DE2857602C2 - Greifer-Werkzeug - Google Patents

Description

daß am unteren Ende der Tragestange (60) ein Geräteträger (71) waagerecht angeordnet ist,
daß um die Tragestange (60) eine vertikal bewegliche Hülse (57) angeordnet ist,
daß quer zur Hülse (57) beidseitig über einen Querträger (62) je ein Gestänge (61, 75) mit in Querrichtung verlaufenden Schlitzen (63, 64) angebracht ist und

daß die Klauen (67, 70, 76, 77) gleitbar durch Stifte (*5„ 66) mit den Schlitzen im Gestänge verbunden und gelenkig mit dem Geräteträger (71) verbunden sind, so daß bei einer Aufwärtsbewegung der Hülse (57) an den^Enden der Klauen angeordnete Klammern (73, 73)
schwenken zum Ergreifen der Endhaiterung.

sichtlich, daß, je geringer die Strahlenbelastung für die einzelnen Reaktorteile ist, um so problemloser ihr Ausbau und ihre Auswechslung vonstatten gehen kann. Darüber hinaus ist die Verminderung der Bauteile, die für die Greiferkonstruktion erforderlich ist, auch vorteilhaft im Hinblick auf die Höhe der Herstellungskosten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Greifer-Werkzeug zu schaffen, das nur wenige, sehr betriebssichere Bauteile aufweist, die leicht auseinander zu legen und zu manipulieren sind.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei dem Greifer-Werkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 .angegebenen Merkmale.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig.2 bis 7 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht eines typischen Brennelementes, teilweise im Schnitt, bei dem das erfindungsgemäße Greifer-Werkzeug bevorzugt verwendet wird;

F i g. 2 eine Vorderansicht eines Greifers und Werkzeuges, das einen Teil des Brenelementes erfaßt:

F i g. 3 eine Draufsicht auf den in F i g. 2 gezeigten

2. Greifer-Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Geräteträger (71) parallel angeordnete Platte (92) unter der Wirkung von federbelasteten Druckluftzylindern (95, 96) gegenüber dem C eräteträger(71) in Längsrichtung beweglich ist.

3. Greifer-Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ptew- (92) eine Anzahl von in Längsrichtung angeordneten Werkzeugen (81) angebracht ist, die zur Lösung vor. Regeistab-Führungsrohren von der Brennelement-Endhalterung dienen.

Die Erfindung betrifft ein Greifer-Werkzeug zum Ausbau einer in einem Brennelement die Enden von länglichen Brennstäben halternden, qer zu diesen angeordneten rostförmigen Endhaiterung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Um die konstruktive Stabilität jedes einzelnen Brennelementes insgesamt und jedes Brennstabes in diesem zu stabilisieren, ist es üblich, die Brennstäbe zwischen »Endhalterungen« anzuordnen und dabei die mittleren Abschnitte eines jeden Brennstabes innerhalb des Brennelementes durch zellenförmige Rostkonstruktionen, die in bestimmten Abständen über die Länge der Brennstäbe angeordnet werden, zu haltern.

Um nun die Endhalterungen bequem aus- und einbauen zu können, um damit Zugang zu einzelnen Brennstäben zu erhalten, weisen bekannte Greifer-Werkzeuge Klauen auf, die die Endhaiterung erfassen, indem die Klauen über einen Seilzug betätigt werden, der seinerseits wieder hydraulisch betätigt werden muß.(DE-OS 22 64 383). Eine solche Einrichtung erfordert viele einzelne Bauteile und ist wegen des Seilzuges sehr störungsanfällig. Aber gerade wegen der Strahlenbelastung ist eine Reparatur außerordentlich aufwendig, besonders auch dann, wenn viele sirahlenbelasteie Bauteile durch Manipulatoren zu betätigen sind. Es ist offenF i g. 4 eine schematische Zeichnung eines Teiles des Greifers in einer anfänglichen BetriebssteHung;

F i g. 5 eine schemausche Zeichnung eines Teiles des Greifers in einer anderen BetriebssteHung;

F i g. 6 eine schematische Zeichnung eines Teiles des Greifers in einer noch anderen BetriebssteHung und

F i g. 7 eine schematische Zeichnung eines Teiles des Greifers, nachdem die Sperrvorrichtung gelöst worden ist.

Wie man der Fig. 1 entnehmen kann, umfaßt ein Brennelement 10 mehr als zweihundert Brennstäbe 11. Diese Brennstäbe 11 bestehen aus langen, schlanken, dünnwandigen Rohren, die Kügelchen aus Urandioxid oder anderem Kernbrennstoff enthalten. Diese Brennstäbe sind innerhalb des Brennelementes 10 in Form eines Bündels so angeordnet, daß ihre Längsachsen im allgemeinen parallel ausgerichtet sind. Regelstab-Führungsrohre 12 sind zwischen den Brennstäben 11 angeordnet. Die Regelstab-Führungsrohre 12 sind jeweils hohle dünnwandige Rohre, die durch das ganze Brennelement 10 hindurch in Richtungen verlaufen, die parallel zur Längsachse der Brennelemente 10 liegen.

Eine Endhaiterung 13, die quer zu den Längsachsen der Brennstäbe 11 angeordnet ist, hält die unteren Enden der Brennstäbe. Die Regelstab-Führungsrohre 12 laufen durch die Endhaiterung 13 hindurch, um diese an der Brennelementkonstruktion befestigen zu können.

Die oberen Enden der Regelstab-Führungsrohre 12 stehen oberhalb der Ebene vor, die durch die verschlossenen oberen Enden der Brennstäbe 11 gebildet wird. Diese vorstehenden Enden der Regelstab-Führungsrohre 12 enden innerhalb der Grenzen eines quer angeordneten Rostes 14. Dieser besteht aus einer parallelen Reihe von im allgemeinen flachen, geschlitzten Platten, die mit zugehörigen Schlitzen in einer senkrechten Reihe von im wesentlichen flachen Platten im Eingriff stehen, um so eine zellenförmige Rostkonstruktion zu bilden. Die parallele Anordnung der Brennstäbe 11 und der Regelstab-Führungsrohre 12 wird durch quer angcordnete Rostkonstruktionen 15 hergestellt und stabilisiert, die in ihrem Aufbau ähnlich dem eben beschriebenen Rost 14 sind. An den dicht bei den vorstehenden Teilen der Rcgelstab-Führungsrohren 12 liegenden oberen En-

den der Brennstäbe 11 liegt ein quer angeordneter oberer Rost 16, der in Richtung der Längsachsen der Brennstäbe 11 eine etwas größere Tiefe aufweist als die Rostkonstruktionen 15, um die konstruktive Stabilität dieses Teiles der Brennelemente zu erhöhen.

Eine parallele Reihe von hohlen zylindrischen Hülsen 17 ist über die jeweiligen vorstehenden Enden der Regelstab-Führungsrohre 12 gesteckt und verläuft von innerhalb der Grenzen des oberen Rostes 16 durch den Rost 14, ein quer angeordnetes Tragkreuz 20 und eine unmittelbar darüber liegende Regelstab-Führungsrohr-Sperrvorrichtung 21. Einzelne Spiralfedern 22, die je einer der Hülsen 17 zugeordnet sind, sind zwischen dem Rost 14 und dem Tragkreuz 20 angeordnet, um ein Mittel dafür zu bieten, daß die Bewegung des Brennelementes 10 in Richtung der Längsachsen der Brennstäbe 11 ausgeglichen und aufgenommen wird.

In seinen Einzelheiten ist ein Greifer in F i g. 2 dargestellt. Er lost die Sperrvorrichtung 21 von den Hülsen 17 und stellt ein Mittel dar, um die gesamte Endhalterung, die aus der Sperrvorrichtung 21, den Hülsen 17 mit den zugehörigen Regelstab-Führungsrohren 12, dem Tragkreuz 20. den Spiralfedern 22 und dem Rost 1 ·. besteht, als vollständige Einheit ein- oder auszubauen. Zu diesem Zweck ist der Greifer 56 mit einer Hülse 57 ausgestattet, die in Richtung einer Tragestange 60 beweglich ist Ein zu der Hülse 57 quer angeordnetes Gestänge 61 ist über einen Querträger 62 an der vertikal beweglichen Hülse 57 befestigt. An den Enden des Gestänges 61 sind Schlitze 63,64, welche Stifte 65 bzw. 66 aufnehmen. Diese sind quer innerhalb der jeweiligen Schlitze beweglich, um zwei Klauen 67, 70, die an einem quer angeordneten Geräteträger 71 mittels Zapfen 72 angelenkt sind, in die Lage zu versetzen, sich scherenförmig zu bewegen. Somit verbindet der Zapfen 72 die Klaue 70 dem Geräteträger 71.

Wie man der F i g. 2 entnehmen kann, ist die Klaue 70 an ihrem äußersten unteren Ende mit einer Klammer 73 versehen, die eine Längskante des Rostes 14 erfaßt In gleicher Weise ist auch das äußerste untere Ende der Klaue 67 mit _iner Klammer 74 versehen, die gegenüber der Klammer 73 der Klaue 70 liegt.

Aus F i g. 3 ist zu erkennen, daß ein weiteres Gestänge 75, welches auf der zum Gestänge 61 gegenüberliegenden Seite der Hülse 57 angebracht ist. mit bestifteten und gelenkigen Klauen 76, 77 versehen ist, ebenfalls über den Querträger 62 mit dem in Längsrichtung beweglichen Teil 57 verbunden ist. Diese zugehörige Konstruktion paßt zu der obigen im Zusammenhang mi: den Klauen 67 und 70 beschriebenen Konstruktion.

Der quer zu den Gestängen 61,75 angeordnete Geräteträger 71 ist mit einer Reihe von in Längsrichtung fluchtenden Öffnungen 80 versehen, die je ein Werkzeug aus einer Gruppe von Werkzeugen 81 aufnehmen. Die Werkzeuge 81 werden aus im allgemeinen zylindrischen Stäben gebildet, die in Längsrichtung mit de^r Tragstange 60 fluchten. Jedes der Werkzeuge 81 hat ein im allgemeinen kegelförmiges unteres Endstück 82. Der mittlere Teil des Werkzeuges 81 hat vier Flossen 83, von denen nur drei in der Ebene der Zeichnung dargestellt sind. Wie man der Figur entnehmen kann, ist jede der Flossen 83 etwa 90° von den nächst benachbarten Flossen abgesetzt. Jede der Flossen 83 hat eine konische Schräge 84, deren schmale Kante in Richtung auf das Endstück 82 zeigt. Die konische Schräge 84 endet in einer im allgemeinen Flachen Fläche 85. Die Breite und die Tißfe einer jeden der Flossen 83 ist an die Abmessungen von Schlitzen, die sich an den Endteilen 43 der Hülsen 17 befinden, angepaßt

Ein ringförmiger Kragen 86 ist an dem Werkzeug 81 befestigt und hat in Längsrichtung einen genügenden Abstand von den flachen Flächen 85 an den Flossen 83, um die Flossen dann, wenn sie mit den jeweiligen Schlitzen in dem Hülsen-Endteil 43 ausgerichtet sind, in die Lage zu versetzen, an dem Endteil 43 anzuliegen und die flachen Flächen 85 der Flossen 83 daran zu hindern, in die Hülse 17 in einer Tiefe vorzudringen, die größer ist als der Längsvorsprung der Schlitze in dem Hülsen-Endteil oberhalb des Tragkreuzes 20.

Wie es weiterhin F i g. 2 zeigt ist das Werkzeug 81 an dem dem Endstück 82 gegenüberliegenden Ende mit einem Gewinde 87 versehen, um Muttern 90, 91 in die Lage zu versetzen, das Werkzeug 81 an einer quer angeordneten Platte 92 zu befestigen, die durch die Wirkung von federbelasteten Druckluftzylindern 95,96 in beiden Längsrichtungen beweglich ist, wie dieses durch die Pfeile 93, 94 angedeutet wird. Somit v/erden in Abhängigkeit von der relativen Beaufschlagung der Druckluftzylinder 95, % die Werkzeuge 81, »-enn sie mit den entsprechenden Hülsen-Endteilen 4.* «usferichtet sind, in die Hülsen 17 bis in eine genügende 1 iefe getrieben, um es den flachen Flächen 85 an den Flossen 83 zu ermöglichen, an Platten der Sperrvorrichtung 21 anzuliegen. Die flachen Flächen 85 pressen diese Piatten radial nach außen in bezug auf die Längsachse des Brennelements, und zwar um ein so ausreichendes Stück, daß alle Platten die Schulter verlassen, die in dem Hülsen-Endteil gebildet ist. Auf diese Weise w<rd die gesamte zellenförmige Sperrvorrichtung 21 von den Hülsen 17 gelöst und fixiert sich vorübergehend an den Werkzeugen 81 durch Klemmwirkung.

Im Betrieb, und wie man es vielleicht am besten der F i g. 4 entnehmen kann, ist der Greifer 56 mit der Endhalterung ausgerichtet, damit die Klammern 73 an der Klaue 70 (sowie die Klammern 74 an den Klauen 67 und die Klammern an den in F i g. 4 nicht dargestellten Klauen 76, 77 des Greifers) außerhalb des Rostes 14 'iegen können, jedoch innerhalb der gleii hen Querebene wit der Rost.

Während dieser Phase des Betriebes des Greifers 56 sind die Federn von federbelasteten Stiften 97 unter der Wirkung des Druckluftzylinders 95, welcher die Platte 92 in Richtung des Pfeiles 93 bewegt, zusammengedrückt

Wie es in F i g. 5 dargestellt ist, schwenken die Klammern 73, 74 an den Klauen 70, 67 (sowie die entsprechenden Klammern an dem zugehörigen Klauenpaar 76, 77) nach innen in die durch Pfeile 101,102 angedeuteten Richtungen, um die Umfangsteile des Rostes 14 fest zu ergreifen. Diese nach innen gerichtete Schwenkbewegung der Klammern 73, 74 wird durch die Längsbewegung der Hülse 57 in Richtung des Pfeiles 103 erreicht. Diese Bewegung der Hülse 57 führt dazu, daß sich die Stifte 65,66 ^: innerhalb der jeweiligen Schlitze 63, 64 zur Tragestange 60 hin bewegen. Die Bewegung dieser Stifte innerhalb der Schlitze zwingt die Klauen 67, 70, sich in entgegengesetztem Uhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn um oen Zapfen 72 (für die Klaue 70) und einen gleichen Zapfen (in F i g. 4 nicht dargestellt) für diejClaue 67 zu drehen.

Der nächste erläuternde Schritt in dem Vorgang, durch den die Endhalterung aus dem Resides Brennelements ausgebaut wird, ist in F i g. 6 dargestellt. Die Luftzylinder 96 werden beaufschlagt, um Kolbenstangen 104 in die Längsrichtung zu bewegen, die durch den Pfeil 105 angedeutet ist. Die freiliegenden Enden der Kolben-

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stangen 104 legen sich an die benachbarte Querfläche mern (in der Zeichnung nicht dargestellt) halten die des Tragkreuzes 20 an. Die durch die Kolbenstangen Sperrvorrichtung 21 in einer geeigneten Lage gegen-104 auf das Tragkreuz 20 ausgeübte Kraft überwindet über den Nuten sowie Schultern an den Hülsen-Endteidie entgegengerichteten Kräfte, die durch die Spiralfe- len. In diesem Zustand werden die Druckluftzylinder dem 22 ausgeübt werden, weiche auf den Hülsen aufge- 5 (Fig. 7) beaufschlagt, um die Federn auf den federbelanommen werden. Als Reaktion auf diesen neuen Kräfte- steten Stiften 97 zusammenzudrücken, wodurch die ausgleich bewegt sich auch das Tragkreuz 20 in Längs- Flossen 83 aus dem Eingriff mit den Platten, welche die richtung gemäß dem Pfeil 105, um einen Längsabstand Zellen in der Sperrvorrichtung 21 bilden, herausgezo-106 zwischen sich und der Sperrvorrichtung 21 zu bil- gen werden. Das Lösen der Werkzeuge 81 und der den, wodurch die Kraft abgebaut wird, die das Trag- io Sperrvorrichtung 21 erlaubt es den Platten, die jede der krduz 20 auf die Sperrvorrichtung 21 ausübt. Zellen der Sperrvorrichtung bilden, in die ringförmige

Wenden wir uns nunmehr der Fig. 7 zu. Die Druck- Aussparungen sowie in die Schultern in dem Hülscnluftzylinder 95 werden entlüftet, damit die Spiralfedern Endteil 43 zurückzuschnellen.

auf den federbelasteten Stiften 97 sich entspannen und Unter der Wirkung der Spiralfedern 22 legt sich das

die Platte 92 in eine Längsrichtung pressen, wie es durch 15 Tragkreuz 20 (F i g. 7) gegen die benachbarte Fläche der den Pfeil 107 angedeutet wird. Da eine Aussparung und Sperrvorrichtung 21. Die Hülse 57 wird überdies in Schultern an den Hülsen 17 die Sperrvorrichtung 21 Längsrichtung gemäß Pfeil 107 bewegt, um es den Klaudaran hindern, irgendeine Längsbewegung in Richtung en 67,70 zu ermöglichen, im Uhrzeigersinn bzw. in entdes Pfeiles 107 vorzunehmen, werden die Werkzeuge gegengesetztem Uhrzeigersinn zu drehen. Diese Dreh-81, die an der Platte 92 befestigt sind, durch die einzel- 20 bewegung der Klauen 67, 73) löst die Klammern 73, nen Zellen der Sperrvorrichtungen 21 in die jeweiligen von dem Rost 14. Die weiteren Klammern (in der Zeich-Hülsen 17 gepreßt. Die Flossen 83, die radial aus den nung nicht dargestellt), die die Sperrvorrichtung erfas-Werkzeugen Öl herausragen, werden in die entspre- sen, werden auch entfernt.

chende Schlitze getrieben. Diese Längsbewegung der Die gesamte Endhalterung ist nunmehr wieder in den

Werkzeuge 81 erlaubt es der konischen Schräge 84 der 25 Rest des Brennelementes in einer Weise eingebaut, die Flossen 83 (F i g. 7). die Platten an der Sperrvorrichtung eindeutig den Aufwand vermeidet, welcher notwendig 21 radial nach außen zu drücken, um diese Platten aus war, um Teil um Teil in einem zeitraubenden Verfahren einer Ringnut heraustreten zu lassen, die in einem Hül- auszubauen und wieder einzubauen.

sen-Endteil gebildet ist.

Unter diesen Umständen wird eine weitere Längsbe- 30 Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

wegung der Werkzeuge 81 (Fig. 7) in Richtung des

Pfeiles 107 unter der Kraft der entspannten Federn auf den Stiften 97 nur durch die Bremswirkung der Kragen 86 auf jedes der Werkzeuge begrenzt. Der Kragen 86 ist gegenüber der Sperrvorrichtung 21 so angeordnet, daß die Platten, welche jede der Zellen in der Sperrvorrichtung 21 bilden, auf die entsprechende flache Fläche 85 der Flossen S3 gedrückt werden. Die Wirkung der Berührung zwischen den Platten, die die Zellen an der Sperrvorrichtung 21 bilden, und den flachen Flächen 85 der Flossen 83 liegt darin, daß die Platten aus dem Eingriff mit den entsprechenden Ringnuten und Schultern gepreßt werden.

Bei dem nächsten zu erläuternden Schritt zum Ausbau wird der gesamte Greifer 56 in Längsrichtung bewegt, wie es durch den Pfeil 108 angedeutet wird. Der Greifer 56. welcher in der zuvor beschriebenen Weise aus dem Rost des Brennelementes herausgezogen wurde, nimmt den größten Teil der Endhalterungskomponente in ihrer jeweiligen Relativlage mit sich. In typischer Weise bleiben die Sperrvorrichtung 21, das Tragkreuz 20 und der Rost 14 an dem Greifer 56. Die Spiralfedern 22 mit ihren zugehörigen Scheiben werden mit dem Greifer 56 weggezogen (F i g. 7). In diesem Fall dienen die Werkzeuge 81 als provisorische Führungen oder Halterungen für die Spiralfedern 22 und die Scheiben. Die Federn 22 dienen überdies dazu, einen ungefähr richtigen Längsabstand zwischen dem Rost 14 und dem Tragkreuz 20 zu halten. In diesem Zusammenhang wird darauf verwiesen, daß die Hülsen 17 bei dem Rest des Brennelements verbleiben.

Um die Endhakerungskomponenten wieder in den Hauptteil des Brennelementes einzubauen, werden die Endstücke 82 der Werkzeuge 81 auf dem Greifer 56 in Längsrichtung zu ihren jeweiligen Hülsen ausgerichtet Der Greifer 56 wird dann in Längsrichtung gemäß Pfeil 107 bewegt bis jedes der Werkzeuge 81 vollständig in den jeweiligen Hülsen 17 sitzt Eine oder mehrere Klam-

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Greifer-Werkzeug zum Ausbau einer in einem Brennelement die Enden von länglichen Brennstäben halternden, quer zu diesen angeordneten rostförmigen Endhaiterung mit einer senkrecht angeordneten Tragestange (60) und mit schwenkbaren Klauen (67, 70, 76, 77) zum Ergreifen der Endhaiterung, dadurch gekennzeichnet,