DE3904113A1 - Method and device for emptying a can-like storage container filled with spent spherical fuel elements - Google Patents

Method and device for emptying a can-like storage container filled with spent spherical fuel elements

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Abstract

The invention relates to a method and device for emptying a can-like storage container for spherical reactor fuel elements, with which removal of the fuel elements is enabled without bridge formation in the can neck. With the aid of the device, which is set on the can neck, connected positively by remote control to the storage container and rotated together with the latter through 180@, the fuel elements are individualised and fed to a conveying conduit. A shut-off slide is arranged in the device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entleeren eines mit abgebrannten kugelförmigen Brennelementen eines Kernreaktors gefüllten kannenartigen Lagerbehälters, der einen flanschartigen Kannenhals aufweist.The invention relates to a method and an apparatus for Emptying one with spent spherical fuel elements of a nuclear reactor filled can-like storage container, the has a flange-like can neck.

Es ist bekannt, die abgebrannten kugelförmigen Brennelemente von Kernreaktoren in Kannen zu füllen und die Kannen in verti­ kalen Lagerschächten unterzubringen. Ein solches Brennelemente­ lager, das als Zwischenlager vorgesehen ist, wird z. B. in der DE-OS 29 09 549 beschrieben. Jeder Lagerschacht nimmt eine Kan­ ne auf, und das gesamte Lager ist von einer Betonummantelung umgeben.It is known that the spent spherical fuel assemblies of nuclear reactors in cans and the cans in verti to accommodate cold storage shafts. Such fuel Camp, which is intended as an interim storage facility, z. B. in the DE-OS 29 09 549 described. Each storage shaft takes one channel ne on, and the entire warehouse is covered with concrete surround.

Aus der DE-OS 34 04 905 ist eine Beschickungsanlage für einen Hochtemperaturreaktor mit kugelförmigen Brennelementen bekannt, in der die abgebrannten Brennelemente über einen mit einem Bruchabscheider kombinierten Vereinzelner einer Entnahmestation zugeleitet werden. In dieser Entnahmestation werden die Brenn­ elemente mittels einer Aufflanscheinrichtung in Fässer gefüllt, um dann in einem Brennelementelager, beispielsweise der aus der DE-OS 29 09 549 bekannten Einrichtung, zwischengelagert zu wer­ den.DE-OS 34 04 905 is a loading system for one Known high temperature reactor with spherical fuel elements, in which the spent fuel over one with one Fracture separators combined singles from a removal station be forwarded. In this removal station the Brenn elements filled into barrels by means of a flange device, to then in a fuel storage facility, for example from the DE-OS 29 09 549 known device, temporarily stored to who the.

Zum Stand der Technik wird noch das DE-GM 19 14 085 genannt, in dem ein Vereinzelner für den Abzug von kugelförmigen Brennele­ menten aus einem Kernreaktor dargestellt ist. Der vor dem Aus­ gang eines Kugelabzugsrohrs installierte Vereinzelner besteht aus einem rotierenden Teller, der an seinem Rand eine Bohrung für den Durchtritt eines der kugelförmigen Brennelemente auf­ weist, sowie aus einer fest angeordneten Scheibe mit einem Ringspalt und einem Abflußkanal für die vereinzelten Brennele­ mente.The state of the art is still called DE-GM 19 14 085 in the one individual for the extraction of spherical Brennele elements from a nuclear reactor is shown. The one before the end there is a single outlet pipe installed  from a rotating plate that has a hole on its edge for the passage of one of the spherical fuel assemblies points, and from a fixed disc with a Annular gap and a drainage channel for the occasional Brennele ment.

Wie bereits erwähnt, dienen die bekannten Brennelementelager mit in vertikalen Schächten angeordneten kannenartigen Lagerbe­ hältern nur der Zwischenlagerung. Für eine Endlagerung müssen die kugelförmigen Brennelemente in geeignete Endlagerbehälter umgepackt werden. Wie sich herausstellte, ist ein Auskippen der Brennelemente aus den kannenartigen Lagerbehältern nicht mög­ lich, da die Brennelemente infolge von Brückenbildung im Kan­ nenhals nicht ausfließen.As already mentioned, the known fuel element stores are used with jug-like camps arranged in vertical shafts only hold the intermediate storage. For a final storage the spherical fuel assemblies in suitable repositories be repacked. As it turned out, the dumping is Fuel elements from the jug-like storage containers are not possible Lich, since the fuel elements due to bridging in Kan Do not flow out of the neck.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Brücken­ bildung beim Entleeren der kannenartigen Lagerbehälter zu ver­ hindern und somit ein schnelles Ausschleusen der kugelförmigen Brennelemente aus den kannenartigen Lagerbehältern zu gewähr­ leisten.The object of the present invention is therefore a bridges education when emptying the jug-like storage container to ver prevent and thus a quick discharge of the spherical To guarantee fuel elements from the can-like storage containers Afford.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.This problem is solved by the characteristic features of claim 1.

Das vorgeschlagene Verfahren garantiert nicht nur eine schnel­ le, sondern auch eine kontaminationsfreie Entleerung der kan­ nenartigen Lagerbehälter und zeichnet sich durch seine leichte Durchführbarkeit aus.The proposed method not only guarantees a quick le, but also contamination-free emptying of the can storage container and is characterized by its light weight Feasibility.

Eine Vorrichtung zum Vereinzeln der kugelförmigen Brennelemente bei der Lagerbehälterentleerung ist durch die Merkmale des Un­ teranspruchs 2 gekennzeichnet. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung können den Unteransprüchen 3 bis 8 entnommen wer­ den.A device for separating the spherical fuel elements when emptying the storage container is due to the characteristics of the Un characterized claim 2. Advantageous further developments of Device can be found in subclaims 3 to 8 the.

In der schematischen Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der im Längsschnitt dargestellten Vorrichtung näher erläutert. In the schematic drawing, an embodiment of the device illustrated in longitudinal section explained in more detail.  

Die Figur läßt einen kannenartigen Lagerbehälter 1 erkennen, der mit einem Kannenhals 2 versehen und derart in ein (nicht gezeigtes) Gestell eingesetzt ist, daß der Kannenhals 2 nach unten zeigt. In dem Lagerbehälter 1 befinden sich abgebrannte kugelförmige Brennelemente 3 eines Hochtemperaturreaktors, die aus dem Lagerbehälter 1 ausgeschleust werden sollen. Zu diesem Zweck ist auf den Kannenhals 2 eine Vorrichtung 4 zum Verein­ zeln der Brennelemente 3 aufgesetzt. Die Montage der Vorrich­ tung 4 erfolgte im aufgerichteten Zustand des Lagerbehälters 1 mittels Fernbedienung. Wie die Figur zeigt, ist die Vorrichtung 4 mit Hilfe von Verriegelungsbolzen 5 formschlüssig mit dem Kannenhals 2 verbunden.The figure shows a can-like storage container 1 , which is provided with a can neck 2 and is inserted into a frame (not shown) in such a way that the can neck 2 points downward. Spent spherical fuel elements 3 of a high-temperature reactor are located in the storage container 1 and are to be discharged from the storage container 1 . For this purpose, a device 4 for separating the fuel assemblies 3 is placed on the can neck 2 . The assembly of the Vorrich device 4 was carried out in the erected state of the storage container 1 by remote control. As the figure shows, the device 4 is positively connected to the can neck 2 with the aid of locking bolts 5 .

Die Vorrichtung 4 weist eine Kugellaufbohrung 6 auf, die einen etwas größeren Durchmesser hat als die kugelförmigen Brennele­ mente 3 (bei einem Brennelementdurchmesser von 60 mm beträgt der Durchmesser der Kugellaufbohrung 6 mindestens 65 mm). Im einzelnen besteht die Vorrichtung 4 aus einer drehbaren Verein­ zelnerscheibe 7, einem fest angeordneten Abstützring 8, der die Vereinzelnerscheibe 7 umschließt, und einer Abdeckung 9. Letz­ tere ist an dem Abstützring 8 angeschraubt.The device 4 has a ball bore 6 , which has a slightly larger diameter than the spherical Brennele elements 3 (with a fuel element diameter of 60 mm, the diameter of the ball bore 6 is at least 65 mm). Specifically, the device 4 consists of a rotatable club 7 , a fixed support ring 8 which surrounds the singler 7 , and a cover 9th The latter is screwed onto the support ring 8 .

Ein Teil der Vereinzelnerscheibe 7 ist innerhalb des Kannenhal­ ses 2 angeordnet. Auf der entgegengesetzten Seite ragt die Ver­ einzelnerscheibe 7 aus dem Abstützring 8 heraus und trägt auf diesem Teil eine Verzahnung 10. Mit der Verzahnung 10 steht ein Antriebselement 11 in Eingriff, das sich in einer Aussparung 15 der Abdeckung 9 befindet, welche den die Verzahnung 10 aufwei­ senden Teil der Vereinzelnerscheibe 7 umgreift. Das Antriebs­ element 11 ist über eine Welle 12 mit einem Antriebsmotor 14 verbunden, der außerhalb der Vorrichtung 4 angeordnet ist. In­ nerhalb der Abdeckung 9 verläuft die Welle 12 in einer Durch­ führung 13.Part of the separating disk 7 is arranged within the Kannenhal ses 2 . On the opposite side, the United individual disk 7 protrudes from the support ring 8 and has a toothing 10 on this part. With the toothing 10 , a drive element 11 is engaged, which is located in a recess 15 of the cover 9 , which engages around the part 10 of the separating disk 7 which has the toothing 10 . The drive element 11 is connected via a shaft 12 to a drive motor 14 which is arranged outside the device 4 . In the cover 9 , the shaft 12 extends in a through guide 13th

Die Kugellaufbohrung 6 durchquert die gesamte Vorrichtung 4, wobei sie innerhalb der Vereinzelnerscheibe 7 schräg zu deren Drehachse geführt ist, und zwar - in Kugellaufrichtung gesehen - vom Rand zur Mitte hin. Es fließen also jeweils nur die Rand­ kugeln ab, die für eine eventuelle Brückbildung verantwortlich sind; damit wird eine Stockung beim Abfließen der Brennelemente 3 weitgehend vermieden. Um einen Kugelstau ganz auszuschließen, ist die innerhalb des Kannenhalses 2 befindliche Stirnfläche der Vereinzelnerscheibe 7 zu der Kugellaufbohrung 6 hin geneigt und mit einer Wulst 16 versehen, welche die anstehenden Brenn­ elemente 3 während des Betriebes der Vorrichtung 4 immer ein Stück zurückdrückt und die Säule der Brennelemente 3 aufloc­ kert.The ball bore 6 traverses the entire device 4 , wherein it is guided within the singling disk 7 obliquely to its axis of rotation, namely - seen in the ball running direction - from the edge to the center. So only the edge balls flow off, which are responsible for any bridging; this largely prevents a stall when the fuel elements 3 flow away. In order to completely exclude a ball jam, the end face of the separating disc 7 located within the can neck 2 is inclined towards the ball bore 6 and provided with a bead 16 which always pushes back the pending burning elements 3 during operation of the device 4 and the column of Fuel elements 3 loosely.

Innerhalb der Abdeckung 9 verläuft die Kugellaufbohrung 6 zen­ tral. An der Abdeckung 9 ist ein Gehäuse 20 angebracht, in dem die Kugellaufbohrung 6 weitergeführt ist. Mit einem in dem Ge­ häuse 20 angeordneten Absperrschieber 17 kann die Kugellaufboh­ rung 6 verschlossen werden. Durch einen Anschluß 19 ist das Ge­ häuse 20 mit einem Adapter 18 verbunden, der mit der Kugellauf­ bohrung 6 fluchtet. An den Adapter 18 wird die Förderleitung (nicht dargestellt) angeschlossen.Within the cover 9 , the ball bore 6 runs zen tral. On the cover 9 , a housing 20 is attached, in which the ball bore 6 is continued. With a in the Ge 20 arranged gate valve 17 , the Kugellaufboh tion 6 can be closed. Through a connection 19 , the Ge housing 20 is connected to an adapter 18 which is aligned with the ball bore 6 . The delivery line (not shown) is connected to the adapter 18 .

Zur Entleerung des Lagerbehälters 1 wird der während der Monta­ ge der Vorrichtung 4 in Schließstellung befindliche Absperr­ schieber 17 geöffnet und die Vereinzelnerscheibe 7 mit Hilfe des Antriebsmotors 14 und der übrigen Antriebsteile 10, 11 und 12 in Drehbewegung versetzt. Dabei treten die Brennelemente 3 einzeln in die Kugellaufbohrung 6 ein, durchlaufen diese ohne Stockung und gelangen in die Förderleitung 18.To empty the storage container 1 , the shut-off valve 17 , which is in the closed position during the assembly of the device 4 , is opened and the separating disk 7 is rotated by means of the drive motor 14 and the other drive parts 10 , 11 and 12 . The fuel elements 3 individually enter the ball bore 6 , pass through them without stopping and reach the delivery line 18 .

Claims (8)

1. Verfahren zum Entleeren eines mit abgebrannten kugelförmi­ gen Brennelementen (3) eines Kernreaktors gefüllten kan­ nenartigen Lagerbehälters (1), der einen flanschartigen Kannenhals (2) aufweist, gekennzeichnet durch die folgen­ den, nacheinander auszuführenden Schritte:
  • a) auf den Kannenhals (2) des Lagerbehälters (1) wird mittels Fernbedienung eine mit einer Kugellaufbohrung (6) versehene Vorrichtung (4) zum Vereinzeln der Brennelemente (3) aufgesetzt und formschlüssig mit dem Lagerbehälter (1) verbunden;
  • b) die Kugellaufbohrung (6) wird mittels eines an der Vorrichtung (4) vorgesehenen Absperrschiebers (17) verschlossen;
  • c) der Lagerbehälter (1) wird in ein Gestell gesetzt und darin so weit gedreht, daß der Kannenhals (2) nach unten zeigt;
  • d) nach Anschluß einer Förderleitung an die Vorrichtung (4) über einen Adapter (18) wird der Absperrschieber (17) geöffnet;
  • e) die Vorrichtung (4) wird in Betrieb genommen.
1. A method for emptying a fuel element filled with spent kugelförmi gene ( 3 ) of a nuclear reactor can NEN-like storage container ( 1 ), which has a flange-like can neck ( 2 ), characterized by the following steps to be carried out in succession:
  • a) on the can neck ( 2 ) of the storage container ( 1 ) by means of remote control a device ( 4 ) provided with a ball bore ( 6 ) for separating the fuel elements ( 3 ) is placed and positively connected to the storage container ( 1 );
  • b) the ball bore ( 6 ) is closed by means of a gate valve ( 17 ) provided on the device ( 4 );
  • c) the storage container ( 1 ) is placed in a frame and rotated therein so far that the can neck ( 2 ) points downward;
  • d) after connecting a delivery line to the device ( 4 ) via an adapter ( 18 ), the gate valve ( 17 ) is opened;
  • e) the device ( 4 ) is put into operation.
2. Vorrichtung zum Vereinzeln der kugelförmigen Brennelemente bei der Entleerung des kannenartigen Lagerbehälters nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • f) die Vorrichtung (4) besteht aus
    • f1) einer drehbaren, in den Kannhals (2) hineinragenden Vereinzelnerscheibe (7),
    • f2) einem fest angeordneten, die Vereinzelnerscheiber (7) umschließenden Abstützring (8) sowie
    • f3) einer fest mit dem Abstützring (8) verbundenen Ab­ deckung (9);
  • g) die durch die gesamte Vorrichtung (4) geführte Kugel­ laufbohrung (6) verläuft innerhalb der Vereinzelner­ scheibe (7) schräg zu deren Drehachse, und zwar in Kugellaufrichtung vom Rand zur Mitte hin;
  • h) die Kugellaufbohrung (6) weist einen etwas größeren Durchmesser auf als die kugelförmigen Brennelemente (3).
2. Device for separating the spherical fuel elements during the emptying of the can-like storage container according to claim 1, characterized by the following features:
  • f) the device ( 4 ) consists of
    • f1) a rotatable separating disc ( 7 ) projecting into the can neck ( 2 ),
    • f2) a fixedly arranged, the Vereinzelnerscheiber (7) encircling support ring (8) and
    • f3) a cover ( 9 ) connected to the support ring ( 8 );
  • g) through the entire device ( 4 ) ball bore ( 6 ) runs within the singular disc ( 7 ) obliquely to its axis of rotation, in the direction of the ball running from the edge to the center;
  • h) the ball bore ( 6 ) has a slightly larger diameter than the spherical fuel elements ( 3 ).
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützring (8) mit Hilfe von Verriegelungsbolzen (5) lösbar an dem Kannenhals (2) befestigt ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the support ring ( 8 ) is releasably attached to the can neck ( 2 ) by means of locking bolts ( 5 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb des Kannenhalses (2) befindliche Stirnfläche der Vereinzelnerscheibe (7) zur Mündung der Kugellaufboh­ rung (6) hin geneigt ist und eine Wulst (16) aufweist.4. The device according to claim 2, characterized in that the inside of the can neck ( 2 ) end face of the separating disc ( 7 ) to the mouth of the Kugellaufboh tion ( 6 ) is inclined and has a bead ( 16 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Vereinzelnerscheibe (7) aus dem Abstützring (8) herausragt und eine Verzahnung (10) aufweist, die mit einem Antriebselement (11) in Eingriff steht.5. Apparatus according to claim 2, characterized in that a part of the Vereinzelnerscheibe (7) projects from the support ring (8) and has a toothing (10) communicating with a drive element (11) in engagement. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (11) über eine durch die Abdeckung (9) geführte Welle (12) von einem außerhalb der Vorrichtung (4) angeordneten Antriebsmotor (14) angetrieben wird.6. The device according to claim 5, characterized in that the drive element ( 11 ) via a through the cover ( 9 ) guided shaft ( 12 ) by an outside of the device ( 4 ) arranged drive motor ( 14 ) is driven. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abdeckung (9) den mit der Verzahnung (10) versehenen Teil der Vereinzelnerscheibe (7) umgreift, wo­ bei ein Freiraum (15) für das Antriebselement (11) in der Abdeckung (9) ausgespart ist.7. The device according to claim 5 or 6, characterized in that the cover ( 9 ) with the toothing ( 10 ) provided part of the separating disc ( 7 ), where at a free space ( 15 ) for the drive element ( 11 ) in the Cover ( 9 ) is recessed. 8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrschieber (17) in einem außen an der Abdeckung (9) angebrachten Gehäuse (20) installiert ist, das mit einem Anschluß (19) für den Adapter (18) versehen ist.8. The device according to claim 2, characterized in that the gate valve ( 17 ) is installed in an outside on the cover ( 9 ) attached housing ( 20 ) which is provided with a connection ( 19 ) for the adapter ( 18 ).
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