DE2842756C2 - Einrichtung zum Anheben einer Vielzahl von Steuerstäben eines Kernreaktors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Anheben einer Vielzahl von sich vertikal erstreckenden Steuerstäben eines Kernreaktors gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist aus der US-PS 57 599 bekannt, bei der Spreizfinger vorgesehen sind, die innerhalb eines Betätigungszylinders angeordnet sind, der durch eine konische Innenfläche die freien Enden der Spreizfinger zusammendrückt und diese somit in Eingriffsstellung mit den Steuerstäben bringt. Hierzu ist der Betätigungszylinder von außen zu betätigen, die Spreizfinger können nicht automatisch in Eingriffsstellung mit den Steuerstäben gebracht werden. Bei einem Betätigungsfehler kann daher der Steuerstab in den Reaktorkern fallen und beschädigt werden.

Ferner ist es aus der US-PS 39 77 939 bekannt, die Steuerstäbe gemeinsam aus dem Reaktor zu entfernen, jedoch wird hierzu keine getrennte Einrichtung zum Anheben der Steuerstäbe verwendet, sondern diese werden vielmehr ohne Verriegelung gemeinsam mit ihren Antrieben und mit dem Reaktordeckel entfernt. was große Bauhöhen und entsprechend ausgelegte Kräne erfordert

Außerdem ist es aus der US-PS 36 04 746 bekannt,

gleichzeitig Steuerstabanordnungen, die aus mehreren durch ein Joch zu einer Einheit verbundenen Steuerstä-

₎₀ ben bestehen, zu ergreifen und anzuheben, wobei Greifer vorgesehen sind, die ein Greifrohr aufweisen, in dem vertikale schwenkbare Greiffinger angeordnet sind, die mittels einer Betätigungsstange, die einen Betätigungskopf aufweist, auseinanderdrückbar sind, so daß der Greifkopf der Steuerstabanordnung zwischen die Greiffinger einführbar ist. Auch hierbei erfolgt kein selbsttätiges in Eingriff bringen des Greifers mit dem Greifkopf der Steuerciabanordnung, so daß bei einer Fehlfunktion ebenfalls die Steuerstabanordnung in den Reaktorkern fallen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, mit der ein selbsttätiges Ergreifen der Steuerstäbe bzw. der Steuerstabanordnungen ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Der Greifer arbeitet in der Weise, daß seine Greiffinger unter Schwerkrafteinwirkung in die Eingriffsstellung schwenken, während sie beim Absenken der Einrichtung über die Greifköpfe der Steuerstabanordnungen entgegen der Schwerkraft in die Öffnungsstellung verschwenken.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausfiihrungsform näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in Seitenansicht und teilweise weggebrochen ein Kernreaktorgefäß mit den oberen Enden von Steuerstabanordnungen mit einer Einrichtung zum Anheben hiervon.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Greifer längs der Linie 2-2 von Fig. 1 bzw. Fig.3 teilweise weggebrochen.

F i g. 3 bis 5 zeigen im Schnitt einen Greifer längs der Linie 3-3 von Fig. 2 in verschiedenen Betriebszuständen.

Fig.6 zeigt einen Schnitt längs der Linie 6-6 von F i g. 4.

Der Kernreaktor 10 gemäß F i g. 1 besteht aus einem Reaktorkern 12, der gestrichelt dargestellt ist, in einem Druckgefäß, das ohne Deckel dargestellt ist. Der Kernreaktor 10 wird durch neutronenabsorbierende Steuerstäbe 22 gesteuert, die entsprechend in den Reaktorkern eingeführt bzw. herausgeführt werden. Mehrere Steuerstäbe 22 sind zu einer Gruppe zusammengefaßt, einer sogenannten Steuerstabanordnung 20, wozu ein Joch 24 verwendet wird. Für die einzelnen Steuerstäbe 22 sind Führungsrohre 38 zum Einführen in die einzelnen Brennstoffanordnungen vorgesehen; außerdem sind die Steuerstäbe 22 gegen Kräfte, ausgeübt durch quer hierzu fließendes Kühlmittel, durch eine Röhrenanordnung 14 geschützt, die aus einer oberen und einer unteren Rohrplatte besteht, die durch dazwischen angeordnete Rohre verbunden sind, durch die die einzelnen Steuerstäbe 22 verlaufen. Die Steuerstabanordnung 20 aus mehreren Steuerstäben 22 besitzt am oberen Ende einen Greifkopf 26 mit einer

Ausnehmung 28, wobei der Greifkopf 26 von einer (nicht dargestellten) Antriebseinrichtung für die Steuerstäbe 22 ergriffen werden kann.

Wie sich aus F i g. 1 ergibt, erfordert der Zugang zu den einzelnen Brennstoffeinheiten, die den Reaktorkern 12 des Kernreaktors 10 ausmachen, das vollständige Entfernen der Steuerstabanordnungen 20. F i g. 1 zeigt eine Einrichtung 30, die zu diesem Zweck vorgesehen ist und eine plattenförmige Halterung 32 umfaßt, die an Trägerstreben 34 aufgehängt ist und mit diesen in vertikaler Richtung bewegt werden kann. Die Halterung 32 besitzt eine Vielzahl von kreisförmigen Öffnungen 36 (siehe F i g. 3 und 5), durch die jeweils ein Greifer 40 eingesetzt ist

Die Greifer 40 bestehen jeweils aus einem äußeren Greifrohr 50 und einem dem koaxialen inneren Betätigungszylinder 60, die sich von der Halterung 32 abwärts erstrecken. Das Greifrohr 50 besitzt einen oberen Flansch 58, der größer als der Durchmesser der öffnung 36 in der Halterung 32 und an der H-lterung 32 mit Hiife von Bundbolzen 42 befestigt ist. Der Betätigungszylinder 60 umfaßt einen oberen Flansch 68, dessen Durchmesser größer als die größte Öffnung 36 in der Halterung 32 und der Durchmesser des Flansches 58 des Greifrohrs 50 ist. Der Flansch 68 besitzt eine Vielzahl von Positionieröffnungen 62, durch die sich die Bundbolzen 42 erstrecken. Auf diese Weise orientieren die Bundbolzen 42 den Betätigungszylinder 60 und den Flansch 68 gegenüber dem Greifrohr 50 und dem Flansch 58. Die Bundbolzen 42 ermöglichen es ferner, dem Betätigungszylinder 60 und seinem Flansch 68, sich axial auf- und abwärts zu bewegen, wobei die oberste axiale Position durch die Kopfhöhe der Bundbolzen 42 bestimmt wird.

Das Greifrohr 50 besitzt ferner an seinem unteren Ende einen sich einwärts erstreckenden Ring 51. der den Durchmesser des inneren Durchgangs 80 des unteren Teiis des Greifrohrs 50 zu einem Durchmesser verengt, der wenig größer als der Durchmesser des sich aufwärts erstreckenden Teils des Greifkopfes 26 ist. Der Ring 51 besitzt ein Einführmaul 48, das zur Führung des Greifkopfes 26 in den inneren Durchgang 80 des Greifers 40 dient. Der Ring 51 besitzt ferner eine nach oben gerichtete horizontale Anlagefläche 52 zum Abstützen von Greiffingern 70 in horizontaler Position.

Das Greifrohr 50 besitzt ferner eine Vielzahl von am Umfang mit Abstand zueinander angeordneten Öffnungen 56, die sich durch die Rohrwand erstrecken und in denen jeweils ein länglicher Greiffinger 70 mit einem Ende aufgenommen ist. Der Greiffinger 70 ist schwenkbar an dem Greifrohr 50 mit Hilfe eines Paßstiftes 72 angelenkt, der in einem zylindrischen Durchgang 54 in dem Greifrohr 50 befestigt ist (vgl. Fig.6). Auf diese Weise kann der Greiffinger 70 aus einer im wesentlichen horizontalen Stellung, in der sich das freie Ende seitlich in den zylindrischen Durchgang 80 erstreckt, in eine vertikal aufwärts gerichtete seitlich zurückgezogene Position geschwenkt werden, in der das freie Ende des Greiffingers 70 aus dem zylindrischen Durchgang80 entfernt ist.

Der Betätigungszylinder 60 innerhalb des Greifrohrs 50 besitzt an seinem unteren Ende einen verringerten Durchmesser, so daß er in den verengten Teil des Greifrohrs 50 horizontal benachbart zur Stellung der Paßstifte 72 paßt. Der Betätigungszylinder 60 besitzt ebenfalls öffnungen oder Verriegelungsschlitze 66, durch die sich jeweils ein Greiffinger 70 in das Innere des zylindrischen Durchgangs 80 des Greifers 40 erstrecken kann. Entsprechend dem Greifrohr 50 umfaßt der Betätigungszylinder 60 ebenfalls eine Vielzahl von Stiften 74 in Bohrungen 64, die zum Schwenken und zum gleitenden Eingriff mit dem inneren Ende des Greiffingers 70 dienen. Der gleitende Eingriff wird über ein Langloch 76 im Bereich des inneren Endes des Greiffingers 70 bewirkt. Hierdurch bewirkt eine vertikale Aufwärtsbewegung des Betätigungszylinders 60, daß das innere Ende des Greiffingerttils 70 durch den Stift 74 in dem Langloch 76 angehoben und derart verschwenkt wild, daß das innere Ende des Greiffingers 70 aus seiner horizontalen, sich einwärts in den zylindrischen Durchgang 80 erstreckenden Stellung in eine halbverlikale zurückgezogene Stellung gebracht wird.

Wenn die Halterung 32 in eine Stellung zum Ineingriffbringen mit den Steuerstabanordnungen 20 abgesenkt wird, werden die G reif köpfe 26 durch das Einführmaul 48 in dem inneren Durchgang 80 des Greifers 40 geführt. Beim weiteren Absenken kommt der Greifkopf 26 in Kontakt mit der Unterseite der sich in den Durchgang 80 erstreckenden Greiffinger 70, so daß diese gezwungen werden, aufwärts und aus dem Durchgang 80 herauszuschwenken, so daß der Greifkopf 26 hindurchtreten kann. Die Bewegung der Greiffinger 70 in dieser Weise bewirkt, daß der Betätigungszylinder 60 zeitweilig stationär bleibt, während sich das Greifrohr 50 weiter abwärts bewegt. Nachdem der Greifkopf 26 vollständig an den Greiffingern 70 vorbeigelaufen ist, bewirkt das Gewicht des Betätigungszylinders 60, daß dieser zusammen mit den Greiffingern 70 in ihre untere horizontale Stellung zurückfallen, in der die Greiffinger 70 sich erneut in den Durchgang 80 und die Ausnehmung 28 hineinerstrekken, wie in Fig.4 dargestellt ist. Ein nachfolgendes Anheben der Einrichtung 30 bewegt aufwärts gerichtete Lagerflächen 78 der sich horizontal erstreckenden Greiffinger 70 in Eingriff mit einer unteren Eingriffsfläche des Greifkopfes 26.

In dieser Stellung, in der die Steuerstabanordnung 20 ergriffen ist, wird der Greiffinger 70 durch die Anlagefläche 52 des Rings 51 abgestützt, so daß eine weitere Aufwärtsbewegung der Einrichtung 30 bewirkt, daß die Steuerstabanordnung 20 angehoben wird. Nachdem die Steuerstabanordnung 20 ergriffen und zum Entfernen aus dem Reaktorkern 12 angehoben ist, ist es manchmal wünschenswert, eine einzelne Steuerstabanordnung 20 zur Inspektion und/oder zum Ersetzen aus der Einrichtung 30 zu entnehmen. Ferner ist es zusätzlich, nachdem die Brennstoffergänzung stattgefunden hat. und die Steuerstäbe 22 erneut in den Reaktorkern 12 eingesetzt wurden, notwendig, die Greifer 40 von den Steuerstabanordnungen 20 zu entriegeln, so daß die Einrichtung 30 entfernt werden kann, während die Steuerstabanordnungen 20 in ihren Stellungen verbleiben, in der sie in den Reaktorkern 12 eingeführt sind. Diese beiden Funktionen werden durch eine Einrichtung ermöglicht, die es erlaubt, den Betätigungszylinder 60 relativ vertikal zum Greifrohr 50 bo zu bewegen, wodurch die Greiffinger 70 aus ihrer sich seitlich einwärts erstreckenden Stellung in eine seitlich zurückgezogene Stellung zum Freigeben der Steuerstabanordnung 20 geschwenkt werden. Während irgendwelche geeigneten Einrichtungen zur Erzielung der ,5 Relati'bewegung zwischen dem Greifrohr 50 und dem Betätigungszylinder 60 vorgesehen sein können, besitzt die bevorzugte Ausführungsform einen aufblasbaren Ringschlauch 44, der um den Flansch 58 herum und

durch die Schwerkraft alleinc bewirkt, so daß keine zusätzlichen äußeren Leistungsquellen erforderlich sind. Ferner sind die Greiffinger 70 derart angeordnet und bemessen, daß sie die Steuerstabanordnung 20 relativ zu den Greifern 40 zentrieren, so daß die Möglichkeit eines Klemmens oder Beschädigens der Greiffinger 70 während der Betätigung vermieden wird. Der Greifer 40 kann in einer verriegelten oder in einer unverriegelten Position durch Verwendung einer Sicherungseinrichlung gesichert werden. Schließlich kann ein Schalter oder eine mechanische Anzeige vorgesehen sein, um eine positive Anzeige für den verriegelten oder unverriegelten Zustand der Greifer 40 zu liefern.

zwischen der Halterung 32 und dem Flansch 68 angeordnet ist. Der Ringschlauch 44 kann wahlweise durch ein Einlaßrohr 46 aufgeblasen werden, durch das Druckluft einführbar ist. Bei dieser Ausführungsform können sämtliche Greifer 40 gleichzeitig entriegelt werden, indem gleichzeitig alle entsprechenden Ringschläuche 44 aufgeblasen werden. Alternativ kann irgendein Greifer 40 durch selektives Aufblasen des entsprechenden Ringschlauches 44 entriegelt werden.

Eine derartige Einrichtung 30 besitzt somit selbstverriegelnde Greifer 40 zum automatischen Verriegeln der Steuerstabanordnungen 20 mit der Einrichtung 30, wenn diese abgesenkt wird. Die Selbstverriegelung wird

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   l. Einrichtung zum Anheben einer Vielzahl von sich vertikal erstreckenden Steuerstäben eines Kernreaktors, wobei jeder Steuerstab bzw. jede mehrere Steuerstäbe umfassende Steuerstabanordnung mit einem Greifkopf versehen ist, mit einer Halterung, die quer zur Längsachse der Steuerstäbe verläuft, mit einer Vielzahl von Greifern und mit einer Vorrichtung zur Betätigung der Greifer zwischen ihrer Eingriffs- und Öffnungsstellung, wobei jeder Greifer ein an der Halterung befestigtes und von dieser nach unten ragendes Greifrohr, an dem Greifrohr befestigte, seitlich schwenkbare Greiffinger zum Eingriff in entsprechende Ausnehmungen zm Greifkopf und einen zu dem Greifrohr koaxial angeordneten Betätigungszylinder aufweist, der sich ebenfalls von der Halterung nach unten ei streckt und bei axialer Verschiebung unter Einfluß der Betätigungsvorrichtung relativ zum Greifrchr ein Verschwenken der Greiffinger bewirkt, d a durch gekennzeichnet, daß sich die Greiffinger (70) bei aktivierter Betätigungsvorrichtung in der Öffnungsstellung, dagegen bei nicht aktivierter Betätigungsvorrichtung unter dem Einfluß der Schwerkraft in der Eingriffsstellung befinden und daß die Greiffinger (70) eine Auflauffläche aufweisen und derartig an den Greifrohren (50) montiert sind, daß sie sich beim Absenken der Einrichtung über die Greifköpfe (26) entgegen der Schwerkraft in die Öffnungsstellung verschwenken, bis die Ausnehmungen (28) am Greifkopf (26) ihr erneutes Einschwenken unter Schwerkraft in die Eingriffsstellung erlauben.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Greifrohr (50) eine horizontale Anlagefläche (52) für jeden seiner Greiffinger (70) in Eingriffsstellung aufweist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Greiffinger (70) ein Langloch (76) in seiner Längsrichtung aufweist, in das der innerhalb des Greifrohrs (50) angeordnete Betätigungszylinder (60) eingreift.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung aufblasbare Schläuche (44) aufweist, mit denen die Betätigungszylinder (60) anhebbar sind.