DE3027562A1

DE3027562A1 - Verfahren zum be- und/oder entladen eines kernreaktors und stuetzteil insbesondere fuer dieses verfahren

Info

Publication number: DE3027562A1
Application number: DE19803027562
Authority: DE
Inventors: Ludwig 6000 Frankfurt Karger; Hans-Joachim 8520 Erlangen Lippert
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-07-21
Filing date: 1980-07-21
Publication date: 1982-02-11
Also published as: JPS5752894A

Description

Verfahren zum Be- und/oder entladen eines Kernreaktors
und Stützteil insbesondere für dieses Verfahren Die erfindung betrifft ein Verfahren zum Be- und/oder Entladen eines Kernreaktors unter Ausfahren, insbesondere Total aus fahren von einen kreuzförmigen Querschnitt aufweisenden Steuerstäben des Kernreaktors, von denen jeder einer Gruppe der im Kernreaktor befindlichen, langgestreckte Hüllkästen mit rechteckigem, insbesondere quadratischem Querschnitt,aufweisenden, im Kernreaktor angeordneten Brennelemente zugordnet ist, welche jeweils aus vier Brennelementen besteht, die je in einer Ecke einer rechteckigen, insbesondere quadratischen Masche eines Quergitters angeordnet sind unter Ausbildung eines für den Steuerstab bestimmten, spaltförmigen Zwischenraumes mit ebenfalls kreuzförmigem Querschnitt zwischen ihren Hüllkästen, sowie ein Stützteil insbesondere für dieses Verfahren.
Dieses Verfahren ist von besonderer Bedeutung für wieder wasserkernreaktoren, bei denen jede quadratische Masche eines Quergitters,des sogenannten oberen Kerngitters, das aus hochkant angeordneten, sich rechtwinklig kreuzenden Stegen aufgebaut ist, eine Gruppe von vier Brennelementen unter Ausbildung einer sogenannten Kernzelle zusammenfaßt. Im Zwischenraum zwischen den Hüllkästen dieser vier Brennelemente ist der Steuerstab mit kreuzförmigem Querschnitt in seiner Längsrichtung beweglich angeordnet.
Sowonl die Brennelemente mit ihren langgestreckten Hüllkästen als auch der Steuerstab sind im Siedewasserkernreaktor vertikal angeordnet. Der Antrieb des Steuerstabes befindet sich am Boden des Druckbehälters des Siedewasserkernreaktors, in dem sich auch die Brennelemente mit den ihnen zugeordneten Steuerstäben befinden, so daß diese Steuerstäbe von unten jeweils zwischen die vier,eine Kernzelle bildenden Brennelemente geschoben werden.
Die Funktionstüchtigkeit der Kernreaktoranlage und insbesondere des Kernreaktors muß ständig überprüft werden.
Ganz besonders muß die Einschießzeit der Steuerstäbe in die Kernzellen und damit die Funktionstüchtigkeit der Antriebe der Steuerstäbe überprüft werden. Dies ist nicht nur bei der Erstbeladung des Siedewasserkernreaktors mit Brennelementen erforderlich, sondern auch anläßlich von r.fiederholungsprüfungen, die in einem bestimmten Turnus an der Kernreaktoranlage und insbesondere am Kernreaktor nach deren Inbetriebnahme vorgenommen werden müssen. Das Messen der Einschießzeit der Steuerstäbe in die Kernzellen setzt aber ein vorangehendes totales Ausfahren der Steuerstäbe aus den Kernzellen voraus.
Der die Brennelemente enthaltende Reaktorkern ist jedoch stets so ausgelegt, daß eine Überschußreaktivität gegeben ist, die durch die Neutronen absorbierenden Steuerstäbe kompensiert oder sogar auch überkompensiert wird. Ein totales Ausfahren der Steuerstäbe aus den Kernzellen des vollbeladenen Reaktorkernes hat daher zur Folge, daß der Kernreaktor nicht nur kritisch, sondern überkritisch wird und eine anwachsende, unkontrollierte Kettenreaktion einsetzt, die zur Zerstörung des Reaktorkernes führt.
Man hat daher zum Messen der Einschießzeit der Steuerstäbe in den Reaktorkern vor der Erstbeladung desselben mit Brennelementen in die Maschen des oberen Kerngitters, denen ein Steuerstab zugeordnet ist, jeweils nur zwei Brennelementattrappen so eingesetzt, daß sie in der Masche in zwei sich diagonal gegenüberliegenden Ecken angeordnet sind. Diese beiden Brennelementattrappen enthalten keinen Kernbrennstoff, sind aber äußerlich genauso oder ähnlich aufgebaut wie Brennelemente, die Kernbrennstoff enthalten. Sie sind schon vor dem Einsetzen in die Masche des oberen Kerngitters an den Enden, an denen sich die Griffe für den Greifer einer Lademaschine befinden, durch eine starre Quertraverse, die in zwei fluchtenden Diagonalen der Hüllkästen der beiden Brennelementattrappen verläuft, miteinander verbunden. In der Masche des Kerngitters sorgen diese beiden Brennelementattrappen für die Führung des dieser Masche zugeordneten Steuerstabes beim Einschießen desselben in den Reaktorkern und damit in die betreffende Kerngittermasche. Da alle Steuerstäbe des Kernreaktors beim Messen ihrer Einschießzeit zugleich in den Reaktorkern eingeschossen werden müssen, mußte vor der Erstbeladung jede Kerngittermasche, der ein Steuerstab zugeordnet ist, mit zwei solchen Brennelementattrappen zur Führung des entsprechenden Steuerstabes belegt werden. Die Erstbeladung des Reaktorkerns mit Kernbrennstoff enthaltenden, normalen Brennelementen erfolgte dann bei eingefahrenen Steuerstäben, indem zunächst zwei normale Brennelemente in die zwei freien Ecken der mit den beiden Brennelementattrappen besetzten Kerngittermaschen eingesetzt wurden.
Anschließend wurden beide Brennelementattrappen entladen und durch zwei weitere normale Brennelemente in den Kerngittermaschen ersetzt. Auf diese Weise erfolgte die Erstbeladung des Kernreaktors mit normalen Brennelementen bei voll eingefahrenen Steuerstäben, die in den einzelnen Kerngittermaschen stets mechanisch geführt waren und verhindern, daß der Kernreaktor während der Erstbeladung kritisch wird.
Zur Erstbeladung des Kernreaktors wurden also praktisch halbsoviel Brennelementattrappen benötigt, wie der Reaktorkern nach der Beladung Brennelemente enthält. Da auch eine Brennelementattrappe verhältnismäßig teuer ist, stellt der Hersteller des Kernreaktors bzw. des Kernkraftwerkes den für die Erstbeladung des Kernreaktors erforderlichen Satz Brennelementattrappen zur Verfügung. Dieser Satz verbleibt aber nach der Erstbeladung nicht im Kern- kraftwerk, sondern wird vom Hersteller des Kernreaktors wieder zurückgenommen und bei der Erstbeladung anderer Kernkraftwerke eingesetzt. Er steht insbesondere dem Betreiber des Kernkraftarerkes für Messungen der Steuerstab-Einschießzeit anläßlich von Ifiederholungsprüfungen nach der Inbetriebnahme des Kernkraftwerkes nicht mehr zur Verfügung. Auch würden bei solchen Wiederholungsprüfungen eingesetzte Brennelementattrappen im Kernreaktor kontaminiert werden und könnten nach dem Entladen aus dem Kernreaktor nur mit erheblichem Aufwand wieder dekontaminiert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und die Anzahl der bei der Erstbeladung des Kernreaktors für das überprüfen der Funktionstüchtigkeit der Kernreaktoranlage, insbesondere der Antriebe der Steuerstäbe, benötigten Brennelementattrappen erheblich zu reduzieren und bei Wiederholungsprüfungen nach Inbetriebsetzung des Kernreaktors die Benutzung von Brennelementattrappen, die im Kernreaktor ja doch nur kontaminiert werden, überhaupt zu vermeiden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ausfahren des einer Brennelementgruppe zugeordneten Steuerstabes mindestens ein Brennelement dieser Gruppe aus dem Kernreaktor entladen und die Enden von zwei sich diagonal in der Masche des Quergitters gegenüber befindlichen, im Kernreaktor verbleibenden Brennelementen dieser Gruppe durch Einsetzen eines Stützteiles in die Masche in ihren beiden Maschenecken fixiert werden.
Durch dieses Verfahren ist sichergestellt, daß maximal die Hälfte der im Reaktorkern vorgesehenen Brennelemente aus diesem Reaktorkern entladen sind, wenn die Steuerstäbe aus dem Reaktorkern ausgefahren, insbesondere total ausgefahren werden. Die Anzahl der entladenen Brennelemen- te kann so gewählt werden, daß die im Reaktorkern verbliebenen Brennelemente nach dem Ausfahren der Steuerstäbe auf jeden Fall keine kritische Masse mehr bilden, so daß es unmöglich ist, daß der Kernreaktor nach dem Ausfahren der Steuerstäbe kritisch wird.
Andererseits verhindert das in jede Masche des Quergitters eingesetzte Stützteil, welches in dieser Masche zwei sich diagonal gegenüber befindliche Brennelemente in ihren beiden Maschenecken fixiert-, daß nach dem Ausfahren des Steuerstabes die in der Masche verbliebenen Brennelemente eine Schräglage einnehmen und sich beim Wiedereinschießen des Steuerstabes mit diesem verklemmen.
Ein insbesondere für das erfindungsgemäße Verfahren bestimmtes Stützteil weist vorteilhafterweise einen starren Steg mit an jedem der beiden Stegenden angebrachtenb zur Aufnahme eines Brennelementgriffes bestimmtenxZentrierkasten auf. Ein solches Stützteil macht sich die Tatsache zunutze, daß an dem Brennelement am oberen Ende Griffe für den Greifer einerLademaschine angebracht sind, auf die dieses Stützteil aufgesetzt werden kann.
Ein anderes insbesondere für ein Verfahren gemäß der Erfindung geeignetes Stützteil weist in günstiger Weise einen starren Steg auf mit an jedem Stegende angebrachtem, zum Eingreifen in eine Masche des Quergitters bestimmtennZentrierkörper und mit an beiden Stegenden ausgebildeten, dem Quergitter zugeordneten Auflageflächen.
Sind nur zwei Brennelemente in einer Masche des Quergitters verblieben, die in einer Maschendiagonalen angeordnet sind, so kann dieses Stützteil in der Gegendiagonalen mit seinen entsprechenden Auflageflächen auf das Quergitter aufgelegt und durch seine Zentrierkörper zentriert werden und die in der Masche verbliebenen beiden Brennelemente in den sich gegenüberliegenden Maschenecken fixieren.
Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeichnung -an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert: Fig. 1 zeigt in perspektiver Draufsicht einen Ausschnitt aus einem Quergitter, dem sogenannten oberen Kerngitter eines Siedewasserkernreaktors.
Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf eine Masche des Quergitters nach Fig. 1 mit dort eingesetztem Stiitzteil.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Stützteiles in Richtung einer Maschendiagonalen gesehen.
Fig. 4 zeigt die Draufsicht auf eine Masche eines Quergitters entsprechend Fig. 1 mit einer anderen Ausführungsform des dort eingesetzten Stützteiles.
Fig. 5 zeigt die Seitenansicht des Stützteiles nach Fig. 4 in Richtung einer Maschendiagonalen gesehen.
Das in Fig. 1 dargestellte Quergitter 2 setzt sich aus hochkant angeordneten Stegen 3 zusammen, die quadratische Maschen 4 bilden. DiesesQuergitter 2 ist horizontal im Kern eines Siedewasserkernreaktors angeordnet und wird dort als oberes Kerngitter bezeichnet.
Eine Masche 4 des Quergitters 2 umschließt jeweils vier vertikal angeordnete Brennelemente 5a und 5b, von denen jedes einen langgestreckten Hüllkasten 6 aufweist, der quadratischen Querschnitt hat. Jedes der Brennelemente 5a und 5b ist in einer Ecke der Masche 4 angeordnet, so daß die Hüllkästen 6 dieser Brennelemente einen spaltförmigen Zwischenraum mit kreuzförmigem Querschnitt bilden, In dem ein langgestreckter Steuerstab 8 mit ebenfalls kreuzförmigem Querschnitt in vertikaler Richtung verschiebbar angeordnet ist.
An der oberen Öffnung der Hüllkästen 6 der Brennelemente 5a und 5b ist jeweils an der Ecke des Brennelementkastens 6, die sich im Zentrum der Masche 4 befindet, ein Federelement 9 angebracht. Jedes Federelement 9 weist an beiden Seiten des jeweiligen Hüllkastens 6, die an der Befestigungsecke dieses Federelementes aufeinandertreffen, je eine Blattfeder 10 auf, die mit nur einem Ende an diesem Element befestigt ist, in Längsrichtung des jeweiligen Hüllkastens 6 gerichtet ist und mit dem anderen Ende von der jeweiligen Seite des Hüllkastens 6 absteht.
Alle Federelemente 9 der Brennelemente 5a und Sb sind gleich ausgeführt, so daß die abstehenden Enden der Blattfedern 10 jeweils an zwei sich gegenüberliegenden Seiten von zwei Brennelementen 5a und 5b unter Vorspannung aneinander anliegen. Auf diese Weise fixieren die Blattfedern 10 der Federelemente 9 die Brennelemente 5a und 5b in ihren Ecken der Masche 4.
An den oberen Enden der Brennelemente 5a und 5b, an denen sich auch die Federelemente 9 befinden, ist noch je ein Bügelgriff 7 für den Greifer einer Brennelement-Lademaschine angeordnet. Dieser Griff 7 liegt jeweils in der Diagonalen der oberen Öffnung des Hüllkastens 6, die der Befestigungsecke für das jeweilige Federelement 9 gegenüberliegt.
Die unteren, nicht dargestellten Enden der Brennelemente 5a und 5b ruhen lose, aber zentriert auf einem ebenfalls nicht dargestellten gemeinsamen Kopfteil, durch das auch der Steuerstab 8 verschiebbar verläuft. Das Kopfteil ist seinerseits in einer Zentrieröffnung einer nicht dargestellten Platte, der sogenannten Kerngitterplatte, angeordnet, die auf einem dem Quergitter 2 entsprechenden, ebenfalls nicht dargestellten, horizontal angeordneten unteren Quergitter, dem sogenannten unteren Kerngitter, ruht.
Eine Funktionsprüfung der Steuerstabantriebe unter Messung der Einschießzeit der qteuerstäbe anläßlich einer Erstbeladung eines Siedewasserkernreaktors mit einem Reaktorkern entsprechend Fig. 1 kann nun wie folgt vorbereitet und durchgeführt werden: Eine Masche 4 wird zunächst mit zwei Brennelementen 5b beladen, die sich in der Masche 4 diagonal gegenüber befinden. In Fig. 1 ist der besseren Ubersicht wegen nur eines dieser Brennelemente 5b dargestellt. Diese beiden Brennelemente 5b, mit denen die Masche 4 zunächst beladen wird, enthalten keinen Kernbrennstoff, es handelt sich also um Brennelementattrappen, die mit einer in Fig. 1 ebenfalls nicht dargestellten Quertraverse an den Bügelgriffen 7 miteinander verbunden sind. Sodann wird die Masche 4 mit den beiden anderen Brennelementen 5a beladen, die Kernbrennstoff enthalten. Sodann wird der Steuerstab 8 in den Schlitz zwischen den Hüllkästen 6 der Brennelemente 5a und 5b eingefahren. Hierbei wird der Steuerstab 8 durch die Hüllkästen 6 der Brennelemnte 5a und 5b geführt, die durch die Federelemente 9 in den vier Ecken der Masche 4 fixiert sind. Sodann werden die Brennelementattrappen 5b aus der Masche 4 entladen. Sie stehen für die in gleicher Weise durchgeführte Beladung anderer Maschen 4 zur Verfügung. Schließlich werden die in der Masche 4 verbliebenen, Kernbrennstoff enthaltenden beiden Brennelemente 5a, die in einer Maschendiagonalen benachbart sind, in ihren diagonal gegenüberliegenden Maschenecken fixiert durch Einsetzen eines. Stützteiles 21 entsprechend den Fig. 2 und 3 oder 41 entsprechend den Fig. 4 und 5 in die Masche 4. Die Stützteile 21 und 41 befinden sich in der Masche 4 in einer der Maschendiagonalen, das Stützteil 21 in der Diagonalen, in der sich auch die Brennelemente 5a befinden, das Stützteil 41 in der Gegendiagonalen hierzu.
Unter Weiterverwendung der Brennelementattrappen 5b, die aus zuvor beladenen Maschen 4 wieder entladen wurden, können auf die gleiche Weise sukzessive alle Maschen 4 des Quer- bzw. oberen Kerngitters 2 mit zwei sich diagonal gegenüberliegenden, Kernbrennstoff enthaltenden Brennelementpaaren 5a beladen und diese Brennelementpaare 5a mit einem Stützteil 21 oder 41 in ihren Maschenecken fixiert werden.
Da in jeder Masche 4 zwei der dort eigentlich vorgesehenen vier Kernbrennstoff enthaltenden Brennelemente 5 fehlen, hat der so beladene Kern des Siedewasserkernreaktors nicht die kffitische Masse. Deshalb können die Steuerstäbe 8 ohne Bedenken aus allen Maschen 4 des Quergitters 2 total nach unten ausgefahren und anschließend zum Messen der Einschießzeit von unten wieder in die Maschen 4 hineingeschossen werden. Hierbei besteht keine Gefahr, daß sich die Steuerstäbe 8 mit den in den Maschen 4 verbliebenen Brennelementen 5a verklemmen, da diese Brennelemente 5a durch die Stützteile 21 oder 41 in den Maschenecken fixiert sind und sich deshalb nicht schräg stellen können.
Nach Abschluß der Messungen der Einschießzeit der Steuerstäbe 8 können dann bei voll eingefahrenen Steuerstäben 8 die Stützteile 21 oder 41 wieder aus den Maschen 4 mit Hilfe der Brennelement-Lademaschine abgehoben und beispielsweise am Rand eines Lagerbeckens für bestrahlte Brennelemente abgesetzt werden. Sodann werden auch die freien Stellen in den Maschen 4 bei voll eingefahrenen Steuerstäben 8 mit Brennelementen Sb beladen, die diesmal Kernbrennstoff enthalten.
Bei diesem Verfahren der Erstbeladung des Siedewasserkernreaktors sind nur einige wenige Brennelementattrappen erforderlich, die beim sukzessiven Beladen der einzelnen Maschen 4 mit Kernbrennstoff enthaltenden Brennelementen 5a immer wieder von neuem eingesetzt werden können Eine Uberprüfung der Funktionstüchtigkeit der Steuerstabantriebe anläßlich einer Wiederholungsprüfung nach Inbetriebsetzung des Siedewasserkernreaktors durch Messen der Einschießzeit der Steuerstäbe wird wie folgt durchgeführt: In jeder der Maschen 4 nach Fig. 1 befinden sich vier bestrahlte, Kernbrennstoff enthaltende Brennelemente 5a und 5b. Ferner ist der Steuerstab 8 voll in die Masche 4 eingefahren. Mindestens eines, in der Regel aber beide der in einer Maschendiagonalen sich gegenüberliegenden Brennelemente z.B. 5b werden nacheinander mit dem Greifer einer Brennelementlademaschine aus den Maschen 4 entladen und in einem Lagerbecken für bestrahlte Brennelemente abgestellt. Sodann wird ein Stützteil z.B. 21 nach den Fig. 2 und 3 oder 41 nach den Fig. 4 und 5 in jede Masche 4 eingesetzt, um die in den Maschen 4 verbleibenden, in einer Maschendiagonalen befindlichen bestrahlten Brennelemente 5a in den Maschenecken zu fixieren. Da auch in diesem Fall wegen der in jeder Masche 4 fehlenden ein oder zwei Brennelemente die kritische Masse des Reaktorkerns nicht erreicht wird, können jetzt die Steuerstäbe 8 gefahrlos total ausgefahren und anschließend alle zusammen zum Messen der Einschießzeit wieder in die Maschen 4 des Reaktorkerns eingeschossen werden. Hierauf können die aus den Maschen 4 ursprünglich entfernten Brennelemente 5b mit dem Greifer der Lademaschine bei voll eingefahrenen Steuerstäben 8 wieder in die Maschen 4 eingesetzt werden. Es ist auch möglich, anstelle der bestrahlten Brennelemente 5b frische, unbestrahlte Kernbrennstoff enthaltende Brennelemente 5b nachzuladen. Anschließend wird der Reaktor durch entsprechendes teilweises Herausziehen der Steuerstäbe 8 wieder angefahren. Zur Durchführung dieses Verfahrens brauchen also überhaupt keine Brennelementattrappen eingesetzt zu werden.
Da es sich bei dem Stützteil selbst weder um ein Brenn- element noch um eine Brennelementattrappe handelt, ist das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter gleise anwendbar unabhängig davon, ob die vier in den einzelnen Maschen 4 des Quer- bzw. oberen Kerngitters 2 befindlichen Brennelemente 5a und 5b ausschließlich oder nur zum Teil Attrappen bzw. ausschließlich oder nur zum Teil bestrahlte oder unbestrahlte1 Kernbrennstoff enthaltende normale Brennelemente sind.
Ein für das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaftes Stützteil 21 nach den Fig. 2 und 3 weist einen Steg 22 aus einem streifenförmigen Stahlteil auf. An der einen Längskante ist ein Griff 23 angeschweißt, der günstiger weise dem Greifer einer für die Brennelemente 5a und 5b bestimmten Lademaschine angepaßt ist, dem auch die Griffe 7 an den Enden der Brennelemente 5a und 5b angepaßt sind. Dieser Griff 23 befindet sich am Steg 21 zwischen zwei Zentrierkästen 24, von denen jeder an einem Ende des Steges 22 an dessen anderer Längskante angeschweißt ist. Jeder dieser Zentrierkästen 24 weist eine Öffnung auf, die die Form eines langgestreckten, senkrecht, also quer zum Steg 22 angeordneten Schlitzes 25 hat. Dieser Schlitz 25 ist für die Griffe 7 an den oberen Enden von zwei in einer Diagonalen einer Masche 4 angeordneten Brennelementen z.B. 5a bestimmt. Diese Griffe 7 liegen günstigerweise in zwei zueinander parallelen Ebenen, haben gleiche Abmessungen und passen weitgehend spielfrei in die Schlitze 25.
Ferner ist auf der gleichen Längskante des Steges 22 wie die Zentrierkästen 24 in der Mitte zwischen diesen Zentrierkästen 24 in günstiger Weise eine Einrichtung angebracht zum Führen der sich in der Maschendiagonalen gegenüberliegenden Kanten 6a der Hüllkästen 6 derjenigen beiden Brennelemente 5a, auf deren Griffe 7 das Stützteil 21 mit den Schlitzen 25 in seinen Zentrierkästen 24 aufgesetzt wird.
Diese Einrichtung zum Führen der Brennelemente 5a an ihren Hüllkästenkanten weist zwei Schienen 26a und 26b auf, deren Querschnitt ein rechtwinkliges, gleichschenkliges Dreieck ist. Je eine dieser Schienen 26a und 26b ist auf den beiden Seiten des Steges 22 angeschweißt und am anderen Ende zugespitzt. Beide Schienen 26a und 26b stehen senkrecht zu den beiden Längskanten des Steges 22.
Sie sind mit ihren beiden Längskanten, an dem sich der rechte Winkel des Querschnittsdreiecks befindet, so einander gegenüber angeordnet, daß ihre Seiten, zwischen denen sich die rechten Winkel der Querschnlttsdreiecke befinden, jeweils eine Führungsrinne 27a und 27b mit rechtwinkligem Querschnitt und senkrecht zu den beiden Längskanten des Steges 22 bilden. Jede der Führungsrinnen 27a und 27b befindet sich gegenüber einem anderen Zentrierkasten 24 Sie sind mit den aus den Schlitzen 25 bestehenden Zentrieröffnungen der Zentrierkästen 24 gleichgerichtet und dazu bestimmt, jeweils eine der sich gegenüberliegenden Längskanten 6a der Hüllkästen 6 der in einer Maschendiagonalen angeordneten Brennelemente 5a aufzunehmen, auf deren Griffe 7 das Stützteil 21 aufgesetzt wird. Günstigerweise sind die Führungsrinnen 27a und 27b so bemessen, daß sich die Zungenfedern 10 der Federelemente 9, die sich an den gegenüberliegenden Kanten der Hüllkästen 6 dieser Brennelemente 5a befinden, unter mechanischer Vorspannung in den Führungsrinnen 27a und 27b an den Seiten der Schienen 26a und 26b abstützen.
Dadurch übt die aus den Schienen 26a und 26b bestehende Einrichtung zum Führen der Brennelemente 5a eine elastische Zentrierwirkung beim Fixieren dieser Brennelemente 5a in ihren Ecken der Masche 4 aus.
Das Stützteil 21 nach den Fig. 2 und 3 wird nach dem Entladen der Brennelemente 5b mit der Brennelement-Lademaschine, an deren Greifer der Griff 23 hängt, durch Aufsetzen auf die Griffe 7 der verbleibenden Brennelemente 5a in die betreffende Masche 4 eingesetzt.
Hierbei greifen die Schienen 26a und 26b in die urspriinglich den Brennelementen 5b zugeordneten Eckräume der Masche 4 und führen die sich gegenüberliegenden Längskanten der Hüllkästen 6 der in der Masche 4 verbleibenden Brennelemente 5a unter mechanischer Vorspannung der beiderseits dieser Kanten angebrachten Zungenfedern 10 der Federelemente 9. Hierbei üben die Zentrierkästen 24 über die Griffe 7 und die Schienen 26a und 26b der Führungseinrichtung für die Längskanten der Hüllkästen 6 eine Zentrierwirkung auf die in ihren Maschenecken fixierten Brennelemente 5a aus.
Sieht man von einer Führungseinrichtung mit Schienen 26a und 26b in der Mitte des Steges 22 des Stützteiles 21 ab, so kann dieses Stützteil 21 sogar vor dem Entladen der Brennelemente 5b auf die Griffe 7 der Brennelemente 5a aufgesetzt werden vorausgesetzt, die Zentrierkästen 24 sind so ausgebildet, daß sie ein Entladen der Brennelemente Sb nicht behindern.
Während ein Stützteil 21 nach Fig. 2 und 3 besonders geeignet ist für die Durchführung eines erfindungsgemässen Verfahrens anläßlich der Erstbeladung eines Kernreaktors, eignet sich ein Stützteil 41 nach den Fig. 4 und 5 insbesondere zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens nach Inbetriebsetzung des betreffenden Kernreaktors.
Das Stützteil 41 nach den Fig. 4 und 5 weist ebenfalls einen starren Steg 42 aus Stahlblech auf, an dessen Enden jeweils ein langgestreckter Zentrierkörper 46 angeschraubt ist. Diese beiden Zentrierkörper 46 sind in ihrer Längsrichtung parallel zueinander angeordnet und befinden sich beide auf der gleichen Seite der Verbindungslinie zwischen ihren Befestigungsstellen am Steg 42, zu der sie senkrecht stehen. zur der anderen Seite dieser Verbindungslinie ist ein Griff 43 in der Mitte zwischen den Zentrierkörpern 42 angeordnet, der dem Greifer einer Lademaschine für die Brennelemente 5a und 5b angepaßt ist.
Ferner sind auf beiden Seiten des Steges 42 in der Mitte zwischen den Zentrierkörpern 46 jeweils zwei langgestreckte Schienen 44 und 45 angeschraubt, deren Längsrichtung parallel zur Längsrichtung der Zentrierkörper 46 ist. Diese Schienen 44 und 45 haben einen trapezförmigen Querschnitt. Jeweils eine Seitenfläche 44a und 45a dieser Schienen bildet mit der flachen Seite des Steges 42, an der die jeweilige Schiene 44 bzw. 45 festgeschraubt ist, einen Winkel von 4501 Auf jeder Seite des Steges 42 befinden sich diese Seitenflächen 44a und 45a der beiden dort befestigten Schienen 44 und 45 einander gegenüber unter Ausbildung einer Führungsrinne 50 mit rechtwinkligem Querschnitt für die Kante 6a des Hüllkastens 6 eines der beiden in der Masche 4 diagonal angeordneten Brennelemente 5a. Die Führungsrinnen 50 sind mit den Zentrierkörpern 46 gleichgerichtet.
Außerdem sind auf beiden Seiten des Steges 42, an denen auch die Schienen 44 und 45 angebracht sind, jeweils zwischen der Gruppe der Schienen 44, 45 und den Zentrierkörpern 46 senkrecht zu den Seiten des Steges 42 stehende Stützkörper 47 angebracht.
Nach dem Entladen der sich in einer Masche 4 nach Fig. 1 diagonal gegenüberstehenden Brennelemente 5b wird in diese Masche 4 in der Diagonalen dieser entladenen Brennelemente 5b bzw. in der Gegendiagonalen zu den in der Masche verbleibenden Brennelementen 5a vor dem Ausfahren des Steuerstabes 8 ein Stützteil 41 nach den Fig. 4 und 5 eingesetzt. Hierbei greifen die Zentrierkörper 46 an beiden Enden des Steges 42 in die Masche 4 ein und liegen dort mit ihren Seitenflächen 46a und 46b an den Innenseiten der Stege 3 an. An den Stegenden angebrachte flache Querkörper 48 und 49 bilden Auflageflächen am Stützteil 41 zum Auflegen auf die Stege 3 des Quergitters 2.
Günstigerweise hat der flache Querkörper 49 einen quadratischen Umriß und ist flach an dem einen Stegende mit in seiner Diagonalen befindlichem Steg 42 angebracht.
Der andere Querkörper 48 ist streifenförmig und flach quer zum Steg 42 am anderen Stegende mit Abstand von diesem angebracht. Der streifenförmige Querkörper 48 ist an beiden Enden zu dem Stegende hin abgeschrägt, an dem er angebracht ist. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Querkörper von zwei an einer Kreuzstelle des Steges 3 des Quergitters2 benachbarten Stützteilet41 aneinander passen und auf den Stegen 3 satt aufliegen können.
Nach dem Einsetzen des Stützteiles 41 in die Masche 4 und Auflegen desselben mit den flachen Querkörpern 48 und 49 auf die Stege 3 des Quergitters 2 befinden sich die gegenüberliegenden langgestreckten Kanten der Hüllkästen 6 der in der Masche 4 verbleibenden zwei Brennelemente 5a mit den langgestreckten Zungen 10 der dort angebrachten Federelemente 9 jeweils in den durch die Schienen 44 und 45 gebildeten Führungsrinnen 50. An den Seitenflächen 44a und 45a der Schienen 44 und 45 liegen die Blattfedern 10 der Feder elemente 9 unter mechanischer Vorspannung an, so daß die Brennelemente 5a in ihren Ecken der Masche 4 fixiert werden.
Die Stützkörper 47 haben Anlageflächen, die sich mit geringem Abstand gegenüber Anstoßköpfen 48 befinden, welche seitlich an den Hüllkästen 6 der Brennelemente 5a angebracht sind. Diese Stützkörper 47 wirken als seitlicher Anschlag für die Hüllkästen 6 der Brennelemente 5a bei Erschütterungen des Reaktorkerns und verhindern Bewegungen, die die Blattfedern 10 der Federelemente 9 zerstören könnten.
Das Stützteil 41 wird auf die Stege 3 des Quergitters 2 aufgelegt. Es ist dort unabhängig von der Länge der in der Masche 4 verbleibenden Brennelemente 5a gelagert, die sich insbesondere nach längerer Betriebszeit des Kernreaktors gegenüber der Ausgangslänge verändern kann. Daher ist ein Stützteil 41 nach den Fig. 4 und Sbesonders vorteilhaft für ein Verfahren gemäß der Erfindung, z.B. anläßlich einer Wiederholungsprüfung mit Messen der Binschießzeit der teuerstäbe 8, das nach der Inbetriebsetzung des Kernreaktors vorgenommen.wird.
5 Figuren 13 Patentansprüche Leerseite

Claims

Patentanssrirc'ne 1. Verfahren zum Be- und/oder entladen eines KernreaX-tors unter Ausfahren, insbesondere Totalausfahren, von einen kreuzförmigen Querschnitt aufweisenden Steuerstäben des Kernreaktors, von denen jeder in einer Gruppe der langgestreckte Hüllkästen mit rechteckigem, insbesonderte auadratischem,Querschnitt aufweisenden, im Kernreaktor angeordneten Brennelemente zugeordnet ist, welche jeweils aus vier Brennelementen besteht, die je in einer Ecke einer rechteckigen, insbesondere quadratischen, Masche eines Quergitters angeordnet sind unter Ausbildung eines für den Steuerstab bestimmten, spaltförmigen Zischenraumes mit ebenfalls kreuzförmigem Querschnitt zwischen ihren Hüllkästen, d a d u r c h a e k e n n z e 1 c h n e t , daß vor dem Ausfahren des einer Brennelementgruppe (5a; 5b) zugeordneten Steuerstabes (8) mindestens ein BrOnnelement (5b) dieser Gruppe aus dem Kernrenktor entladen und die Enden von zwei sich diagonal in der Masche (4) des Quergitters (2) gegenüber befindAlchen7 im Kernreaktor verbleibenden Brennelementen (5a) dieser Gruppe durch 9insetzen eines Stützteiles (21) bzw (41) in die Masche (4) in ihren beiden Maschenecken fixiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das stützteil (21) auf zwei für den Greifer einer Lademaschine bestimmte Griffe (7) aufgesetzt wird, von denen je einer an einem Brennelement (5a) angeordnet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß ein Stützteil (21) verwendet wird mit einer Einrichtung (26a, 26b) zum Führen der beiden Brennelemente (5a) an den sich in Richtung der Maschendiagonalen gesehen gegenüber befindlichen Kanten (6a) ihrer Hüllkästen (6), vorzugsweise an sich dort befindenden Federelementen (9).
4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c k g e -k e n n z e i c h n e t, daß vor dem Ausfahren des Steuerstabes (8) zwei Brennelemente (5b) der Gruppe aus dem Kernreaktor entladen werden und daß ein starres Stützteil (41) mit einer Einrichtung zum Führen der beiden sich diagonal in der Masche (4) gegenüber befindlichen, im Kernreaktor verbleibenden Brennelemente (5a) an den sich in Richtung der Maschendiagonalen gesehen gegenüber befindlichen Kanten (6a) ihrer Hüllkästen (6?, vorzugsweise an sich dort befindenden Federlementen (9), verwendet wird, welches in der Gegendiagonalen der Masche (4) liegend und mit Zentrierkörpern in die Masche (4) an deren in der Gegendiagonalen liegenden Ecken greifend ebenfalls vor dem Ausfahren des Steuerstabes (8) auf Stege (3) des Quergitters (2) aufgesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß ein Stützteil (21 bzw. 41) verwendet wird mit einem Griff (23; 43) der dem Greifer einer für die Brennelemente (5a; 5b) bestimmten Lademaschine angepaßt ist.
6. Stützteil insbesondere für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, g e k e n n z e i c h n e t durch einen starren Steg (22) mit an jedem der beiden Stegenden angebrachtem Zentrierkasten (24), welcher eine zur Aufnahme eines Brennelementgriffes (7) bestimmte Zentrieröffnung aufweist.
7. Stützteil nach Anspruch 6, g e k e n n z e i c h n e t durch Zentrieröffnungen der Zentrierkästen (24) für die beiden Brennelementgriffe (7) in der Form eines langgestreckten, quer zum Steg (22) angeordneten Schlitzes (25).
8. Stützteil insbesondere für ein Verfahren nach Anspruch 4, g e k e n n z e I c h n e t durch einen starren Steg (22) mit an jedem Stegende angebrachtem, zum Eingreifen in eine Masche (4) des Quergitters (2) bestimmten Zentrierkörper (46) und mit an beiden Stegenden ausgebildeten, dem Quergitter (2) zugeordneten Auflageflächen.
9. Stützteil nach Anspruch 6 oder 8, g e k e n n -z e i c h n e t durch eine Einrichtung zum Führen der beiden Brennelemente (5a) an den sich in der Maschendiagonalen gesehen gegenüberliegenden Kanten (6a) ihrer Hüllkästen (6), welche am starren Steg (22;42) zwischen den beiden Zentrierkästen (24) bzw. den beiden Zentrierkörpern (46) angeordnete Schienen (26a, 26b; 44, 45) aufweist, die mit den Zentrieröffnungen der Zentrierkästen (24) bzw. den Zentrierkörpern (46) gleichgerichtete Fuhntigsrinner\l(27a; 27b; 50) für die Kanten (6a) der Hüllkästen (6) bzw. für die dort befindlichen Federelemente (9) bilden.
10. Stützteil nach Anspruch 6 oder 8, g e k e n n -z e i c h n e t durch einen für den Greifer einer Lademaschine bestimmten Griff (23;43), der sich zwischen den beiden Zentrierkästen (24) bzw. den beiden Zentrierkörpern (45) am Steg (22) befindet.
11. Stützteil nach Anspruch 6 oder 8, g e k e n n -z e i c h n e t durch einen seitlich am Steg (22;42) angebrachten Stützkörper (47) zum seitlichen Abstützen eines Hüllkastens (6) eines Brennelementes (5a).
12. Stützteil nach Anspruch 8, g e k e n n z e i c h -n e t durch an den Stegenden befindliche flache Querkörper (48) und (49), die die dem Quergitter (2) zugeordneten Auflageflächen bilden.
13. Stützteil nach Anspruch 12, g e k e n n z e i c h -n e t durch einen flachen Querkörper (49) mit auadratischem Umriß, der flach an dem einen Stegende mit in seiner Diagonalen befindlichem Steg (42) angebracht ist, sowie durch einen flachen, streifenförmigen Querkörper (48), der quer zum Steg (42) flach am anderen Stegende mit Abstand von diesem angebracht ist.