DE2932773C2 - Vorrichtung zum Zerschneiden einer radioaktiven kastenförmigen Hülse eines Kernbrennstoffelementes - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet,

— daß die eine Schneideinheit (2) Rollenschneidmesser (5) aufweist und

— daß uiitcrhalb der einen Schneideinheit (2) eine weitere Schneideinheit (21,37,38,64,65) angeordnet ist, die gleichzeitig mit der einen Schneideinheit (2) wirkt und zum Abschneiden der durch die axialen Einschnitte (8) aus der Hülse (1) gebildeten Platten in einer die Mittelachse der Hülse (1) kreuzenden Richtung dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Schneideinheit (21, 37, 38, 64,65) Scheren (38) aufweist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß zwischen den Schneideinheiten (2; 21, 37, 38, 64, 65) ein Formteil (3i; zum Aufweiten der axial eingeschnittenen Hülsc-(l) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Hülse (1) und den Schieber (35) aufnehmendes rohrförmiges festes Gehäuse (14, 21) vorgesehen ist, an dessen unterem Ende die Schneideinheiten (2; 21,37,38,64,65) befestigt sind und das in ein Kühlmittel (58) eingetaucht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen festen Gehäuseteil (14) eine Absaugeinrichtung (45,61,62) für das Kühlmittel aus dem Inneren des festen Gehäuses (14, 21) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Gehäuse (14, 21) an einer Führungsstange (56) befestigt ist und daß ein den Schieber (35) führendes bewegliches Gehäuse (12, 13, 43) über dem festen Gehäuse (14, 21) an der Führungsstange (56) drehbar montiert ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorausgesetzten Art.

Der Kern eines Kernreaktors ist aus Brennelementen bzw. Brenneiementbündeln zusammengesetzt. Jedes Brennelementbündel enthält einen zylindrischen Körper zum Einschließen einer Mehrzahl von spaltbarem Stoff enthaltenen Brennelementen. Der zylindrische Körper für ein Brennelement bzw. Brennelementbündel eines Siedewasserreaktors wird allgemein als »channel box«, d. h. kastenförmige Hülse bezeichnet.

Die kastenförmige Hülse für ein aus dem Kern eines Siedewasserreaktors herausgezogenes abgebranntes Brennelement wird vom Brennelement zur Lagerung entfernt- Da jedoch die Hülse hohl ist, benötigt man einen großen Raum zum Lagern gebrauchter Hülsen. Um dieses Problem zu beseitigen, wurden mehrere Systeme zur Hülsenzerkleinerung und -beseitigung vorgeschlagen.

Eine solche Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorausgesetzten Art ist in der JP-OS 27 795/78 beschrieben. Dabei sind eine Mehrzahl von übereinanderliegenden Perforationen in der Wand einer solchen Hülse angebracht, um in der Hülse axial gerichtete Einschnitte zu bilden. Von der Wand zur Anbringung der Einschnitte beseitigte Schnipsel und Stük-1-2 des Hülsenmaterials werden in einem Behälter aufgenommen. Die durch Schneiden erhaltenen Hülsenplatten werden in einen anderen Behälter mittels Bewegung durch Handhabungswerkzeuge gegebea Während eines Hülsenschneidvorganges ist die Hülse durch das Handhabungswerkzeug von einem Hebewerk herabhängend erfaßt. Dsher traf man auf Schwierigkeiten beim Handhaben und Beseitigen der Hülsenplatten und des Abfalls.
Andererseits ist aus der DE-AS 12 19 896 eine Vorrichtung zum Spalten eines Rohres, z. B. Kühlrohres von Kernreaktoren, in der Axialebene bekannt, die einen im Rohrinnern gleitbaren Führungskörper aufweist, der zwei Schneidräder trägt, die in der Axialebene drehbar angeordnet sind, und radial über den Führungskörper herausragen, wobei in der gleichen Axialebene hinter den Schneidrädern am Führungskörper ein pflugförmiges Schneidwerkzeug befestigt ist, dessen gegenüberliegende, außen Flanschen bildende Schneidkanten sich geringfügig über den äußeren Rohrdurchmesser hinaus erstrecken und durch einen Mittelsteg miteinander verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs vorausgesetzten Art zu entwikkeln, die die leichte Durchführung eis Hülsenschneid-Vorganges ermöglicht, das Zerkleinerungsverhältnis einer Hülse verbessert, von relativ geringen Abmessungen ist und die Zerstreuung sehr kleinteiliger radioaktiver Materialien verhindert, die durch einen Hülsenschneidvorgang erzeugt werden könnten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung gibt also eine Vorrichtung an, die zwei Arten von Schneidorganen, nämlich Rollenschneidmesse^r und vorzugsweise Scheren zum Zerschneiden einer zu beseitigenden kastenförmigen radioaktiven Hülse für ein Brennelement bzw. Brennelementbündel für einen Kernreaktor aufweist. Die Rollenschneidmesser und Scheren sind im unteren Teil einer Führungseinrichtung angeordnet, in die die Hülse, aus der das Brennelementbündel entfernt wurde, eingeführt wird, wobei die Scheren unterhalb der Rollenschneidmesser angeordnet sind. Die Rollenschneidmesser schneiden kontinuierlich die Hülse in axialer Richtung, während die Scheren die axial geschlitzten Teile der Hülse in einer die Mittelachse der Hülse kreuzenden Richtung abscheren. Zweckmäßig ist ein Formteil zur Auswärtsaufweitung der axial eingeschnittenen Hülse zwischen den Rollenschncidmessern und den Scheren vorgesehen. Ein Organ zur Abwärtsbewegung der Hülse in der Führungseinrichtung wird in letztere eingeführt. Mittel zum Abziehen

des vorzugsweise verwendeten Kühlmittels aus dem hierzu vorgesehenen Gehäuse zwecks dessen Reinigung sind mit dem oberen Teil des Gehäuses verbunden.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäß verwendeten Rolienschneidmessereinheit,-

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in F i g. 1;

Fig.3 und 5 Darstellungen zur Veranschaulichung des Prinzips des Axialschneidens einer Hülse gemäß der Erfindung;

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in F i g. 3;

F i g. 6 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Rollenschneidmessereinheit;

Fig.7 einen Vertikalschnitt der gesamten Vorrichtung zum Zerschneiden einer Hülse für ein Brennelement eines Kernreaktors nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig.8 einen Schnitt nach der Linie VHI-VIII in Fig.7;

Fig.9 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Art, in der eine Hülse in die in Fi g. 7 dargestellte Vorrichtung zum Zerschneiden einer Hülse eingeführt wird;

Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X in Fig.7; und

F i g. 11 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Art, in der das Einführen einer Hülse in die in F i g. 7 dargestellte Vorrichtung zum Zerschneiden einer Hülse vollendet wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beschrieben. Ein Brennelementbündel eines Siedewasserreaktors weist eine Mehrzahl von Brennelementen auf, die zwischen oberen und unteren Unterlageplatten angebracht und an ihren oberen und unteren Endteilen an den oberen und unteren Unterlageplatten befestigt sind, wobei Abstandsstücke zwischen den oberen und unteren Unterlageplatten zum Halten der Brennelemente in bestimmten Abständen vorgesehen sind und eine kastenförmige Hülse (»channel box«) an der oberen Unterlageplatte zum Einschließen der Brennelemente angebracht ibt.

Die Hülse eines abgebrannten aus dem Kern eines Siedewasserreaktors herausgezogenen Brennelementbündels wird vom Brennelementbündel entfernt. Nachdem dreieckige Klammern zum Befestigen der Ecken des oberen Endteils der Hülse an der oberen Unterlageplatte entfernt sind, wird die Hülse axial geschnitten. Das Prinzip des Axialschneidens der Hülse wird anhand der F i g. 1,2,3 und 4 beschrieben.

Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Rollenschneidmessereinheit 2. Wie dargestellt, weist die Rollenschneidmessereinheit 2 einen Hauptkörper 3, der von quadratischem Querschnitt ist, und kreisförmige Rollenschneidmesser 5 auf, die in vertikalen Nuten 4, die an vier Ecken des Hauptkörpers 3 ausgebildet sind, aufgenommen und jeweils zur Rotation am Hauptkörper 3 durch einen Zapfen 6 befestigt sind. Die Rollenschneidmesser 5 sind in einer Mehrzahl von Vertikalreihen in Axialrichtung des Hauptkörpers 3 angeordnet. Der Abstand L zwischen den Außenkanten eines Paars von einander bezüglich der Mittelachse des Hauptkörpers 3 gegenüber angeordneten Rollenschneidmessern 5 ist an einem Endteil (dem oberen Endteil in Fig. 1) des Hauptkörpers 3 geringer aL am anderen Endteil (dem unteren Endteil in Fig. 1) . Hierzu sind die Durchmesser der Rollenschneidmesser 5 im unteren Teil in der Axialrichtung des Hauptkörpers 3 vergrößert, während die Lagen, in denen die Zapfen 6 am Hauptkörper 3 befestigt sind, in Axialrichtung des Hauptkörpers 3 unverändert bleiben. Alternativ können die Lagen, in denen die Zapfen 6 am Hauptkörper 3 befestigt sind, zur Außenkante des Hauptkörpers 3 verlagert sein, wenn man in Axialrichtung des Hauptkörpers 3 nach unten geht, statt die Durchmesser der Rollenschneidmesser 5 zu variieren.

Die einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweisende, vom abgebrannten Brennelementbündel entfernte kastenförmige Hülse 1 wird an ihrem einen Ende (dem unteren Ende in F i g. 3) in Kontakt mit dem oberen Endteil der Rollenschneidmessereinheii 2 gebracht, wie F i g. 3 zeigt Zu dieser Zeit wird die Rollenschneidmessereinheit 2 teilweise in die Hülse 1 eingeführt Die an vier Ecken des Hauptkörpers 3 der Rollenschneidmessereinheit 2 befindlichen Rollenschneidmesser 5 werden gegen die Innenoberflächen der Längskanten 7 der Hülse 1 angelegt, wie F i g. 4 zeigt Die Rollenschneidmessereinheit 2 ist feststehend. Wenn die Hülse in Axialrichtung nach unten bewegt -i^-d, schneidet die Mehrzahl der in vier Vertikalreihen axis'- zum Hauptkörper 3 angeordneten Rollenschneidmesser 5 die Hülse 1 axial von der Innenseite längs der Längskanten 7 der Hülse durch. F i g. 5 zeigt die Art, in der die Hüise 1, wie erwähnt axial geschnitten wird. Einschnitte 8 werden längs der Längskanten 7 der Hülse 1 gebildet und wandern längs der Längskanten 7 nach oben, während die Hülse 1 nach unten bewegt wird, bis die Einschnitte 8 schließlich das obere Ende der Hülse 1 erreichen, wenn die Hülse 1 völlig vertikal geschlitzt ist Mit den sich drehenden Rollenschneidmessern 5 wird die Hülse 1 kontinuierlich in Axialrichtung geschnitten, so daß der an der Hülse 1 abgeschiedene Rückstand nicht ohne weiteres davon abgelöst wird.

F i g. 6 zeigt eine andere Ausführungsart der Rollenschneidmessereinheit 2.4, die RoHenschneidmesser 5.4, 5B, 5Cund 5D aufweist, deren Durchmesser axial vom einen Ende des Hauptkörpers 3 zu dessen a.idere?n Ende stetig wachsen. So wächst der Abstand L vom einen Ende (dem oberen Ende in Fig.6) des Hauptkörpers 3 zu dessen anderem Ende (dem unteren Ende in F i g. 6). Die Hülse 1 wird zunächst in Berührung mit dem Endteil des Hauptkörpers mit dem geringeren Absfarid L gebracht.

Die Anordnung, wodurch der Abstand L allmählich vom einen Ende des Hauptkörpers 3 zu dessen anderem Ende gesteigert wird, ermöglicht,die in der Hülse angebrachten Schnitte gleichmäßig auf alle in Axialrichtung des Hauptkörpers 3 angebrachten RoHenschneidmesser 5 zu verteilen und die Einwirkung einer übermäßig hohen Belastung auf eine Reihe der RoHenschneidmesser 5 allein zu vermeiden. Dies führt zu einer verlängerten Betrie'islebensdauer der RoHenschneidmesser 5. Die obersten Rollenschneidmesser 5 dienen als Führung zum Bewegen der Hülse 1 in Axialrichtung nach unten.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der F i g. 7 beschrieben. Eine Hülsenschneidvorrichturäg 10 ist in ein Brennstoffspeicherbekken 9 mit einem Kühlmittel 58 eingesetzt und dort in-

6Θ stalliert, wenn nach Unterbrechung des Betriebs eines Siedewasserreaktors ein Brennelement-Auswschselvorgang durchgeführt wird. Die Hülsenschneidvorrichtung 10 wird aus dem Brennstoffspeicherbecken 9 nach Abschluß der Hülsenbeseitigung herausgenommen.

o5 Die Hülsenschneidvorrichtung 10 weist zusätzlich zu der Rollenschneidmessereinheit 2 ein Antriebsgehäuse 12, Gehäuse 13,43,14,21 und 23, eine Schereneinheit 38 und ein Plattenaufnahmegefäß 40 auf. Eine Plattform 24

ist auf dem Boden 26 des Brennstoffspeicherbeckens 9 mit dem Kühlmittel 58 angeordnet. Das mit einer öffnung 31 zur Durchleitung des Plattenaufnahmegefäßes 40 in das und aus dem Gehäuse 23 ausgebildete Gehäuse 23 ist auf der Plattform 24 befestigt. Die Gehäuse 21, 14,43 und 13 sind auf dem Gehäuse 23 in der angegebenen Reihenfolge angebracht. Die Gehäuse 23 und 21 sind untereinander durch Flansche 22A und 22ß befestigt, während die Gehäuse 21 und 14 untereinander durch Flansche 10Λ und lOfl befestigt sind. Ein fester to Schneidmesserträger 37 von Pyramidenform ist im Gehäuse 21 angebracht. Eine Saugleitung 45 ist mit dem oberen Endteil des Gehäuses 14 verbunden. Obwohl nicht im einzelnen gezeigt, sind eine Pumpe 61 und eine an einer Wand des Beckens 9 befestigte Reinigungseinrichtung, wie z. B. ein Filter 62 mit der Saugleitung 45 verbunden. Die Rollenschneidmessereinheit 2 ist im unteren Teil des Gehäuses 14 angeordnet, und an ihrem unteren Ende ist der feste Schneidmesserträger 37 befestigt.

Wie Fi g. 8 zeigt, sind bewegliche Blätter 63 von vier Scheren 38 gegenüber zugeordneten festen Blättern 54 angeordnet (F i g. 7), die jeweils am unteren Ende jeder Seitenwand des festen Schneidmesserträgers 37 von Pyramidenform montiert sind. Die Scheren 38 sind am Gehäuse 21 abgestützt. Ein Trägerbauteil 64 von Quadratform mit einer geringeren Querschnittsfläche als der Querschnittsfläche des unteren Endes des festen Schneidmesserträgers 37 ist am unteren Ende des festen Schneidmesserträgers 37 angebracht und hat vier Tragstangen 65, die jeweils an einem Ende an einer der vier Ecken des Trägerbauteils 64 und an ihrem anderen Ende am Gehäuse 21 befestigt sind. So halten die Tragstangen 65 das Trägerbauteil 64 und damit die Rollenschneidmessereinheit 2 und den festen Schneidmesserträger 37 fest in Stellung. Eine Rutsche 39 ist am Gehäuse 2i befestigt.

Eine Basis 11 für das Antriebsgehäuse 12 ist auf einem oberen Boden 42 des Brennstoffsammelbeckens 9 angeordnet Das Aritricbsgchäusc 12 ist auf einer Antriebs- 4C führung 49 montiert, die auf der Basis 11 installiert ist. Das nach unten reichende Gehäuse 13 ist an seinem oberen Ende mit dem Antriebsgehäuse 12 verbunden, und mit dem unteren Ende des Antriebsgehäuses 13 ist das Gehäuse 43 verbunden. Die Gehäuse 13 und 43 sind untereinander über Flansche 44,4 und 44ß befestigt. Ein Schieber 35 ist im Gehäuse 43 angebracht und trägt eine Mehrzahl von an seinen Seiten montierten Führungsrollen 67. Eine Vorschubspindel 34 ist mit dem oberen Ende des Schiebers 35 verbunden und reicht durch das Gehäuse 13 zum Antriebsgehäuse 12. Der untere Endteil der Vorschubspindel 34 ist zwischen einem Paar von Führungsrollen 19, die im Gehäuse 13 montiert sind, und einem unterhalb der Führungsrollen 19 angebrachtes Dichtglied 66 eingefügt. Die Führungsrollen 19 erfüllen die Funktionen des Abstützens und Zentrierens der Vorschubspindel 34. Ein Drehzahluntersetzungsgetriebe 33, das im Antriebsgehäuse 12 montiert ist, ist in kämmendem Eingriff mit der Vorschubspindel 34 und mit einem Motor 32 im Antriebsgehäuse 12 verbunden, ω

Eine Führungsstange 56, die aus einem oberen Führungsteil 15 und einem unteren Führungsteii 16 besteht, ist mit der Basis 11 des Antriebsgehäuses 12 verbunden. um die Steifigkeit der Gehäuse 13,14 und 43 zu erhöhen und die Hüisenschneidvoirichtung 10 in eine aufrechte Stellung zu bringen, wenn die letztere zusammengebaut wird. Der obere Führungsteil 15 ist an der Basis 11 befestigt, und die zwei Führungsteile 15 und 16 sind untereinander über Flansche 57 A und 57ß verbunden. Ein mit dem Gehäuse 13 an einem Ende verbundener Arm 46 ist drehbar mit dem oberen Führungsteil 15 verbunden. An einem Ende mit dem Gehäuse 14 verbundene Arme \7A und 170sind am anderen Ende mit dem unteren Führungsteil 16 durch Zapfen 18/4 bzw. 18Sverbunden.

Ein Hülsenschneidvorgang mit Hilfe der Hülsenschneidvorrichtung 10 wird nun beschrieben. Ein nicht dargestelltes, aus dem Kern eines Siedewasserreaktors herausgezogenes abgebranntes Brennelementbündel wird zum Brennstoffsammelbecken 9 mit Kühlmittel 58 überführt, in welchem die kastenförmige Hülse 1 von etwa 4 m Länge vom Brennelementbündel mittels eines nicht dargestellten Hülsenabziehers entfernt wird. Die Hülse 1 wird zeitweilig auf einem nicht dargestellten Hülsenlagerungsgestell im Brennstoffsammelbecken 9 gelagert. Ein mit einem Seil 47, wie F i g. 9 zeigt, verbundener Aufhänger 48 wird an dem genannten Paar von Klammern nahe dem unteren Ende der Hülse 1 befestigt, um diese anzuheben. Die am Seil 47 aufgehängte Hülse 1 wird in die Nähe des Gehäuses 14 der Hülsen· schneidvorrichtung 10 bewegt, wie F i g. 9 zeigt. Ein Handrad 50 der Antriebsführung 49 auf der Basis 11 wird betätigt, um das Antriebsgehäuse 12 nach oben zu bewegen. Während sich das Antriebsgehäuse 12 nach oben bewegt, bewegen sich auch die Gehäuse 13 und 43 nach obeii. Wenn das Gehäuse 43 sich um eine bestimmte Weite nach oben bewegt hat, wird das Antriebsgehäuse 12 in der Richtung eines Pfeils 60 um die Antriebsführung 49 geschwenkt, wie Fig.9 zeigt. Das Gehäuse 43 wird vom oberen Ende des Gehäuses 14 seitlich bewegt, und das obere Ende des Gehäuses 14 ist im Brennstoffspeicherbecken 9 offen. Dann wird die Hülse 1, die am Seil 47 aufgehängt ist, in eine Lage über dem Gehäuse 14 bewegt und in das Gehäuse 14 durch Abwärtsbewegen des Seiis 47 eingeführt. Das Gehäuse 14 hat einen quadratischen Querschnitt, wie es auch bei der Hülse 1 der Fall ist, wie Fig. 10 zeigt. Nach Abschluß des Einführens der Hülse 1 in das Gehäuse 14 wird der Aufhänger 48 von der Hülse 1 mittels nicht dargestellter Manipulatoren getrennt. Danach werden die am oberen Ende der Hülse 1 angebrachten Klammern von dieser mittels nicht dargestellter Manipulatoren entfernt und nach außerhalb der Hülsenschneidvorrichtung 10 bewegt, wobei sie von den Manipulatoren gehalten sind. Das Antriebsgehäuse 12 wird in einer der Richtung des Pfeils 60 entgegengesetzten Richtung geschwenkt, um das Gehäuse 43 in eine Lage über dem Gehäuse 14 zu bewegen. Das Drehen des Handrades 50 in der entgegr 'gesetzten Richtung führt zu einer Abwärtsbewegung des Antriebsgehäuses 12, wodurch das Gehäuse 43 in Kontakt mit dem Gehäuse 14 gebracht wird, wie F i g. 11 zeigt. Nach Vollendung der Zentrierung der Gehäuse 43 und 14 zueinander wird ein am Antriebsgehäuse 12 angebrachtes Handrad 51 (siehe Fig. 11) gedreht, um ein mit dem unteren Ende einer ihrerseits mit dem Handrad 51 verbundenen drehbaren Stange 52 verbundenes Bolzenschloß 53 zu drehen. Durch diesen Vorgang werden die Gehäuse 43 und 14 fest miteinander verbunden. Obwohl nicht dargestellt, wird ein Detektor zur Sicherstellung der Lage des oberen Endes der Hülse 1 verwendet, um zu gewährleisten, daß die Hülse 1 in das Gehäuse 14 eingeführt ist

Nachdem die Anwesenheit der Hüise 1 in einer bestimmten Lage im Gehäuse 14 sicher festgestellt ist wird der Motor 32 in Gang gesetzt um Kraft durch das Drehzahlreduktionsgetriebe 33 auf eine Mutter 68 mit

einem Zahnrad an ihrem Außenumfang zu übertragen. Die Drehung der Mutter 68 bewirkt eine Drehung der Vorschubspindel 34 und ihre Abwärtsbewegung. Die Be/.ugsziffer 69 in F i g. 7 bezeichnet einen Anschlag zum Verhindern einer Vertikalbewegung der Mutter 68. Der Schieber 35 bewegt sich zusammen mit der Vor-ScIiUh¹¹Pindel 34 nach unten und wird in Kontakt mit dem oberen Ende der Hülse 1 im Gehäuse 14 gebracht. Eine weitere Abwärtsbewegung des Schiebers 35 bewegt die Hülse 1 im Gehäuse 14 nach unten, das als Führung für die Abwärtsbewegung der Hülse 1 dient. Das untere Ende der Hülse 1 ist in Berührung mit dem oberen Ende der Rollenschneidmessereinheit 2, so daß, wenn sich die Hülse 1 im Gehäuse 14 nach unten bewegt, die Einschnitte 8 längs der vier Längskanten 7 der Hülse, am unteren Ende der Hülse 1 beginnend, gebildet werden, wie in F i g. 5 gezeigt ist. Der untere Endteil der Hülse 1, der durch die Einschnitte 8 in Platten unterteilt ist, bewegt sich unter Auswärtsaufweitung längs des festen Schneidmesserträgers 37 von Pyramidenform in das Gehäuse 21 abwärts. Die axial durch die Rollenschneidmessereinheit 2 bei der Abwärtsbewegung geschnittene Hülse 1 wird radial durch die beweglichen Blätter 63 der vier Scheren 38, welche Blätter den zugeordneten festen Blättern 54 gegenüberstehen, durchgeschnitten, wenn jedes der beweglichen Blätter 63 in einer durch einen die Mittelachse der Hülse 1 schneidenden Pfeil angedeuteten Richtung 55 bewegt wird, so daß die Hülse 1 in Platten von etwa 150 mm Länge zerschroten wird. Die axial geschlitzte Hülse 1 wird an ihren vier Seiten nach auswärts durch den festen Schneidmesserträger 37 von Pyramidenform aufgeweitet, so daß die Hülse 1 auf einmal in Platten der bestimmten Länge zerschnitten wird, ohne daß sich die Blätter 63 der Scheren 38 stören. Schlagkräfte wirken gleichzeitig von entgegengesetzten Richtungen auf den festen Schneidmesserträger 37 seitens der Scheren 38 ein und heben sich gegenseitig auf, so daß eine Verlagerung der Mittelachse des festen Schneidmesserträgers 37 oder eine Verformung desselben vermieden wird. Die durch das Schneiden der Hülse 1 gebildeten Platten werden durch die Rutsche 39 in das Plattenaufnahmegefäß 40 geleitet. Durch Zerschneiden der Hülse 1 in Radialrichtung nach vorstehender Erläuterung wird die Zerkleinerung der Hülse 1 erheblich verbessert.

Während ein Hülsenschneidvorgang abläuft, wird die Pumpe 61 betätigt, um das Kühlmittel 58 aus dem Gehäuse 14 durch die Saugleitung 45 abzuziehen. Radioaktive Materialien, wie z. B sehr kleine Brocken und Metallstücke, die entstehen, wenn die Hülse 1 geschnitten wird, und eisenhaltiger Abfall, der sich von der Hülse 1 trennt (der eisenhaltige Abfall löst sich hauptsächlich unter der Wirkung der Scheren 38), können von den Gehäusen 14, 21 und 23 entfernt werden, wenn das Kühlmittel 58 vom Gehäuse 14 durch die Saugleitung 45 abgezogen wird, da das durch die Öffnung 31 in das Gehäuse 23 fließende Kühlmittel 58 nacheinander durch die Gehäuse 23,21 und 14 aufwärtsströmt Die Gehäuse 14, 21 und 23 haben die Funktion der Verhinderung einer Zerstreuung der Brocken und Metallstücke und eisenhaltigen Abfalls. Die sehr kleinen Metallbrocken und eisenhaltigen Abfälle, die im Kühlmittel 58 enthalten sind, das durch die Saugleitung 45 strömt, lassen sich vom Kühlmittel 58 durch die Reinigungseinrichtung 62 entfernen. Nachdem die Metaübrocken usw. entfernt sind, wird das Kühlmittel 58 zum Brennstoffsammelbekken 9 zurückgeführt, so daß keine Änderung im Volumen des Kühlmittels 58 im Brennstoffspeicherbecken 9 auftritt. Die durch die Rollenschneidmessereinheit 2 und die Scheren 38 beim Schneiden der Hülse 1 entstandenen sehr kleinen Metallbrocken und -stücke werden zusammen durch die Reinigungseinrichtung 62 entfernt. So bietet die Erfindung den Vorteil, daß eine Zerstreuung von sehr kleinen Metallbrocken hoher Radioaktivität im Brennstoffspeicherbecken in allen Richtungen, wie sie bei Anwendung von bekannten Verfahren zum Zerschneiden der Hülse auftrat, vermieden werden kann.

Obwohl nicht dargestellt, ist ein Anschlag an jeder Seite des festen Schneidmesserträgers 37 von Pyramidenform an einer Stelle unter jedem festen Blatt 54 vorgesehen. Jeder Anschlag hat vom zugehörigen festen Blatt 54 einen Abstand von etwa 150 mm. Wenn die Scheren 38 unbetätigt sind, ragen die Anschläge vom festen Schneidmesserträger 37 von Pyramidenform in vier Richtungen zum Halten der unteren Enden der axial geschlitzten Teile der Hülse 1 vor. Wenn die Scheren 38 in Betrieb gesetzt werden, bewegen sich die Anschläge zum festen Schneidmesserträger 37, so daß die Anschläge die Abwärtsbewegung der durch das Schneiden der Hülse erzeugten Platten bestimmter Länge nicht verhindern. Jedoch verhindern die Anschläge, daß sich die axial geschlitzten Teile der Hülse 1, die noch nicht von den Scheren 38 durchgeschnitten wurden, nach unten bewegen. Wenn die Platten der vorbestimmten Länge, die durch Zerschneiden der Hülse 1 erzeugt und in dem mit Rädern 41 versehenen Plattenaufnahmegefäß 40 aufgenommen sind, eine bestimmte Menge erreicht haben, wird das Plattenaufnahmegefäß 40 durch die öffnung 31 aus dem Gehäuse 23 herausgefahren, um im Brennstoffsammelbecken 9 gelagert zu werden. Das obere Ende des Plattenaufnahmegefäßes 40 wird durch einen Deckel verschlossen, um zu verhindern, daß sich Abfall an den Platten loslöst und im Kühlmittel 58 im Brennstoffspeicherbehäiter 9 zerstreut.

Die erftndungsgemäße Hülsenschneidvorrichtung 10 beseitigt die Notwendigkeit, den Vorgang der Beseitigung der Platten (etwa 14 m lang und 13 cm breit) vom Gehäuse, in dem die Hülse 1 geschnitten wurde, und der Überführung derselben in das Plattenaufnahmegefäß durchzuführen, der durchgeführt werden muß, wenn eine Hülsenbeseitigungsvorrichtung bekannter Art verwendet wird. Keine Metallstücke, die erzeugt würden, wenn die Wände der Hülse 1 zur Bildung von Perforationen darin gemäß JP-OS 27 795/78 gelocht werden, fallen an, wenn die Vorrichtung 10 verwendet wird, und nur die durch axiales Schlitzen der Hülse 1 und durch deren radiales Zerschneiden erzeugten Platten werden in; Plattenaufnahmegefäß 40 gesammelt. Was nötig ist zu tun, ist lediglich die Bewegung des Plattenaufnahmegefäßes 40 aus der Hülsenschneidvorrichtung 10 heraus, so daß die Handhabung der Hülse 1 nach ihrem Zerschneiden erleichtert ist. Die Schneidvorrichtung 10 ist kompakter als Schneidvorrichtungen bekannter Art, die Behälter für die zwei Arten von Abfall oder die durch Schneiden der Hülse 1 erzeugten Platten und die beim Durchführen eines Schneidvorgangs erzeugten kleinen Metallbrocken und -stücke erfordern. Der Mechanismus zum axialen Schlitzen der Hülse 1 ist von viel einfacherem Aufbau, und das Schneiden kann mit der Schneidvorrichtung 10 glatter durchgeführt werden, bei der die Rollenschneidmesser 5 zum kontinuierlichen Schneiden der Hülse 1 in Axiairichtung bei Rotation der Rollenschneidmesser 5 verwendet werden, als mit einer Schneidvorrichtung bekannter Art, bei der Perforationen durch abstandsweises Lochen der Wände der Hülse

gebildet werden.

Besonders die Anordnung, bei der die Rollenschneidmessereinheit 2 und die Scheren 38 vertikal stetig eine über den anderen montiert sind, bietet die folgenden Vorteile. Zunächst wird die Hülse 1 axial durch die RoI-lenschneidmessereinheit 2 geschlitzt, und die axial geschlitzten Teile werden unverzüglich radial durchgeschnitten, um Hatten einer vorbestimmten Länge zu erzeugen, statt die Hülse radial durchzuschneiden, nachdem sie vollständig axial geschlitzt ist. Dies führt zu einer verkürzten zum Schneiden der Hülse 1 erforderlichen Zeit. Es ist kein besonderes Mittel zur Entfernung der axial geschlitzten Teile der Hülse 1 vom Gehäuse erforderlich. Die zur Durchführung des Schneidens durch die Rollenschneidmessereinheit 2 und die Scheren 38 erforderliche Bewegung der Hülse 1 kann durch die Bewegung des Schiebers 35 bewirkt werden. So ist es möglich, eine kompakte Gesamtabmessung einer Hülsenschneidvorrichtung zu erzielen.

Der Gedanke, zunächst axial die Hülse 1 in vier Platten zu schlitzen und dann die vier Platten radial mit den Scheren 38 durchzuschneiden, könnte sich ergeben. Wenn jedoch dieser Gedanke in die Wirklichkeit umgesetzt wird, wäre es erforderlich, aus dem Gehäuse die durch das Schneiden der Hülse 1 erzeugten vier Platten zu entfernen und sie in eine Stellung zu bewegen, in der das Abscheren durchgeführt wird, wodurch es erforderlich wird, Plattenbewegungsmittel vorzusehen und die Hülsenschneidvorrichtung und den Hülsenschneidvorgang kompliziert zu machen. Bei der Verwirklichung der Erfindung besteht keine Notwendigkeit, die axial geschlitzten Teile der Hülse 1 aus dem Gehäuse zu entfernen, und die Hülse kann nach unten einfach durch Abwärtsbewegung des Schiebers 35 zur Durchführung des Schneid- und Abschervorgangs bewegt werden. So ist der Hülsenschneidvorgang merklich vereinfacht und läßt sich leicht durchführen. Außerdem kann die Schneidvorrichtung 10 im Vergleich mit einer bekannten Schneidvorrichtung in ihren Abmessungen verringert werden.

Alternativ kann die Rollenschneidmessereinheit 2 mit den Rollenschneidmessern 5 am Gehäuse 14 zum axialen Schneiden der Hülse 1 längs deren Längskanten 7 durch die Rollenschneidmesser 5 von außen montiert werden. Wenn dies der Fall ist, wird die Vorrichtung 10 von größerer Abmessung und von komplizierterem Aufbau als die in F i g. 7 dargestellte Vorrichtung 10, da der untere Endteil des Gehäuses 14 von größerem Querschnitt und die Form des Gehäuses komplizierter würden.

Bei Anwendung der in F i g. 7 dargestellten Schneidvorrichtung 10 zur Beseitigung einer sich erweiternden Hülse für ein Brennelement bzw. Brennelementbündel eines schnellen Neutronenreaktors würde es erforderlich sein, die Querschnittsform des Gehäuses 14 hexagonal zu machen und sechs Roilenschneidmesser einer Rollenschneidmessereinheit im gleichen Querschnitt anzubringen, da die sich erweiternde Hülse von hexagona-I em Querschnitt ist

Die Erfindung vermeidet die Erzeugung von Metallbröckchen, die sich bilden wurden, wenn gemäß JP-OS 27 795/78 Perforationen durch Lochen der Hülse gebildet werden, und erleichtert die Beseitigung der kastenförmigen Hülse.

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Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verrichtung zum Zerschneiden einer radioaktiven kastenförmigen Hülse eines Kernbrennstoffelements

— mit einer Führungseinrichtung, in der die Hülse vertikal angeordnet ist,

— mit einem die Hülse nach unten drückenden Schieber und

— mit einer feststehenden Schneideinheit zum fortlaufenden axialen Einschneiden entlang den Kanten der Hülse,