DE3006556A1

DE3006556A1 - Kabelhandhabungssystem fuer kernreaktoren

Info

Publication number: DE3006556A1
Application number: DE19803006556
Authority: DE
Inventors: Robert O Crosgrove; Elmer M Larson; Edward Moody
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1979-02-21
Filing date: 1980-02-21
Publication date: 1980-09-04
Also published as: FR2449949B1; JPS55149899A; US4330368A; JPH0618456B2; FR2449949A1; CA1132727A

Description

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ROCKWELL IWTERNATIONAL CORPORATION El Segundo, California, USA

Kabelhandhabungssystem für Kernreaktoren

Die Erfindung betrifft ein Kabelhandhabungssystem und insbesondere ein solches System für bestimmte Typen von Kernreaktoren, insbesondere für einen Kernreaktor mit einer Anordnung von Drehscheiben, z.B. für einen schnellen Brüter mit flüssigem Metall (LMFBR).

Ein typischer Reaktor dieser Art umfaßt eine Vielzahl von Betriebskomponenten innerhalb eines verschlossenen Gefäßes. Dabei handelt es sich z.B. um den inneren Kern sowie um die darüber angeordnete Innenstruktur oder den Instrumentenbaum sowie ferner um ein internes Hebezeug für die Brenn-

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elemente, insbesondere für den Transport der Brennelementanordnungen in den Kern und aus dem Kern heraus. Das Gefäß selbst umfaßt eine Anordnung von drehbaren, horizontalen Scheiben, welche bestimmte Positionierfunktionen innerhalb des Gefäßes erfüllen einschließlich einer Bewegung des Hebezeugs an verschiedenen Arbeitspunkten. Der Reaktor erfordert ferner Verbindungen zwischen internen Stellen innerhalb des Gefäßes, insbesondere des Instrumentenbaums, und einer externen Stelle für die Zwecke der Energieversorgung, der Instrumentierung und für Servicezwecke, derart, daß bestimmte innere Komponenten mit bestimmten externen Komponenten verbunden sind.

Bei einer speziellen Bauart dieser Reaktoren, nämlich der LMFBR-Reaktoren, umfaßt die Anordnung von Drehscheiben drei horizontal angeordnete, kreisförmige Drehscheiben, welche um ihre jeweiligen vertikalen Achsen drehbar sind. Diese Drehscheiben umfassen eine äußere Drehscheibe, nämlich die größte der drei Drehscheiben, sowie eine mittlere Drehscheibe, welche exzentrisch innerhalb der äußeren Drehscheibe angeordnet 1st, und eine innere Drehscheibe, welche wiederum exzentrisch innerhalb der mittleren Drehscheibe angeordnet ist. Das innere Brennelement-Hebezeug ist an der Unterseite der inneren, kreisförmigen Drehscheibe befestigt und erstreckt sich von dieser abwärts. Durch Drehung der drei Drehscheiben entweder einzeln oder in unterschiedlichen Kombinationen, und zwar entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn, kann das Hebezeug entlang gerader Linien und/oder entlang gekrümmter Linien zwischen verschiedensten Punkten innerhalb des Reaktorgefäßes be« wegt werden. Dabei ergeben sich jedoch Probleme dadurch, daß eine Vielzahl von Verbindungen mit den Komponenten innerhalb des Gefäßes erforderlich ist, und zwar zum Zwecke der Stromversorgung, der Instrumentierung und der Bedienung. Insbesondere muß der Instrumentenbaum mit zuvor fo©~

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schriebenen externen Komponenten verbunden werden. Diese Verbindung wird durch die Drehung der Scheiben wesentlich kompliziert.

Ein bekanntes Verfahren zur Behebung dieser Schwierigkeiten bestand in der Trennung der verschiedenen Verbindungen (elektrische Kabel und/oder Strömungsmedium führende Schläuche oder Rohre) zwischen den internen und externen Komponenten während der Drehung der Scheiben. Dies muß natürlich äußerst zuverlässig erfolgen, und man muß daher absolut sicherstellen, daß alle Kabel jeweils vollständig verbunden oder getrennt sind. Dies ist äußerst zeitaufwendig und teuer.

Es sind auch bereits einige Vorschläge gemacht worden zur Aufrechterhaltung der Verbindungen zwischen den internen und externen Komponenten während der Drehung der Drehscheiben, so daß die beschriebenen, zeitaufwendigen und teuren Maßnahmen eliminiert werden können. Bei einem solchen Vorschlag wird ein Kabelhalterungssystem verwendet, welches auf den Drehscheiben sitzt und den Ring zwischen benachbarten Drehscheiben überspannt. Dieses System verwendet im Handel erhältliche Bauteile, und zwar insbesondere einen Kabel enthaltenden Rollkettengürtel-Mechanismus, welcher auf den Drehscheiben ruht und den Ring zwischen den Drehscheiben überspannt. Hierdurch wird jedoch der Bereich über dem Reaktorgefäß in erheblichem Maße verbaut, wodurch der Austausch der Dichtung zwischen den rotierenden Scheiben erheblich kompliziert wird.

Die vorliegende Erfindung eliminiert das zeitaufwendige und teure Unterbrechen und erneute Verbinden der Kabel zwischen den internen und externen Reaktorkomponenten. Erfindungsgemäß wird ein Kabelhandhabungssystem geschaffen, welches keine Trennung der Kabel während der Drehung der

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verschiedenen Drehscheiben erfordert. Andererseits wird durch das erfindungsgemäße Kabelhandhabungssystem die Fläche über den rotierenden Scheiben nicht verbaut. Ferner wirftdas erfindungsgemäße Kabelhandhabungssystem keine Probleme hinsichtlich des Austausches der Dichtungen auf. Ferner ist das erfindungsgemäße Kabelhandhabungssystem relativ unkompliziert hinsichtlich seines Aufbaus und zuverlässig im Gebrauch. Bei einer bevorzugten AusfUhrungsform wird eineim Handel erhältliche, ein Kabel enthaltende Drehgürtel- oder Rollgürteleinrichtung verwendet. Diese sind im Handel unter der Bezeichnung "Aero-trak" (hergestellt durch Aero-Motive Manufacturing Company) sowie unter der Bezeichnung "Powertrak" (hergestellt durch Gleason, ein Unternehmen der Maysteel Corporation) erhältlich.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kabelhandhabungssystem für einen Kernreaktor des oben beschriebenen allgemeinen Typs zu schaffen, mit dem während der Rotation der Drehscheibenanordnung des Reaktors eine Trennung der Verbindungen zwischen internen Komponenten und externen Komponenten des Reaktors vermieden werden kann.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kabelhandhabungssystem zu schaffen, durch das der Raum über der Scheibenanordnung des Reaktors nicht in hohem Maße verbaut wird und welches die Arbeit des Austauschens der Dichtungen nicht in erheblichem Maße kompliziert.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kabelhandhabungssystem zu schaffen, welches relativ unkompliziert aufgebaut ist und zuverlässig im Gebrauch ist.

Das erfindungsgemäße Kabelhandhabungssystem umfaßt eine sich in vertikaler Richtung erstreckende Trommel, welche auf der Oberseite einer der rotierenden Scheiben befestigt

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ist und sich von dieser nach oben erstreckt, und zwar insbesondere von dem Mittelpunkt derselben. Vorzugsweise handelt es sich dabei um die vorerwähnte mittlere Drehscheibe. Bei diesem System erstreckt sich ein erster Abschnitt der Kabel (für Stromzufuhr, Instrumentierung und Service einschließlich elektrischer Kabel und Kabel für Strömungsraedien) zwischen bestimmten Komponenten innerhalb des Gefäßes, z.B. zwischen dem vorerwähnten Instrumentenbaum und einem feststehenden Anschlußkasten an der Basis der Trommel. Sodann erstreckt sich dieser Abschnitt durch die Trommel bis zu einem festen Trommelpunkt am oberen Ende des Turms. * Ein zweiter Abschnitt der Kabel (und ein Abschnitt des vorerwähnten Rollgürtels) erstreckt sich zwischen dem Punkt auf der Trommel und einem entfernten, externen Punkt derart, daß der Abstand zwischen diesen beiden Punkten je nach der Bewegung der Drehscheibe und der Trommel variiert. In dieser Hinsicht muß die Konfiguration des zweiten Kabelabschnitts derart gewählt werden, daß diese Änderung des Abstands bei der Drehung der Drehscheiben kompensiert wird. Darüberhinaus sind zum Zwecke der Kompensation der Drehscheibendrehung Kabelhalteeinrichtungen (der beschriebene Rollgürtelmechanismus) vorgesehen, welche das Kabel derart unterstützen, daß dieses zusammen mit der Trommel bewegt werden kann, wobei ein Segment des" Kabels rund um die Trommel aufigewiekelt oder von dieser abgewickelt wird, je nach der Drehbewegung der Trommel und deren Drehscheibe.

Bei der Mehrzahl (normalerweise etwa 5/6) der Brennelementhandhabungsoperationen innerhalb des Reaktorkerns verbleibt das entfernte Ende des Rollgürtelmechanismus an einer Stelle. Die Drehung und Relativbewegung wird kompensiert durch Aufrollen auf die Trommel oder durch Abrollen von dieser Trommel und/oder durch axiale Bewegung einer radialen Schleife. Für den verbleibenden Teil der Operation (etwa 1/6) innerhalb des Kerns gerät der Brennelement-Hebezeug-

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turm in Kollision mit dem Rollgürtelmechanismus, falls letzterer nicht wegbewegt wird. Zu diesem Zweck ist ein Schlitten vorgesehen, welcher tangential nach einer Seite oder nach der anderen Seite, weg von einer Mittellinie, bewegt werden kann, so daß der RollgürteImechanismu3 ebenfalls wegbewegt werden kann. Nun kann das Brennelement-Hebezeug die Mittellinie von beiden Seiten erreichen, Jenach einer Drehung der Drehscheiben im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn.

Die Erfindung wird in den Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Teils eines Kernreaktors des oben beschriebenen allgemeinen Typs mit dem erfindungsgemäßen Kabelhandhabungssystem;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Kabelhandhabungssystems in einer Betriebsposition, speziell in der in Fig. 1 gezeigten Betriebsposition;

Fig. 3 einen Teil des erfindungsgemäßen Kabelhandhabungssystems in einer perspektivischen Ansicht ähnlich derjenigen der Fig. 2, jedoch in einer zweiten Betriebsposition;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Teils des erfindungsgemäßen Kabelhandhabungssystems in einer dritten Betriebsposition; und

Fig. 5a bis 5d Draufsichten zur schematischen Darstellung der Bewegung des erfindungsgemäßen Kabelhandhabungssystems gemäß Fig. 1, ansprechend auf die Bewegung einer drehbaren Scheibenanordnung.

In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder sich entsprechende Bauteile. Fig. 1 zeigt einen mit flüssigem Metall arbeitenden schnellen Brutreaktor 10. Dieser Reaktor umfaßt ein sich horizontal erstreckendes Deck

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12 direkt über einem vertikal herabhängenden Reaktorgefäß 14. Der Reale tor umfaßt ferner eine Anzahl von inneren Komponenten, d.h. Komponenten, welche im Inneren des Gefäßes 14 untergebracht sind. Diese Komponenten umfassen einen Reaktorkern 16, eine obere Innenstruktur oder einen oberen inneren Instrumentenbaum 18, welcher in der normalen Betriebsposition direkt über dem Kern angeordnet ist; sowie ein Hebezeug 20, welches sich sowohl im Inneren des Gefäßes als auch außerhalb des Gefäßes erstreckt; und schließlich eine Schienenanordnung 22 für den Transport von Brennelementanordnungen, welche nicht gezeigt sind, und zwar in das Reaktorgefäß und in den Reaktorkern hinein bzw. hinaus. Diese Innenkomponenten sowie andere Innenkomponenten sind üblicher Art und werden daher im folgenden nicht näher erläutert.

Wie bereits erwähnt, ist es von Zeit zu Zeit erforderlich, das Hebezeug 20 an verschiedene Stellen innerhalb des Gefäßes 14 zu bewegen, so daß es verschiedene Funktionen erfüllen kann, einschließlich einer Überführung von Brennelementanordnungen zwischen dem Kern 16 und d er Schienenanordnung 22. Dies gelingt mit Hilfe einer Anordnung von drehbaren Scheiben 24 über dem Gefäß in Deck 12. Diese Scheibenanordnung 24 ist relativ zu anderen Komponenten des Reaktors vergrößert dargestellt. Sie umfaßt drei sich in horizontaler Richtung erstreckende, kreisförmige Scheiben, nämlich eine äußere Scheibe 26, welche die größte der drei Scheiben ist, sowie eine mittlere Scheibe 28, welche exzentrisch vollständig innerhalb der Scheibe 26 angeordnet ist, und schließlich eine innerste Scheibe 30, welche exzentrisch und vollständig innerhalb der Scheibe 28 angeordnet ist. Alle drei Scheiben sind in üblicher Weise derart angeordnet, daß sie um ihre Jeweiligen Achsen 1, 2 und 3 drehbar sind. Ferner sind nichtgezeigte, übliche Einrichtungen für die Drehung dieser Scheiben vorgesehen,

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derart, daß diese entweder einzeln oder in spezifischen Kombinationen drehbar sind, so daß das Hebezeug 20 nach Wunsch positioniert werden kann.

Soweit bisher beschrieben, hat der Reaktor 10 eine übliche Bauart. Er umfaßt weitere übliche Komponenten innerhalb des Gefäßes 14 sowie übliche Komponenten außerhalb des Gefäßes. Ferner erfordert der Betrieb des Reaktor insgesamt Verbindungen für die Energiezufuhr, die Instrumentierung und die Bedienung. Diese Verbindungen können elektrische Verbindungen oder Strömungsmedium führende Verbindungen sein. Sie erstrecken sich zwischen inneren Komponenten im Inneren des Gefäßes und externen Komponenten. Sie verbinden eine Vielzahl der inneren Komponenten mit einer Vielzahl der äußeren Komponenten* I« ^Ag. 1 sind die Verbindungen in Form von Kabeln für die Energiezufuhr, die Instrumentierung und die Bedienung gezeigt, welche allgemein mit 32 bezeichnet sind. Sie stehen in Wirkverbindung mit dem Instrumentenbaum 18 (und anderen inneren Einrichttangen) und einer externen Stelle. Wie man aus Fig. 1 erkennt, erstrecken sich diese Kabel durch eine exzentrisch angeordnete Öffnung 33 in der Zwischenscheibe 28 aus dem Gefäß 14 heraus. Wie weiter unten näher erläutert, umfaßt der Reaktor 10 ferner ein Kabelhandhabungssystem 3^ gemäß vorliegender Erfindung, welches dazu dient, diese Kabel mit vorbestimmten, externen Stellen zu verbinden, und zwar durch eine Reihe von Kabelabschnitten, deren jeder aus einer Gruppe von verschiedenen, einzelnen Kabelsegmenten bestehen kann, welche .jedoch bei einer bevorzugten Aus~ führungsform eine gleichbleibende oder kontinuierliche Länge haben.

Wie man am besten aus Fig. 1 erkennt, umfaßt das System 3^ einen vertikalen Turm 35, welches* fest mit <i©r Obers©.!⁴·© der Scheibe 28 verbunden ist iml sic'i "/wfcikai von clis^sif

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nach oben erstreckt, und zwar koaxial hierzu. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt dieser Turm einen Endkasten (nicht dargestellt) an der Basis und eine große, zylindrische Trommel 36 am oberen Ende. Wie man ferner aus dieser Figur erkennt, umfaßt die Gesamtlänge der Kabel 32 für Stromzufuhr, Instrumentierung und Bedienung, welche sich zwischen den inneren Komponenten des Reaktors und den externen Komponenten erstrecken, einen ersten Abschnitt 32a, welcher sich durch einen exzentrischen Durchgang 33 und durch den vorerwähnten Endkasten an der Basis des Turms 35 bis zu einem festen Endpunkt 38 am Umfang der Trommel 36 erstreckt. Der Endpunkt 38 befindet sich genau gesprochen am feststehenden Ende eines Kabelmechanismus 72, welcher teilweise um die Trommel 36 gewickelt ist und im folgenden beechrieben werden soll. Unabhängig von der Drehung der drei Drehscheiben 26, 28 und 30 ist somit der Endpunkt 38 stets relativ zum Durchgang 33 fixiert, so daß somit auch der Kabelabschnitt 32a relativ zum Endpunkt und zur Scheibe 28 fixiert ist. Auf diese Weise ist es relativ einfach, diesen Kabelabschnitt zwischen dem Durchgang 33in der Scheibe 28 und dem Endpunkt 38 zu handhaben. Hierzu wird nämlich der Kabelabschnitt entweder durch den Durchgang 33» wie gezeigt, geführt oder ein gesonderter Kabelunterabschnitt wird auf der Oberseite der Scheibe vorgesehen sowie ferner ein gesonderter Kabelunterabschnitt auf der Unterseite, wobei eine geeignete Verbindung der Enden bewerkstelligt wird. Die Handhabung der verbleibenden Kabelabschnitte der Kabel 32 ist komplizierter. Diese Handhabung wird Jedoch durch das erfindungsgemäße Handhabungssystem 3^ vereinfacht und zuverlässig gemacht. Dies soll im folgenden beschrieben werden.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 die verbleibenden Komponenten des gesamten Kabelhandhabungssystems erläutert. Wie man aus Fig. 2 er-

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kennt, umfaßt dieses System ferner eine sich horizontal erstreckende, langgestreckte, starre Schiene 40 mit einem Innenkanal 42, welcher sich nach unten öffnet, d.h. in einen sich entlang der Unterseite erstreckenden Schlitz öffnet. Ein Ende dieser Schiene ist mit dem oberen Ende der Trommel 36 verbunden, und zwar mit Hilfe eines Drehstiftes 44 oder mit Hilfe einer anderen Einrichtung, welche eine freie Drehbewegung der Trommel um ihre eigene Achse relativ zur Schiene erlaubt, wie dies durch den Pfeil 46 dargestellt ist. Das andere Ende der Schiene 40 ist frei. Es umfaßt jedoch einen Endabschnitt 48, welcher in einer unten zu beschreibenden Weise durch eine Schienenhalterungsanordnung 50 unterstützt wird. *>

Die Schienenhalterung 50 umfaßt ein Gleithalterungsbauteil 52 mit einem Durchgang 54 für die verschiebbare Aufnahme des Endabschnitts 48 der Schiene 40. Die Gleithalterung ist drehbar am oberen Ende einer sich vertikal erstreckenden Kettenführung 56 befestigt. Diese Kettenführung 56 umfaßt einen sich in vertikaler Richtung erstreckenden Durchlaß 58, dessen Funktion weiter unten näher erläutert wird. Die Kettenführung wiederum ist fest auf der Oberseite eines Schlittens 60 befestigt. Dieser ist Teil eines traversen Mechanismus 62. Dieser dient dazu, die Schienenhalterung 50 zwischen zwei extremen Positionen und einer mittleren Ruheposition zu bewegen, so daß die Schiene 40 zwischen zwei extremen Positionen und einer mittleren Ruheposition verschwenkt werden kann. Es soll im folgenden jedoch zunächst angenommen werden, daß der Schlitten 60 in einer der extremen Positionen gemäß Fig. 2 feststeht. Man erkennt, daß die Halterung 50 die Schiene 40 derart unterstützt, daß diese sich geradlinig gemäß dem Doppelpfeil vor- und zurückbewegen kann sowie um die Kettenführung gedreht werden kann, wie durch den Doppelpfeil 66 angedeutet .

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Wie erwähnt, umfaßt der traverse Mechanismus 62 einen Schlitten 60. Dieser ist auf oder in einer zweckentsprechenden Schiene 68 gelagert, so daß er zwischen der in Fig. 2 gezeigten extremen Position und zwei extremen Positionen bewegt werden kann, deren eine die in Fig. 4 gezeigte zweite extreme Position ist. Die Konfiguration der Schiene 68 und die extremen Positionen des Schlittens 60 gemäß den Fig. 2 und 4 werden ausgewählt, um die Schiene 40 um die Achse der Trommel 36 zu verschwenken, und zwar zwischen zwei vorbestimmten extremen Positionen und der normalen Ruheposition. Der Schlitten 60 kann einfach innerhalb einer U-förmigen Schienenkonfiguration angeordnet sein und sich auf zweckentsprechenden Rädern bewegen. Es können jedoch auch andere Konfigurationen gewählt werden, z.B. sich longitudinal erstreckende Führungsschienen, auf denen der Schlitten gleiten kann. Für die Bewegung des Schlittens oder Wagens 60 zwischen den extremen Positionen kann ein allgemein mit 70 bezeichneter Antrieb mit Rädern oder einer Kolben-Zylinder-Anordnung vorgesehen sein.

Ferner umfaßt das erfindungsgemäße Kabelhandhabungssystem 34 einen langgestreckten Kettenmechanismus 72, welcher identisch sein kann mit dem vorerwähnten "Povrertrak"-Mechanismus oder "Aero-trak"-Mechanismus. Dieser Kettenmechanismus 72 umfaßt einen zweiten Abschnitt 32b der Kabel 32. Dieser Kabelabschnitt und ein Ende des Mechanismus 72 sind fest mit der Trommel 36 an der Stelle 38 verbunden und teilweise um diese herumgewickelt. Der Kabelabschnitt 32b bildet die Fortsetzung des vorerwähnten Kabelabschnitts 32a oder er ist zumindest mit diesem verbunden. Wenn es sich um gesonderte Kabelabschnitte 32a und 32b handelt, so ist eine zweckentsprechende Verbindung vorgesehen. Im Falle von elektrischen Kabeln handelt es sich dabei um übliche elektrische Anschlußelemente. Im Falle von hohlen, rohrförmigen Kabeln handelt es sich dabei um Ventile. Das

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freie Ende des Kettenmechanismus 72 und das freie Ende des Kabelabschnitts 32b sind an einem externen, entfernten Anschluß 74 an der abgewandten Seite des Schlittens 60 angeordnet.

Wie man aus Fig. 2 erkennt, kann der Kettenmechanismus 72 in zwei Abschnitte unterteilt sein, nämlich einen Abschnitt 72a und einen Abschnitt 72b. Der Abschnitt 72a ist in vertikaler Richtung abgeflacht oder ausgedehnt und erstreckt sich durch die Öffnung 58 in der Kettenführung 56. Der Abschnitt 72b ist mit dem Abschnitt 72a durch ein zweckentsprechendes Verbindungsglied 72c verbunden. Er ist in horizontaler Richtung abgeflacht oder gedehnt und auf der hinteren Seite der Kettenführung 56 angeordnet. Aus weiter unten zu erläuternden Gründen ist der Abschnitt 72a und der darin untergebrachte Kabelabschnitt 32b in einer parallel zur Schiene 40 verlaufenden Richtung sowie relativ zur Schiene 40 gemäß dem Doppelpfeil 76 vor- und zurückbewegbar. Dies wird erreicht durch Verbinden des Abschnitts 72a mit der Schiene durch eine Anzahl von mit Abstand voneinander angeordneten T-Stangen 78. Gemäß Fig. 2 erstrecken sich diese T-Stangen von dem Kettenabschnitt 72a, mit denen sie verbunden sind, aufwärts in den Kanal 42 hinein, während die Querstangen verschiebbar in diesem vorerwähnten Kanel 42 gelagert sind. Der Kettenabschnitt 72b und der darin untergebrachte Bereich des Kabelabschnitts 32b sind auf der hinteren Seite der Führung 56 und des Schlittens 60 gebogen oder gekrümmt. Dieser Kettenabschnitt 72b ist im Verlauf der geradlinigen Bewegung des Kettenabschnitts 72a frei vor- und zurückbiegbar.

Ferner umfaßt das erfindungsgemäße Kabelhandhabungssystem 34 einen zweiten Kettenmechanismus 80, welcher entweder mit dem Kettenabschnitt 72a oder mit dem Kettenabschnitt 72b üdentisch sein kann.

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Dieser Kettenmechanismus 80 enthält einen dritten Kabelabschnitt 32c. Ein Ende des Kettenabschnitts 80 ist fest mit der Rückseite des Schlittens 60 verbunden. Am Schlitten 60 sind zweckentsprechende Einrichtungen vorgesehen für eine Verbindung des Kabelabschnitts 32c mit dem Kabelabschnitt 32b, wenn beide Kabelabschnitte gesondert ausgeführt sind. Alternativ kann der Kabelabschnitt 32c auch die Fortsetzung des Kabelabschnitts 32b bilden. Auf der anderen Seite erstrecken sich der Kabelmechanismus 80 und der Kabelabschnitt 32c bis zu einer zweiten externen, entfernten Anschlußstelle auf der Unterseite der Schienen 68 (Fig. 2). Von hier können sich die verschiedenen Kabel in der Richtung eines vierten Abschnitts 32d erstrecken oder sie können in verschiedenen Richtungen weiterverlaufen, je nach dem Ort der externen Reaktorkomponenten, zu dem sie schließlich hinführen müssen.

Im folgenden soll die Arbeitsweise des Kabelhandhabungssystems erläutert werden. Die Kabelabschnitte 32b und 32c werden unabhängig von der Position der Trommel 36 und unabhängig von dem Anschlußpunkt 38 auf der Trommel geordnet gehalten, natürlich innerhalb eines begrenzten Bewegungsmusters. Im folgenden wird auf die Fig. 5a bis 5d in Verbindung mit den Fig. 2 bis 4 Bezug genommen. Fig. 5a zeigt einen Zustand, bei dem die drei Scheiben 26, 28 und 30 die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Anordnung haben. Der Durchgang 33 in der Scheibe 28 liegt auf einer Linie zwischen der Kettenführung 56 und der Trommel 36. Die Anschlußstelle 38 ist von der Gleitführung 52 und der Kettenfüh- . rung 56 etwas verdreht angeordnet. Man erkennt, daß in diesen Positionen der größte Teil des Abschnitts 72a des Kettenmechanismus 72 auf der der Trommel zugewandten Seite der Kettenführung 56 liegt und daß nur ein Teil dieses Kettenabschnitts um die Trommel herumgewickelt ist. Es ist in dieser Beziehung erwünscht, einen ausreichenden Teil des

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Kettenabschnitts um die Trommel herumgewickelt zu halten, derart, daß die Umwicklung in einer einzigen Richtung verläuft, unabhängig von dem Betriebszustand des Gesamtsystems, d.h. unabhängig von der Drehrichtung der Trommel im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn. Wenn z.B. gemäß Fig. 2 die Trommel im Uhrzeigersinn gedreht wird, so wirdder ursprüngliche Wickel in einem gewissen Maße abgewickelt, während bei einer Drehung der Trommel im Gegenuhrzeigersinn der Wickel um die Trommel vergrößert wird. Es ist ferner ersichtlich, daß der größte Teil der Schiene 40 auf der der Trommel zugeordneten Seite der Gleithalterung 52 liegt. Der Schlitten 60 hat die in Fig. 2 gezeigte Position. Im folgenden soll die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Kabelhandhabungssystems 34 erläutert werden, wobei die gezeigte Positionsbeziehung als Startpositionsbeziehung angesehen wird.

Es soll zunächst angenommen werden, daß die mittlere Scheibe 28 in Richtung des Pfeils 82 in Fig. 5b gedreht wird und daß die Scheibe 26 stationär bleibt. In diesem Falle bleibt die Schiene 40 stationär. Die Trommel 36 wird jedoch im Gegenuhrzeigersinn gedreht, so daß ein zusätzliches Segment 72a¹ des Kettenabschnitts 72a in der in Fig.3 gezeigten Weise um die Trommel herumgewickelt wird, und zwar zusammen mit einem entsprechenden Segment des Kabelabschnitts 32b. Hierdurch wird der Rest des Kettenabschnitts 72a und der Rest des Kabelabschnitts 32b zur Trommel hinbewegt, und zwar entlang der Unterseite der Schiene 40. Dabei wird der Kettenabschnitt durch die T-Stangen 78 gehalten. Diese Bewegung wird kompensiert durch eine Verkleinerung der Schleife des Kettenabschnitts 72b. Alternativ soll angenommen werden, daß die mittlere Scheibe 28 stationär bleibt und daß die Scheibe 26 in Richtung der Pfeillinie 84 in Fig. 5c gedreht wird. In diesem Fall wird die Trommel 36 näher an die Schienenhalterung 50 heranbewegt und sie steht in einem anderen Winkel hierzu. Zur

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Kompensation dieser Änderung wird die GIeithaiterung 52 an der Schiene 40 verschwenkt und die Schiene 40 gleitet weiter in die Gleithalterung hinein, wie in Fig. 5c gezeigt. Ferner erkennt man, daß der Endpunkt 38 auf der Trommel 36 um die Achse oder Mittellinie der größeren Scheibe 26 gedreht wird, obgleich die Scheibe 28 stationär bleibt. Demzufolge wird ein Segment 72a¹ des Kettenmechanismus 72 und das zugehörige Kabelsegment um die Trommel gewickelt, und zwar wiederum in Gegenuhrzeigerrichtung. Naturgemäß ist die Länge des Kabelsegments, welches auf diese Weise zusätzlich um die Trommel herumgewickelt wird, verschieden von der Menge des bei der zuvor beschriebenen Bewegung um die Trommel gewickelten Kabelsegments. Auch diese Bewegung wird wiederum durch die Schleife 72b kompensiert, welche entweder verkleinert oder vergrößert wird. Die Drehung der Trommel im Uhrzeigersinn führt natürlich dazu, daß ein Teil des Wickels 72a¹ abgewickelt wird.

Natürlich können die beschriebenen Drehvorgänge auch gleichzeitig ablaufen. Somit können die äußere Scheibe 26 und die mittlere Scheibe 28 gleichzeitig gedreht werden, und zwar in der gleichen Richtung oder in entgegengesetzten Richtungen. In diesem Falle kann der Kettenmechanismus entweder nicht weiter um die Trommel 36 herumgewickelt werden oder er kann weiter um die Trommel 36 herumgewickelt werden (und zwar über den ursprünglichen Wickel und oberhalb des ursprünglichen Wickels). Es kann geschehen, daß die Drehung der Scheibe 28 derart erfolgt, daß sie vom Standpunkt des Wickels die Drehung der Scheibe 26 kompensiert. Aber auch unter diesen Bedingungen wird die Trommel 36 entweder näher an die Schienenhalterung herangeführt oder weiter von dieser wegbewegt, und somit werden auch in diesem Falle die Schiene 40 und der Kettenmechanismus 72 in den Richtungen der Pfeile 64 und 76 (Fig. 2) bewegt, und zwar entweder zur Schienenhalterung hin oder von dieser weg, je nach der Drehung der beiden Scheiben.

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In bestimmten Fällen ist es erforderlich, das zuvor beschriebene Hebezeug 20 und somit die innere Scheibe 30 an eine Stelle zu bewegen, an der die Schiene 40 und der Kettenmechanismus 72 zuvor gemäß den Fig. 5a bis 5c angeordnet waren. Dieser Fall ist in Fig. 5d gezeigt. Man erreicht dies durch Drehung der Scheibe 28 um etwa 180° im Gegenuhrzeigersinn aus der in Fig. 5a gezeigten Position gemäß dem Pfeil 82, während die anderen beiden Scheiben stationär gehalten werden. Es ist nun erforderlich, die Schiene und den Kettenmechanismus an einen anderen Ort zu bewegen, und zwar aus der gestrichelten Position in Fig. 5d in die mit ausgezogenen Linien gezeigte Position. Dies gelingt mit Hilfe des zuvor beschriebenen traversen Mechanismus 62. Der Schlitten 60 wird dabei aus der in Fig. 2 gezeigten Position in die in Fig. 4 gezeigte Position bewegt. Die gesamte Schienenhalterungsanordnung bewegt sich dabei mit, so daß die Schiene und der Kettenmechanismus 72 um die Achse der Trommel 36 verschwenkt werden, und zwar aus der mit gestrichelten Linien gezeigten Position in die mit ausgezogenen Linien gezeigte Position in Fig. 5d. Man erkennt dabei anhand der Fig. 2 und 4, daß der Kettenmechanismus 80 und der Kabelabschnitt 32c ebenfalls mitbewegt werden. Es ist offenkundig, daß sowohl dieser Kettenmechanismus als auch der Kabelabschnitt mindestens so lang sein müssen wie der Abstand zwischen den beiden extremen Positionen des Schlittens. Für Brennstofftransportoperationen im Uhrzeigersinn muß die Bewegung umgekehrt werden und der Kabelmechanismus 72a wird von der Trommel 36aabgewickelt und der Schlitten 60 bewegt sich in die entgegengesetzte Richtung. Die Kabelbewegung wird auch dabei in gleicher Weise gehandhabt, wobei jedoch die Schleife 72b vergrößert wird und nun den überschüssigen Abschnitt 72a, welcher von der Trommel 36 abgewickelt wird, aufnimmt.

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Das erfindungsgemäße Kabelhandhabungssystem 34 ist nicht auf den beschriebenen, speziellen Reaktortyp, d.h. auf einen schnellen Brüter mit flüssigem Metall, beschränkt. Es kann in allen Situationen eingesetzt werden, in denen Kabel gehandhabt werden müssen. Darüberhinaus sind die Kettenmechanismen nicht auf die beschriebenen Ausführungen beschränkt, solange sie nur in gleicher Weise wirken, d.h. die Kabelabschnitte enthalten und im Sinne einer Kompensation der Trommelbewegung 36 bewegt und gewickelt werden können.

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Patentansprüche

Kabel- oder Leitungshandhabungssystem, insbesondere für einen Kernreaktor mit Betriebskomponenten innerhalb eines Gefäßes und einer Anordnung von drehbaren, horizontalen Scheiben zur Ausführung bestimmter Positionierungsfunktionen innerhalb des Gefäßes durch Drehung um ihre jeweiligen vertikalen Achsen, wobei Stromversorgungskabel, Instrumentierungskabel und Servicekabel oder -leitungen sich zwischen einem inneren Ort innerhalb des Gefäßes und einem externen Ort erstrecken, derart, daß bestimmte Komponenten innerhalb des Gefäßes mit entfernten, externen Komponenten verbunden sind, gekennzeichnet durch

eine vertikale Trommel (36) auf der Oberseite einer der Scheiben (28), welche zusammen mit der Scheibe (28) und mindestens eine der Achsen drehbar ist;

einen ersten Abschnitt (32a) der Kabel oder Leitungen (32), welcher sich zwischen den Komponenten im Inneren des Gefäßes (14) und einem festen Endpunkt (38) auf der Umfangsflache der Trommel (36) erstreckt, wobei dieser erste Abschnitt zusammen mit der Trommel (36) und der zugehörigen Drehscheibe (28) bewegbar ist;

einen zweiten Abschnitt (32b) der Kabel oder Leitungen (32), welcher sich zwischen dem festen Endpunkt (38) und einem entfernten, äußeren Punkt erstreckt, wobei der Abstand zwischen den beiden Punkten je nach der Drehung der Drehscheibe (28) mitsamt der Trommel (36) variiert, wobei dieser zweite Kabelabschnitt (32b) eine den sich ändernden Abstand zwischen diesen beiden Punkten kompensierende Konfiguration aufweist; und

eine Kabelhalterungseinrichtung (40) zur Halterung des zweiten Kabelabschnitts (32b) derart, daß dieser sich mit der Trommel (36) bewegt, wobei ein Segment des zweiten Abschnitts (32b) sich um die Trommel (36) herum-

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wickelt oder von dieser abwickelt, je nach Drehung der Trommel (36) und der Drehscheibe (28).
2. Kabelhandhabungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelhalterungseinrichtung (40) einen langgestreckten, kettenförmigen Mechanismus (72) umfaßt, welcher den zweiten Kabelabschnitt (32b) enthält und ein Segment (72a) aufweist, welches sich zusammen mit dem Kabelsegment um die Trommel (36) herumwickelt oder von dieser abwickelt; sowie eine langgestreckte, starre Schiene (40), die an einem Ende mit der Oberseite der Trommel (36) verbunden ist, derart, daß die Trommel (36) frei um ihre eigene Achse drehbar ist, wobei das entgegengesetzte Ende (48) der Schiene (40) frei ist; sowie eine Einrichtung (78) zur Verbindung des kettenförmigen Mechanismus (72) mit der Schiene (40), derart, daß er entlang der Schiene (40) bewegbar ist; und eine Einrichtung (56) zur Unterstützung der Schiene (40), derart, daß die Schiene (40) zusammen mit der Trommel (36) bewegbar ist, wenn diese um die Achse einer anderen Drehscheibe (26) bewegt wird.
3. Kabelhandhabungssystem nach einem der Ansprüche oder 2, gekennzeichnet durch eine Kabeltraverse (62), welche mit der Kabelhalterungseinrichtung (72) verbunden ist und die entfernte Verbindungsstelle für die Verbindung der Kabel umfaßt, wobei die Traverse (62) horizontal zwischen ersten und zweiten Extrempositionen bewegbar ist, derart, daß der zweite Kabelabschnitt (32b) um die Trommel (36) verschwenkbar ist; sowie eine Einrichtung (70) zur Bewegung der Kabeltraverse (62); und einen dritten Abschnitt (32c) des Kabels (32), welcher sich zwischen dem entfernten Punkt der Kabeltraverse (62) und einem dritten Punkt erstreckt, wobei dieser dritte Abschnitt (32c) mindestens ein Segment umfaßt, welches so

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lang ist wie der Abstand zwischen der ersten Extremposition und der zweiten Extremposition, und welches zwischen diesen Positionen mit der Kabeltraverse (62) bewegbar ist.
4. Kabelhandhabungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Trommel (36) tragende Drehscheibe (28) exzentrisch innerhalb einer größeren Drehscheibe (26) angeordnet ist, wobei beide Drehscheiben (26,28) um ihre jeweiligen Achsen drehbar sind, derart, daß die Kombination der Bewegungen der beiden Drehscheiben (26,28) den Endpunkt (38) an eine beliebige Stelle innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, relativ zu dem entfernten Punkt, bringen kann, und wobei die Schienenhalterungseinrichtung (50) ein Organ (52) für die verschiebbare und verschwenkbare Lagerung der Schiene (40) umfaßt, derart, daß ihr mit der Trommel (36) verbundenes Ende zusammen mit der Trommel (36) bewegt werden kann.
5. Kabelhandhabungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kabelabschnitt (32a) und der zweite Kabelabschnitt (32b) gemeinsam einen fortlaufenden Kabelabschnitt bilden.
6. Kabelhandhabungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelhalterungseinrichtung den zweiten Kabelabschnitt (32b) derart hält, daß ein Segment des letzteren stets im normalen Betrieb des Systems um die Trommel (36) gewickelt ist, unabhängig von der Position der Trommel (36).
7. Kabelhandhabungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (36) konzentrisch an der zugeordneten Drehscheibe (28) befestigt ist.

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