DE3630058A1 - Verfahren und einrichtung zur unterstuetzung des beladevorganges eines reaktorkernes mit laengserstreckten brennelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung des Beladevorganges eines Reaktorkernes mit neuen und/­ oder bestrahlten längserstreckten Brennelementen, wobei ein Brennelement mit einer Brennelementwechselmaschine von einem Lagerbecken vorzugsweise unter einer neutro­ nenabschirmenden Flüssigkeitsabdeckung in die Gitter­ position eines Reaktorkernes eingesetzt wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-AS 22 46 637 bekannt. Dort soll zur Beschleunigung des Beladevorgan­ ges beim Brennelementwechsel ein Behälter mit mehreren Brennelementen gleichzeitig in den Reaktorbehälter ein­ gesetzt werden.

Weiterhin ist es aus der DE-OS 15 64 301 bekannt, daß durch Beobachtung mit einem Fernglas über die mehrere Meter dicke Wasserabdeckung die schwankenden Brennele­ mente nur unter großem Zeitaufwand in die Gitterpositio­ nen des Kerns eingesetzt werden können. Das Schwanken der Brennelemente wird mittlerweile durch andere Maßnah­ men verhindert. Ein Problem ist jedoch darin zu sehen, daß die Achse des Brennelementfußes nicht mit seiner Sollachse übereinstimmt. Derartige, aufgrund von Verbie­ gungen entstehende Abweichungen, treten zwar nur in der Größenordnung von einigen Millimetern auf, sie er­ schwerren jedoch das Einführen des Brennelementfußes in die jeweilige Gitterposition des Reaktorkerns erheblich. Die in der DE-OS 15 64 301 vorgeschlagene mechanische Einführhilfe ist jedoch nur dann einsetzbar, wenn zwischen den verschiedenen Gitterpositionen ein ausreichender Platz vorhanden ist, wie er z. B. für das Einführen von kreuzförmigen Steuerelementen erforderlich ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren der ein­ gangs genannten Art anzugeben, das ohne mechanische Ein­ führhilfen das Einbringen von Brennelementen, deren Fuß von seiner Sollachse abweicht, ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß auf dem Weg der Brennelementwechselmaschine zwischen Lagerbecken und Reaktorbehälter die Istposition des Brennelementfußes dem Fahrgerät der Brennelementwechsel­ maschine zugeleitet wird, daß die Istposition mit der Sollposition des Brennelementfußes verglichen wird und eine Abweichung korrigierend in die Fahrbewegung der Brennelementwechselmaschine eingreift.

Verbiegungen des Brennelements, wie sie aufgrund deren Gesamtlänge von mehr als vier Metern durchaus an der Tagesordnung sind, können dadurch das Einführen der Brennelemente in die Gitter der im Reaktorbehälter ange­ ordneten Kerntragestruktur nicht mehr behindern. Weicht die ermittelte Istposition des Fußstückes von seiner Sollposition ab, so wird die Fahrbewegung der Brennele­ mentwechselmaschine um diese Abweichung korrigiert.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird zur Ermittlung der Istposition des Brennelementfuß­ es eine stationär angeordnete Fernsehkamera verwendet, deren Bild zu einem Monitor übertragen wird, der die Abweichung zur Sollposition erkennen läßt.

Vorzugsweise ist die Meßstelle zur Positionserkennung des Brennelementfußes im Bereich der Durchführung zwi­ schen einem Lagerbecken und einem Flutbecken angeordnet.

Die Brennelementwechselmaschine fährt dabei eine vorbe­ stimmte Position relativ zum Standort der Fernsehkamera an, sodaß die Istposition des Brennelementfußes exakt ermittelt werden kann.

Die Halterung für die Meßstellen ist dabei vorzugsweise in den Führungen für den Schütz gelagert. Dadurch ge­ lingt auf einfache Weise eine Fixierung der Kamera.

Anhand eines Ausführungsbeispieles und der schematischen Fig. 1 bis 5 wird das erfindungsgemäße Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens be­ schrieben.

Dabei zeigt die

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Lager- und ein Flutbecken mit einem Reaktorbehälter und einer Brennelementwechselmaschine,

Fig. 2 eine Ansicht entlang der Linie II-II der Fig. 1 in einem größeren Maßstab,

Fig. 3 einen Monitorausschnitt mit dem Zentralbereich der Unterseite eines Brennelementfußstückes und der Sollachse des Fußstückes,

Fig. 4, Fig. 4a die Abweichung des Brennelementfußes von der Gitterposition

Fig. 5 ein Brennelement in Längserstreckung in einem größeren Maßstab dargestellt.

Die Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch den Teilbereich 1 eines nicht weiter dargestellten Reaktorgebäudes. Mit 2 wird das Lagerbecken bezeichnet, in dem zwei Lagerge­ stelle 3 angedeutet sind. Die Zwischenwand 4 mit einem nicht dargestellten Schütz, der beim Betrieb der Reakto­ ranlage eine Durchführung 7 verschließt und das Lager­ becken 2 von dem oberhalb des Reaktorbehälters 6 ange­ ordneten Flutbecken 5 trennt. In der Fig. 1 ist eine abgeschaltete Reaktoranlage dargestellt, so daß der Reaktorbehälter 6 geöffnet ist. Sowohl das Lagerbecken 2 als auch das Flutbecken 5 sind über die Durchführung 7 bis zum Niveau 8 mit einer mehrere Meter dicken Wasser­ füllung 9, 9 a versehen. Ein Kompensator 10, der sich zwischen dem Flutbecken 5 und dem Flansch 11 des geöff­ neten Reaktorbehälters 6 erstreckt verhindert ein Aus­ treten des Wassers nach unten.

Soll aus dem Lagergestell 3 des Lagerbeckens 2 ein Bren­ nelement 12 in eine Gitterposition 13 der Kerntrage­ struktur 24 des Reaktorbehälters 6 (Fig. 2 und 4) ein­ gesetzt werden, so nimmt eine Brennelementwechselmaschine 14 ein solches Brennelement 12 aus dem Gestell 3 auf und fährt mit dem Brennelement durch die Durchführung 7 zwi­ schen dem Lagerbecken 2 und dem Flutbecken 5. In den Führungsschienen 15 für den entfernten Schütz ist über einen Halter 16 eine Fernsehkamera 17 stationär angeord­ net. Sobald die Brennelementwechselmaschine 14 in die strichpunktiert angegebene Position gelangt ist, er­ scheint die Position des Fußstückes 18 des Brennelemen­ tes 12 im Monitor 19 (Fig. 3). Zwar ist auf dem Monitor der von der Kamera aufgenommene Zentralbereich 20 der Unterseite des Brennelementfußes 18 zu sehen. Das Zen­ tralrohr 21 des Brennelementfußes dient dabei als Be­ zugspunkt. Die Sollposition des Zentralrohres und damit des Brennelementfußes ist mit der Sollachse 22 in dem Fahrgerät gespeichert und erscheint ebenfalls auf dem Monitor. Der Fahrer der Brennelementwechselmaschine bringt jetzt die Sollachse 22 mit der Achse 23 des Zen­ tralrohres 21 zur Deckung und gleicht somit die Abwei­ chung zwischen Soll- und Istposition des Brennelement­ fußes aus. Die in der Fig. 4a in einem größeren Maßstab dargestellte Gitterposition 13 der Kerntragestruktur 24 nach Fig. 4 zeigt in unterbrochenen Linien die Istposi­ tion des Brennelementfußstückes. Ein Herabfahren des Brennelementes in Pfeilrichtung 25 vor der Korrektur der Abweichung würde zum Aufsetzen des Brennelementes 12 führen und somit das Einführen in die Gitterpositionen erschweren. Geht jedoch einer Korrekturbewegung der Brennelementwechselmaschine in Pfeilrichtung 26, 27 vor­ weg, bis die Sollachse 22 mit der Achse 23 des Zentral­ rohres 21 gemäß Fig. 3 zur Deckung gebracht ist, kann die Brennelementwechselmaschine 14 das Brennelement 12 gefahrlos in die Gitterposition 13 einfahren (in Fig. 4 mit ausgezogenen Linien dargestellt).

Eine Verbiegung drückt sich in einer Fluchtabweichung zwischen dem Kopfstück 28 und dem Fußstück 18 des Bren­ nelementes 12 aus, wobei das Sollmaß der Fahrbewegung der Brennelementwechselmaschine mit der Position des Kopfstückes 28 geeicht ist und gegenüber der Position des Fußstückes 18 korrigiert werden muß. Dabei muß ein in der Fig. 5 in größerem Maßstab dargestelltes Brenne­ lement, mit einer Gesamtlänge von ca. 4207 mm, einer Kantenlänge von 217 mm und einem Gesamtgewicht von ca. 683 kg gefahrlos in das Gitter des Reaktorbehälters (Fig. 2) eingebracht werden.

Eine Zeitersparnis bei einer Neubeladung des gesamten Kernes von mehreren Tagen mit einer daraus resultieren­ den größeren Verfügbarkeit der Kernreaktoranlage ist ein wesentlicher Vorteil des neuen Beladeverfahrens.

Eine verwindungssteife Prüflehre, die in ihren Konturen einem Brennelement ähnelt, dient zum Einjustieren von Kamerastellung und Sollachse des Brennelementes. Sie kann sowohl in der Durchfahrt 7 als auch an einer ande­ rern Stelle des Lagerbeckens positioniert werden.

• Bezugszeichenliste  1 Teilbereich eines Reaktorgebäudes
   2 Lagerbecken
   3 Lagergestell
   4 Zwischenwand
   5 Flutbecken
   6 Reaktorbehälter
   7 Durchführung
   8 Niveau
   9, 9 a Wasserfüllung
  10 Kompensator
  11 Flansch
  12 Brennelement
  13 Position im Reaktorbehälter
  14 Brennelementwechselmaschine
  15 Führungsschiene
  16 Halter
  17 Fernsehkamera
  18 Fußstück
  19 Monitor
  20 Zentralbereich
  21 Zentralrohr
  22 Sollachse
  23 Achse
  25, 26, 27 Pfeilrichtung
  28 Kopfstück

Claims (4)

1. Verfahren zur Unterstützung des Beladevorganges eines Reaktorkerns mit neuen und/oder bestrahlten längs­ erstreckten Brennelementen, wobei ein Brennelement mit einer Brennelementwechselmaschine von einem Lagerbecken vorzugsweise unter einer neutronenabschirmenden Flüssig­ keitsabdeckung in die Gitterposition eines Reaktorkernes eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet; daß auf dem Weg der Brennelementwechselmaschine (14) zwischen Lagerbec­ ken (2) und Reaktorbehälter (6) die Istposition des Brennelementfußes (18) dem Fahrgerät der Brennelement­ wechselmaschine (14) zugeleitet wird, daß die Istpositi­ on mit der Sollposition (13) des Brennelementfußes ver­ glichen wird und eine Abweichung korrigierend in die Fahrbewegung der Brennelmentwechselmaschine (14) ein­ greift.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Ermittlung der Istposition (13) des Brenne­ lementfußes eine stationär angeordnete Fernsehkamera (17) verwendet wird, deren Bild zu einem Monitor (19) übertragen wird, der die Abweichung zur Sollposition erkennen läßt.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß­ stelle (17) zur Positionserkennung des Brennelementfußes (18) im Bereich der Durchführung (7) zwischen einem La­ gerbecken (2) und einem Flutbecken (5) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Halterung für die Meßstelle (17) in den Führungsschienen (15) eines entnommenen Schützes gelagert ist.