DE69108123T2

DE69108123T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Zerlegung eines bestrahlten Bestandteiles eines Kernreaktors durch Ausschneidung seiner Wandung.

Info

Publication number: DE69108123T2
Application number: DE69108123T
Authority: DE
Inventors: Jean-Paul Guigon; Paul Jacquier
Original assignee: Framatome SA
Current assignee: Areva NP SAS
Priority date: 1990-06-27
Filing date: 1991-06-14
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2011-06-15
Also published as: US5293412A; CS192591A3; US5239564A; US5301212A; DE69108123D1; HUT59504A; HU912139D0; EP0466533B1; HU207397B; EP0466533A1; RU2063072C1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zerlegung eines bestrahlten Bestandteiles eines Kernreaktors, und insbesondere eines Kessels eines Kernreaktors, welcher durch Druckwasser gekühlt wird.
Die wassergekühlten Kernreaktoren, und insbesondere die Kernreaktoren mit Druckwasser weisen einen Kessel auf, welcher dazu bestimmt ist, das Herz des Kernreaktors zu enthalten, und welcher an den Kühlkreislauf des Reaktors angeschlossen ist, in welchem das Kühlwasser zirkuliert.
Die Wandung des Kessels des Reaktors, welche mit der Kühlflüssigkeit in Kontakt steht und den aus dem Herzen des Reaktors emittierten Strahlungen ausgesetzt ist, kann nach einer gewissen Betriebszeit des Reaktors aktiviert und verseucht werden.
Im Falle von ausgedienten Kernkraftwerken, die eine komplette Abschaltung erfordern, wurde diejenige Lösung gewählt, bei der man diese Werke in demselben Zustand beließ, in dem sie sich befanden, und die Aktivität der ihre Bestandteile bildenden Materialien abfallen zu lassen, um sie später, unter zufriedenstellenderen Bedingungen als zum Zeitpunkt der Abschaltung, abzubauen, ohne daß man komplexe und ferngesteuerte Werkzeuge zu benützen hätte.
In Zukunft wird die Anzahl der außer industriellen Betrieb zu nehmenden Werke merklich ansteigen, so daß es notwendig werden wird, eine Zerlegung dieser Werke in Betracht zu ziehen, um den Standort, an welchem sie angesiedelt sind, in seinem ursprünglichen Zustand wiederherzustellen.
Die Zerlegung des herkömmlichen Teiles des Werkes stellt kein besonderes Problem dar, jedoch wirft die Zerlegung desjenigen Teiles des Werkes, welcher den wirklichen Kernreaktor bildet, schwierig zu lösende Probleme auf, aufgrund der radioaktiven Emissionen der Materialien, aus denen die Bestandteile des Reaktors gebaut sind.
Insbesondere der Kessel der wassergekühlten Kernreaktoren, welcher die Brennstoffbündel enthält und mit dem Kühlwasser des Reaktors während des Betriebes in Kontakt steht, ist, im Falle von ausgedienten Reaktoren aktiviert und verseucht.
Im Falle von derzeitig in Betrieb stehenden Kernreaktoren mit Druckwasser, stellt sich der Reaktorkessel in der Form eines Körpers von allgemein zylindrischer, mit gewölbten Böden verschlossenen Form dar, von großen Abmessungen und mit einer sehr starken Wandung ausgestattet.
Der Kessel, welcher ein sehr hohes Gewicht aufweist, befindet sich im Innern eines in einer Betonstruktur angelegten Kesselschachtes, welche ebenfalls ein oder mehrere Becken, die sich oberhalb des Kesseloberteiles befinden, abgrenzt.
Der Kessel, welcher außer den Brennstoffbündeln verschiedene interne Strukturen umschließt, ist durch Rohrleitungen mit den Kanalisationen des Primärkreislaufes des Reaktors verbunden.
Die Bündel des Reaktorherzens und gewisse Bestandteile der internen Strukturen können abgebaut und aus dem Kessel herausgenommen werden, um dadurch ihre Austragung und eventuell ihre Entsorgung zum Zeitpunkt der Reaktorabschaltung zu sichern.
Gewisse, stark aktivierte Bestandteile der internen Strukturen des Reaktors wie die Hülle des Herzens können eine Belassung im Kesselinnern notwendig machen, damit sie unter Wasser (radiologischer Schutz) ausgeschnitten werden können. Ihre Zerlegung muß im Kesselinnern gewährleistet werden, und zwar während der Zerlegungsvorgängen des Kessels selber.
Zum Beispiel im US-A-4.813.313 wird eine Gerätschaft beschrieben, welche den Abriß einer Schutzwandung eines Kernreaktors von allgemein zylindrischer Form und in einem vertikalen Schacht befindlich, durchzuführen ermöglicht. Man führt die Ausschneidung der Wandung in aufeinanderfolgenden Scheiben in vertikaler Richtung durch, um Blöcke, die zum Zwecke ihrer Entsorgung bzw. Lagerung ausgetragen werden, zu gewinnen.
Die Ausschneide- und Handhabungsmittel der Blöcke werden dergestalt auf einer vertikalen Struktur wie zum Beispiel einem Mast montiert, daß sie nacheinander in verschiedenen Höhen des Schachtes in Stellung gebracht werden können.
Die Durchführung der Ausschneidung und der Austragung der in vertikaler Richtung beträchtlich vom Schachtoberrand entfernt ausgeschnittenen Blöcke kann Schwierigkeiten bereiten.
Ziel der Erfindung ist es daher, ein Zerlegungsverfahren eines bestrahlten Bestandteiles eines Kernreaktors, welches mindestens eine rohrförmige, mit seiner Achse in vertikaler Richtung ausgerichtete und im Innern eines in einer Betonstruktur angelegten Schachtes befestigte Wandung aufweist, zu bieten, nach welchem man die Ausschneidung des Bestandteiles in Form von Blöcken in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten durchführt, die durch eine Verschiebung in vertikaler Richtung getrennt sind, und man die ausgeschnittenen Blöcke austrägt, um deren Entsorgung oder Lagerung durchzuführen, wobei dieses Verfahren die Fragmentierung der Wandung des Bestandteils unter sehr guten Sicherheitsbedingungen und in großer Einfachheit, sowie die Austragung und Entsorgung der gewonnenen Fragmente am Schachtoberteil ermöglicht.
Zu diesem Zweck :
- entfernt man die Verbindungselemente zwischen der Betonstruktur und dem Bestandteil,
- verschiebt man das Bestandteil über eine gewisse Entfernung in vertikaler Richtung gemäß seiner Achse im Schacht und in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten,
- führt man die Ausschneidung der Wandung des Bestandteiles auf einer Entfernung durch, die ziemlich der vertikalen Verschiebungsentfernung des Bestandteiles entspricht, so daß man nach der Verschiebung des Bestandteiles Blöcke bestrahlten Materials aus der Wandung am Schachtoberrand der Betonstruktur gewinnt.
Vorteilhaft und zur Steigerung der Sicherheit des Verfahrens, zur Durchführung der Verschiebung des Bestandteiles in vertikaler Richtung und in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten :
- bringt man unter dem Unterteil des Bestandteiles und auf einer festen Auflage aufliegend, welche auf der Betonstruktur des Reaktors in der Nähe des Kesselschachtbodens aufliegt, erste Anhebemittel des Bestandteils in Stellung,
- führt man die Hebung des Bestandteils durch Druckausübung der ersten Anhebemittel auf das Bestandteilunterteil durch,
- führt man ein erstes modulares Auflageelement zwischen das Unterteil des Bestandteiles und die feste Auflage ein, auf welcher das Modularelement aufliegt,
- betätigt man die ersten Anhebemittel gegen die Heberichtung, um das Unterteil des Bestandteiles auf dem ersten Modularelement zum Aufliegen zu bringen,
und für jeden der später aufeinanderfolgenden Schritte der Verschiebung des Bestandteiles :
- führt man die einzelne Hebung des Bestandteiles über eine bestimmte vertikale Entfernung durch, dank einer zweiten Gruppe von Anhebemitteln, welche auf der Auflage aufliegen und mit einem modularen Auflageelement greifen, welches zwischen das Bestandteil und die feste Auflage geschoben wurde und vor der einzelnen Hebung auf der festen Auflage aufliegt,
- führt man ein modulares Auflageelement, dessen Höhe geringer ist als die vertikale Entfernung der einzelnen Hebung des Bestandteiles, zwischen das Modularelement, mit welchem die zweite Gruppe von Anhebemitteln zusammenarbeitet, und die feste Auflage ein, und
- betätigt man die zweite Gruppe von Anhebemitteln gegen die Heberichtung, um das Bestandteil, mit Hilfe der übereinandergestellten Modularelemente, auf die Auflage zum Aufliegen zu bringen.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung, welche das der Erfindung gemäße Verfahren zur Zerlegung anwendet, gemäß Ansprüchen 12 und 22.
Um die Erfindung gut verständlich zu machen, werden jetzt, als Beispiele ohne beschränkende Wirkung, mehrere Durchführungsweisen des Verfahrens gemäß der Erfindung und die Werkzeuge, die die Anwendung dieses Verfahrens ermöglichen, beschrieben, am Fall der Zerlegung eines Kessels eines Kernreaktors mit Druckwasser.
Die Figur 1 ist eine Vertikalschnittansicht eines Kessels eines Druckwasserkernreaktors und seiner Stützstruktur aus Beton.
Die Figur 2 ist eine schematische Ansicht im Vertikalschnitt der Verschiebungsmittel eines Kernreaktorkessels während seiner Zerlegung unter Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung und der Austragungsmittel der aus der Wandung des Kessels ausgeschnittenen Blöcke.
Die Figur 3 ist eine Ansicht im Vertikalschnitt und aus erhöhtem Blickwinkel der Befestigungsmittel des Kesselbodens am Ende eines Mastes zur Verschiebung in vertikaler Richtung.
Die Figur 4 ist eine Draufsicht nach 4 der Figur 3, der Befestigungsmittel des Kessels.
Die Figur 5 ist eine Draufsicht nach 5 der Figur 2, der zur Zerlegung des Kessels verwandten Auflage- und Handhabungsmittel.
Die Figur 6 ist eine Ansicht im Vertikalschnitt und aus erhöhtem Blickwinkel der gesamten Handhabungs- und Ausschneidemittel eines Kessels bei der Zerlegung durch das Verfahren gemäß der Erfindung.
Die Figur 7 ist eine Ansicht im Vertikalschnitt des Oberteils der Auflage- und Verschiebungsmittel in vertikaler Richtung des Kessels bei der Zerlegung.
Die Figuren 8A bis 8F sind schematische Ansichten der Verschiebungsmittel des Kessels in vertikaler Richtung, bei verschiedenen aufeinanderfolgenden Schritten der Verschiebung des Kessels in vertikaler Richtung und aufwärts.
Die Figur 9 ist eine Ansicht im Vertikalschnitt der Mittel vom Typ Bandsäge zur Ausschneidung der Kesselwandung in ziemlich horizontaler Richtung.
Die Figur 10 ist eine Draufsicht nach 10 der Figur 9.
Die Figur 11 ist eine Ansicht im Vertikalschnitt der Mittel vom Typ Bandsäge zur Ausschneidung der Kesselwandung in ziemlich vertikaler Richtung.
Die Figur 12 ist eine Draufsicht nach 12 der Figur 11.
Die Figur 13 ist eine ausgebreitete Ansicht der Seitenwandung des Kessels, welche die Ausschneidungslinien dieser Wandung bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung, unter Verwendung der Vorrichtungen wie auf Figuren 9 und 11 dargestellt, aufzeigt.
Die Figur 14 ist eine Ansicht im Vertikalschnitt der Mittel vom Typ Kreissäge zur Ausschneidung der Kesselwandung in ziemlich horizontaler Richtung.
Die Figur 15 ist eine Draufsicht nach 15 der Figur 14.
Die Figur 16 ist eine Ansicht im Vertikalschnitt der Mittel vom Typ Kreissäge zur Ausschneidung der Kesselwandung in ziemlich vertikaler Richtung.
Die Figur 17 ist eine Draufsicht nach 17 der Figur 16.
Die Figuren 18 bis 26 betreffen die Zerlegung eines Kernreaktorkessels unter Anwendung eines Kesselhebeverfahrens in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten, durch Druckausübung auf sein Unterteil.
Die Figur 18 ist eine Vertikalprojektion und Schnittansicht eines Kessels eines wassergekühlten Kernreaktors, welcher sich vor seiner Zerlegung an seinem Platz in der Reaktorstruktur befindet.
Die Figur 19 ist eine Vertikalprojektion und eine teilweise Schnittansicht des Unterteils des auf Figur 18 dargestellten Kessels, während einer anfänglichen Hebephase unter Verwendung der ersten Anhebemittel.
Die Figur 20 ist eine Vertikalprojektion eines Anhebemittels des Kessels.
Die Figur 21 ist eine Draufsicht der festen Auflage des Kessels, welche in Ringform aufgebaut ist.
Die Figur 22 ist eine Vertikalprojektion und eine teilweise Schnittansicht des Kesselunterteils, nachdem die zweite Gruppe von Anhebemitteln und ein erstes modulares Auflageelement in Stellung gebracht wurden.
Die Figur 23 ist eine seitliche Vertikalprojektion nach 23 der Figur 22.
Die Figur 24 ist eine Draufsicht mit Teilschnitt der zweiten Gruppe von Anhebemitteln und des ersten modularen Auflageelements, welche auf der festen Auflage in Stellung gebracht wurden.
Die Figur 25 ist eine Ansicht im Vertikalschnitt der Reaktorstruktur und des Kessels während einer der Anfangsphasen der Zerlegung.
Die Figur 26 ist eine Ansicht im Vertikalschnitt der Reaktorstruktur und des Kessels während einer der Endphasen der Zerlegung.
Auf Figur 1 sieht man den Kessel 1 eines Kernreaktors mit Druckwasser, welche im Innern eines in einer Betonstruktur 3, welche einen Teil des Reaktorbaus des Kernkraftwerkes bildet, angelegten Schachtes 2 befindet.
Der Kessel 1, welcher eine allgemein zylindrische Form aufweist, befindet sich mit seiner Vertikalachse im Kesselschacht 2. Der Kessel 1 wird an seiner Unterseite durch einen gewölbten Boden geschlossen und an seiner Oberseite durch einen Deckel 1a von ebenfalls gewölbter Form.
Oberhalb des Deckels 1a des Kessels befindet sich die Gruppe 4 der Steuermechanismen der Regelbalken der Reaktivität des Reaktorkerns, welches aus nebeneinanderliegenden und im Innern des Kessels 1 befindlichen Brennstoffbündeln besteht.
Der Kessel 1 ist mit Hilfe von Rohrleitungen 5 an die Kanalisationen 6 der verschiedenen Schleifen des Primärkreislaufes des Reaktors angeschlossen, in welchen das Druckwasser, welches mit den Bündeln des Kerns im Kesselinnern 1 in Kontakt gerät, wodurch es die Erwärmung und Verdampfung des Zufuhrwassers im Innern der Dampfgeneratoren des Werkes sichert.
Die Betonstruktur 3 bildet, oberhalb des Kesselschachtes 2, ein Becken 8, welches mit Wasser bis in die Nähe seiner oberen Ebene 8a gefüllt werden kann, um die Handhabungs- und Wartungsvorgänge innerhalb des Reaktorkessels während der Abschaltungen und nach Entfernung der Steuergruppe 4 und des Kesseldeckels 1a zu sichern
Das Becken 8 weist einen Teil 9 auf, welcher in seitlicher Lage zum eigentlichen, senkrecht zum Kessel angelegten Reaktorbecken angeordnet ist, und in welchem man die internen Ausrüstungsgegenstände des Reaktorkessels ablegen kann, um unter Wasser Wartungs- oder Reparaturvorgänge an diesen internen Ausrüstungsgegenständen durchzuführen.
Der Boden des Kessels 1 wird durch Leitungen für instrumentelle Ausrüstungen 10 durchquert, die mit einem Instrumentenraum, welcher in seitlicher Lage zum Kesselschacht 2 angelegt ist, verbunden sind.
Auf Figur 2 wurde der Kessel 1 eines Kernreaktors mit Druckwasser während eines Zerlegungsvorganges unter Verwendung des der Erfindung gemäßen Verfahrens dargestellt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird nach endgültiger Abschaltung des Kernreaktors angewandt, und nachdem die Entladung der Bündel aus dem Herzen und der internen Ausrüstungsgegenstände des Kernreaktors durchgeführt wurden.
Nach Abschaltung und Abkühlung des Kernreaktors wird das Becken 8 mit Wasser aufgefüllt und der Deckel des Kessels entfernt.
Man führt danach unter Wasser die Entladung der Bündel aus dem Herzen sowie den Abbau und die Austragung der internen Ausrüstungsgegenstände des Kessels durch.
Die Brennstoffbündel können in Container gelegt werden, die ihren Transport und ihre Austragung in eine Aufbereitungsanlage sichern.
Die internen Ausrüstungsgegenstände, welche allgemein stark bestrahlt sind, können vor ihrer Zerlegung unter Wasser zeitweilig eingelagert und in Transportcontainer ausgetragen werden.
Es ist ebenfalls möglich, die Zerlegung der internen Ausrüstungsgegenstände des Kessels zumindest teilweise unter Wasser, im Innern desselben, vorzunehmen.
Nach der Entladung des Kessels, der Austragung der internen Gegenstände und der Entleerung des Beckens, bringt man oberhalb des oberen Teiles 8a des Reaktorbeckens eine aus Balken gebildete Auflagestruktur 11 in Stellung, auf welcher der obere Teil einer Hebevorrichtung 12 aufliegt, welche insbesondere einen Mast von großer Länge 13, welcher vertikal gemäß der Kesselachse 1 ausgerichtet ist, und durch sein Unterteil mit dem Boden des Kessels 1 verbunden ist.
Der Mast 13 ist im Innern einer rohrförmigen Struktur 14 befindlich, welche vertikal gemäß der Achse des Kessels 1 ausgerichtet ist, und durch ihr Oberteil mit der Auflagestruktur 11 verbunden ist. Zentrier- und Haltearme 15 der Vorrichtung 12 im Kesselinnern, welche jeweils am Ende einen Zylinder 16 aufweisen sind am Unterteil der rohrförmigen Struktur 14 angebracht und sternförmig um diese rohrförmige Struktur angeordnet. Die Zylinder 16, die mit ihrem Ende auf der inneren Oberfläche des Kessels 1 aufliegen, ermöglichen die Durchführung der Zentrierung und der Haltung des Kessels 1 zu der rohrförmigen Struktur 14 und dem Mast 13.
Der Mast 13 weist eine Verzahnung 13a über einen substanziellen Teil seiner Länge auf, wobei die Verzahnung 13a mit den Klinken 18 eines Hebemechanismus 20 des Kessels, welcher auf der Auflagestruktur 11 aufliegt, mit Hilfe eines schwenkbaren Anschlaglagers 19 zusammenarbeitet.
Der drehbare Teil des Lagers 19 kann in der Rotation um die gemeinsame vertikale Achse des Kesselschachtes 2 und des Kessels 1, durch einen Motor 21 angetrieben werden.
Die Auflagestruktur 11 trägt an ihrem Unterteil eine kreisförmige Schiene 22, auf welcher zwei mit Hilfe von Wagen in der Rotation beweglich montierte Einschienenbahnen 23 und 23' montiert sind, wie auf Figur 5 sichtbar, welche die Verschiebung von Flaschenzügen 24 im gesamten Bereich oberhalb des Kesseloberrandes 1 und im Lagerbecken der internen Ausrüstungsgegenstände 9, dank dem Vorhandensein von festen Schienen 25 und 25', in deren Verlängerung man die in der Rotation frei laufenden Schienen 23 und 23' in Stellung bringen kann, ermöglichen.
Wie noch im nachfolgenden erklärt wird, erfolgt die Ausschneidung von Blöcken 26 bestrahlten Materials aus der Wandung des Kessels ziemlich genau auf der Höhe des Bodens 9a des Beckens 9 der internen Ausrüstungsgegenstände, das heißt auf oberer Ebene des Kesselschachtes.
Wurde ein Block 26 aus der Wandung des Kessels 1 ausgeschnitten, kann ein Flaschenzug 24 die Übernahme dieses Blocks in beliebiger Lage sichern, und den Transport des Blocks in das Becken 9 der internen Ausrüstungsgegenstände, in welchem ein Lagerungs- und Transportcontainer 27 aufgestellt ist für die Blöcke 26 bestrahlten Materials. Der Flaschenzug 24 ermöglicht den Transport der Blöcke 26 zwischen ihrem Ausschneidungs- und Lagerungsbereich im Innern des Containers 27.
Wandungen zur Einschließung des Bereichs 28 werden auf der oberen Ebene des Beckens aufgestellt, unterhalb der Auflagestruktur 11, um den Bereich, in welchem die Ausschneidung der Blöcke 26 während der Zerlegung des Kessels 1 durchgeführt wird, vom unterhalb des Beckens gelegenen Bereich abzuschirmen, von wo aus die Steuerung der verschiedenen zur Zerlegung angewandten Vorgänge vorgenommen wird.
Desgleichen ermöglichen Wandungen 29 die Trennung zwischen dem Becken zur Lagerung der internen Ausrüstungsgegenstände des Reaktors dem Bereich 8, welcher sich senkrecht zum Kessel befindet, wobei jedoch Durchlässe für die Flaschenzüge 24 zum Transport der Blöcke 26 vorgesehen sind.
Schließlich wird das innere Volumen des Kessels 1 vom Becken 8 des Reaktors durch Wandungen 30 abgeschirmt, um die Strahlung im unterhalb des Kesselschachtes 2 gelegenen Bereich zu begrenzen.
Auf den Figuren 3 und 4 wurde der untere Teil des Mastes 13 der Hebevorrichtung 12 des Kessels 1 dargestellt.
Dieser untere Teil besteht aus einer Platte 32, welche an der Unterseite des Mastes 13 gemäß seiner axialen Richtung befestigt werden kann, dank eines Gewindeteiles 32a, welches in ein am Ende des Mastes vorgesehenes Gewindeloch geschoben wird.
Die Platte 32 weist vier Öffnungen 33 und ein Zentrierstück 34 auf, welches dazu dient, die Befestigung und Ausrichtung des Mastendes 13 auf dem Boden des Kessels 1 zu sichern.
Nachdem man die Entladung des Kessels vorgenommen hat, werden die Verbindungsrohrleitungen dieses Kessels zum Primärkreislauf sowie sämtliche Hilfsleitungen durchgeschnitten und verschlossen, desgleichen die Rohre für instrumentelle Ausrüstungen 10 des Kesselbodens.
Vier Durchbohrungen des Kesselbodens werden gemäß Anordnungen eingearbeitet bzw. nachträglich eingearbeitet, die den Anordnungen der Durchbohrungen 33 auf der Platte 32 des Mastes 13 entsprechen.
Man könnte ebenfalls in Betracht ziehen, die Befestigung des Kessels am Mast 13 durch Zuhilfenahme einer Anzahl von Durchbohrungen des Kesselbodens und einer Anzahl von in diesen Bohrungen befestigten Zugankern über vier Stück auszuführen, so daß man Zuganker verwendet und Bohrungen von geringerem Durchmesser einarbeitet.
Der Mast 13 kann dadurch in Stellung gebracht werden, daß das Zentrierstück 34 in eine Durchbohrung für instrumentelle Ausrüstungen eingeführt wird, und die Bochungen 33 mit den Öffnungen des Kesselbodens, welche gefertigt bzw. nachträglich gefertigt wurden, deckungsgleich aneinander gebracht werden. Die Gesamtheit der Öffnungen zum Durchlaß der Rohre für instrumentelle Ausrüstungen, mit Ausnahme derjenigen Öffnungen, die eventuell nachträglich eingearbeitet wurden, wird verschlossen und die Befestigung des Mastes 13 wird durch Stangen mit Gewindestangen 37, welche durch Muttern auf der Platte 32 befestigt werden, durchgeführt.
Eine Befestigungsplatte 36 (vergl. Figur 2), welche Öffnungen in den Öffnungen 33 der Platte 32 entsprechender Lage aufweist, wird unter dem Boden des Kessels dergestalt in Stellung gebracht, daß die Gewindestangen 37 in die Öffnungen dieser Befestigungsplatte 36 eingesteckt werden.
Die Befestigung des Mastes 13 wird durch auf die Stangen 37 aufgesteckte Muttern ergänzt, welche beim Anziehen gegen die Unterseite der Platte 36 zum Aufliegen kommen.
Der Kessel 1 wird somit solide am Ende des Mastes 13 befestigt, welcher beweglich in vertikaler Richtung, gemäß der Achse der rohrförmigen Struktur 14 und im Innern dieser Struktur montiert ist.
Unterkeilungsvorrichtungen in den radialen Richtungen werden ebenfalls zwischen die rohrförmige Struktur 14 und den Mast 13 geschoben, so daß die Führung und Haltung des Mastes l3 während seiner Verschiebungen in vertikaler Richtung gesichert sind. Aufblasbare Dichtungen werden ebenfalls zwischen den Mast 13 und die rohrförmige Struktur 14 geschoben, so daß die Abschirmung bzw. Einschließung des inneren Volumens des Kessels 1 während der Zerlegungsvorgänge gesichert wird.
Schließlich, wie schon vorangehend angedeutet, wird der Kessel durch die Arme 15 und die Zylinder 16 in einer solchen Lage gehalten, daß seine Achse mit der Achse des Mastes 13 und der rohrförmigen Struktur 14 fluchtet.
Wie auf Figur 5 ersichtlich, weist die Auflagestruktur 11 zwei zueinander parallel verlaufende Hauptbalken 11a und 11b auf, und vier Seitenbalken 11c, 11d, 11e und 11f, die sternförmig um die Achse des Reaktorkesselschachtes angeordnet sind.
Die Enden der Balken 11a bis 11f liegen auf der Betonstruktur des Reaktors auf, zum Beispiel auf den Auflagesitzen der Raketenabwehrbodenplatte, welche sich senkrecht zum Kesselschacht und auf der oberen Ebene 8a des Reaktorbeckens befindet.
Auf Figur 6 wurde die Gesamtheit derjenigen Vorrichtung dargestellt, die die Zerlegung des Kessels während eines Ausschneidungsvorganges der Kesselwandung ermöglicht.
Die entsprechenden Elemente auf den Figuren 2 und 6 tragen dieselben Markierungen, wobei die Vorrichtung wie auf Figur 6 dargestellt außer den Hebemitteln des Kessels und den Handhabungsmitteln der ausgeschnittenen Blöcke 26 eine horizontale Ausschneidegruppe 40 und eine vertikale, auf der rohrförmigen Struktur 14 montierte, Ausschneidegruppe 70 aufweist.
Die horizontale Ausschneidegruppe 40 besteht aus einer Bandsäge 41, welche auf einer festen Auflage 42 montiert ist, die wiederum durch ein Kugelgelenklager 43 auf der rohrförmigen Struktur l4 befestigt ist. Die Sägenaufnahme 42 kann verschoben werden, um die Ausschneidung der Kesselwandung vorzunehmen, in einer Weise, die im nachfolgenden Text detailliert erklärt wird.
Die vertikale Ausschneidegruppe 70, welche aus einer zweiten Bandsäge 71 besteht, ermöglicht die Trennung der durch die ziemlich horizontal verschiebbare Säge ausgeschnittene Wandungsscheibe in Blöcke bestrahlten Materials 26, die durch die Flaschenzüge 24 in das Lagerungsbecken 9 der internen Gegenstände transportiert und in einem Lagerungs- und Austragungscontainer 27 abgelegt werden.
Die Ausschneidung der Kesselwandung auf einer gewissen Höhe wird nach der Hebung des Kessels 1 dank dem Mast 13 und der Hebegruppe 20 über eine gewisse Entfernung in vertikaler Höhe durchgeführt. Die Hebegruppe 20 wird aus einer Klinkenvorrichtung gebildet, die nachfolgend beschrieben wird.
Eine Vorrichtung 46 zum Absaugen und Filtern der Gase im Lagerungsbecken 9 der interenen Ausrüstungsgegenstände ist in einem von diesem Becken abgeschirmten Bereich befindlich, so daß die durch radioaktive Materialien verseuchten Gase, die im Zerlegungsbereich und im Lagerungsbereich des bestrahlten Materials vorhanden sind, entfernt werden.
Eine Zugangsöffnung, die die Entfernung des die Blöcke bestrahlten Materials umschließenden Containers 27 ermöglicht, ist in der Wand zur biologischen Einschließung 28 vorgesehen, wobei diese Öffnung während der Zerlegungsvorgänge durch eine Platte 48 aus strahlungsabsorbierendem Material geschlossen bleibt.
Wie auf Figur 7 ersichtlich, weist der Klinkenhebemechanismus 20 eine Auflage 50 auf, die durch ein Schwenklager 19, dessen Achse die Achse des Mastes 13 ist, die wiederum mit der des Kesselschachtes 2 und der des Kessels 1 deckungsgleich ist, auf der Auflagestruktur 11 aufliegt.
Das Lager 19 ist ein Walzenlager, dessen Walzen 51 nach innen geneigt sind und nach unten, so daß ein genaue Flucht zwischen der Achse des Mastes 13 zur Achse des Kesselschachtes gesichert wird.
Die Auflage 50 der Hebevorrichtung 20 weist eine ringartige Form auf und trägt vier feste Klinken in der Art der Klinke 18a, die um 90 zueinander versetzt um die Mastachse 13 und schwenkbar auf der Auflage 50 um Horizontalachsen wie zum Beispiel die Achse 52a montiert sind.
Der obere Teil der Auflage 50 bildet einen Zylinderkörper 54, auf Höhe einer jeden festen Klinke 18a, in welchem eine Zylinderstange 55 von großer Schnittfläche montiert ist, die an ihrem oberen Ende eine Aufnahme 56 aufweist, in welcher eine bewegliche Klinke 18b schwenkbar um eine Horizontalachse 52b montiert ist.
Die Klinken 18a und 18b weisen ein profiliertes Endteil auf, dessen Form der Form des zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen der Verzahnung 13a des Mastes 13 eingegrenzten Raumes entspricht.
Die Klinken 18a und 18b sind so ausgelegt, daß sie in einem gewissen Winkel schwenkbar sind, über eine schwache Weite, zwischen ihrer durch durchgezogene Striche auf Figur 7 abgebildeten Stellung und ihrer duch unterbrochene Striche abgebildeten Stellung.
In der durch durchgezogene Striche abgebildeten Stellung, greifen die Klinken in die Verzahnung 13a des Mastes 13, in der durch unterbrochene Striche abgebildeten Stellung befinden sich diese Klinken in von der Verzahnung 13a gelöster Stellung.
Auf den Figuren 8A bis 8F wurden schematisch die Klinken 18a und 18b sowie der Mast 13 und der Betätigungszylinder 54 der beweglichen Klinken 18b dargestellt, in verschiedenen aufeinanderfolgenden Stellungen im Laufe einer Verschiebungsphase in vertikaler Richtung aufwärts des Mastes 13, an dessen Unterteil der Kessel 1 befestigt ist.
Auf der Figur 8A liegt der Mast 13 auf der festen Klinke 18a in ihrer innerhalb der Verzahnung 13a eingerasteten Stellung auf.
Die Stange des Zylinders 55 ist in niedriger Stellung.
Um die Hebung des Mastes 13 und des Kessels 1 durchzuführen, speist man die Kammer des Zylinders 54, so daß der Kolben 55 und die Aufnahme 56 nach oben verschoben werden, wie auf Figur 8B abgebildet. Die Auflageklinke 18a, die eine der Neigung der Verzahnung 13a entsprechende Rampe aufweist, bringt sich in eine losgelöste Stellung durch das Gleiten seiner Rampe auf der Verzahnung. Der Mast 13 liegt auf der beweglichen Klinke 18b auf, die seine Hebung dank dem Zylinder 54 sichert.
Während der Hebung des Mastes 13, wie auf den Figuren 8C und 8D abgebildet, löst sich die feste Klinke 18a gänzlich aus der Verzahnung durch Aufwärtsschwenkung, und entweicht an der Zahnspitze, mit welcher er in Kontakt stand, sobald die Zahnspitze die Ebene des Klinkenendes 18a erreicht. Die Klinke 18a wird dann frei und fällt durch Schwenkung in denjenigen Raum zurück, der sich unterhalb der Zahnspitze befindet, wobei seine geneigte Fläche mit der Rampe der Verzahnung 13a in Kontakt tritt.
Wie auf Figur 8E abgebildet, wird der doppeltwirkende Zylinder 54 derartig gespeist, daß er das Zurücksinken der Stange 55 und der beweglichen Klinke 18b, die sich aus der Verzahnung 13a loslöst, auslöst, wobei der Mast 13 auf der festen Klinke 18a zum Aufliegen kommt.
Wie auf der Figur 8F ersichtlich, nimmt die Klinke 18b erneut in einem Raum zwischen zwei Zähnen, welcher sich unterhalb desjenigen Raumes, wo die Klinke 18b vor der Verschiebung des Mastes 13 eingerastet war, Stellung ein, wie auf Figur 8A abgebildet.
Die Klinken 18a und 18b befinden sich in identischen Stellungen auf den Figuren 8A und 8F, wobei der Mast 13 sich in der Zahnstange 13a um einen Schritt verschoben hat.
Die Verschiebung des Zylinders 55 entspricht genau dem Schritt auf der Zahnstange zuzüglich eines gewissen, zur Durchführung der Ein- und Ausrastung der Klinken 18a und 18b notwendigen Spielraumes.
Um die Hebung eines Kessels eines Druckwasserkernreaktors durchzuführen, hat man vier Klinkengruppen 18a und 18b verwandt und vier um 90º zueinander versetzte, um die Achse des Mastes 13 angeordnete Zylinder. Jeder dieser Zylinder weist eine Hubkraft von 100 Tonnen auf, so daß die Gesamthubkapazität 400 Tonnen beträgt.
Die Zylinder haben eine Hublänge von 60 mm und der Schritt der Verzahnung 13a des Mastes 13 beträgt 50 mm.
Die progressive Erhebung des Mastes 13 und des Kessels 1 wird in aller Sicherheit dank der Klinken durchgeführt, welchen Vorrichtungen zur Kontrolle des guten Einrastens der Klinken in der Verzahnung 13a assoziiert sind.
Die Hebung des Kessels wird über eine vertikale Entfernung durchgeführt, die einer gewissen Anzahl von Verschiebungsschritten der Zahnstange entsprechen, so daß eine gewisse Höhe der Wandung des Kessels 1 oberhalb der Bodenebene des Beckens für interne Gegenstände dargeboten wird, auf welcher man die Ausschneidung der Materialblöcke auf im nachfolgenden beschriebene Weise durchführt.
Auf den Figuren 9 und 10 wurde die aus einer auf Figur 6 abgebildete Bandsäge bestehende Ausschneidemaschine 40 detaillierter dargestellt.
Das Band 41 der Säge ist auf in der Rotation durch eine Motorisierung angetriebenen Scheiben 44a und 44b montiert.
Die Ausschneidung der Wandung des Kessels 1 wird auf einer Ebene durchgeführt, die sich genau oberhalb der Bodenebene 9a des Beckens der internen Ausrüstungsgegenstände 9 befindet.
Eine Führungs- und Zentriervorrichtung 60 wird auf dem oberen Rand des Kesselschachtes 2 in Stellung gebracht, auf der Höhe des Bodens 9a des Lagerungsbeckens der internen Ausrüstungsgegenstände 9.
Die Vorrichtung 60 weist Anschläge zur Auflage 61 auf, die die Zentrierung des Kessels 1 und die Ausrichtung seiner Achse in einer Flucht zur gemeinsamen Achse des Schachtes 2 und der rohrförmigen Struktur 14, auf welcher die Ausschneidevorrichtung 40 befestigt ist, mit Hilfe eines Lagers 43, ermöglicht.
Die Führungsvorrichtung 60 weist eine schraubenförmige Nut 62 auf, deren Achse der Achse des Kesselschachtes 2 entspricht. Die Ausschneidemaschine 40 weist eine Führungsrolle 64 auf, welche sich während der Ausschneidung des Kessels innerhalb der Nut 62 verschiebt.
Die Nut 62 hat eine Winkelbreite, die die Verschiebung der Klinge der Säge 41 bei der Rotation um die Achse des Kessels bestimmt, in einer Größenordnung von 30º. Die Auflage 42 der Ausschneidemaschine, die drehbar auf der rohrförmigen Struktur 14 mit Hilfe des Kugelgelenklagers 43 montiert ist, verschiebt sich in der Rotation um die Achse der rohrförmigen Struktur, welche deckungsgleich mit der Kesselachse ist, so daß sie bei der Durchführung der Ausschneidung eines Teils der Kesselwandung 1 gemäß einer Schraube, deren Form mit der aus der Führungsnut 62 gebildeten Schraube homothetisch ist, einen Winkel von 30º um diese Achse beschreibt. Während ihrer Verschiebung kann die Auflage 42 der Ausschneidemaschine ebenfalls in vertikaler Richtung schwenken, dank des Lageraufbaus 43 in Kugelgelenkform. Die Klinge der Säge 41, welche als Band ausgeführt ist, wird in der Rotation durch einen Antriebsmotor angetrieben.
Nachdem man die Ausschneidung der Wandung des Kessels 1 gemäß eines ziemlich zylindrischen Sektors einer Breite von 30º und längs einer Schraube, deren Achse die Achse des Kessels ist, durchgeführt hat, wird die Ausschneidemaschine 40 wieder in ihre Ausgangsstellung gebracht, und man dreht den Kessel gegen die Ausschneidungsrichtung dank der Vorrichtung zur Drehung 21 des Mastes 13, wobei man ihn um eine einem Verschiebungsschritt des Mastes 13 entsprechende Höhe anhebt, so daß die Schneideklinge 41 bis ans Ende des zuvor ausgeführten, schraubenförmigen Einschnittes, zurückgestellt wird.
Ein erneuter Schneidevorgang von 30º Breite und in Schraubenform wird in der Wandung des Kessels durch Verschiebung der Ausschneidemaschine 40 bei deren Rotation um die Kesselachse vorgenommen.
So kann man durch mehrere aufeinanderfolgende Verschiebungen der Ausschneidemaschine 40 bei deren Rotation und bei Versetzung und Drehung des Kessels 1 eine Ausschneidung in Schraubenform über die gesamte oder einen Teil der Peripherie des Kessels durchführen.
Die Gesamthöhe H der Scheibe der ausgeschnittenen Wandung während einer kompletten Umdrehung der Ausschneidemaschine entspricht genau dem Verschiebungsschritt P des Mastes 13, multipliziert mit der Anzahl der Verschiebungen bei der Rotation der Maschine in derjenigen Richtung, in der man die Ausschneidung durchführt. Im Falle einer Verschiebung bei der Rotation um 30º der Maschine, beträgt die Anzahl der Verschiebungen im Laufe einer Umdrehung 12, woduch H = 12P, gesetzt den Fall, daß der Schritt P 50 mm beträgt, so beträgt die ausgeschnittene Höhe H bei jeder Umdrehung 600 mm.
Auf Figur 13 sieht man die Ausbreitung der Ausschneidungen 65a, 65b, 65c in leicht zur horizontalen Ebene geneigter Schraubenform, welche in der Wandung des Kessels 1 durch die auf den Figuren 9 und 10 abgebildete Ausschneidemaschine vorgenommen werden.
Auf den Figuren 11 und 12 wurde die Ausschneidemaschine 70 dargestellt, welche die Durchführung von einen schwachen Winkel zur Vertikalen aufweisenden, geradlinigen Ausschneidungen ermöglicht, so daß eine Abtrennung der Kesselwandung, in welcher eine bzw. mehrere Ausschneidungen in ziemlich horizontaler Richtung wie die Ausschneidungen 65a, 65b, 65c wie auf Figur 13 abgebildet, vorgenommen wurden, erfolgt.
Die Ausschneidemaschine 70, die auf den Figuren 11 und 12 abgebildet ist, ermöglicht die Durchführung von aufeinanderfolgenden Ausschneidungen 66 (Figur 13) in der Wandung des Kessels 1, so daß durch horizontale und vertikale Ausschneidungen eingegrenzte Blöcke 26 bestrahlten Materials gebildet werden.
Die Blöcke 26, wie bereits vorangehend erklärt wurde, werden durch einen Flaschenzug 24 übernommen, der den Transport dieser Blöcke in einen Lagerungscontainer 27, welcher im Becken der internen Ausrüstungsgegenstände befindlich ist, ermöglicht.
Die Ausschneidemaschine 70 in vertikaler Richtung weist eine schwenkbar um eine Horizontalachse 73 auf einer zweiten Auflage 74, welche ihrerseits fest mit dem drehbaren Teil 75 eines drehbar um die rohrförmige Struktur 14 montierten Lagers verbunden ist, montierte Auflage 72 auf.
Ein Betätigungszylinder 76, dessen Körper mit der rohrförmigen Struktur 14 fest verbunden ist, und dessen Stange mit der Auflage 72 der Ausschneidemaschine 70 verbunden ist, ermöglicht es, diese Auflage 72 um die Achse 73 zu schwenken.
Auf Figur 11 wurde durch durchgezogene Striche eine erste Stellung der Auflage 72 dargestellt, und zwei durch Aufwärtsschwenkung der Auflage 72 aus ihrer niedrigen Position wie durch durchgezogene Striche abgebildet, erzielte Stellungen 72' und 72" durch unterbrochene Striche.
Das eigentliche Auschneidewerkzeug besteht aus einer am Unterteil der Auflage 72 montierten Bandsäge.
Die Spannung sowie der Antrieb des Bandes 71 der Säge werden durch zwei lose auf der Auflage 72 montierte Scheiben 77a und 77b sowie durch eine Antriebsscheibe 78 gesichert.
Die Schwenkachse 73 der Auflage 72 kann, zur Auflage 74 hin leicht zur Horizontalebene geneigt werden, so daß die Schwenkung der Auflage 72 und des Bandes 71 der Säge, unter Einwirkung des Zylinders 76 auf einer leicht zur Vertikalen hin geneigten Ebene stattfindet. Man erzielt dadurch Ausschneidungen in der Art der Ausschneidungen 66, die leicht in vertikaler Richtung geneigt sind.
Indem man die Auflage 72 um die Kesselachse drehen läßt mit Hilfe des Lagers 75, kann man das Ausschneidewerkzeug 70 in solchermaßen aufeinanderfolgenden Stellungen aufstellen, daß das Band 71 die Ausschneidung von Blöcken 26 aus der Wandung des Kessels 1 vornimmt, nachdem man die horizontalen Ausschneidungen in der Art der Ausschneidungen 65a, 65b, 65c wie auf Figur 13 sichtbar, ausgeführt hat.
Die Zentrierung des Kessels 1 und die Ausrichtung seiner Achse in einer Flucht zur Achse der rohrförmigen Struktur 14 werden durch die Zentrierarme 15 und durch die Zylinder 16 sowie durch die äußeren Zentriervorrichtungen 61 gesichert.
Wie auf Figur 13 sichtbar, erlaubt die erste, leicht zur vertikalen Ebene geneigte Ausschneidung 65a in der Umfangsrichtung des Kessels, ein Eindringen der horizontalen Ausschneidesäge in das Metall der Kesselwandung gemäß einem schwachen Winkel und ein progressives Vordringen gemäß axialer Richtung des Kessels.
Die erste Metallkrone, die durch die schraubenförmige Ausschneidung eingegrenzt wurde, wird durch die vertikale Ausschneidesäge gemäß Ausschneidungen 66 abgetrennt, um eine erste Reihe von Blöcken 26, die in einen im Becken der instrumentellen Ausrüstungsgegenstände aufgestellten Container ausgetragen und darin gelagert werden können.
Die folgenden Kronen, die durch schraubenförmige Ausschneidungen abgegrenzt und eine ziemlich konstante Höhe aufweisen, werden ebenso durch die vertikale Ausschneidesäge abgetrennt, um Blöcke 26 von ziemlich rechteckiger oder quadratischer Form zu bilden, die einer nach dem anderen ausgetragen werden.
Die Zerlegung des Kessels wird durch die aufeinanderfolgende Durchführung von ziemlich horizontalen und ziemlich vertikalen Ausschneidungen gesichert, wodurch Blöcke 26 abgegrenzt werden, die einer nach dem anderen ausgetragen werden.
Während der Ausschneidung der Blöcke zur Durchführung der Zerlegung des Kessels kann der Kessel 1 mit Wasser aufgefüllt sein bis zu einer Höhe genau unter seinem in Ausschneidung befindlichen Teil oder eventuell wasserleer sein. Der Wasserstand im Kessel kann während des Voranschreitens der Ausschneidung in Richtung Kesselboden hin gesenkt werden, vor jedem Hebevorgang des Kessels zwischen zwei aufeinanderfolgenden Folgen von Ausschneidevorgängen.
Die Ausschneidungsvorgänge werden auf einer Ebene durchgeführt, die sich ziemlich konstant wenig unterhalb der oberen Kesselschachtebene befindet.
Man vermeidet dadurch die Durchführung von Ausschneidungen im Kesselschachtinnern und von der Innenfläche des Kessels aus, wodurch die Verschmutzung der den Kesselschacht abgrenzenden Betonstrukturen durch radioaktive Produkte begrenzt wird.
Außerdem sind die zur Ausschneidung verwendeten Werkzeuge leichter zugänglich und ihre Steuerung und Führung werden ebenfalls erleichtert.
Auf den Figuren 14 und 15 sowie auf den Figuren 16 und 17 wurden Varianten in der Ausführung der horizontalen Ausschneidevorrichtung und der vertikalen Ausschneidevorrichtung abgebildet, die die Durchführung der Zerlegung des Kessels 1 eines Reaktors durch Ausschneidung von Blöcken aus der Wandung dieses Kessels ermöglichen.
Die horizontale Ausschneidevorrichtung 80, welche auf den Figuren 14 und 15 abgebildet ist, und die vertikale Ausschneidevorrichtung 90, die auf den Figuren 16 und 17 abgebildet ist, bestehen aus Bandsägen 81 bzw. 91, die in radialer Richtung beweglich zum Kessel 1 hin auf Tragwerken 82 bzw 92 montiert sind, welche in quer zum Kesselschacht verlaufender Richtung oberhalb desselben aufgestellt sind.
Im Falle der Vorrichtung 80 zur Ausschneidung in horizontaler Richtung, ist das Blatt 83 der Kreissäge 81 in horizontaler Ebene ausgerichtet und drehbar um eine vertikale Achse montiert. Die Vorwärtsbewegung der Kreissäge 81 in Pfeilrichtung 84 ermöglicht die Durchführung einer horizontalen Ausschneidung in der Wandung des Kessels 1 und über deren gesamte Stärke, kurz oberhalb des Kesselschachtes und des Bodens 9a des Beckens der internen Ausrüstungsgegenstände.
Im Falle der Verwendung einer eine Kreissäge aufweisenden Ausschneidevorrichtung ist es möglich, eine genau horizontal verlaufende Ausschneidung durchzuführen, wobei das Eindringen in das Metall der Wandung des Kessels vom Kesselinnern her durchgeführt wird und gemäß einer geraden Schnittfläche dieses Kessels.
Die Kreissäge zur vertikalen Ausschneidung 91 enthält ein Sägeblatt 93, welches in vertikaler Ebene ausgerichtet und um eine horizontale Achse drehbar montiert ist.
Das Eindringen in das Metall der Kesselwandung wird vom Kesselinnern her durchgeführt und gemäß einer axialen Ebene. Die Ausschneidungen können genau vertikal und senkrecht zu den vorher durchgeführten horizontalen Ausschneidungen verlaufen. Man erhält dadurch Blöcke 26 aus bestrahltem Material von rechteckiger bzw. quadratischer Form, die durch die horizontalen und vertikalen Ausschneidungen begrenzt sind.
Die Ausschneidung der Wandung des Kessels wird durch Drehung des Kessels in einem gewissen Winkel zwischen zwei Ausschneidevorgängen durchgeführt, welche nacheinander die Vorrichtung 80 zur Ausschneidung in horizontaler Richtung und die Vorrichtung 90 zur Ausschneidung in vertikaler Richtung zur Anwendung bringen.
Die Ausschneidewerkzeuge werden aus der Entfernung gesteuert, und die Asschneidevorgänge werden in jedem Fall in einem Bereich ausgeführt, welcher die Vermeidung einer größeren Verseuchung der Reaktorstrukturen durch radioaktive Produkte ermöglicht.
Auf Figur 18 sieht man einen Kessel 101 eines wassergekühlten Kernreaktors, während einer vorausgehenden Vorbereitungsphase seiner Zerlegung.
Der Kessel 101 ist im Innern eines in der Betonstruktur 103 des Kernreaktors angelegten Kesselschachtes 102 befindlich.
Der Kesselschacht 102 endet mit seinem Oberteil im Reaktorbecken 104.
Um die Zerlegung der Bestandteile des Reaktors und insbesondere die Zerlegung des Kessels 101 vorzunehmen, wurde der Reaktor nach seiner endgültigen Abschaltung abgekühlt, und das Becken 104 wurde mit Wasser aufgefüllt. Man vollzog danach die Demontage des Kesseldeckels und die Entladung unter Wasser der Bündel des Kerns und der im Kesselinnern befindlichen internen Ausrüstungsgegenstände. Das Becken des Reaktors wird danach entleert und der Kessel entseucht, zum Beispiel durch das Zirkulieren eines chemischen Reaktivs im Kontakt mit seiner Innenfläche.
Der Kessel ist entleert und man bringt eine Vorrichtung zur Einschießung des Kesselschachtes in Stellung.
Ein Gerüst 107 wird in der Verlängerung des Kesselschachtes Stellung gebracht, unterhalb des halbkugelförmigen Kesselbodens 101a.
Schneidewerkzeuge werden in den Kesselschacht eingeführt um die Ausschneidung der Rohrleitungen zur Verbindung des Kessels mit dem Primärkreislauf des Reaktors durchzuführen, auf Höhe der Anschlußrohrleitungen 105, 105' und 106, 106'. Man führt ebenfalls die Ausschneidung der Führungsleitungen bzw. der Rohre für instrumentelle Ausrüstungen, welche den Kesselboden 101a durchqueren, durch. Dieser Vorgang wird vom Oberteil des Gerüstes 107 aus vorgenommen.
Unter dem Kesselboden bringt man eine Auflage 110, insbesondere auf Figur 19 sichtbar, in Stellung.
Die Auflage 110 weist eine Auflageplatte 10a auf, deren Befestigung unter dem Kesselboden durch Stangen 111 gesichtert wird, welche in Führungsleitungen oder Rohre für instrumentelle Ausrüstungen, die den Kesselboden durchqueren, eingeschoben werden gemäß dem Kernreaktorkesseltyp, auf welchen das Verfahren zur Zerlegung gemäß der Erfindung zur Anwendung kommt.
Die Stangen 111 weisen ein mit einem Gewinde versehenes Ende auf, welches in eine die Platte 110a durchquerende Öffnung gesteckt wird, und auf welches eine Mutter aufgeschraubt wird. Die auf die mit einem Gewinde versehenen Stangenenden 111 aufgeschraubten Muttern ermöglichen es, die Befestigung der Platte 110a, welche die Anschläge 112 trägt, welche auf dem Kesselboden 101a beim Anziehen der Muttern zum Aufliegen kommen, zu gewährleisten.
Bevor man die Verschiebung in aufeinanderfolgenden Schritten in vertikaler Richtung des Kessels 101 durchführt, um dessen Ausschneidung in einem nahe am Oberteil des Kesselschachtes 102 innerhalb des Beckens 104 gelegenen Bereich zu ermöglichen, bringt man um das Oberteil des Kessels 101 herum eine aufblasbare Dichtung 113 in Stellung, welche die Abschließung des oberen Bereiches des Kesselschachtes 102 und der Führungszylinder 114 ermöglicht, welche die Zentrierung und Führung des Kessels 101 während seiner Verschiebungen in vertikaler Richtung gewährleisten.
Man bringt ebenfalls im Becken 104 und in einem Raum 104', welcher seitlich zum Becken 4 befindlich ist, Mittel zur Ausschneidung und Handhabung in Stellung, die zu den im vorangegangenen beschriebenen Mitteln analog sein können, und die die Durchführung der Ausschneidung von Blöcken aus der Wandung des Kessels 101 sowie der Austragung der ausgeschnittenen Blöcke in Lagerungscontainer ermöglichen.
Der Reaktorkessel 101, auf welchen das Zerlegungsverfahren gemäß der Erfindung angewandt wird, im Rahmen des beschriebenen Durchführungsbeispiels, liegt mit Hilfe von Stützfüßen 116 auf einem Stützungsring 115, welcher auf der Betonstruktur 103 des Reaktors auf Höhe der oberen Ebene des Kesselschachtes 102 befestigt ist, auf.
Auf Figur 21 wurde der Stützring 115 in ebener Ansicht dargestellt, wobei die obere Oberfläche des Ringes 115 achtzehn aufeinanderfolgende Bereiche 117 in Umfangrichtung aufweist, deren Winkelbreite 20º beträgt. Fünfzehn Bereiche 117 dienen dazu, die Auflagefläche eines Stützfußes 116 des Kessels 101 aufzunehmen.
Die übrigen drei Bereiche 117a, 117b und 117c, die in vertikaler Richtung zu den Rohrleitungen zum Anschluß des Kessels an den Reaktorkreislauf angeordnet sind, in der Art der Rohrleitungen 105 und 105', nehmen keine auf dem Stützring 115 zum Aufliegen kommende Stützfüße des Kessels 115 auf.
Wie auf den Figuren 19 und 20 ersichtlich, kann eine anfängliche Hebung des Kessels mit Hilfe von Zylindern 120 durchgeführt werden, die zwischen den Stützring 115 und manche der Stützfüße 116 geschoben werden.
Die Zylinder 120 werden im Innern von Ausschneidungen 121 des Stützringes 115 angeordnet und auf Unterkeilungsteilen 122 aufgestützt.
Die Höhe der Ausschneidungen 121 ist ausreichend, damit man einen Zylinder 120, welcher auf die Keile 122 aufgestützt ist, unter einem Stützfuß 116 zum Anfangszeitpunkt der vorausgehenden Hebung des Kessels 101 in Stellung bringen kann.
Wie auf Figur 21 ersichtlich, werden die Ausschneidungen 121 in drei um 120 um den Ring 115 herum versetzten Bereichen durchgeführt, die zwei aufeinanderfolgenden, die Auflage eines Stützfußes 116 ermöglichenden Bereichen 117 entsprechen.
Drei Gruppen von je zwei Zylindern 120 werden in den Ausschneidungen 121, welche jeweils in zwei aufeinanderfolgenden Bereichen 117 des Ringes 115 angelegt wurden, in Stellung gebracht.
Die Hebung in mehreren Arbeitsgängen des Kessels wird durch gleichzeitiges Wirken dreier Zylinder 120, von welchen jeweils einer in einer der drei gemäß des Kesselumfanges verteilten Ausschneidungen 121 angeordnet ist, durchgeführt.
Nachdem man die Hebung des Kessels auf Höhe eines Arbeitsganges unter Verwendung dreier Zylinder, von denen sich jeweils einer in einer Ausschneidung 121 befindet, ausgeführt hat, bringt man ein Unterkeilungsteil von einer der Höhe des Schrittes entsprechenden Höhe unterhalb eines jeden nicht zur Hebung verwendeten und nahe an denjenigen Zylindern, die die Hebung vorgenommen haben, befindlichen Zylinders, in derselben Ausschneidung 121 des Ringes 115 in Stellung.
Der folgende Hebe-Arbeitsvorgang wird unter Verwendung derjenigen Zylinder durchgeführt, deren Unterkeilung soeben vorgenommen wurde, wodurch eine Anhebung des Kessels über einen weiteren Schritt ermöglicht wird. Man nimmt dann die Unterkeilung der ersten Dreiergruppe von Zylindern vor, die die Hebung des Kessels ausgeführt hat.
Dadurch wird die Hebung des Kessels in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen durch Aufstellung von Unterkeilungselementen 23 (vergl. Figur 20) unter jedem der Zylinder 120 vorgenommen.
Während der aufeinanderfolgenden Hebeschritte des Kessels, bringt man Unterkeilungsteile unter der Gesamtheit oder einem Teil der Stützfüße 116 des Kessels in Stellung, welche nicht an der Durchführung der Hebung des Kessels durch Zusammenarbeit mit einem Zylinder 120 beteiligt sind.
Am Ende des anfänglichen Hebevorganges des Kessels bringt man unterhalb der Stützfüße an zwei Bereichen 125 und 125' Unterkeilungsteile von ausreichender Höhe an, um den Kessel in der am Ende der anfänglichen Hebung erzielten gehobenen Lage beizubehalten.
Dann führt man die Ausschneidung des Stützringes 115 in vier jeweils paarweise zueinander fluchtenden Bereichen aus, um den Durchlaß zweier zueinander parallelen und zur Bildung eines Teiles der festen Auflage des Kessels bestimmten Profile bzw. Träger 127, 127' zu ermöglichen, während dessen späterer Verschiebung in vertikaler Richtung in aufeinanderfolgenden Schritten.
Die Profile 127, 127' haben dieselbe Höhe wie der Ring 115 und kommen auf der Betonstruktur 103 des Reaktors in einer seitlichen Öffnung 131, wie auf Figur 19 ersichtlich, zum Aufliegen. Die Unterkeilungsteile 128 ermöglichen die Erzielung einer guten Stabilität der Profile 127 und 127', welche mit dem Ring 115 eine feste Auflage bilden, auf welcher der Kessel während seiner Hebung in aufeinanderfolgenden Schritten und seiner Ausschneidung aufliegt.
Wie auf den Figuren 22 und 23 ersichtlich, befinden sich der Kesselboden 101a und die Auflage 110, am Ende des anfänglichen Hebevorganges des Kessels unter Verwendung der Zylinder 120 und der Unterkeilungsteile 123, auf einer gewissen Höhe oberhalb der oberen Fläche der festen Auflage, welche aus dem Ring 115 und den Profilen 127 gebildet wird.
Der vertikale Abstand, welcher zwischen der oberen Fläche der Profile 127 und der unteren Auflagefläche der Auflage 110 besteht, ermöglicht die Einführung eines Hebemoduls 130, welches im nachfolgenden beschrieben wird, zwischen diesen Elementen.
Das Hebemodul 130 wird durch die seitliche, in der Betonstruktur des Reaktors auf einer dem Kesselboden 101a benachbarten Höhe angelegte Öffnung eingeführt.
Die Schienen 127 und 127' werden gemäß der Länge der Öffnung 131 ausgerichtet und bilden einen Gleitweg für das modulare Hebeelement 130 bei seiner Aufstellung unterhalb der Auflage 110, welche mit dem Kesselboden 101a fest verbunden ist.
Im folgenden wird nun, unter Anlehnung an die Figuren 22, 23 und 24, das Hebeelement 130 beschrieben.
Das Hebeelement 130 weist eine Anhebevorrichtung 132 und ein modulares Auflageelement 133, welche durch Keile 134 aneinandergefügt sind, auf.
Die Anhebevorrichtung 132 ist in Form eines Rahmens aufgebaut, welcher zwei zueinander parallele Wände 135a und 135b aufweist, die miteinander durch Stege 136 verbunden sind. Die Wände und Stege werden aus miteinander durch Verschweißung zusammengefügten Metallplatten gebildet.
An den Enden der Wände 135a und 135b sind Zylindergehäuse befestigt in der Art von 137a und 137b, in welchen sich jeweils ein Hydraulikzylinder befindet, dessen Körper auf dem Boden des entsprechenden Zylindergehäuses aufliegt.
Wie auf Figur 24 ersichtlich, befinden sich die Zylindergehäuse 137a und 137b der Anhebevorrichtung 132 in der Vertikalen zum Stützring 115, wenn das Hebeelement 130 senkrecht zum Kesselboden 101a, wie auf den Figuren 22 und 23 abgebildet, in Stellung gebracht ist.
Die Stangen der Zylinder 138a und 138b (Figur 23), welche sich im Innern der Zylindergehäuse 137a und 137b befinden, kommen auf der oberen Fläche des Stützringes 115 zum Aufliegen.
Indem man die Zylinder in der Art von 138a und 138b der Anhebevorrichtung 132 in der Weise speist, daß ein Ausfahren der Zylinderstangen hervorgerufen wird, ruft man eine Anhebung des Rahmens der Vorrichtung 132 in senkrechter Richtung zum Rahmen hervor, mit Hilfe desjenigen Zylinderkörpers, welcher auf den Bodenwänden der entsprechenden Zylindergehäuse aufliegt.
Mit Hilfe des Rahmens der Anhebevorrichtung 132 ruft man eine Anhebung des modularen Auflageelements 133 hervor, welches auf dem Rahmen der Anhebevorrichtung 132 mit Hilfe der Keile 134 befestigt ist.
Das modulare Auflageelement 133 ist in Form eines Rahmens aufgebaut, welcher eine quadratische Schnittfläche aufweist, deren Seiten 139 an ihrem jeweiligen Ende, auf Höhe der Ecken des Rahmens, mit Säulen 140 verbunden sind.
Die Säulen 140 werden diametral von Öffnungen durchquert, die den Durchlaß der Verbindungskeile 134 ermöglichen, welche kegelstumpfartige Zentrier- bzw. Aufnahmeenden aufweisen, durch welche eine stabile Stapelung von identischen Modularelementen eines auf dem anderen ermöglicht wird.
Die Abmessungen des modularen Auflageelements 133 sind so ausgelegt, daß dieses Modularelement sich im Innern des Rahmens der Anhebevorrichtung 132 einpassen kann, welcher durch die Wände 135a und 135b sowie die Stege 136 begrenzt ist.
Auf Figur 24 wurden die Anhebevorrichtung 132 und das modulare Auflageelement 133 in ihrer zusammengefügten Lage abgebildet, wobei die Wände 135a und 135b Durchbohrungen in einer Flucht mit den Öffnungen der Säulen 140 des modularen Auflageelements 133 aufweisen. In dieser Lage können die Verbindungskeile 134 in die zueinander fluchtenden Öffnungen der Wände 135a und 135b sowie der Säulen 140 eingeführt werden.
Die Säulen 140 des Modularelements 133 sind in senkrechter Richtung zu den Auflageprofilen 127 und 127' ausgerichtet, wenn das Hebemodul 130 seine Betriebsstellung unterhalb des Kesselbodens 101a eingenommen hat.
Indem man die Zylinder in der Art von 138a und 138b der Anhebevorrichtung 132 speist, ruft man, durch Auszug der Zylinderstangen, die Anhebung des Rahmens der Vorrichtung 132 und des modularen Auflageelements 133, welches auf diesem Rahmen befestigt ist, hervor.
Das Oberteil des modularen Hebeelements 133, welches in Form einer drehbaren Scheibe 141 (vergl. Figur 22) ausgeführt ist, tritt mit der Unterseite der Platte 110a der Auflage 110, welche mit dem Kesselboden 101a fest verbunden ist, in Kontakt.
So kann man den Kessel 1, welcher mit Hilfe der Auflage 110 auf dem modularen Auflageelement 133 aufliegt, um eine gewisse, der vertikalen Verschiebungsweite der Anhebevorrichtung 132 entsprechende Höhe, anheben.
Wie auf Figur 25 sichtbar, wenn sich das Hebeelement 130 in gehobener Lage befindet, wobei diese Hebelage durch Ausfahren der Zylinder in der Art von 138a und 138b erzielt wird, kann ein zweites, mit dem Element 133 identisches, modulares Auflageelement 133', unterhalb des durch die Vorrichtung 132 angehobenen Elementes 133 eingeführt werden.
Das Element 133 wird durch Gleiten auf dem durch die Profile 127 und 127' gebildeten Weg bewegt. Die Anhebungsweite der Vorrichtung 132 entspricht der Höhe eines modularen Hebeelements in der Art von 133 oder 133', zuzüglich eines den Durchlaß des Elements 133' ermöglichenden Spielraums unterhalb des Rahmens der Vorrichtung 132 und des modularen Auflageelements 133, welches im Innern des Rahmens der Vorrichtung 132 befestigt ist.
Die Vorrichtung 133' wird so aufgestellt, daß es sich genau in der vertikalen Flucht des Modularelements 133 befindet.
Die Zylinder in der Art von 138a und 138b der Anhebevorrichtung 132 werden gegen die Anheberichtung gespeist, so daß das Element 133 auf dem Element 133' zum Aufliegen kommt, welches seinerseits auf den Profilen 127 und 127', mit Hilfe der kegelstumpfartigen Auflagesitze der Säulen 140, aufliegt.
Man entfernt danach die Verbindungskeile 134, welche die Verbindung zwischen dem Rahmen der Anhebevorrichtung 132 und dem modularen Auflageelement 133 sichern.
Die Abwärtsbewegung der Vorrichtung 132 wird danach durch Speisung der Zylinder in gewünschter Richtung fortgeführt, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Rahmen der Vorrichtung 132 in seine Ausgangslage zurückgegangen ist. Das modulare Auflageelement 133' befindet sich dann in der Lage des modularen Auflageelements 133, welches auf der Figur 24 abgebildet ist.
Man kann die Zusammenfügung des modularen Auflageelements 133' und der Anhebevorrichtung 132 vornehmen, indem man die Keile 134 in die zueinander fluchtenden Öffnungen der Wände der Vorrichtung 132 und der Säulen des modularen Auflageelements 133' einführt.
Ein mit dem Hebeelement 130 identisches Hebeelement, welches aus der Anhebevorrichtung 132 gebildet wird, auf welcher das modulare Auflageelement 133' befestigt ist, steht dann unterhalb des modularen Auflageelements 133, auf welchem der Kessel mit Hilfe der Auflage 110 aufliegt, in Stellung.
Der Kessel 101 befindet sich in angehobener Lage im Innern des Schachtes 102, so daß sein Oberteil, welches insbesondere aus dem Kesselflansch 101b besteht, ausgeschnitten werden kann, im Innern des Beckens 104 des Reaktors und nahe am oberen Teil des Kesselschachtes 102.
Dabei ist zu bemerken, daß, während der Ausschneidung nach einer vertikalen Verschiebung des Kessels mit Hilfe der Anhebevorrichtung 132, der Kessel 101 mit Hilfe seines Bodens 101a, der Auflage 110 und der modularen Auflageelemente 133 und 133' auf den Schienen 127 und 127' aufliegt, welche, während seiner Anhebung, Elemente der festen Auflage des Kessels 101 bilden.
Der Kessel 101 befindet sich also nicht in aufgehängter Lage im Innern des Kesselschachtes 102, sondern liegt, mit Hilfe seines Bodens, während der Ausschneidungsvorgänge auf Auflageelementen auf, welche auf der festen Struktur des Reaktors aufliegen.
Die Ausschneidungs- und Handhabungsvorgänge der ausgeschnittenen Blöcke aus der Wandung des Kessels 101 können in oben beschriebener Weise vorgenommen werden.
Nach dem Ausschneidungsvorgang, welcher auf demjenigen Teil des Kessels, welcher sich nach vertikaler Verschiebung des Kessels dank der Vorrichtung 132 oberhalb der oberen Ebene des Kesselschachtes befindet, kann diese Verschiebungsvorrichtung 132 eine erneute vertikale Verschiebung des Kessels 101 vornehmen, welcher auf dem mit dem Rahmen der Anhebevorrichtung 132 zusammengefügten Element 133' mit Hilfe der Auflage 110 und des Modularelements 133 aufliegt.
Die Anhebungsweite des Kessels ist geringfügig größer als die Höhe eines modularen Auflageelements in der Art von 133 und 133'.
Ein drittes, mit den modularen Auflageelementen 133 und 133' identisches modulares Auflageelement 133" wird durch Schieben auf den Profilen 127 und 127' bewegt, und in vertikaler Richtung zum Element 133', welches fest mit dem Rahmen der Anhebevorrichtung 132 verbunden ist, durch diese Anhebevorrichtung in gehobene Stellung gebracht.
Anschließend werden die Zylinder der Anhebevorrichtung 132 gegen die Anheberichtung gespeist, so daß das Element 133', auf welchem der Kessel mit Hilfe des Elements 133 und der Auflage 110 aufliegt, auf das modulare Auflageelement 133" aufgelegt wird.
Der Kessel 101 befindet sich in einer neuen Hublage in vertikaler Richtung, die die Ausschneidung einer neuen Scheibe der Wandung im Innern des Beckens 104, oberhalb der oberen Ebene des Kesselschachtes 102, ermöglicht.
Die Ausschneidung der Kesselwandung wird somit in aufeinanderfolgenden Scheiben nach jeder der einzelnen Anhebung des Kessels vorgenommen, welche die Aufstellung eines neuen modularen Auflageelements unterhalb desjenigen Elements, dessen Anhebung durch die Vorrichtung 132 vorgenommen wurde, ermöglichen, sowie das Auflegen des Kessels, mit Hilfe der aufgestapelten Modularelemente, auf diesem neuen Element, welches auf der aus den Schienen 127 gebildeten festen Auflage des Kessels aufliegt.
Wie auf der Figur 26 ersichtlich, ermöglicht die Anhebung des Kessels in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten die Durchführung seiner Ausschneidung bis zum gewölbten Boden 101a.
Aufeinanderfolgende Auflageelemente 133, 133', 133",... 133n wurden zwischen die mit dem Kesselboden fest verbundene Auflage 110 und die aus den Schienen 127 und 127' gebildete feste Auflage des Kessels geschoben.
Es ist dann möglich, ebenfalls die Ausschneidung des Kesselbodens 101a nahe an der oberen Ebene des Kesselschachtes 102 vorzunehmen, wobei ein speziell angepaßtes Werkzeug zur Anwendung kommt.
Die Ausschneidung des Kessels konnte im Laufe mehrerer aufeinanderfolgender Arbeitsgänge durchgeführt werden, wobei während eines jeden der Kessel mit Hilfe eines Stapels von modularen Auflageelementen auf einer festen Struktur aufliegt, welche ihrerseits auf dem Kesselboden aufliegt.
Die aufeinanderfolgenden Anhebungen des Kessels haben eine identische Weite und werden von derselben Anhebevorrichtung ausgehend erzielt, welche nacheinander mit jedem der auf der festen Auflage aufliegenden modularen Auflageelemente zusammenarbeitet.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der soeben beschriebenen Ausführungsart ermöglichen es, eine vertikale Verschiebung des Kessels in aufeinanderfolgenden Schritten zu erzielen, in einfacher Weise und solcher Art, daß der Kessel während jedes aufeinanderfolgenden Ausschneidungsvorganges über eine Verschiebung in vertikaler Richtung stabil aufliegt.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen Ausführungsarten.
So kann daher die Hebung des Kessels durch Zug oder durch Druckausübung auf den Kesselboden unter Verwendung von von den hier beschriebenen Mitteln abweichenden Mitteln ausgeführt werden.
Im Falle einer Hebung des Kessels durch Druckausübung auf den Boden, kann die anfängliche Verschiebung in vertikaler Richtung des Kessels, durch welche die Aufstellung des Hebeelementes unterhalb des Kesselbodens ermöglicht wird, durch jegliches Mittel erzielt werden, welches eine Anhebung des Kessels durch Druckausübung auf seinem Unterteil ermöglicht.
Die Anhebevorrichtung und das modulare Auflageelement der zur Durchführung einer einzelnen Anhebung des Kessels verwandten Hebegruppe können gegenüber den beschriebenen abweichende Formen und Strukturen aufweisen.
Der Druck auf den unteren Boden des Kessels oder allgemeiner des Bestandteils im Laufe seiner Zerlegung kann mit Hilfe einer Zwischenauflage ausgeübt werden, wie beschrieben wurde, oder direkt auf eine oder mehrere auf der Unterseite des Bestandteils gebildete Druckflächen.
Die Ausschneidewerkzeuge für die Abschnitte von bestrahltem Material aus der Wandung des Kessels können von einer Bandsäge bzw. einer Kreissäge abweichend sein. Diese Ausschneidemittel können nichtmechanische Mittel sein ; diese Mittel können zum Beispiel aus einem Schweißbrenner bestehen, obwohl Verfahren zur thermischen Ausschneidung die Bildung von Dampf und feinen Partikeln nach sich ziehen, in welchen radioaktive Produkte eingeschlossen sind, deren Auffangung und Ausfilterung schwierig auszuführen sind.
Die Schneidemittel können Verschiebungs- und Führungsmittel über einen ganzen Umlauf um die Kesselachse herum aufweisen. In diesem Falle kann die Zerlegung des Kessels durchgeführt werden, ohne daß man den Kessel um seine eigene Achse zu drehen hätte.
Die Austragung und die Lagerung der Abschnitte bestrahlten Materials können durch von den beschriebenen Mitteln abweichende Mittel durchgeführt werden. Die ausgetragenen Abschnitte können am Standort des Reaktors vor ihrer Lagerung an einem Desaktivierungsgelände behandelt werden, oder, im Gegenteil, in eine Aufbereitungsfabrik abtransportiert werden, und in dieser Aufbereitungsfabrik eine zum Zwecke der langzeitigen Lagerung geeignete Form gebracht werden.
Die Ausschneidung des gewölbten Bodens des Kessels kann unter Verwendung der Ausschneidemittel der zylindrischen Wandung des Kessels erfolgen, mit Hilfe von dazugehörigen Handhabungsmitteln des gewölbten Bodens, oder im Gegenteil unter Verwendung von speziellen Werkzeugen durchgeführt werden.
Schlußendlich können das Verfahren und die Vorrichtungen gemäß der Erfindung auf die Zerlegung des Kessels eines jeglichen wassergekühlten Reaktors vom Typ PWR oder BWR oder auch auf die Zerlegung der internen Ausrüstungsgegenstände dieser Kessel angewandt werden.
Allgemeiner gesagt, können das Verfahren und die Vorrichtungen gemäß der Erfindung zur Durchführung der Zerlegung eines jeglichen bestrahlten Bestandteiles eines mindestens einen rohrförmigen, mit seiner Achse vertikal ausgerichteten Teil aufweisenden Kernreaktors, angewandt werden.

Claims

1. Verfahren zur Zerlegung eines bestrahlten Bestandteiles (1) eines Kernreaktors, welcher mindestens eine rohrförmige, senkrecht ausgerichtete und im Innern eines in einer Betonstruktur (3) angelegten Schachtes (2) angebrachte Wandung aufweist, nach welchem die Ausschneidung des Bestandteils (1) zur Gewinnung von Blöcken (26) in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten aufgrund vertikaler Verschiebung vorgenommen wird, und man die ausgeschnittenen Blöcke (26) austrägt, zum Zwecke der Entsorgung oder Lagerung, dadurch gekennzeichnet, daß :

- man die Verbindungselemente (5, 6, 10) zwischen der Betonstruktur (3) und dem Bestandteil (1) entfernt,

- man den Bestandteil (1) um eine gewisse Entfernung in vertikaler Richtung gemäß seiner Achse im Schachtinnern (2) in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten verschiebt,

- man die Ausschneidung der Wandung des Bestandteils (1) jeweils auf einer Entfernung durchführt, die in im wesentlichen dem vertikalen Abstand der Verschiebung des Bestandteils entspricht, derart daß man am oberen Ende des Schachtes (2) der Betonstruktur (3) nach Verschiebung des Bestandteiles (1) Blöcke (26) von bestrahltem Material aus der Wandung (1) erhält.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschneidung der Wandung des Bestandteils (1) in Blöcke (26) bestrahlten Materials durch Ausschneidungen im wesentlichen horizontaler Richtung, gefalgt von Ausschneidungen in im wesentlichen vertikaler Richtung, durchgeführt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschneidung in im wesentlichen horizontaler Richtung gemäß einer leicht angeschrägten Schraube geführt wird, deren Achse sich mit der Achse des Kessels deckt, und darauf ein gegenüber der vertikalen Richtung leicht geneigter Ausschnittsvorgang erfolgt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnitt in im wesentlichen horizontaler Richtung gemäß einer geraden Schnittebene des Bestandteils (1) ausgeführt wird, und darauf vertikale Ausschnittsvorgänge erfolgen.

5. Verfahren gemäß einem der Asprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Kessel nach Beendigung gewisser Ausschneidevorgänge um seine eigene Achse dreht.

Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 und 5 des Hauptpatentantrages, dadurch gekennzeichnet, daß, um die Verschiebung des Bestandteils (101) in vertikaler Richtung durch mehrere aufeinanderfolgende Schritte zu erzielen :

- man unter einem unteren Teil (101a) des Bestandteils (101) und auf einer festen Auflage (115, 127, 127') aufliegend, die ihrerseits auf der Betonstruktur des Reaktors aufliegt, in der Nähe des Kesselschachtbodens (102) erste Anhebemittel (120) am Bestandteil (101) anbringt,

- man die Hebung des Bestandteils (101) durch Druckausübung von Seiten der ersten Anhebemittel (120) auf das Unterteil (101a) des Bestandteils (101) durchführt,

- man ein erstes, modulares Auflageelement (133) zwischen der Unterseite (101a) des Bestandteils (101) und der festen Auflage (115, 127, 127') einführt, auf welche das Modularelement (133) zum Aufliegen kommt,

- man die ersten Anhebemittel (120) entgegengesetzt zur Heberichtung in Betrieb nimmt, um die Unterseite (101a) des Bestandteils (101) auf das erste Modularelement (133) aufzustützen,

und man für jeden der späteren aufeinanderfolgenden Schritte zur Verschiebung des Bestandteils (101) :

- eine einzelne Hebung des Bestandteils (101) auf eine bestimmte vertikale Entfernung dank einer zweiten Gruppe von Anhebemitteln (132) durchführt, welche auf der festen Auflage (115, 127, 127') ruht und in ein modulares Auflageelement (133, 133', 133") greift, welches vor der einzelnen Hebung zwischen das Bestandteil (101) und die feste Auflage (115, 127, 127') geschoben wurde und auf jener aufliegt,

- ein modulares Auflageelement (133', 133"), dessen Höhe geringer ist als die vertikale Entfernung einer einzelnen Hebung des Bestandteils (101) zwischen das Modularelement (133, 133', 133"), mit welchem die zweite Gruppe von Anhebemitteln (132) zusammenarbeitet und die feste Auflage (115, 127, 127') einführt, und

- die zweite Gruppe von Anhebemitteln (132) entgegengesetzt zur Heberichtung in Betrieb nimmt, um das Bestandteil, unter Mithilfe der übereinandergestellten Modularelemente (133, 133', 133") auf die feste Auflage (115, 127, 127'), aufzustützen.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6 falls es sich beim Bestandteil (101) um einen Kernreaktorkessel handelt, welcher mit Hilfe von Stützfüßen (116), die an einem Kesselboden (101a) befestigt sind und auf einem auf der Betonstruktur (103) des Reaktors aufliegenden Stützring (115) stehen, dadurch gekennzeichnet, daß man den Stützring (115) senkrecht zumindest zu einem Teil der Stützfüße (116) ausschneidet,

- man einen Hebezylinder (120) in jeder der senkrecht zu einem Stützfuß (116) vorgenommenen Ausschneidungen (121) ansetzt,

- man den Kessel (101) vertikal auf eine bestimmte Entfernung anhebt, wobei ein Teil der Zylinder (120), welche auf den entsprechenden Stützfüßen (116) aufliegen, verwendet wird, und man, nachdem die Hebung des Kessels erfolgt ist, Stützkeile (123) unter denjenigen Zylindern (120) anbringt, welche nicht an der Hebung beteiligt waren, damit sie auf den entsprechenden Stützfüßen (116) zum Aufliegen kommen,

- und man die Hebung des Kessels (101) in mehreren aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen, welche eine Hebung durch einen Teil der Zylinder (120) und eine Unterkeilung der zur Hebung nicht verwendeten Zylinder (120) beinhalten, durchführt

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man den Stützring (115) ausschneidet, um jeweils zwei zueinander fluchtende Ausschnittbereiche zu erzielen, und man in diese zueinander fluchtenden Ausschnittbereiche mindestens zwei Profile ( 127, 127') einführt, welche auf der festen Betonstruktur (103) des Reaktors aufliegen und dazu dienen sollen, einen Teil der festen Auflage senkrecht zum Boden (101a) des Kessels (101) zu bilden, und eine Gleitbahn, um die modularen Auflageelemente (133, 133', 133") in senkrechte Stellung zum Boden (101a) des Kessels (101) zu bringen.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gruppe von Anhebemitteln (132) auf den Stützring (115) aufgestützt wird, um die einzelne Hebung des Kessels (101) durchzuführen.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der einzelnen Hebung des Kessels (101) die zweite Gruppe von Anhebemitteln (132) mit den modularen Auflageelementen (133, 133', 133") zusammenfügt, welche auf der festen Auflage (115, 127, 127') aufliegen, vor der einzelnen Hebung des Bestandteils (101), und zwar durch abnehmbare Zusammenfügungsmittel (134).

11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man auf dem Unterteil (101a) des Bestandteils (101) eine Auflage (110) anbringt, mit Hilfe welcher das Unterteil (101a) des Bestandteils (101) auf den modularen Auflageelementen (133, 133', 133") zum Aufliegen kommt.

12. Vorrichtung zur Zerlegung eines bestrahlten Bestandteils (1) eines Kernreaktors, welches mindestens eine rohrförmige, vertikal mit seiner Achse ausgerichtete und im Innern eines in einer Betonstruktur (3) angelegten Schachtes (2) angebrachte Wandung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes aufweist :

- Mittel zur Durchschneidung der Verbindungsmittel (5, 6, 10) zwischen der Betonstruktur (3) und dem Bestandteil (1),

- eine Auflagestruktur (11), welche auf einem Teil der Betonstruktur (3) senkrecht zum Kesselschacht (2) aufliegt,

- Ausschneidemittel (40, 70, 80, 90), welche am oberen Teil des Kesselschachtes (2) angeordnet sind,

- Handhabungsmittel (23, 24, 25) für die durch Ausschneidung gewonnenen Blöcke bestrahlten Materials aus der Wandung des Bestandteils,

- Mittel zur Lagerung (27, 27') der Blöcke bestrahlten Materials (26), welche am oberen Teil des Kesselschachtes (2) angeordnet sind und seitlich vom Schacht (2), und

- eine Hebevorrichtung für den Bestandteil (1), bestehend aus einem vertikalen Mast (13), welcher an seinem Unterteil Befestigungsmittel (32, 34, 36) zur Befestigung des Mastes (13) auf einem unteren Teil des Bestandteils (1) aufweist, so daß der Mast (13) in der Achse des rohrförmigen Teils des Bestandteils (1) ausgerichtet ist, und ein Mittel zur Verschiebung (20) des Mastes (13) in vertikaler Richtung, welches auf der Auflagestruktur (11) aufliegt.

13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (13) eine Verzahnung (13a) aufweist, welche eine zum Mast (13) längsgerichtete Zahnstange bildet, und daß die Mittel zur vertikalen Verschiebung (20) des Mastes (13) und des Bestandteils (1) in vertikaler Richtung aus Klinkenmechanismen bestehen (18a, 18b), wobei jeder Mechanismus jeweils eine fest montierte, senkrecht ausgerichtete Klinke (18a) und eine bewegliche, in vertikaler Richtung ausgerichtete, auf einer Auflage (56) montierte Klinke (18b) aufweist, wobei diese Auflage (56) mit der Stange (55) eines Hebezylinders (54) fest verbunden ist, und die Klinken (18a, 18b) dergestalt montiert sind, daß sie in einem begrenzten Winkel um die Horizontalachse schwingen, und ein Ende aufweisen, dessen Profil den in den Aufnahmevorrichtungen angelegten Profilen zwischen den aufeinanderfolgenden Zähnen (13a) des Mastes (13) entspricht.

14. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel des Mastunterteils (13) auf dem Unterteil des Bestandteils (1) aus einer Platte (32) zur Aufnahme der Stangen (37), die in die Öffnungen, die die Wandung des Bestandteils (1) an seiner Unterseite durchqueren, gesteckt werden sollen, und aus Befestigungsmitteln (36) der Stangenenden unter der Unterseite des Bestandteils (1), bestehen.

15. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Vorrichtung (21) zum Rotationsantrieb des Mastes (13) um seine Achse, welche sich mit der Achse des rohrförmigen Teils des Bestandteils (1) deckt, aufweist.

16. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine rohrförmige Struktur mit Vertikalachse, gemäß welcher der Mast (13) aufgestellt ist, aufweist, und welche an ihrer Unterseite, in der Nähe des oberen Teils des Kesselschachtes (2), in radialer Richtung ausgerichtete Arme (15) aufweist, an deren Enden sich Zylinder (16) befinden, welche das Aufstellen und das Halten des Bestandteils (1) mit seiner Achse in der Achse des Mastes (13) ermöglichen.

17. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Ausschneidung (40, 70) aus auf einer Auflage montierten Bandsägen bestehen, welche um die Achse des Bestandteiles (1) und des Kesselschachtes (2) in geringer vertikaler Entfernung unter dem oberen Teil des Schachtes (2), rotieren.

18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Ausschneidung eine Ausschneidevorrichtung (40) in ziemlich horizontaler Richtung aufweisen, deren Auflage (42) rotierend um die Schachtachse (2) und die Achse des Bestandteils (1) montiert ist und um eine Horizontalachse schwenkbar ist, sowie eine Ausschneidevorrichtung in ziemlich vertikaler Richtung (70), welche rotierend um die Achse des Schachtes (2), welche sich mit der Achse des Bestandteils (1) deckt, und um eine horizontale Achse (73) schwenkbar ist

19. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (40) zur Ausschneidung in ziemlich horizontaler Richtung ein Mittel (60) zur Führung der Auflage (42) aufweist, welches eine schraubenförmige (62) Nut aufweist, in welcher eine Rolle (64) läuft, welche rotierend auf der Auflage (42) montiert ist.

20. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Ausschneidung eine Auflage (42, 72) aufweisen, welche in der Rotation beweglich um die Schachtachse (2) und die Achse des Bestandteils (1) mit Hilfe eines auf der rohrförmigen Stuktur (14) befestigten Lagers (43, 75) montiert ist.

21. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Ausschneidung aus Kreissägen bestehen, welche in der Rotation beweglich auf in diametraler Richtung zum Kesselschacht (2) und zum Bestandteil (1) ausgerichteten Führungselementen (82, 92) montiert sind, wobei die Führungselemente auf der Betonstruktur (3) am oberen Teil des Schachtes (2) befestigt sind.

22. Vorrichtung zur Zerlegung eines bestrahlten Bestandteils (1) eines Kernreaktors, welches mindestens eine rohrförmige, senkrecht ausgerichtete und im Innern eines in einer Betonstruktur (3) angelegten Schachtes (2), angebrachte Wandung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes aufweist,

- Mittel zur Durschschneidung der Verbindungsmittel (5, 6, 10) zwischen der Betonstruktur (3) und dem Bestandteil (1),

- Mittel zur Lagerung (27, 27') der Blöcke bestrahlten Materials (26), welche am oberen Teil des Kesselschachtes (2) angeordnet sind, seitlich vom Schacht (2) und

- eine Hebevorrichtung für das Bestandteil (1), bestehend aus :

- einer Anhebevorrichtung (132), welche aus rahmenförmig zusammengefügten Metallplatten (135a, 135b, 136) bestehen mit Zylindergehäusen (137a, 137b) fest verbunden sind, welche je einen Zylinder (138a, 138b) enthalten, so daß die Anhebevorrichtung (132) senkrecht zur Rahmenebene in beide Richtungen bewegt werden kann, und

- einer Vielzahl von modularen Hebeelementen (133), jeweils aus rahmenförmig zusammengesetzten Metallplatten (139) bestehend, wobei Form und Ausmaße des Rahmens die modularen Auflageelemente (133, 133') bilden, wodurch dieser Rahmen in den Rahmen der Anhebevorrichtung (132) eingeführt werden kann, indem die Vorrichtung (132) senkrecht zu ihrem Rahmen verschoben wird, wobei das modulare Auflageelement (133), welches in den Rahmen der Anhebevorrichtung (132) eingeführt wurde, sich in einer Stellung befindet, die seine Befestigung auf der Anhebevorrichtung (132) ermöglicht.

23. Vorrichtung gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (135a, 135b, 136) der Anhebevorrichtung (132) Öffnungen aufweist, welche die den Rahmen bildenden Metallplatten (135a, 135b) durchqueren, und daß jedes der modularen Auflageelemente (133, 133') Öffnungen aufweist, die sich mit den Öffnungen im Rahmen der Anhebevorrichtung (132) in der zusammengefügten Stellung eines modularen Auflageelementes (133, 133') mit der Anhebevorrichtung (132) decken, wobei aus Keilen (134) bestehende Verbindungsstücke in die sich deckenden Öffnungen im Rahmen der Anhebevorrichtung (132) und des modularen Auflageelementes (133, 133') eingeführt werden können.

24. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der modularen Auflageelemente (133, 133', 133") eine Fläche zur Auflage des Bestandteils (101) aufweist, welche aus einem drehbaren Teller (141) besteht, dessen Rotationsachse senkrecht zur Auflageebene des modularen Auflageelements (133, 133', 133") verläuft.

25. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 22, 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der modularen Auflageelemente (133, 133', 133"), welche rahmenförmig ausgelegt sind, in jeder Ecke des Rahmens eine rohrförmige Säule (140) aufweist, auf welcher zwei Metallplatten (139) des Rahmens des modularen Auflageelements (133) befestigt sind, wobei die Säulen (140) außerdem Mittel zur Befestigung des modularen Auflageelements (133, 133', 133") auf dem Rahmen der Anhebevorrichtung (132) aufweisen sowie Mittel zur Zusammenarbeit mit enstprechenden Mitteln von Säulen (140) eines zweiten modularen Auflageelements (133, 133', 133"), um eine stabile Stapelung der übereinandergestellten modularen Auflageelemente (133, 133', 133") zu gewährleisten.