreflektor eines in einem Spannbetonbehälter installierten Hochtemperaturreaktors mit blockförmigen Brennelementen auszubauen, und zwar mit Hilfe einer oberhalb des Spannbetonbehälters befindlichen Brennelementwechselmaschine. Bevor der Seitenreflektor ausgebaut werden kann, müssen (ebenfalls mit Hilfe der Brennelementwechselmaschine) sämtliche Brennelemente demontiert werden, was zu einer längeren Stillstandszeit des Kernreaktors führt, die mit hohen Ausfallkosten verbunden ist Der Ausbau des Seitenreflektors erfolgt durch die in der Decke des Spannbetonbehälters vorhandenen Beladeöffnungen. Er ermöglicht es, einen Manipulator in die Reaktorkaverne einzuführen, mit dem Wiederholungsprüfungen und Reparaturen an Einbauten der Reaktorkaverne vorgenommen werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Aus- und Einbau von Teilen des zylindrischen Seitenreflektors des eingangs beschriebenen Hochtemperaturreaktors mit kugelförmigen Brennelementen anzugeben, bei dessen Durchführung die Brennelemente im Kern verbleiben können und die Demontage von größeren Komponenten wie Wärmetauschern od. dgl. nicht erforderlich ist so daß sich wesentlich verkürzte Stillstandszeiten für den Hochtemperaturreaktor ergeben.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß bei drucklos gemachtem Hochtemperaturreaktor die die Randpositionen einnehmenden Absorberstäbe aus den Panzerrohren entfernt werden und durch eines der frei gewordenen Panzerrohre ein Manipulator in die Reaktorkaverne eingebacht wird, mit dessen Hilfe zunächst ein Teil des Deckenreflektors sowie alle den Ausbau behindernden metallischen Einbauten durch die frei gewordenen Panzerrohre ausgebaut werden, daß darauf mittels eines zweiten Manipulators eine aus einzelnen sich überlappenden Abschnitten bestehende steife Spundwand durch die frei gewordenen Panzerrohre in die Reaktorkaverne eingebracht und zwischen dem auszubauenden Teil des Seitenreflektors und der Brennelementschüttung eingeschoben wird und daß sodann die einzelnen Blöcke des Seitenreflektors mittels des ersten Manipulators aus dem Verband gelöst und mit dp.r p.inp.n Srhmalseite nach oben durch die frei

orberstäbe bewegbar angeordnet sind.

Ein derartiger Hochtemperaturreaktor ist aus der DE-OS 24 51 748 bekannt.

Bei einem Kernreaktor kann es erforderlich sein, fest in die Reaktorkaverne eingebaute Komponenten einer Wiederholungsprüfung zu unterziehen und gegebenenfalls reparaturbedürftige Teile auszubauen und durch gewordenen Panzerrohre aus dem Druckbehälter gezogen werden.

Bei einem gasgekühlten Hochtemperaturreaktor, der aus den Panzerrohren in die Brennelementschüttung sowie in öffnungen des zylindrischen Seitenreflektors einfahrbare Absorberstäbe aufweist, werden für den Aus- und Einbau des auszuwechselnden Teiles des Seitenre-

flektors diejenigen Panzerrohre benutzt, die für die in die Öffnungen des Seitenreflektors einfahrbaren Absorberstäbe vorgesehen sind.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens soll nachfolgend näher erläutert werden.

In der F i g. 1 ist ein gasgekühlter Hochtemperaturreaktor mit einer Leistung von 3000 MWth dargestellt, dessen Kern aus einer Schüttung 1 von kugelförmigen Brennelementen 2 besteht Der Kern ist von einem Dekkenreflektor 3, einem zylindrischen Seitenreflektoi 4 und einem Bodenreflektor 5 umgeben, der gleichzeitig die Tragvorrichtung für den Kern bildet In dem Bodenreflektor 5 sind sechs Abzugsrohre 6 für die Brennelemente 2 vorgesehen. Ein Heißgassammelraum 7, an den sich mehrere horizontale Heißgaskanäle 8 anschließen, befindet sich unterhalb des Bodenreflektors 5.

Der Hochtemperaturreaktor wird nach einem Verfahren betrieben, bei dem die Brennelementschüttung 1 von oben nach unten von dem Kühlgas durchströmt wird und die Brennelemente 2 nach einmaligem Durchlaufen der Schüttung den gewünschten Endabbrand erreicht haben. Ein solcher Kernreaktor hat eine axiale Leistungsverteilung, die im oberen Drittel des Kerns das Maximum besitzt Der Seitenreflektor 4 wird daher in diesem Bereich mit einer sehr hohen Neutronendosis belastet, die geeignete Maßnahmen zum Schütze des besonders gefährdeten Teils mit 9 bezeichnet) des Seitenreflektors 5 erfordert und es zusätzlich als wünschenswert erscheinen läßt, die einzelnen Blöcke tO dieses Teils durch neue Blöcke zu ersetzen.

Der Teil 9 erstreckt sich ca. 5 m von der Oberkante des Deckenreflektors 3 nach unten. Etwa 2 bis 2,5 m seiner Länge werden von Brennelementkugeln 2 überdeckt Die einzelnen Blöcke 10, die quaderähnliche Form haben, sind in horizontaler Lage eingebaut Sie weisen Abmessungen von maximal

230 χ 200 χ 850 mm auf.

Wie sich aus der F i g. 2 erkennen läßt, ist der Hochtemperaturreaktor in der Kaverne 12 eines Spannbetondruckbehälters 11 untergebracht, der eine Reihe von Durchführungen besitzt. So können in senkrechten Schächten 13 (sogenannten Pods) Wärmetauscher 14 und Teile 15 des Gasführungssystems zwischen dem Kernreaktor und den wärmetauschenden Komponenten installiert sein. In horizontalen Durchbrächen 16 sind weitere Teile des Gasführungssystems, die Kaltgasleitungen 17, untergebracht.

Durch die Decke 18 des Spannbetondruckbehälters 11 ist eine Vielzahl von Panzerrohren 19 geführt, durch die Absorberstäbe 20 in die Kaverne 12 eingefahren werden können. Die Absorberstäbe 20 dienen der Regelung und Abschaltung des Hochtemperaturreaktors. Ein Teil der Absorberstäbe 20, Kernstäbe genannt wird unmittelbar in die Schüttung 1 der Brennelemente 2 eingefahren. Bei dem hier geschilderten Ausführungsbeispiel sind 198 Kernstäbe vorhanden, deren Panzerrohrdurchführungen auf konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Um den äußersten dieser Kreise herum sind die Panzerrohrdurchführungen 21 der sogenannten Reflektorstäbe 22 vorgesehen, die in Öffnungen des Seitenreflektors 4 bewegbar sind. Es sind 48 solcher Reflektorstäbe vorhanden. Die lichte Weite der Panzerrohrdurchführungen 21 beträgt mindestens 310 mm.

Der Ausbau der einzelnen Blöcke 10 des gefährdeten Teiles 9 des Seitenreflektors 4 geht in folgender Weise vor sich:

Zunächst wird der Hochtemperaturreaktor drucklos ßemacht. worauf die Reflektorstäbe 22 durch die Panzerrohre 21 aus dem Spannbetonbehälter 11 herausgefahren werden. In der F i g. 2 wird gerade ein Reflektorstab 22 durch eins der Panzerrohre 21 nach oben bewegt Durch das frei gewordene Panzerrohr wird ein Manipulator 24 (siehe F i g. 3) in die Kaverne 12 eingebracht, mit dessen Hilfe alle zwischen der Oberkante des Seitenreflektors 4 und eines thermischen Deckenschildes 23 liegenden metallischen Einbauten, die den Reflektorausbau behindern, demontiert oder versetzt

ίο werden. Dies trifft auch für die im Bereich des auszubauenden Reflektorteils 9 befindliche Region des Deckenreflektors 3 zu. Sodann wird mit dem gleichen Manipulator der Ausbau der einzelnen Reflektorblöcke 10 vorgenommen, wobei die Blöcke 10 jeweils aus dem Verband zu heben sind und um 90° gedreht werden müssen.

Mit der einen Schmalseite nach oben werden die Blöcke 10 dann durch die Panzerrohre 21 nach oben gezogen, wie in der F i g. 3 dargestellt ist

In der geschilderten Weise läßt sich die Demontage der Reflektorblöcke 10 nur bis zur Oberfläche der Brennelementschüttung 1 durchführen. Da die Brennelemente 2 während des Auswechselvorganges im Kern verbleiben, muß Vorsorge getroffen werden, daß ein Nachrollen der kugelförmigen Brennelemente 2 in die Freiräume der ausgebauten Reflektorbiöcke 10 nicht möglich ist Deshalb wird mittels eines zweiten Manipulators, der durch die Panzerrohre 19 der am Rand befindlichen Kernstäbe in die Kaverne 12 eingefahren wird, eine in sich steife Spundwand in den Reaktorkern eingebracht und vor den auszubauenden Reflektorblökken 10 vertikal nach unten in die Brennelementschüttung 1 eingeschoben. Sie besteht aus einzelnen sich überlappenden Abschnitten und ist so dimensioniert, daß sie jeweils zwei vertikale Blockreihen des Teils 9 des Seitenreflektors 4 bis in eine Tiefe von 3 m ab der Unterkante des Deckenreflektors 3 überdeckt. Somit sind die auszubauenden Reflektorblöcke 10 frei von anliegenden Brennelementen 2. Sie werden darauf in der gleichen Weise mit dem Manipulator 24 demontiert und aus dem Spannbetondruckbehälter 11 gebracht wie weiter oben beschrieben.

Der Einbau neuer artgleicher Reflektorblöcke 10 erfolgt ebenfalls mit Hilfe des Manipulators 24 durch die Panzerrohre 21 der Reflektorstäbe 22. Sobald der neu eingesetzte Teil des Seitenreflektors 4 die Oberfläche der Brennelementschüttung 1 erreicht hat, wird die Spundwand wieder aus dem Reaktorkern herausgezogen. Darauf wird der Aufbau des Teils 9 des Seitenreflektors 4 vollendet

Kann zum Regeln bzw. Abschalten des Hochtemperaturreaktors auf Reflektorstäbe verzichtet werden, so läßt sich der Aus- und Einbau der Blöcke 9 des besonders gefährdeten Seitenreflektorteils 9 durch die Panzerrohre 19 der direkt in die Brennelementschüttung 1 einfahrbaren Absorberstäbe vornehmen, wobei vorzugsweise die in Randpositionen befindlichen Panzerrohre benutzt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aus- und Einbau des einer hohen Neutronendosis ausgesetzten Teils eines aus quaderähnlichen Blöcken zusammengefügten zylindrischen Seitenreflektors für einen in der Kaverne eines Druckbehälters angeordneten gasgekühlten Hochtemperaturreaktor mit einer Schüttung kugelförmiger Brennelemente, die oben mit einem Dekkenreflektor und unten mit einem Bodenreflektor abgeschlossen ist, wobei eine Anzahl von Panzerrohren durch die Druckbehälterdecke geführt ist, in denen Absorberstäbe bewegbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei drucklos is gemachtem Hochtemperaturreaktor die die Randpositionen einnehmenden Absorberstäbe (20) aus den Panzerrohren (19 bzw. 21) entfernt werden und durch eines der frei gewordenen Panzerrohre (19 bzw. 21) ein Manipulator (24) in die Reaktorkaverne eingebracht wird, mit dessen Hilfe zunächst ein Teil des Deckenreflektors (3) sowie alle den Ausbau behindernden metallischen Einbauten durch die frei gewordenen Panzerrohre (19 bzw. 21) ausgebaut werden, daß darauf mittels eines zweiten Manipulators eine aus einzelnen sich überlappenden Abschnitten bestehende steife Spundwand durch die frei gewordenen Panzerrohre (19) in die Reaktorkaverne (12) eingebracht und zwischen dem auszubauenden Teil (9) des Seitenreflektors (4) und der Brennelementschüttung (1) eingeschoben wird und daß sodann die einzelnen Blöcke (10) des Seitenreflektors (4) mittels des ersten Manipulators (24) aus dem Verband gelöst und mit der einen Schmalseite nach oben durch die frei gewordenen Panzerrohre (19 bzw. 21) aus dem Druckbehälter (11) gezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Anwendung bei einem gasgekühlten Hochtemperaturreaktor, der aus den Panzerrohren in die Brennelementschüttung sowie in öffnungen des Seitenreflektors einfahrbare Absorberstäbe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß für den Aus- und Einbau des auszuwechselnden Teiles (9) des Seitenreflektors (4) diejenigen Panzerrohre (21) benutzt werden, die für die in die öffnungen des Seitenreflelctors einfahrbaren Absorberstäbe (22) vorgesehen sind.