DE2946464A1

DE2946464A1 - Verfahren zum zerlegen von brennelementen

Info

Publication number: DE2946464A1
Application number: DE19792946464
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. 5064 Rösrath Bestenreiner
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1979-11-17
Filing date: 1979-11-17
Publication date: 1981-05-27
Also published as: GB2064853B; GB2064853A; DE2946464C2

Description

INTERATOM 24.45 J.9

Internationale Atomreaktorbau GmbH 5O6O Bergisch Gladbach 1

Verfahren zum Zerlegen von Brennelementen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerlegen von Brenn- oder BrutelenienLen «aus Kernreaktoren nach dem Oberbegriff des ersten Anspruches, das im Zuge der Wiederaufarbeitung derartiger Elemente Verwendung finden kann. Bekannte Verfahren, mittels derer der in bestrahlten Brenn-, besonders aber in Brutelementen gebildete Spaltstoff extrahiert und für neue Nutzung verfügbar gemacht werden soll, sehen vor, die Elemente bzw. die Einzelstäbe, aut. denen diese zusammengesetzt sind mechaniscli zu zerkleinern und anschließend in einer Säure aufzulösen. Das dabei unvermeidlicherweise in den Prozeß eingebrachte Strukturmaterial soll so gering

^O _wie möglich gehalten werden, um den Anteil des am Ende des Wiederaufarbeitunqsprozesses anfallenden hochaktiven Abfalls zu vermindern. Vs ist daher zweckmäßig, nicht die ganzen Elemente, sondern nur die einzelnen Stäbe zu verarbeiten, se t'i aur die verhältnismäßig dUnnen Brennstabhüllen m.¹ t verarbeitet zu werden brauchen.

We/Se 15.11.79

130022/0264

BAD ORIGINAL

- -&-- 24.45H.9

Aus der DE-AS 2 1 üö υ41 ist eine Vorrichtung bekannt, mittels derer der die äußere Begrenzung des Brennelementes bildende Müllkasten der Länge nach an einander gegenüberliegenden Stellen aufgeschnitten werden kann. Die beiden Hälften des Hüllkastens können radial weggezogen werden, so daß die Brennstäbe freigelegt werden. Diese können dann einzeln oder in Gruppen mJ ttels bekannter Greifwerkzeuge erfaßt und der weiteren Bearbeitung zugeführt werden. Dieses Verfahren eignet sich besonders für Brennstäbe, die mit Abstandhaltern in Form einer Drahtwendel versehen sind, nicht jedoch für neuerdings bevorzugte Konstruktionen, bei denen, die Stäbe in einzelnen Zellen von Abstandshaltergittern gehalten werden, von denen mehrere über die Länge des Elementes ver-

^ teilt angeordnet sind. Hierbei wäre die Gefahr einer Beschädigung der in unnittelbarer Nachbarschaft des Hüllkastens gelegenen Stäbe zu groß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, das es gestattet, Brenn- oder Brutelernente der beschriebenen Art in einer möglichst geringen Zahl von Arbeitsgängen zu zerlegen, wobei sichergestellt sein soll, daß die Einzelstäbe in diesem Stadium des Prozesses nicht beschädigt werden, um eine Freisetzung der in ihnen enthaltenen Spaltprodukte zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die im kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs genannten Merkmale definiert. Die Lösung geht aus von der Erkenntnis, daß das Element während seines Einsatzes im Kernreaktor über seine Länge verteilt unterschiedlichen Neutronendosen ausgesetzt ist; daraus ergibt sich auch ein unterschiedliches Maß des Schwellens in Bereichen hoher und niedrig»;! Strahlenbelastung. Der Bereich höchster

130022/0264

- -a— 24.453.9

Strahlenbelabtung wird dabei abhängig von der Konfiguration des Reaktors und von der Lage des Elementes im Kernverband etwa auf halber Höhe des Elementes liegen. Wird, wie vorgeschlagen, der Hüllkasten an dieser Stelle durchtrennt, kann sein oberer Teil mit verhältnismäßig geringem Kraftaufwand abgezogen werden, da die aufgeweiteten Abstandshaltergitter aus dem mittleren Bereich nur noch über Stabbereiche gezogen werden müssen, die im Querschnitt weniger stark aufgeweitet sind. Eine Beschädigung der Stabhüllen ist dabei wenig wahrscheinlich.

Die einzelnen Brennstäbe sind am unteren Ende in einer Stabhalteplatte befestigt, die ein Aufschwimmen, der Stäbe im Kühlmittelstrom verhindern soll. Ist die Verbindung der Stäbe mit der Halteplatte kraftschlüssig ausgelegt (wie z. B. in der DE-OS 25 20 233 dargestellt), bereitet das anschließende Herausziehen einzelner Stäbe oder von Gruppen derselben aus der Stabhalteplatte keine besonderen Schwierigkeiten. Ist die Verbindung jedoch formschlüssig, (wie z. B. in der DE-OS 27 21 869) wird das Verfahren durch die im zweiten Anspruch vorgeschlagenen zusätzlichen Schritte ergänzt.

Die im dritten Anspruch vorgeschlagene Maßnahme bietet eine höhere Gewähr dafür, daß die Stäbe selbst beim Aufschneiden des Hüllka^tens nicht beschädigt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestelJt, und zwar zeigt Figur 1 ein Brenn- oder Brutelement als Ganzes im ursprünglichen Zustand,

Figur 2 dasselbe Element nach Durchführung der Verfahrensschritte a) und b) des 1. Anspruchs,

130022/0264

24.453.9

Fiyur 4 in stark vergrößertem Maßstab eine Einzelheit des Elements und

Figur 5 ebenfalls in vergrößertem Maßstab und teilweise aufgebrochen eine weitere Einzelheit desselben. b

Von außen gesehen besteht das Element im wesentlichen aus einem Hüllkasten 1 in Gestalt eines sechseckigen Prismas, einem Fuß 2 fonit dem das Element in einem hier nicht dargestellten Kerntraggitter gehalten wurde) und einem Kopf 3, der zur Handhabung des Elementes so ausgestaltet ist, daß Greifwerkzeuge entsprechende Arbeitsflächen finden (s. Fig. 4). Nach dem Einsatz im Kernreaktor ist das Element etwa in der Mitte durch neutroneninduziertes Schwellen aufgeweitet, da hier der höchste Neutronenfluß zu verzeichnen war. Hier wird auch mittels bekannter, hier nicht dargestellter Schneidwerkzeuge ein erster Unifangsschnitt I angebracht, durch den der Hüllkasten 1 in zwei Teile geteilt wird.

Durch Ziehen an dem zu diesem Zweck ja besonders ausge-

bildeten Kopf 3 wird der obere Teil des Hüllkastens samt den an ihm befestigten Abstandshaltergittern abgezogen, (s. Fig. 2). Falls erforderlich wird anschließend ein zweiter Umfangsschnitt II geführt, mit dem der Fuß abgetrennt wird, um eine Stabhalteeinrichtung 7 zugänglieh zu machen (s.Fig. 3). Die Befestigung der einzelnen Brenn- oder Brutstäbe 4 in dieser Einrichtung wird gelöst, und die Stäbe können dann einzeln oder in Gruppen aus der Platte herausgezogen und z. B. einer hier nicht dargestellten Zerkleinerungsmaschine zugeführt werden. Die Anordnung der Abstandshaltergitter 5 ist aus der Figur 5 ersichtlich. Diese zeigt auch, wie die Abstandshaltergitter 5 über besondere, durch Punktschweißen angeheftete Blechstreifen 6 am Hüllkasten 1 befestigt sind. Die Stäbe 4 sind hier der besseren Übersichtlichkeit wegen weggelassen.

130022/0264

Leerseite

Claims

INTERATOM 24.453.9

Internationale Atonireuktorbau GmbH D-5O6O Bergisch Gladbach 1

Verfahren zum Zerlegen von Brennelementen Ansprüche

^T) Verfahren zum Zerlegen von bestrahlen Brenn- oder Brutelementen aus Kernreaktoren mit Einzelstäben, die in Zellen von Abstandshaltern gehaltert sind, die an einem Brennelernenthüllkasten befestigt sind, mit folgenden S c h r i ·. '.en :
15

a) Der HülIkas ten (1) wird annähernd in der Mitte mittels eines ersa-n Unifangsschnittes (I) in zwei Teile geteil".

k) ^Der obere Te 1 d-js tiüllkastens (1) wird mit den daran befestigt*.*·- /vbstandshaltergi ttern ( 5) von dem BrennstΜΛ> ■- 1 abgezogen.

We/Se 1b. 1 1 . 79

130022/0264

BAD ORIGINAL

- 2 - 24.453.9

c) Die Brenn- oder Brutstäbe (4) werden aus dem unteren Teil des ilüllkastens (1) gezogen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 für Brenn- oder Brutele-

niente mit Stäben, die an ihrem unteren Ende formschlüssig in einer Stabhalteeinrichtung befestigt sind, mit folgenden, zwischen die Schritte b und c einzufügenden Schritten:

'° a) Der Fuß (2) des Brennelementes wird durch einen zweiten Urcfangssschnitt (II) vom Hüllkasten (1) gelöst.

b) Die Verbindung der Brennstäbe (4) zur Stabhalte- ^ einrichtung (7) wird gelöst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 mit folgendem Merkm a J :

a) Der erste Umfangsschnitt (I)erfolgt in einem Bereich des Hüllkastens (1), in dem ein Abstandshaltercitter (5) angeordnet ist.

130Ö22/0264