DE3121477A1 - Vorrichtung und verfahren zum freigeben eines brennelements fuer einen kernreaktor aus einem greifer - Google Patents

Description

FRAMATOME
924oo Courbevoie, Frankreich

Vorrichtung und Verfahren zum Freigeben eines Brennelements für einen Kernreaktor aus einem Greifer

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 6.

Für eine derartige Handhabung werden seit langem Greifer mit angelenkten Fingern verwendet, vgl. z. B. die FR-PS 1 528 762.

Es kommt gelegentlich vor, dass der Greifer nicht manövrierbar ist. Dies kann verschiedene Gründe haben: elektrischer oder mechanischer Fehler des Steuersystems für die angelenkten Finger, Klemmen der Finger, störende Gegenstände, die die Bewegung der Finger behindern, suw.

Unabhängig vom Grund für die nicht mögliche Manövrierbarkeit dieser Finger muss zur Freigabe des Brennelements aus dem

Greifer schnell gehandelt werden, damit der Kernreaktor nicht zu lange stillgesetzt ist. Diese Aufgabe ist umso schwerer, als aus der Entfernung eingewirkt werden muss und sich der Greifer unter Wasser befindet.

Es gibt bereits Vorrichtungen zur Handhabung von Brennelementen, die einen Greifer mit angelenkten Fingern mit einem integrierten Storungsbeseitigungssystem verwenden, das im Notfall auf die Verriegelung der Greifer einwirken kann. Diese Vorrichtungen sind jedenfalls ziemlich komplexe Handhabungsmaschinen, bei denen das Storungsbeseitigungssystem mit einem Mast oder einem starren Traggerüst verbunden ist, vgl. z. B. die FR-Patentanmeldung 76-12545 vom 28. April 1976 der Anmelderin. Ausserdem bilden diese Systeme nur eine Sicherheit für die Verriegelungssteuerüng und wirken nicht unmittelbar auf die Finger des Greifers ein.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Beseitigung von Störungen bei Greifern mit angelenkten Fingern, deren Aufbau einfach ist und die unmittelbar auf die Finger einwirkt. Auf diese Weise kann schnell und unter Wasser sehr wirksam eingewirkt werden, wobei das durch die Finger des Greifers gehaltene Brennelement sofort freigegeben wird.

Die Erfindung betrifft die Freigabe eines in den Fingern eines Greifers mit wenigstens zwei angelenkten Greifern gehaltenen Teils, insbesondere die Freigabe eines Brennelements für einen Kernreaktor aus den Fingern eines Greifers für die Handhabung des Brennelements im Reaktor, und zwar unter einem durch eine Wasserschicht gebildeten Schutz.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss durch den Gegenstand des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Eszeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht der Freigabevorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt II-II von Fig. 1;

Fig. 3 eine Einzelheit von Fig. 2 mit einer vergrösserten Darstellung eines Fingers des Greifers mit einem Stellzylinder zur Betätigung eines Mitnehmers, der sich an eine Bezugsfläche des Greifers anlegrtr

Fig. 4 bis 6 Einzelheiten eines Schnitts ΪΙΙ-ΙΙΙ von Fig. mit einer Darstellung der Stellmotoren zum Schwenken der Finger;

Fig. 4 einen Finger vor dem Austreiben seiner Achse, wobei die Halteklaue des Stellmotors sich auf einem Zwischenhub befindet und bereit zum Halten des Fingers ist;

Fig. 5 den Finger unmittelbar nach dem Austreiben seiner Achse, wobei die Halteklaue den Finger hält;

Fig. 6 die Halteklaue bei vollem Hub, nachdem sie derart auf den Finger gedrückt hat, dass er schwenkt und das Brennelement aus seinem Griff freigibt.

Es werden zunächst die Fig. 1 und 2 behandelt.

DieVorrichtung zur Freigabe des Brennelements aus einem Greifer mit angelenkten Fingern nach der Erfindung enthält eine Grundplatte 1, die auf den aufnehmenden Konus einer Zelle 2 zur Ablage oder Entnahme' von Brennelementen

passt. Die Grundplatte hat somit eine Zentrierfunktion für die Vorrichtung.

Die Grundplatte hat vier senkrechte Führungen mit jeweils einer Führungssäule 3, auf der eine Feder 4 angeordnet ist. Die Führungssäulen tragen eine zur Grundplatte 1 parallele zweite Platte 5. Die zweite Platte 5 trägt einen Führungstrichter 6 zur Einführung der Anordnung Brennelement-Greifer. Sie trägt auch zwölf Stellmotoren mit noch zu beschreibenden speziellen Drückern und Ansätzen. Die Platte 5 trägt ebenfalls Handhabungsringe 7, die nicht gezeigten Halter für den pneumatischen oder hydraulischen Einlass für die Stellmotoren, die verschiedenen Halter der Stellmotoren und Bezugsmarkierungen für die Verschiebung der Stellmotoren.

Die Vorrichtung hat drei Reihen von vier Stellmotoren, von denen jeder für einen der vier Finger vorgesehen ist. Die vier Stellmotoren 8 betätigen Mitnehmer 9, die beim Ausfahren sich zwischen einer Bezugsfläche 10 des Greifers und den Rand 11 des oberen Ansatzes des Brennelements 12 legen.

Fig. 3 zeigt im einzelnen einen Stellmotor 8, dessen Mitnehmer 9 ausgefahren ist. Diese Figur zeigt den Körper 13 des Greifers, an dem die Finger 14 mittels Anlenkachsen 15 angelenkt sind, die durch Haltestifte 16 gehalten sind. Die Finger stehen in Eingriff mit einem Brennelement 12 mit dem oberen Rand 11. Der Mitnehmer 9 des Stellmotors 8 befindet sich unter einer über dem oberen Rand 11 des Brennelements gelegenen Bezugsfläche 10. Ist der Mitnehmer 9 unter der Bezugsfläche 10 und über dem Rand 11 angeordnet, so ist die Stellung der Platte 5 bestimmt durch durch die Ankopplung über dem Mitnehmer 9 und der Bezugsfläche 10 des Greifers. Auf diese Weise sind die Stellmotoren für das Austreiben der Achsen der Finger genau in der Verlängerung dieser Achsen plaziert und bereit zum Einwirken. Da die Stellmotoren 8 keine Kraft zu liefern· haben.

reichen pneumatische Stellmotoren aus.

Eine zweite Reihe von Stellmotoren 17, die jeweils mit einer Halteklaue 18 versehen sind, bildet die Schwenkeinrichtung für die Finger des Greifers und bestimmt die Einklappkinematik der Finger, wenn diese von ihrer Schwenkachse befreit sind-Diese Stellmotoren liefern eine Kraft, die über der von den Stellmotoren 8 gelieferten Kraft liegt, und sind vorzugsweise hydraulische Stellmotoren. Es sind Bezugsmarkierungen 19 für die Verschiebungen der Stellmotoren 17 vorgesehen, vgl. Fig. 1.

Vor einer ins einzelne gehenden Untersuchung der Einklappkinematik der Finger auf Grund der Stellmotoren 17 muss eine dritte Reihe von ebenfalls hydraulischen Stellmotoren 20 besprochen werden, die mit Drückern 21 versehen sind. Diese dienen zum Abscheren der Haltestifte 16 für die Anlenkachsen 15 der Finger 14 und zum Austreiben dieser Achsen 15.

Fig. 1 zeigt zwei Drücker 21 in Tätigkeit, wobei die Anlenkachse 15 herausgetrieben und bereit sind, in ihre jeweiligen Aufnahmerutschen 22 zu fallen. Die beiden anderen Drücker 21 befinden sich noch in Ruhestellung.

Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise:

Für den Fall, dass der Greifer defekt ist, d. h. wenn das Brennelement nicht vom Greifer abgekuppelt werden kann, der das Greifen durch hierzu vorgesehene herkömmliche Mittel bewirkt, wird die Vorrichtung nach der Erfindung verwendet.

Zunächst wird unter Wasser eine Ablage- oder Entnahmezelle für ein Brennelement gesucht.. Es kann eine beliebige Zelle sein.Auf dem Grund dieser Zelle wird mittels eines Handwerkzeugs ein Dickenkeil angeordnet (hinsichtlich dieser Handhabung hat der Dickenkeil eine Geometrie, die mit derjenigen eines

oberen Ansatzes des Brennelements identisch ist). Die Funktion dieses Dickenkeils besteht im Anheben des Einbauniveaus des Brennelementbündels in der Weise, dass dessen oberer Ansatz ausreichend über die Zelle übersteht, um zugänglich zu sein. Die ungefähre Länge des betroffenen Brennelements ist stets bekannt. Es wird daher ein dieser Länge entsprechender Dickenkeil gewählt.

Danach wird unter Wasser mittels eines herkömmlichen Handhabungswerkzeugs die Vorrichtung nach der Erfindung am Ansatz der Zelle angeordnet. Im einzelnen wird die Grundplatte 1 auf diesem Ansatz 2 zentriert.

Danach wird das vom Greifer gehaltene Brennelement in die Zelle eingeführt.

Danach erfolgt die Einstellung der gegenseitigen Stellungen der Freigabevorrichtung nach der Erfindung und der Anordnung Brennelement-Greifer. Diese Einstellung erfolgt, wie oben ausgeführt, durch die Stellmotoren 8. Die die Stellmotoren tragende zweite Platte 5 nimmt während des Absenkens des Greifers die Stellung ein, die sie während der gesamten Störungsbesextxgung des Greifers einnimmt.

Danach werden die Stellmotoren 17 betätigt, damit die Halteklauen 18 die Funktion zum Halten der Finger des Greifers ausführen, vgl. Fig. 4 (die Finger 14 sind jeweils mit einer den Durchtritt der Halteklaue 18 ermöglichenden Ausnehmung versehen)

Nun ist alles bereit zur Betätigung der Stellmotoren 20 derart, dass die Anlenkachsen 15 der Finger 14 unter Abscherung der Haltestifte 16 ausgetrieben werden. Die Stellzylinder 20 werden paarweise symmetrisch zur Mitte des Greifers betätigt. Die Anlenkachsen 15 werden in geeigneten Rutschen 20 wieder gewonnen, vgl. Fig* 1„

Fig. 5 zeigt die Stellung eines Stellmotors 17 nach dem Austreiben der Anlenkachse 15 des Fingers, Die Halteklaue hält den Finger 14 in seiner Anfangsstellung.

Danach werden die Stellmotoren 17 derart betätigt, dass die Halteklaue 18 als Drückklaue wirkt und den Finger 14 bis zur Freigabe aus seiner Greifstellung unter dem Rand 11 des oberen Ansatzes des Brennelements 12 schwenkt, vgl. Fig.

Danach kann der Greifer geringfügig derart angehoben werden, dass die Finger über ihre Greifebene gelangen, wonach die Stellmotoren 17 vor der Freigabe der Mitnehmer 9 zurückgezogen werden können und der Greifer vollständig angehoben werden kann. Ist nun das Brennelement aus dem Greifer freigegeben, so kann dieser leichter gerichtet werden und dabei so viel Zeit wie erforderlich aufgewendet werden.

Anschliessend kann man mit einem neuen Greifer das in der Zelle verbliebene Brennelement aufsuchen.

Die Vorrichtung nach der Erfindung und auch das Verfahren zur Anwendung dieser Vorrichtung haben den sehr grossen Vorteil, unter Wasser einen mit einem Brennelement im Eingriff stehenden Greifer sehr schnell und aus der Entfernung störungsfrei zu machen. Die Vorrichtung hat ausserdeiu den Vorteil, sehr einfach zu sein und bereits vorhandene Einrichtungen zu ihrer Anbringung und für die Funktion der Stellmotoren verwenden zu können.

Die pneumatische oder hydraulische Speisung der Stellmotoren ist sehr einfach auszuführen, da im Reaktorgebäude bereits ein pneumatischer Verteilerkasten für die laufende Handhabung der Brennelemente und eine hydraulische Zentrale vorhanden sind, die für das Abscheren von Strahlungsproben verwendet wird. Die Vorrichtung nach der Erfindung benötigt keine Ausrüstung ausser den bereits im Reaktor vorhandenen Ausrüstungen.

312U77

Die Erfindung findet Anwendung bei Greifern mit einer von der Zahl vier abweichenden Anzahl von Fingern. Es genügt, für jeden Finger die drei erforderlichen Stellmotoren vorzusehen.

Die Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfindung werden insbesondere bei einem Kernreaktor angewendet. Es sind aber Anwendungen einer derartigen Vorrichtung und eines derartigen Verfahrens unter eventueller Abänderung gewisser Details bei anderen Gebieten denkbar.

Claims (6)

1. Patentanwälte

   BEETZ-LAMPRECHT-BEETZ
   8QQQ München 22 - Steinsdorfstr. )Q

   31o-32.4l9P(32.42oH) 29. Mai 1981

   Ansprüche

   /1_T Vorrichtung zum unter Wasser erfolgenden Freigeben eines Brennelements für einen Kernreaktor aus einem Greifer mit wenigstens zwei angelenkten Fingern, dadurch gekennzeichnet ,

   - dass die Vorrichtung auf dem Ansatz einer Zelle (2) zur Ablage von Brennelementen plaziert werden soll und folgendes aufweist:

   — eine Einrichtung zum Einstellen (1, 3, 4, 5) der gegenseitigen Stellungen der Vorrichtung und der Anordnung Greifer-Brennelement und zum Einhalten (8, 9) dieser Stellungen,

   — eine Einrichtung (20, 21) zum Lösen der Finger (14) des Greifers von dessen Körper (13) und

   — eine Einrichtung (17, 18) zum Schwenken der Finger zur Lockerung ihres Griffs am Brennelement.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,

   - dass die" Einstelleinrichtung aus einer Grundplatte (1) besteht, die eine Zentrierung der Vorrichtung auf dem Ansatz der Zelle (2) ermöglicht,

   - dass von der Grundplatte (1) wenigstens zwei senkrechte Führungseinrichtungen getragen werden, von denen

   jede aus einer Führungssäule (3) besteht, auf der eine Feder (4) angebracht ist, die eine zur Grundplatte (1) parallele zweite Platte (5) trägt, und 310-80/81

   - dass, von der zweiten Platte (5) wenigstens zwei Stellmotoren (8) getragen werden, die auf Mitnehmer (9) wirken, die unterhalb einer Bezugsfläche (10) des Greifers anliegen sollen und das Einhalten der gegenseitigen Stellungen der Freigabevorrichtung und des Greifers ermöglichen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

   - dass die Einrichtung zum Lösen der Finger (14) des Greifers von dessen Körper (13) aus wenigstens zwei Stellmotoren (20) besteht, von denen jeder in der Verlängerung der Anlenkachse (15) eines der Finger (14) angeordnet und mit einem Drücker (21) versehen ist, der unter Abscherung \on Haltestiften (16) der Anlenkachse (15) diese aus dem Finger (14) drückt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3,

   gekennzeichnet

   - durch Rutschen (22) für die Rückgewinnung der Anlenkachsen (15).
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

   - dass die Schwenkeinrichtung für die Finger (14) des Greifers aus wenigstens zwei Stellmotoren (17) besteht, von denen jeder senkrecht zu einem der Finger (14) ist und mit einer Halte- und Drückklaue für den Finger (14) versehen ist.
6. 6. Verfahren zum Freigeben eines Brennelements für einen Kernreaktor aus einem Greifer mit wenigstens zwei angegelenkten Fingern,
   gekennzeichnet ,

   - durch mittels eines beim Kernreaktor in üblicher Weise verwendeten Handhabungswerkζeugs unter Wasser erfolgen-

   des Plazieren einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf dem Ansatz einer Zelle zur Ablage von Brennelementen,

   durch Einführen des Brennelements, das vom Greifer freigegeben werden soll, in die Zelle,
   durch Einstellen der gegenseitigen Stellungen der
   Freigabevorrichtung und des Greifers,
   durch aufeinanderfolgendes Austreiben der Anlenkachsen jedes Fingers bei gleichzeitigem Halten der Finger durch die Halteklauen,

   durch Schwenken jedes Fingers durch die Halteklauen zum Freigeben des Brennelements und
   durch Anheben des Greifers.