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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennelementwechsel für
einen wassergekühlten Kernreaktor, mit einem Reaktorgebäude, in dem für die Zeit
des Brennelementwechsels ein wassergefüllter Kanal zwischen einem Reaktordruckbehälter
und einem Raum zur Aufnahme der Brennelemente installiert wird, in dem die Brennelemente
dann mittels einer Lademaschine unter Wasser transportiert werden.
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Ein solcher Kanal wird bei dem Gegenstand der älteren Patentanmeldung
P 3402 707.6 in Form einer oben offenen Wanne ausgebildet, die aus Blech oder aufblasbaren
Schläuchen besteht. An der Unterseite der Wanne ist je eine Öffnung zur Verbindung
mit dem Reaktordruckbehälter und einem ortsfesten Brennelement-Lagerbecken vorgesehen,
das die Brennelemente im Reaktorgebäude aufnimmt.
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Aus der DE-AS 18 12 088 ist ferner bekannt, daß für einen Schiffsreaktor
ein getrennt transportables Manipulierbecken mit einem Kran auf den geöffneten Reaktordruckbehälter
aufgesetzt und dann mit Wasser gefüllt wird, so daß ein wassergefüllter Kanal vom
Reaktordruckbehälter zu Brennelementmagazinen entsteht, die am Rand der Druckbehälteröffnung
am Boden des Manipulatorbeckens aufgestellt werden. Zum Transport der Brennelemente
fährt eine normale Lademaschine oberhalb des Manipulatorbeckens, die mit einem Teleskopmast
durch das Becken und in den Reaktordruckbehälter greifen kann. Die Lademaschine
bedient danach auch einen Brennelement-Transportbehälter, der von oben in den Bereich
der Deckelöffnung des Reaktordruckbehälters eingehängt werden kann und dann von
den Brennelementmagazinen aus beladen wird. Ein solcher zweistufiger Transport der
Brennelemente aus dem Reaktordruckbehälter in den Brennelement-Transportbehälter
ist jedoch zeitaufwendig.
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Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine noch raumsparendere
Möglichkeit für den Brennelementwechsel zu schaffen, bei der insbesondere keine
großen Hubeinrichtungen benötigt werden, wie sie für den Transport des Manipulatorbeckens
unerläßlich sind, und bei der auch die erforderliche Zeit verkürzt ist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß ein Brennelement-Transportbehälter
in die Nähe des Reaktordruckbehälters gebracht wird, daß der Kanal als allseits
geschlossene, wasserdichte Verbindung zwischen dem Reaktordruckbehälter und dem
Brennelement-Transportbehälter installiert wird, und daß die Lademaschine in dem
Kanal zum Transport der Brennelemente betätigt wird.
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Bei der Erfindung wird der Kanal nicht mehr in Form eines oben offenen
Beckens oder einer Wanne ausgebildet, vielmehr ist der Kanal eine geschlossene Röhre,
in der die Lademaschine arbeitet. Ein solcher Kanal kann sehr raumsparend gestaltet
werden, wie später an einem Ausführungsbeispiel deutlich zu sehen ist. Er ergibt
ferner den Vorteil, daß gasförmige Strahlungsträger eingeschlossen bleiben und nicht
aus der Wasseroberfläche austreten können.
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Eine besonders günstige Ausführungsform der Erfindung besteht darin,
daß der Brennelement-Transportbehälter und der Kanal mit einem Transportmittel transportiert
werden, das zum Brennelementwechsel in das Reaktorgebäude gebracht wird. Damit wird
die Möglichkeit geschaffen, die für den Brennelementwechsel notwendigen Einrichtungen
für mehrere Reaktoren nacheinander vorzusehen. Dies gilt auch für den Fall, daß
zum Brennelementwechsel ein Hebezeug in das Reaktorgebäude gebracht wird, mit dem
ein Deckel des Reaktordruckbehälters abgehoben wird, bevor der Kanal installiert
wird. Hier kann der Kanal vorteilhaft aus mehreren Teilen aufgebaut werden, von
denen mindestens einzelne mit dem Hebezeug installiert werden.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden
Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt die Fig. 1 in einem Vertikalschnitt
durch ein Reaktorgebäude die wesentlichen Einrichtungen für den Brennelementwechsel,
während die Fig. 2, 3, 4, 5 und 6 einzelne Verfahrensschritte des Brennelementwechsels
in Teildarstellungen erkennen lassen.
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Das in Fig. 1 dargestellte Reaktorgebäude 1 ist ein Betonbau, der
über mehr als die Hälfte seiner Höhe in den Erdboden 2 eingelassen ist. Das Reaktorgebäude
umschließt mit einem biologischen Schild 4 den Reaktordruckbehälter 5 eines Kleinreaktors
für zum Beispiel 50 oder 100 MWth. Der Reaktordruckbehälter 5 sitzt unterhalb einer
Bedienungsbühne 8, auf der Schienen 9 verlegt sind. Neben dem biologischen Schild
sind unterhalb der Bedienungsbühne 8 Räume 10 und 11 für Hilfsanlagen vorgesehen.
Eine Ausnehmung 14 in der Bedienungsbühne 8 dient als Deckelabstellbehälter. Der
über der Bedienungsbühne 8 liegende Bedienungsraum 15 unter der Decke 16 des Reaktorgebäudes
list mit einer Gebäudetür 17 verschließbar, die in einen Schacht 18 zum Öffnen abgesenkt
werden kann. An den Durchlaß 20 der Gebäudetür schließt sich ein Vorraum 21 an,
der mit einer Schleusentür 22 versehen ist.
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In Fig. list zu sehen, daß mit einem Wagen 25, der mit Rädern 26
auf den Schienen 9 läuft, ein Brennelement-Transportbehälter 28 in den Bedienungsraum
15 gefahren wird, der mit einem Transportcontainer 30 auf ei-
nem
Lastwagen 31 angeliefert wird. Der Transportbehälter 28 ist über eine Lademaschine
32 und einen Zwischenbehälter 33 mit dem Reaktordruckbehälter 5 verbunden, so daß
ein geschlossener, mit Wasser füllbarer Kanal 34 für den Brennelement-Transport
entsteht.
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Die Fig. 1 zeigt ferner, daß auf den Schienen 9 ein Hubkran 35 läuft.
Er dient zum Abheben des Deckels 36 eines Sicherheitsbehälters, der den Reaktordruckbehälter
5 einschließt. In einer Ausnehmung 37 des Sicherheitsbehälterdeckels 36 kann ein
Reaktordruckbehälterdeckel 38 abgesetzt werden.
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In Fig. 2 ist zu sehen, daß der Hubkran 35, der zum Brennelementwechsel
ebenfalls mit einem Container angeliefert wird, nicht nur zum Transport des Deckels
36 des Sicherheitsbehälters dient, in dem dann der Reaktordruckbehälter 38 eingestellt
wird, sondern auch zum Aufsetzen des Zwischenbehälters 33, der ebenfalls mit einem
Container zum Brennelementwechsel in das Reaktorgebäude 1 gebracht wird.
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Nach dem Installieren des Zwischenbehälters 33 wird die Lademaschine
35 mit dem Zwischenbehälter verbunden. Danach erfolgt, wie Fig. 4 zeigt, der Anschluß
der Lademaschine 35 an den Brennelement-Transportbehälter 28. Anschließend wird
der so geschaffene geschlossene Kanal 34 mit Wasser gefüllt.
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Die Fig. 4 zeigt, daß die Lademaschine mit teleskopierenden Werkzeugträgern
40 am Deckel 41 des Brennelement-Transportbehälters angreift und diesen nach dem
Lösen in die strichpunktierte Lage 41' bringt, in der er an einer Platte 42 befestigt
werden kann.
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In Fig. 5 ist zu sehen, daß der Deckel 41 mit der Platte 42 in eine
Lage geschwenkt werden kann, in der die Platte 42 parallel zu einem Teleskopmast
44 der Lademaschine raumsparend angeordnet ist. Der Teleskopmast 44 sitzt in einem
Drehdeckel 46 einer Kammer 47, die in dem Gehäuse 48 der Lademaschine 32 schwenkbar
gelagert ist. Deshalb bildet die Lademaschine 32 einen Teil des geschlossenen Kanals
34, der im rechten Winkel vom Inneren 50 des Transportbehälters 28 zum Reaktordruckbehälter
5 verläuft. Nach dem Schwenken des Teleskopmastes 44 bildet dieser nämlich eine
Verbindungsmöglichkeit zu einem Brennelement-Führungsrohr 51, das durch den Zwischenbehälter
33 in den Reaktordruckbehälter 5 führt (Fig. 6).
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Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt, daß die für
den Brennelementwechsel erforderlichen Einrichtungen (Brennelement-Transportbehälter
28, Lademaschine 32, Zwischenbehälter 33, Hubkran 35) nur Abmessungen und Gewichte
haben, die den Transport in Containern ermöglichen. Die Einrichtungen können deshalb
nacheinander und wiederholt für mehrere gleiche Kraftwerke verwendet werden, wobei
es nur darauf ankommt, daß die Anschlußmaße am Reaktordruckbehälter 5 und dessen
Abstand gegenüber den Schienen 9 weitgehend gleich sind. Zum Ausgleich von Toleranzen
kann die Lademaschine 32 in vertikaler Richtung verstellt werden. Ähnlich kann auch
der Transportbehälter 28 verstellbar auf dem Wagen 25 angeordnet sein. Kleinere
Toleranzen können durch die Verwendung von aufblasbaren Dichtungen aufgefangen werden.
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Trotz dieser mehrfachen Verwendbarkeit haben die Einrichtungen nur
kleine Abmessungen, so daß der für ihren Aufbau erforderliche Raum 15 im Reaktordruckgebäude
1 entsprechend klein sein kann. Außerdem wird durch die geschlossene Ausbildung
des Kanals 34 ein Austreten von gasförmigen Strahlungsträgern praktisch ausgeschlossen.
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