DE2827072A1 - Vorrichtung zur handhabung und pruefung von brennstoffstiften - Google Patents

Vorrichtung zur handhabung und pruefung von brennstoffstiften

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DE2827072A1 DE19782827072 DE2827072A DE2827072A1 DE 2827072 A1 DE2827072 A1 DE 2827072A1 DE 19782827072 DE19782827072 DE 19782827072 DE 2827072 A DE2827072 A DE 2827072A DE 2827072 A1 DE2827072 A1 DE 2827072A1
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Description

FRAMATOME, Courbevoie, Frankreich
Vorrichtung zur Handhabung und Prüfung von Brennstoffstiften
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Handhaben und Prüfen von entfernbaren oder auswechselbaren Stiften von BrennelementbundeIn im Entaktivierungs- oder Abklingbecken eines Kernreaktors.
Während des jährlichen Stillstands eines Kernkraftwerks zum Wiederaufladen mit Brennstoff erfolgt ein Ersetzen eines Drittels der Brennelementbündel des Kerns. Der Nutzzyklus eines Brennelementbündels beträgt daher drei Jahre.
Es ist nun notwendig, Messungen oder nichtzerstörende Überwachungen durchzuführen für die Brennstoffstifte, die einer ähnlichen Bestrahlung unterlegen sind wie diejenigen der Brennstoffstifte der anderen Brennelementbündel des Kerns, mit einer Periodizität, die größer ist als die des
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Wiederaufladens des Kerns, wenn in nutzbarer Weise die Entwicklung der Eigenschaften oder Kennlinien der Brennstoff stifte während deren Verwendung überwacht werden soll.
Um die Brennelemente der Brennelementbündel, die die Ladung eines Kernreaktors bilden, zu verbessern, werden daher periodisch Prüfungen bei entfernbaren oder austauschbaren Brennelementstiften durchgeführt, die in bestimmten Brennelementbündeln angeordnet sind, die ihrerseits unter den anderen Brennelementbündeln des Kerns des Kernreaktors verteilt sind. Während des jährlichen Stillsetzens der Zentrale bzw. des Kernkraftwerks werden die die entfernbaren oder austauschbaren Elemente aufweisenden Brennelementbündel (Brennelementbündel mit entfernbaren Stiften) in das Abklingbecken des Reaktors gebracht, wo die Versuche und Prüfungen für die entfernbaren Stifte durchgeführt werden, die Strahlungen ausgesetzt waren in der Umgebung des Reaktors, die gleich denen waren, denen die anderen Brennelemente ausgesetzt waren.
Um die verschiedenen Versuche und Prüfungen bei den entfernbaren Stiften durchzuführen, ist es notwendig, sie aus den Brennelementbündeln anzuheben, die in das Abklingbecken gebracht worden sind, und sie an verschiedene Prüf- und Versuchs-Stellen zu bringen, die zu diesem Zweck im Abklingbecken des Reaktors angeordnet sind.
Es ist auch notwendig,, vor dem Wieder-Laden der Brennelementbündel mit. entfernbaren Stiften in den Reaktor endgültig einige entfernbare. Stifte herauszuheben, um bei diesen zerstörende Prüfungen in einer heißen Zelle durchzuführen und sie durch neue entfernbare Stifte zu ersetzen,
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die spaltbares Material enthalten können oder nicht.
Es kann auch notwendig sein, den Platz bestimmter bestrahlter Stifte im Brennelementbündel zu ändern.
Um alle diese Handhabungen der entfernbaren Stifte im Abklingbecken des Reaktors durchzuführen, ist es erwünscht, ein wenig sperriges Werkzeug mit vollständig sicherem Betrieb vorzusehen, das vollständig unabhängig von den Handhabungsvorrichtungen des Kernkraftwerks ist.
Es ist auch notwendig, Prüfstellen für die entfernbaren Stifte im Inneren des Abklingbeckens anzuordnen.
Es erscheint nicht sinnvoll, eine ortsfeste Prüfstelle einzurichten, da der Raumbedarf einer derartigen Prüfstelle oder -station mit dem Platz nicht in Einklang steht, der ständig im Abklingbecken zur Verfügung steht.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Handhabungsund Prüf-Vorrichtung für entfernbare Stifte von Brennelementbündeln im Abklingbecken eines Kernreaktors zu schaffen, durch die die Prüfbetriebe für die entfernbaren Stifte während des Stillstands des Kernreaktors durchführbar sind, ohne den Betrieb der Kernanlage zu stören, wobei die Vorrichtung an verschiedenen Standorten von Reaktoranlagen verwendet werden kann während des Stillstands von Reaktoren und wobei die Vorrichtung darüber hinaus außerordentlich betriebssicher ist in bezug auf den Handhabungsbetrieb der Brennelementbündel.
Zur Lösung der Aufgabe weist die Vorrichtung zur Hand-
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habung und zur Prüfung gemäß der Erfindung auf:
eine demontierbare vertikale Rohrkonstruktion, die im Betrieb auf dem Boden des Abklingbeckens ruht und Zellen oder Schächte trägt zur Aufnahme von Brennelementbündeln sowie einer Speicheranordnung,
von der· Rohrkonstruktion getragene Prüfstellen,
eine Vorrichtung zum Herausziehen, zum Einsetzen und zum Handhaben der entfernbaren Stifte, die durch eine Teleskopanordnung von vertikalen Rohren gebildet ist, die gegeneinander verschieblich sind, wobei das untere Rohr eine Greifzange für die entfernbaren Stifte mit bewegbaren Fingern enthält sowie deren Betätigungseinrichtung,
eine Einrichtung zum Verschieben und zum Führen der Vorrichtung zum Herausziehen gemäß zweier zueinander senkrechter horizontaler Richtungen und eine Einrichtung zum Verschieben dieser Vorrichtung in vertikaler Richtung, die auf dem Oberteil der Rohrkonstruktion ruht, und
eine Einrichtung zur automatischen Steuerung oder Regelung der Lage der Herausziehvorrichtung in Vertikalrichtung und in der Lage in der Horizontalebene.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in Ansicht den Oberteil der Vorrichtung, wobei insbesondere die Herausführvorrichtung in ihrer größten Rückzugsstellung dargestellt ist,
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Pig. 2 den Unterteil der Vorrichtung, wobei insbesondere die Zellen dargestellt sind, in denen die Brennelementbündel aufgenommen sind, sowie den Aufbau der Speicherung und die Sichtprüfstelle der BrennelementbundeIj
Pig. 3 im Axialschnitt die Teleskoprohre, die die Herausführvorrichtung der entfernbaren Stifte trägt.
Pig. 4 im Axialschnitt das mittlere Rohr der Herausführvorrichtung, das als Zangenträger ausgebildet ist.
Wie sich aus den Figuren 1 und 2 ergibt, besitzt die Vorrichtung einen aus Rohren bestehenden vertikalen Rahmen, der auf dem Boden 1 des Abklingbeckens angeordnet ist, und der drei aufeinanderfolgende Abschnitte besitzt, nämlich einen Unterabschnitt 2 des Gestells oder Rahmens, einen Mittelabschnitt 3 und einen Oberabschnitt 4 des Gestells oder Rahmens.
Jeder der Abschnitte des Rahmens besteht aus einer Anordnung von vertikalen Rohren wie den Rohren 6, J für den unteren Abschnitt 2, den Rohren 8,9 für den mittleren Abschnitt 3 und den Rohren 10, 11 für den oberen Abschnitt 4. Die vertikalen Rohre sind untereinander durch eine Anordnung von Versteifungsgliedern verbunden, von denen in den Figuren 1 und 2 einige dargestellt sind. Die vertikalen Rohre sind untereinander in gegenseitiger Verlängerung zusammengefügt auf der Höhe von Verbindungen 13, 14, 15 bzw. 16, die von einer Galerie aus verriegelt werden können, die
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über dem Wasserpegel des Abklingbeckens angeordnet ist mittels eines SpezialWerkzeugs, das mehrere demontierbare Elemente enthält, die abhängig von der Höhe verwendet werden, mit der das Werkzeug zur Befestigung der verschiedenen Teile des Rahmens untereinander eingreifen muß. Jedes Teil des Rahmens kann daher unabhängig von den anderen Teilen in das Abklingbecken gebracht werden und dort an Ort und Stelle unter Wasser zusammengefügt werden. Führungsstifte und Zentrierstifte ermöglichen eine exakte Positionierung der Rahmen bzw. Rahmenabschnitte übereinander und deren Ineinandergreifen oder Einfügen nach deren Befestigung durch das ■Verriegelungswerkzeug .
Der Rahmen ruht andererseits auf dem Boden 1 des Abklingbeckens über vier Zylinder 18, 19, durch die von der Oberfläche die Vertikalität des Rahmens geregelt oder gesteuert werden kann, was beispielsweise mittels eines Neigungsmessers 70 überwacht oder gesteuert werden kann.
Der obere und der mittlere Abschnitt 3, 4 des Rahmens sind andererseits an einer ihrer Seiten offen und besitzen daher einen Querschnitt in der Horizontalebene mit U-Form, was die Einführung von Brennelementbündeln in die den Rahmen bildende Rohrkonstruktion, ermöglicht, die mittels Handhabungseinrichtungen des Kernreaktors zugeführt sind. Im Gegensatz dazu ist der untere Abschnitt 2 der Rohrkonstruktion an allen, vier Seiten geschlossen und umgibt Baueinheiten oder Zellen 20, 21, in deren Innerem das Brennelementbündel und die praktisch wie ein Brennelementbündel ausgebildete Speichereinrichtung, die die Speicherung oder Aufnahme von neuen und bestrahlten Stiften, ermöglicht, abgesetzt oder angeordnet werden könnerx.Der untere Abschnitt
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der Rohrkonstruktion trägt auch die Sichtprüf-Steile 25 mit einem Beobachtungsfenster 26, vor dem angeordnet werden kann: eine Kamera, eine Spiegelanordnung, durch die, ausgehend von diesem Beobachtungsfenster 26 der Aufbau der nicht direkt sichtbaren Außenfläche der Brennelementbündel beobachtbar ist, die der Sichtprüfstelle 25 zugeführt sind, und ein Rohr 27 zur möglichen Wiedergewinnung des Brennelementbündels in einem Fehlerfall bei dessen Vorbeitreten vor dem Beobachtungsfenster 26 der Sichtprüf-Steile
In Fig. 1 ist die Heranführvorrichtung 28 der Brennelementbündel dargestellt, deren ausführliche Erläuterung anhand den Figuren 3 und 4 erfolgt, und zwar in der am meisten eingezogenen oder eingefahrenen Stellung, d. h. in der Ruhestellung. Die Vorrichtung 28 ist an ihrem Oberteil mit einem ersten Verschiebungsschlitten 28 verbunden, der auf Schienen 30 rollt, was die Verschiebung der Herausführvorrichtung 28 gemäß einer ersten Horizontalrichtung ermöglicht. Die Schienen 30 sind ihrerseits auf der oberen Platte eines zweiten Schlittens 32 angeordnet, der sich auf horizontalen Schienen 33 in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Schienen 30 verschieben kann, und der die Verschiebung der Herausführvorrichtung 28 gemäß einer zweiten, zur ersten Verschiebungsrichtung senkrechten Horizontalrichtung ermöglicht.
Die Bewegungen der Schlitten 29, 32 werden durch Handkurbel-Betätigungsglieder gesteuert, die. von einer mit den Mauern des Abklingbeckens einstückigen Galerie aus steuerbar sind und die zur Befestigung der Anordnung mittels steuerbaren Stangen dient. Die Schienen 33 sind direkt am Oberteil der Rohrkonstruktion 2, 3, 4 in einstellbarer Weise be-
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festigt j um einen horizontalen Rollpegel des Schlittens 32 zu erreichen, sowie eine genaue Vertikalität des Werkzeugs. Der obere Schlitten 29 trägt seinerseits die Tragplatte einer Teleskopanordnung aus zwei Rohren, die zur Verschiebung der Kamera zur Sichtprüfung der Brennelementbündel bestimmt ist, sowie zu verschiedenen Steuerungen oder Regelungen der Vorrichtung, die sich in ihre Betriebsstellung vor dem Beobachtungsfenster 26 der Sichtprüf-Steile 25 anordnet. Diese Teleskopanordnung weist ein gegenüber dem Schlitten 29 äußeres festes Rohr auf sowie ein zentrales oder mittiges, in Vertikalrichtung bewegbares Rohr, das an seinem Unterende die Kamera trägt, sowie zwei Beleuchtungsglieder zum Erhellen des Brennelementbündels während der Sichtprüfung. Die Vertikalbewegung der Kamera wird durch eine motorgetriebene übersetzung mit Elektrobremsung sichergestellt, die eine Winde antreibt, deren Hebekette an einem Bund befestigt ist, der am Oberteil des bewegbaren Rohres angeordnet ist. Das bewegbare Rohr ist im Inneren des festen Rohres geführt mittels Führungswalzen oder -rollen und von Rollflächen im festen Rohr. Das feste Rohr trägt auch eine Spannvorrichtung für Kabel der Kamera und der Beleuchtungsglieder. Das Gewicht der Kamera und des bewegbaren Rohres wird durch eine Anordnung aus Gegengewicht-Scheiben ausgeglichen, die sich vertikal längs des festen Rohres verschieben.
Anhand der Figuren 3 und 4 wird nun die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung 28 zum Herausführen, zum Einsetzen und zum Handhaben von Brennelementbündeln näher erläutert.
Wie sich aus Fig. 3 ergibt, ist der mittlere Abschnitt der in Fig. 1 dargestellten Herausführ-Vorrichtung 28 mit einer Anordnung von ineinandergleitenden Rohren versehen,
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wobei das mittlere Rohr, das dazu bestimmt ist, in eine untere Lage überzugehen während der Handhabung der Brennelementbündel, eine Zange trägt, deren Aufbau und deren Wirkungsweise unter Bezug auf Fig. 4 erläutert werden wird.
Aus Pig. 3 ergibt sich, daß die Teleskopanordnung ein Außenrohr 35 aufweist, das an seinem Oberteil mit einer Platte 36 fest verbunden ist, die ihrerseits an der Plattform des oberen Schlittens 29 befestigbar ist zur Verschiebung der Anordnung der Herausführ-Vorrichtung 28 gemäß zwei zueinander senkrechten Richtungen der Horizontalebene. Das Außenrohr 35 weist -Führungsglieder 37 auf, die jeweils durch eine Platte 38 gebildet sind, die eine um eine Horizontalachse drehbare Walze oder Rolle 39 trägt, gegenüber von Öffnungen, die in der Seitenwand des Rohres 35 vorgesehen sind. Die Platten 38 sind gegen die Außenfläche des Rohres 35 angestückt und ermöglichen die Translations-Führung in Vertikalrichtung eines Rohres 40, das im Inneren des Rohres 35 verschiebbar ist. Das Rohr 40 oder Zwischenrohr trägt seinerseits eine Anordnung von Führungsgliedern 4l, die durch Rollenträger 42 gebildet sind, die an ihren einen Enden Rollen 43 tragen und die an ihren anderen Ende um eine Horizontalachse 44 schwenkbar sind. Die Führungsglieder 41 unterliegen einer Federwirkung, durch die sie in das Innere des mittleren Rohres 40 zwangsbewegt werden. Daraus ergibt sich, daß diese Anordnung von Führungs gliedern*" es ermöglicht, diese Glieder an Rohre verschiedener Durchmesser anzupassen und an Brennelemente, die im Inneren des mittleren Rohres geführt werden sollen.
An ihrem Unterteil ist das Rohr 35 bzw. das Rohr 40 mit einer Platte 45 bzw. einer Platte 46 verbunden.
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Die Platte 46 ermöglicht die hängende Befestigung einer Andrück- bzw. Anlageplatte 47 a die die Positionierung der Herausführ-Vorrichtung 28 auf dem Brennelementbündel ermöglicht .
Die Anlageplatte· 47 weist zwei Schlitten 48, 49 auf, wobei der Schlitten 48 an der Platte 46 so hängend befestigt ist, daß er sich gegenüber dieser Platte 46 gemäß einer ersten Horizontalrichtung verschieben kann und wobei der Schlitten 49 mit dem Schlitten 48 so verbunden ist, daß er sich in einer zweiten, zur Verschiebungsrichtung des Schlittens 48 senkrechten Horizontalrichtung verschieben kann. Die Bewegungen der Schlitten der Anlageplatte 47 sind von Hand gesteuert von der Plattform aus, die mit dem Oberteil der Rohrkonstruktion 2^ 3, 4 verbunden ist, und zwar mit einem in Fig. 1 dargestellten System 50 mit Kurbel, Gestänge und Triebrad.
Der untere Schlitten 29 der Anlageplatte 47 trägt Zentrierstifte 533 die die Zentrierung des Brennelements in der Zelle 20, 21 ermöglicht, sowie die Positionierung der Einsetz-Vorrichtung auf den Prüf-Stellen, beispielsweise auf bzw. an der bereits erläuterten Sichtprüf-Stelle 26, die an ihrem Oberteil eine Platte besitzt, die Öffnungen aufweist, die zur Aufnahme der Zentrierstifte 53 vorgesehen sind.
Das mittlere oder Zwischenrohr 40 trägt ebenfalls an seinem Unterteil, eine Endführung 55 der Herausführ-Zange des Brennelements, das zwei Führungsrollen 56 enthält, die am Ende von zwei Armen angeordnet sind, die eine Entfernung voneinander ermöglichen im Augenblick des Durchtrittes der Handhabungszange, wobei die PührungsrοIlen 56 in der Aus-
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gleichslage aneinander anliegen, wie in Fig. 3 dargestellt, während des Durchtritts des Brennstifts.
Im Inneren der Rohre 35 und 40 ist ein Innenrohr 60 angeordnet, das an seinem Unterende ein Zangen-Tragrohr 61 geringen Durchmessers trägt. Das Innenrohr 60 ist im Inneren des Rohres 35 an seinem Oberteil durch Rollen 66 geführt, die sich in Führungselemente verschieben, die von der Innenseite des Rohres 35 getragen sind, wodurch gleichzeitig eine Drehung des Zangeni-Tragrohres 6l gegenüber den Rohren 35 und 40 vermieden wird. Das Innenrohr 60 ist auch im Inneren des Zwischenrohres 40 getragen durch die Führungsglieder 41, deren Rollen 43 in Berührung mit der Außenfläche des Innenrohres 60 kommen können, abhängig von auf dieser Außenfläche gefertigten Abflachungen.
Die Führungsglieder 4l ermöglichen auch die Führung des Zangen-Tragrohres 6l geringen Durchmessers und des Brennelements während dessen Anhebens Im Inneren des Zwischenrohres 40 durch die drehbaren Arme oder Rollenträger 42, die eine Anpassung an unterschiedliche Durchmesser ermöglichen.
Die Vertikalbewegungen der translationsbewegbaren Rohre 40, 60 werden von Winden gesteuert, die von motorgetriebenen Übersetzungen angetrieben sind, deren Anhebeketten an mit dem Oberteil der Rohre 40 und 60 einstückigen Ringen befestigt sind. Diese Winden und diese motorgetriebenen Übersetzungen sind auf dem Schlitten 29 angeordnet, der auf dem Oberteil der Rohrkonstruktion 2, 3, 4 ruht, d» h. außerhalb des Wassers Ist.
Im folgenden wird anhand der Fig. 4 das Innenrohr 60,
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das Zangen-Tragrohr 61 und die Steuereinrichtung der Zange näher erläutert.
Fig. 4 zeigt den Unterteil des Innenrohrs 6O3 in dem das Zangen-Tragrohr 61 geführt ist, das im Inneren oder im Kern mit einem Kraftaufnehmer 62 vereinigt ist,durch den Kenntnis über die zum Herausführen oder zum Einsetzen der Stifte notwendige Kraft besteht.
Das Zangen-Tragrohr 6l weist an seinem Unterende eine Hülse 63 aufj auf der vier bewegbare Pinger 64, 65 befestigt sind, die die Greifglieder der Zange bilden. Die bewegbaren Finger 64, 65 sind über Achsen 66, 67 an der Hülse 63 angelenkt und können mittels eines Nockens 68 verriegelt oder entriegelt werden, der an seinem Oberteil mit einem (nicht dargestellten) Pneumatikzylinder einstückig ist, dessen Fernsteuerbetrieb sichergestellt ist. Die Bewegungen des Nockens 68 sind von einem Lagefühler gesteuert oder überwacht, durch den die Verriegelungs- und Entriegelungs-Bewegungen der Finger 64, 65 der Zange gesteuert bzw. geregelt werden können.
Ein Tastfühler-Kopf 73 s der am Ende einer Stange 74 angeordnet ist, die längs der Achse des Nockens 68 und des Zangen-Tragrohrs 61 angeordnet ist, der durch einen Pneumatikzylinder betätigt ist und der in Rückzugsstellung ge-,halten ist mittels einer Rückhaltefeder 77, ermöglicht einerseits das Erfassen der Berührung zwischen der Zange und dem Abschluß des Stifts mit Hilfe eines elektromagnetischen Annäherungsfühlers und andererseits das Lösen des Kopfes des Stiftes mittels des Zylinders.
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Das Zangen-Tragrohr 61 ist andererseits mit drei Rollen 80 verbunden, durch die es während seiner Verschiebungen im Inneren des Zwischenrohres 40 geführt werden kann für das Positionieren der Zange an der Basis des Zwischenrohres 40, wobei das Zangen-Tragrohr 6l im Inneren des Führungsrohres 55 bzw. der Endführung zwischen den Rollen 56 hindurchtritt, deren Arme einen ausreichenden Abstand ermöglichen, um einen Durchtritt für die Zangen-Traghülse 63 zu bilden.
Im folgenden wird ein Steuer- und Ersetzungsbetrieb eines entfernbaren Stiftes eines Brennelementbündels erläutert, das aus dem Kern des Reaktors kommt und in der Zelle 21 angeordnet ist, die zum Aufnehmen von Brennelementbündeln bestimmt'ist, die aus dem Kern des Reaktors kommen und in diese Zelle 21 gebracht ist mittels der Handhabungseinrichtungen des Kernreaktors. Die Zelle 20 enthält einen Speicheraufbau, der zum Speichern von verstrahlten Stiften dient und der neue Stifte enthält, die in das Brennelementbündel, das aus dem Kern des Reaktors kommt, eingesetzt werden sollen zum Ersetzen von bestimmten entfernbaren Stiften dieses Brennelementbündels.
Zu Beginn des Prüfbetriebabschnittes der entfernbaren Stifte während der Stillsetzungsperiode des Kernreaktors wird die Vorrichtung zum Handhaben und zum Prüfen der Stifte an Ort und Stelle gebracht, montiert und unter dem Wasser eingestellt im Inneren des Abklingbeckens des Kernreaktors, wobei dieser Betrieb dadurch erleichtert ist, daß die Rohrkonstruktion des Rahmens aus drei Abschnitten 2, 3, 4 besteht und daß die Führungsglieder und Zentrierungsglieder deren Zusammenbau und deren Einstellung in relativ kurzer Zeit ermöglichen.
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Bei der Herausführungs-Vorrichtung 28, die in ihrer in Pig. I dargestellten, aufs äußerste eingefahrenen Stellung ist, werden von Hand die Tragschlitten dieser Herausführungsvorrichtung gegenüber einem in der Zelle 21 angeordneten Brennelementbündel derart positioniert, daß die Achse der Zange mit der Achse des Stiftes zusammenfällt, der von dem in der Zelle 21 enthaltenen Brennelementbündel entfernt oder herausgehoben werden soll.
Wenn diese Positionierung in x- und y-Richtung erfolgt ist, wobei dies die beiden Richtungen der Horizontalebene sind, längs denen die Schlitten verschiebbar sind, wird die Herausführungs-Vorrichtung in ihrer Lage in der Horizontalebene fixiert mittels Stiften oder Fingern, die mit Indexierkämmen in x-Richtung und in y-Richtung zusammenwirken. Nun wird das Zwischenrohr 40 abgesenkt mittels der Winden und der Kettenanordnung, die dessen. Verschiebung ermöglichen, bis das Zwischenrohr 40 auf einem solchen Pegel ist, daß die Handhabung der Schlitten 48, 49 und der Anlageplatte 47 mittels der Einrichtung oder des Systems 50 mit Gestänge und Triebrad möglich ist.
Jedes Steuergestänge des Systems 50 .ist dabei zweiteilig ausgebildet, wobei ein Teil gegenüber dem anderen verschiebbar ist, wobei, diese. Verschiebung von ebenen Wellen ineinander, für. eine bestimmte Verschiebung des Zwischenrohres, verwendet wird» wobei von jedem der Teile des Gestänges in Koinzidenz getragene Nuten, oder Rillen vorgesehen sind, wodurch, eine Handhabung oder Bewegung der Schlitten 48, 49 möglich, ist, wobei das Zwischenrohr 40 auf. einem bestimmten Pegel angelangt ist.
Die Verschiebung der Schlitten 48, 49 ermöglicht, eine
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Rezentrierung der Anlageplatte 47, die während der Indexierbewegung der oberen Schlitten 29, 30 dezentriert worden ist, wobei dieser Betrieb durch die Kamera überwacht wird, die die Sichterkennung der Indexiermarkierungen ermöglicht, die auf der Anlageplatte 47 angebracht sind. Die Anlageplatte 47, die sich auf einem Pegel befindet, der etwas höher ist als der Oberteil des BrennelementbundeIs, wird nun abgesenkt auf den oberen Ansatz oder das Übergangsstück des Brennelementbündels derart, daß die Zentrierstifte in Koinzidenz mit entsprechenden Öffnungen des oberen Ansatzes des Brennelementbündels sind. Die Lagesteuerung der Stifte gegenüber dem Ansatz wird durch die Kamera sichergestellt, die die Sichtbarmachung der Einführung der Zentrierstifte in die Öffnungen der Zelle ermöglicht.
Wenn die Herausführ-Vorrichtung auf dem Brennelementbündel in Lage gebracht ist, wird nun das Zangen-Tragrohr 6l im Inneren des Zwischenrohres 40 abgesenkt, bis die Zange lotrecht zum Oberende oder Abschluß des entfernbaren Brennelements ist, das herausgeführt werden soll.
Während der Annäherungsbewegung der Zange können die relativen Lagen, von Zange und Abschluß überwacht oder gesteuert werden mittels des Fühlers, der auch das Erfassen des Augenblicks ermöglicht, an dem Kontakt zwischen Fühler bzw. Zange und Abschluß erreicht ist. Das Anbringen der Zange um den Abschluß des Brennelements erfolgt nun durch Verschiebung der Zange nach unten, deren Finger 64, 65 durch Schwenken auseinanderspreizen, um den Ansatz des Abschlusses des Brennelementes zu übergreifen oder zu überdecken, wobei die Schwenkbewegung der Finger nicht durch den Nocken 68 verhindert wird, der noch in der Unterlage ist, in der
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eine in dem Nocken 68 ausgeführte Vertiefung die Verschiebung der Pinger und deren Auseinanderspreizen ermöglicht. Nun wird die Zange dadurch verriegelt, daß die Bewegung des Nokkens nach oben ausgelöst wird durch den Pneumatikzylinder, wobei das Unterteil größeren Durchmessers des Nockens 68 eine Blockierung der Zange in Verriegelungsstellung auf den Abschluß des Brennelements erreicht.
Die Bewegungen und die Lagen des Nockens 68 und des Tastfühlers 73 können durch Annäherungsdetektoren oder -fühler überwacht werden, durch die die jeweiligen Lagen von Zange und Brennelement auf einen Zehntelmillimeter genau in den verschiedenen Phasen des Herausführbetrieb erkannt werden können. Es wird nun das Herausziehen des entfernbaren Stiftes durchgeführt unter .überwachen der Aufzeichnung des Kraftfühlers 62, wobei dieser Herausführbetrieb solange fortgesetzt werden kann, solange die Herausführkraft kleiner als ein bestimmter vorgegebener Grenzwert bleibt.
Wenn die Herausführkraft den vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wird ein automatisches Anhalten oder Unterbrechen der Heraushebebewegung des entfernbaren Stiftes aus~ gelöst, und es muß die Bewegung, die angehalten worden ist, umgekehrt werden.
In dem Fall, bei dem die Herausführung möglich ist, wird die Anhebewegung fortgesetzt, bis zum oberen Anschlag der Herausführ-Vorrichtung 28. Nach dieser Herausführ- oder Heraushebebewegung kehrt das Zwischenrohr 40 in die Entriegelungslage der Index-Finger der oberen Schlitten 29, 32 zurück.
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Die Führung erfolgt zunächst an der Fläche des Rohres 60j dann des Zangen-Tragrohres 6l, dann des Brennelements, wobei die schwenkbaren Arme oder Rollenträger 42 des Führungsglieds 4l eine Anpassung an verschiedene Durchmesser der zylindrischen Elemente während des Anhebens' ermöglicht. Der Stift wird stets mechanisch gegenüber jedem Stoß durch das Rohr 40 geschützt.
Wenn die Heraushebebewegung beendet ist, wird mittels der Schlitten 29 und 32 die Positionierung des entfernbaren Stifts über dem zentralen Teil der Sichtprüf-Stelle 25 erreicht, und es wird die Anlageplatte 27 des Zwischenrohres 40 auf dem Oberteil der Sichtprüf-Stelle 25 in Lage gebracht, die öffnungen zur Aufnahme von Führungsstiften 53 dieser Anlageplatte 47 aufweist.
Die Beobachtungskamera wird nun in Lage gebracht vor dem Beobachtungsfenster 26 der Sichtprüf-Stelle 25, und es wird das Durchführen eines Absenkens des Brennstoff-Stifts in das Innere des Rohres begonnen, das die Sichtprüf-Stelle 25 verlängert, wobei die Einführung des Stiftes in das Rohr 27 dadurch erleichtert wird, daß eine Führung in Form eines Trichters am Oberteil des Rohres 27 vorgesehen ist.
Während dieses Absenkens mit langsamer Geschwindigkeit des Brennstoff-Stiftes wird eine kontinuierliche Sichtprüfung der gesamten äußeren Umfangsflache des Stiftes durchgeführt mittels der Kamera, die ein Bild erzeugt, das zu einem Fernsehschirm übertragen wird, der in Höhe der Steuerungs- oder Regelungsstelle am Rand des Abklingbeckens angeordnet ist. Es wird gleichzeitig, eine direkte Sichtprüfung und eine Magnetoskop-Aufzeichnung durchgeführt..
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Wenn die Sichtprüfung beendet ist, wird die Anlageplatte 47 bis zu einem Entriegelungspegel für die Indexierfinger der oberen Schlitten angehoben, wird die Herausführvorrichtung 28 bis zu dem Moment, verschoben, bis sie lotrecht zum in der Zelle gewählten Platz angeordnet ist, die als Speicheranordnung der zerstrahlten Stifte dient. Nach Einstellen oder Steuern der Indexierungen der Anlageplatte 47 und Absenken auf die obere Aufnahme dieser Speicheranordnung wird das Einsetzen des Brennelements in diese Speicheranordnung durchgeführt.
Während des Einsetzbetriebs wird in gleicher Weise wie während des Herausführbetriebs ständig die Kraft überwacht, die zu dieser Einsetzung notwendig ist, damit diese nicht einen gewählten Grenzwert überschreitet.
Nachdem die Zange entriegelt worden ist und der Abschluß des Brennelementbündels freigesetzt ist, kann nun die Herausführ-Vorrichtung 28 zusammengefaltet bzw. eingezogen werden und kann ein neuer Herausführbetrieb bei einem der neuen oder verstrahlten entfernbaren Stifte durchgeführt werden, die in der Speicheranordnung angeordnet sind, und kann dieser neue oder verstrahlte Brennstoff-Stift in das Brennelementbündel übertragen werden, das in der Zelle 21 angeordnet ist.
Vor der Durchführung dieses Übertragens und des Einsetzens des neuen, oder verstrahlten Stiftes in das in der Zelle 21 angeordnete Brennelementbündel kann eine Sichtprüfung des Brennstoff-Stifts durchgeführt werden auf Höhe der Sichtprüf-Stelle 25, und zwar in der eben erläuterten Weise.
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Diese Betriebsschritte zur Prüfung und zum Ersetzen der Anordnung oder der gesamten entfernbaren Stifte des in der Zelle 21 angeordneten Brennelementbündels können wiederholt werden.
Am Ende des gesamten PrüfVorgangs, wenn eine bestimmte Anzahl von Brennelementbündeln.aufeinanderfolgend in der Zelle 21 zur Prüfung und zum Ersetzen von entfernbaren Stiften angeordnet worden ist und nachdem die Speicheranordnung in den Zellen des Abklingbeckens übertragen worden ist, wird die Rohrkonstruktion 2, 3, 4 demontiert, um die Entfernung oder den Transport der Herausführ-Vorrichtung 28 nach Dekontamination zu einer anderen Anlage durchführen zu können für einen neuerlichen PrüfVorgang.
Während der Bestrahlung im Kernreaktor können bestimmte entfernbare Brennelemente der Brennelementbündel mechanischen Verformungen durch Knickung oder durch Fließverformung derart unterlegen sein, daß deren Demontage oder Ausbau unmöglich ist. Das ist insbesondere der PaIl3 wenn sich der Oberteil des entfernbaren Stiftes, der den Abschluß trägt, gegenüber seiner Ursprungslage in sehr erheblicher Weise so verschoben hat, daß die Zange nicht mehr den Stift ergreifen kann, oder wenn die zum Herausführen dieses Stiftes erforderliche Kraft einen festgelegten Grenzwert überschreitet, der nicht zu überschreiten ist, ohne den Stift zu gefährden.
Es zeigt sich, daß die vorteilhaften Prinzipien der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Handhaben und zum Prüfen der entfernbaren Stifte einerseits darin liegen, daß die verwendeten Herausführ-Werkzeuge bzw. die. verwendete Her-
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ausführ-Vorrichtung vollständig unabhängig von den Handhabungswerkzeugen des Kernreaktors ist, daß andererseits die Prüfvorrichtung und die Handhabungsvorrichtung, zeitweise im Abklingbecken des Reaktors angeordnet werden kann und an verschiedenen Anlagen von Kernreaktoren hintereinander folgend verwendet werden können und daß alle Bewegungen der Handhabungs-Vorrichtung automatisch gesteuert bzw. geregelt und überwacht werden und daß aufgrund von Detektoren eine große Betriebssicherheit der Vorrichtung erreicht wird.
Andererseits können die Handhabungen und Prüfungen sehr schnell durchgeführt werden, insbesondere kann die Sichtprüfung während der kontinuierlichen Verschiebung der entfernbaren Stifte mittels einer Kamera durchgeführt werden, die an einer festen Stelle angeordnet ist und kontinuierlich das vollständige Abbild der Außenfläche des entfernbaren Stifts überträgt.
Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsbeispiele der Erfindung möglich. Beispielsweise ist eine Vorrichtung zum Handhaben und zum Prüfen von entfernbaren Stiften gemäß der Erfindung möglich, die vertikale Verschiebungsglieder mit Teleskoprohren enthält, statt einer Vorrichtung mit Winden und mit Ketten, wie das erläutert ist. Die Lage-Steuerglieder der Zange können sich von .den Annaherungsdetektoren, die beim beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet sind, unterscheiden, und die Zange kann mittels anderer Einrichtungen verriegelt werden statt durch einen axial verschiebbaren Nocken, der auf schwenkbare Arme einwirkt.
Die Rohr konstruktion kann nicht .nur. eine einzige Siehtprüf-Stelle, wie beim beschriebenen Ausführungsbeispiel, auf-
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weisen, sondern auch weitere Sichtprüf- und Üb erwachungs~St eilen wie beispielsweise eine Stelle für geometrische Messungen und eine Stelle für Gammametrie.
.Schließlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auf die Handhabung und die Prüfung von jeder Art eines Brennelementbündeis mit entfernbaren Stiften geeignet, wobei Prüf-Stellen jeder Art an der Rohrkonstruktxon angeordnet sein könnens die im Abklingbecken angeordnet ist.
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■χί-
Leerseite

Claims (6)

  1. Vorrichtung zum Handhaben und Prüfen von entfernbaren Stiften von Brennelementbündeln im Abklingbecken eines Kernreaktors,
    ekennzeichnet
    durch
    eine demontierbare und transportierbare vertikale Rohrkonstruktion (2, 3j 4), die im Betrieb auf dem Boden (1) des Abklingbeckens ruht und Zellen (20, 21) trägt zur Aufnahme von Brennelementbündeln und einer Speicheranordnung,
    zumindest eine Prüf-Stelle (25), die von der Rohrkonstruktion (2j 3, 4) getragen ist,
    eine Vorrichtung (28) zum Herausführen., zum Einsetzen und zum Handhaben von entfernbaren Stiften, die durch eine Teleskopanordnung von vertikalen Rohren (35 3 40, 60) gebildet ist, die gegeneinander verschiebbar sind, wobei das am niedrigsten angeordnete Rohr (6o) in der ausgezogenen Stellung der Teleskopanordnung eine Greifzange mit bewegbaren Fingern (64, 65) trägt für die entfernbaren Stifte sowie deren Betätigungseinrichtung (Nocke 68),
    eine Einrichtung (29, 30, 32, 33) zum Verschieben und zum Führen der Herausführ-Vorrichtung (28) in zwei zueinander
    Z10-(77/S7)-Me-v
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    ORIGINAL INSPECTED
    senkrechten Horizontalrichtungen und eine Einrichtung zur Verschiebung in Vertikalrichtung dieser Herausführ-Vorrichtung (28), die auf dem Oberteil (oberer Abschnitt 4) der Rohrkonstruktion (2, 3S 4) ruhen, und
    eine Einrichtung (73S 7*0 zum automatischen Steuern oder Regeln der Lage der Herausführ-Vorrichtung (28) in Vertikalrichtung und in der Horizontalebene.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum automatischen Steuern oder Regeln der Lage der Herausführ-Vorrichtung (28) einen Annäherungsdetektor (73) · am unteren Rohr (60) der Vorrichtung zum Erfassen des oberen Pegels des Brennstoff-Stifts aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Rohr (40) der Teleskopanordnung der Herausführ-Vorrichtung (28) an seinem Unterteil eine Anlageplatte (47) trägt, die Zentrierstifte (53) trägt, die zur Zusammenwirkung mit öffnungen vorgesehen sind, die in dem Oberteil der Zellen (20, 21) vorgesehen sind, wobei die Anlageplatte (47) mit dem Teleskop-Rohr (60) über zwei Schlitten (48, 49) verbunden ist zur Horizontalverschiebung in zueinander senkrechten Richtungen zum In-Lage-Bringen der Anlageplatte (47) auf bzw. über den Zellen (20, 21) und/oder auf bzw. an den Prüf-Steilen (25).
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifzange der entfernbaren
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    Stifte vier Pinger (64, 65) aufweist, die um Horizontalachsen (66, 67) drehbar am Unterende (Rohr 61) des unteren Rohres (60) der Teleskopanordnung sind zum Führen der Pinger (64, 65) um den oberen Abschluß des entfernbaren Stifts, wenn die Zange in entriegelter Stellung ist, und daß die Betätigungseinrichtung der Zange durch einen Nocken (68) gebildet ist, der sich längs der Achse der Teleskop-Rohre bewegt zwischen einer Entriegelungsstellung,in der die Finger (64, 65) der Zange zur Drehung frei sind, und einer Verriegelungsstellung, in der der Nocken (68) jede Drehung der Finger (64, 65) verhindert, die den oberen Abschluß des entfernbaren Stiftes einschließen.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrkonstruktion aus drei im Betrieb übereinander angeordneten Abschnitten (2, 3j 4) besteht, die miteinander im Inneren des Beckens unter Wasser verriegelbar sind.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sichtprüf-Steile (25) vorgesehen ist, die mit Spiegeln versehen ist, die die ständige oder kontinuierliche Prüfung der entfernbaren Stifte über deren gesamten Umfang ermöglichen mittels einer eingetauchten Fernsehkamera, die zur Überwachung des In-Lage-Bringens der Vorrichtung (28) zum Herausführen und zum Einsetzen auf den entfernbaren Stift verwendbar ist.
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