DE3004252A1

DE3004252A1 - Greiferkopf fuer brennelemente

Info

Publication number: DE3004252A1
Application number: DE19803004252
Authority: DE
Inventors: Friedrich 8700 Würzburg Krieger
Original assignee: GG Noell GmbH
Current assignee: GG Noell GmbH
Priority date: 1980-02-06
Filing date: 1980-02-06
Publication date: 1981-08-13
Also published as: GB2071049A; FR2482353B1; JPS56126594A; FR2482353A1

Description

Gg. Noell GmbH
Schwoinfurtcr Straße 28

8700 Wiirzburg 1

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Greiferkopf für Brennelemente

Es ist bei einer Hubeinrichtung bekannt (deutsche Offenlegungsschrift 2 308 131), schwenkbare Greiferklinken zur Bildung des Greiferkopfes oder auch der Greifvorrichtung für die Brennelemente an einem zylindrischen Greifergehäuse anzulenken. Für die Betätigung des Greiferkopfes ist ein Kraftgerät vorgesehen, das in einem verhältnismäßig kleinen Abstand von den Klinken oben auf dem Greifergehäuse angeordnet und mit joder einzelnen Greifcrklinke durch gesonderte Stangen verbunden ist. Als Träger der Greifergehäuse-Greiferklinken-Einheit ist ein hohler Greiferkörper vorgesehen, der im inneren die Einheit zwischen Anschlägen verschiebbar aufnimmt. Die Verschiebbarkeit dient dazu, zwischen den Anschlägen vorgesehene Sperrorgane für die Klinken in ihrer äußeren und inneren Stellung zu sichern.

Dieser Greiferkopf würde für Konstruktionen, die zwischen den Klinken und deren Kraftgerät lang sind, weniger zweckmäßig sein, weil dann die Klinkenbetätigungsstangen verlängert sein müßten und daher ohne Vorbeugungsmaßnahmen leicht in Schwingungen geraten könnten. Es sind aber Ihiboinrichtungon für Brennelemente bekannt (z.B. deutsche Patentschrift 1 76Ί 176), die aus teleskopisch ineinander verschiebbaren Gliedern bestehen. Hier muß das Innenglied die langen Funktionsstäbe aus den Brennelementen durch den Greiferkopf hindurch hochziehen. Diese Funktion schließt eine möglichst nahe Anordnung des Kraftgerätes an den Greiferklinken aus Platzgründen aus.

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Nachteilig ist bei dem bekannten Greiferkopf ferner, daß sein Horizontalquerschnitt infolge Raumbeanspruchung der einzelnen Stangen verhältnismäßig groß ist und die Sporrorgane für die Klinken schwer zugänglich im inneren der Hubeinrichtung angeordnet sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Greiferkopf einer Hubeinrichtung, der auf seinen Träger (Hubmast) zu verschiebbar ist und mit in lotrechten Ebenen schwenkbaren Greiferklinken für Brennelemente in einem Kernreaktor versehen ist, so auszubilden, daß er platzsparend auch bei toleskopischen Hubeinrichtungen eingesetzt werden kann· Dabei sollen die Teile zur mechanischen Sicherung der Greiferklinken sichtbar angeordnet und gut zugänglich sein.

Ein Vorteil der Erfindung liegt in der Anwendung des Doppelringes, der es ermöglicht, die sämtlichen Greiferklinken nur mit einem Teil, dem drehbaren Teil des Doppelringes, und noch dazu unmittelbar zu bewegen Damit entfallen einzelne Betätigungsstangen für die Klinken, so daß die Konstruktion auf die Entfernung der Klinken von dem Kraftgerät, das das Schließen und Öffnen der Klinken bewirkt und ggf. auch hydraulisch arbeiten kann, nicht mehr empfindlich ist. Damit der Sicherungshebel

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den drehbaren Teil des Doppelringes blockieren kann, muß er in dessen Nähe, d.h. am Ende der Hubeinrichtung, angeordnet sein. Damit ist er während der Funktion gut zu beobachten und bei Störungen Joicht erreichbar.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen begehrt.

Mit der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 wird die Übertragung der Drehbewegung des drehbaren Teils des Doppelringes auf die Greiferklinken mit einfachen Mitteln bewerkstelligt, wobei eine besonders kompakte Form erreicht wird und außer der üblichen Aufhängung der Klinken weitere Gelenke vermieden werden.

Die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 der Erfindung ermöglichen eine einfache und sichere Sperrung bzw. Freigabe des drehbaren Teils des Doppelringes, d.h. der Greiferklinken, unter Verwendung von nur wenigen Teilen. Dies wird u.a. dadurch erreicht, daß der drehbare Teil durch seine Verdrehung, die er für die Betätigung der Klinken ohnehin durchführen muß, eine Lage erreicht, in der der Sicherungshebel in ihm unmittelbar eingreifen kann.

Während die Ausgestaltung des Greiferkopfes nach Anspruch 5 durch eine kugelgelenkartige Aufnahme des Doppelringes es ermöglicht, die Eben der Klinken der Ebone des Brennelementenkopfes anzupassen, gewährleistet die Weiterbildung des Greiferkopfes nach Anspruch 6 die vorteilhafte Anpassung dadurch, daß nach der Kontaktierung des Brcnnelementenkopfes mit-dom Greiferkopf auch ein seitliches Versetzen des letzteren ermöglicht wird.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine für einen Kernreaktor vorgesehene teleskopische

Hubeinrichtung in ausgefahrener Stellung und" in einem Führungsrohr auf einem Brennelement abgesetzt,

Fig. 2 die Hubeinrichtung bei gehobener und in das Führungsrohr

eingezogener Position des Brennelementes,

Fig. 3 die Anordnung des Greiferkopfes am Ende seines mast-

förmigen Trägers,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV - IV in Fig. 3,

Fig. 5 die gelenkige Lagerung des Doppelringes bei Offenstellung

der Greiferklinken,

Fig. 6 eine Einzelheit des Doppelringes bei geschlossenen

Greifc-rklinken,

Fig. 7 eine andere Ausführung und Anordnung des Greiferkopfes

am Ende seines mastförmigen Trägers,

Fig. 8 eine andere Antriebsart der Greiferklinken in Seitenansicht und

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Fig. 9 eine Draufsicht der Fig. 8.

Aus einer kerntechnischen Anlage sollen Brennelemente 1 in ein höher gelegenes und entferntes Lagergestell 2 oder umgekehrt umgesetzt werden. Zu diesem Zweck ist nach Fig. 1 und 2 eine Teleskopeinheit vorgesehen, die aus einem Hubmast 3 als Außenglied mit einem Greiferkopf 4 für die Brennelemente 1 und einem Stabgreifer 5 als Innenglied für Funktionsstäbe, wie Regelstäbe oder Blindstäbe, innerhalb der Brennelemente 1 besteht. Die Glieder der Teleskopeinheit sind in einem Führungsrohr 6 verfahrbar und in ihrem oberen Bereich bei zuscimmengeschoboner Stellung (wie dargestellt) lösbar miteinander verbunden.

Beim Lösen der Verbindung können die Funktions stäbe (nicht dargestellt) durch den Greiferkopf 4 hindurch in den Hubmast 3 eingezogen werden» Das Erwähnen dieser Funktion soll lediglich verdeutlichen, daß der Hubmast 3, der als Träger des Greiferkopfes 4 dient, innen in seiner überwiegenden Länge durch Funktions stäbe besetzt werden kann, wenn ein unterer Ansatz 7 am Stabgreifer 5 gegen einen oberen Steg 8 im Hubmast 3 anschlägt und die gezogenen Führungsstäbe und der um sie herum liegende Hubmast 3 gemeinsam gehoben werden. Dieser Hubvorgang schließt aus, daß ein Antriebsaggregat ohne Vergrößerung der Breitenmaße der Hubeinrichtung unterhalb des Steges 8 zu dem Zweck angeordnet ist, Greiferklinken 9 (Fig. 5 und 6), die am Greiferkopf 4 zum Fassen der Brennelemente 1 angelenkt sind, zu betätigen.

Der Greiferkopf 4 am unteren Ende des Hubmastes 3 besteht nach den Fig. 3 - 6 im wesentlichen aus einem Gestell 10 und einem daran kugelig bewegbaren Doppelring 11, der die in Aufnahmeöffnungen 12 des ßrenn-

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elementes 1 einfahrbaren Greiferklinken 9 betätigt. Das Gestell 10 weist einen Flansch 13 auf, von dem nach unten und zu der Ringmitte hin weisend Rippen 14 abgehen, die entsprechend der kugeligen Aufnahme des Doppelringes 11, genauer gesagt dos drohfosten Teiles 15 dieses Doppelringes 11, ausgebildet sind. Die Außenkanten 16 der Rippen 14 bilden Anschläge für den drehfesten Teil 15, so daß der Doppelring 11 insgesamt um 2 taumeln kann, um sich der ggf. verbogenen Auflagefläche des Brennelementes 1 anzupassen.

Das Gestell 10 ist mit dem Hubmast 3 mittels längerer Führungsbolzen 17 verschiebbar verbunden, die den Flansch 13 durchsetzen und beim Verschieben führen und gegen deren Kopf der Flansch 13 mit Hilfe von Druckfedern 18 verspannt ist.

Effektiv wird die harnmerförmige Greiferklinke 9 durch einen drehbarer Teil 19 des Doppelringes 11 betätigt. Dazu ist die Greiferklinke 9 mit ihrem Stielende oberhalb des Doppelringes 11, mit ihrem Kopf 20 hängend und den drehbaren Teil 19 durchsetzend, angelenkt. Während der Vorderteil 21 des Kopfes 20 beim Verschwenken die Verbindung mit dem Brennelement 1 herstellt, dient sein Hinterteil 22 zum Tragen eines hochragenden Stiftes 23, der in eine Kulissennute 24 an der nach unten weisenden Stirnseite des drehbaren Teiles 19 eingreift. Entsprechend der in Fig. 5 gezeichneten Offenstellung der Greiferklinken 9, von denen gemäß Fig. 4 gleichmäßig verteilt insgesamt vier vorhanden sind, verlaufen die Kulissennuten 24 entgegen Uhrzeigersinn von außen nach innen zur Ring mitte hin. Führt der drehbare Teil 19 nun iin Uhrzeigersinn eine Toildrolning aus, werden die G reif erklink cn 9 gemäß Fig. 6 in die Schließstellung gezwungen.

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Als Antrieb dient entweder ein mit einer Innenverzahnung des drehbaren Teils 19 kämmendes Ritzel 25 oder - wie die Fig. 8 und 9 zeigen - ein Verstellzylinder 26, dessen Betätigungsende mit einem Arm 27 des drehbaren Teiles 19a des Doppelringes 11a verbunden" ist.

In den Rndstellungen ist der drehbare Teil 19 durch einen ortsfesten, jedoch vor schwenkbaren Sicherungshebel 28 des drehfeston Teils 15 mit dem letzteren verbunden. Dazu sind Schlitze 29 und 29a vorgesehen, in die der Sicherungshebel 28 mittels einer an einem Arm 30 angreifenden Feder 31 eindringt. Der Sicherungshebel 28 arbeitet mit einem Stößel 32 zusammen, der in dem Hubmast 3 in der vertikalen Richtung federnd und mit einem Nachlauf versehen,angeordnet ist. Die Endstellungen des Sicherungshebels 28 und der Greiferklinken 9 sind durch Schalter 33 bzw. 34 abgegriffen, die die Greiferklinken 9 in den Endstellungen elektrisch sichern und deren Funktion hier nicht mehr erläutert werden soll.

Gemäß Fig. 7 hat ein Doppelring 11b Höhlräume 35 für die Weiteraufnahme der Köpfe 36 von in dem Hubmast 3 geführten Bolzen 17a, damit sich der Doppelring 11 b der ggf. durch Hitzewirkung geneigten Auf-Ingofläche dos Brennelementes 1 anpassen kann. Die Hohlräume 35 erlauben in gewissen Grenzen auch eine seitliche Versetzung des Doppelringes 11b. Ähnlich zu den Fig. 3 und 5 sind zwischen dem Doppelring 11b und dem Hubmast 3 Federn um die Bolzen 17a gespannt, die pro Einheit in eine längere, stärkere Druckfeder 18a und in eine kürzere, schwächere Druckfeder 18b aufgeteilt sind. Dazwischen liegt ein Bund 37 des Bolzens 17a. Bei Kontaktierung des Doppelringes 11b mit dem Brennelement 1 werden zuerst die Druckfeder 18b zusammen-

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gedrückt. \\^rird nun die Mastbewegung nach unten infolge einer Störung nicht unterbrochen, so sprechen sicherheitshalber auch die Druckfeder 18a bei gleichzeitiger Verschiebung der Bolzen 17a nach oben an, wodurch eine Notabschaltung der Einrichtung bewirkt wird.

Beim Ilorabsenkon der Hubeinrichtung sind der Greiferkopf 4 und dor Hubmast 3 z.B. mittels der Druckfedern 18 bis zum Anschlag auseinandergespreizt, und die Greiferklinken 9 befinden sich in Offen stellung, zumal sie lastlos sind. In diesem Zustand sind sie über den drehbaren Teil 19 des Doppelringes 11 durch den in den Schlitz 29 eingreifenden Sicherungshebel 28 mechanisch gesichert.

Beim Aufsetzen des Greiferkopfes 4 auf ein Brennelement 1 und Weiterfahrt der Einrichtung nach unten schwenkt der mit Nachlauf versehene Stößel 32 den Sicherungshebel 28 aus dem Schlitz 29 heraus, worauf der Hubmast 3 auf einen Anschlag 38 de,- Führungsrohres 6 aufsitzt und der Hub abgeschaltet wird.

Beim Einleiten des Ziehens eines Brennelementes 1 bewegt das Ritzel 21 den drehbaren Teil 19, und die G reif er klinken 9 fahren in die Aufnahmeöffnungen 12 des Brennelementes 1 hinein. Der anschließende Hebevorgang läßt zuerst den Sicherungshebel 28 in den Schlitz 29a einschwenken und dadurch die Greifelemente blockieren, bevor das Brennelement 1 gehievt wird.

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I NACH3£REICHT Patentansprüche:

1. Auf scuiiGn Träger (Hubmast) hin verschiebbarer Greiferkopf coiner Hubeinrichtung mit in lotrechten Ebenen schwenkbaren Greiferklinken für Brennelemente in einem Kernreaktor, dadurch gekennzeichnet , daß der Greiferkopf (4) einen waagerechten Doppelring (ll) enthält, dessen einer Teil (19) gegenüber dem drehfesten, einen Sicherungshebel (28) und die Greiferklinken (9) aufweisenden, anderen Teil (15) verdrehbar ist und die Drehbewegung zwischen den durch den Sicherungshebel blockierten Endstellungen auf die Greiferklinken (9) überträgt.

2. Greiferkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferklinken (9), die eine umgekehrte T-Form aufweisen und mit schwenkbarem Kopf (20) den Doppelring (ll) nach unten übertragen, mit dem Vorderteil (21) des Kopfes in Aufnahmeöffnungen (12) des Brennelementes (l) einfahrbar sind und auf dem Hinterteil (22) jeweils einen Stift (23) als Kulissenstein tragen, die von unten in mit ihrem Verlauf zu der Ring mitte hin versetzte Kulissennuten (24) im drehbaren Teil (l9) des Doppelringes eingreifen.

3. Greiferkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Sicherungshebel (28) in den Endstellungen des drehbaren Teils (19), die durch die Länge der Kulissennuten (24) bedingt sind, bei Bewegung des Greiferkopfes (4) und seines Trägers (Hubmast 3) voneinander in eine der dort vorgesehenen Schlitze (29 oder 29 a) unter der Last einer Feder (31) einschwenkt.

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4. Greiferkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lösen des Sicherungshebels (28) ein fedcrbelastcter und im Hubmast (3) vertikal verschiebbarer Stößel (32), bei Bewegung des Hubmastes auf den Greiferkopf (4) zu, an einem Arm des Sicherungshebels angreift.

5. Greiferkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß er außer dem Doppelring (ll) im wesentlichen noch aus einem Gestell (lO) besteht, das mittels Druckfedern (18) gegen das Ende des ortsfesten Führungsbolzen (17) des Hubmastes (3) verspannt ist und mit von einem Flansch (13) rotationssymmetrisch nach unten erstreckenden Rippen (14), den drehfesten Teil (l5) des Doppelringes kugelgelenkartig aufnimmt.

6. Greiferkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der drehfeste Teil (15) des Doppelringes (ll) das Ende von verschiebbaren Führungsvolzen (17a) des Hubmastes (3) in Hohlräumen (35) mit radialem Spiel aufnimmt, wobei zwischen einem Bund (37) jedes Führungsbolzens und dem drehfesten Teil bzw. dem Hubmast Druckfedern (18 a bzw. 18 b) eingespannt sind.

7. Greiferkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelringseitige Druckfeder (18 b) schwächer ist, als die hubmastseitige Druckfeder (18 a).

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