DE7302102U

DE7302102U - Manipulator for fuel assemblies and control rods in a nuclear reactor

Info

Publication number: DE7302102U
Application number: DE7302102U
Authority: DE
Original assignee: Eisenwerk Weserhuette AG
Current assignee: Eisenwerk Weserhuette AG
Publication date: 1973-05-30

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Transport und Umsetzen von Brennelementen, Regelstäben u. dgl. beispielsweise in Reaktor- und Lagerbecken von Kernkraftwerken.The invention relates to a device for transporting and moving fuel assemblies, control rods and the like, for example in Reactor and storage pools of nuclear power plants.

Bekannt ist ein Ladegerät, welches den Transport von Brennelementen mit oder ohne Regelstab sowie ein direktes Umsetzen von Regelstäben im Reaktorbecken oder Brennelementlagergestell durch einen Teleskopmast mit unabhängig voneinander pneumatisch betätigten Greifvorrichtungen ermöglicht.A charger is known which enables the transport of fuel assemblies with or without a control rod and a direct transfer of control rods in the reactor pool or fuel assembly storage rack by means of a telescopic mast with independently pneumatically operated gripping devices.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Gerät zum Transport, Umsetzen und Inspektion von Brennelementen usw. zu entwickeln, das auch eine einfache Funktionskontrolle und Wartung des Greifers ermöglicht.The invention has the task of developing a device for transporting, converting and inspection of fuel elements, etc., allows a simple functional check and maintenance of the gripper.

Die vorliegende Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit geringem konstruktiven \ufwand durch Verwremlmig eines in einem vertikal und drehbar angeordneten Greiferteleskop bewegten Greifers, bestehend aus einer Hubtraverse und einem Greiferkopf, mit wenigstens zwei gemeinsam betätigten Klinkvorrichtungen, welche eich wechselseitig öffnen und schließen und beim Heben und SenJcen des Greifers gemeinsam mitbewegt werden, und einer zur Führung der gezogenen Regelstäbe in der unteren öffnung des Grciferteleskopes verriegelten Führungsmatrize, welche beim Greifen eines Brennelementes durch eine der Klinkvorrichtungen entriegelt und mit angehoben wird.The present invention solves the problem with little constructive effort due to the distortion of a telescope that is moved in a vertically and rotatably arranged gripper telescope Gripper, consisting of a lifting beam and a gripper head, with at least two jointly actuated latching devices, which open and close alternately and moved together when lifting and lowering the gripper and a guide die, which is locked to guide the drawn control rods in the lower opening of the gripper telescope and which, when gripping a fuel assembly, is passed through a the ratchet is unlocked and lifted with.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung und Anordnung von Greiferkopf und Führungsmatrize wird der erforderliche Hub beim abwechselnden Umsetzen von Regelstäben und Brennelementen gegenüber der bekannten Ausführung um etwa die Hälfte verkürzt. Weiterhin wird der Arbeitsaufwand dadurch verringert, daß der leere Greiferkopf zum Verfahren des Manipulators nur wenig an-Due to the inventive design and arrangement of the gripper head and guide die, the required stroke is alternating implementation of control rods and fuel assemblies compared to the known design shortened by about half. Furthermore, the workload is reduced by the fact that the empty gripper head for moving the manipulator is only slightly

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gehoben werden braucht und das Greiferteleskop zur Inspektion von Regelstäben und Brennelementen unbegrenzt gedreht werden kann. Vorteilhaft ist auch die geringe, von der Länge der Regelstäbe unabhängige Bauhöhe des Greiferkopfes, wodurch ein einfacher Ausbau zwecks Wartung und Funktionsprüfung ermöglicht wird. Durch die selbsttätige gegenseitige Verriegelung der Klinkvorrichtungen und durch die Möglichkeit bei Stromausfall sämtliche Betätigungen von Hand durchzuführen wird die Funktionssicherheit des Gerätes erhöht. Die Betätigung des in einem Greiferteleskop geführten, an Hubseilen hängenden Greiferkopfes kann unabhängig von seiner konstruktiven Ausführung wahlweise durch Steuerseile, Druckluftzylinder, Hubmagnete oder durch ein iro Greiferteleskop angeordnetes Steuerteleskop oder Steuergestänge erfolgen. Die Steuerseiie können auch die Funktion der Hubseile mit übernehmen, so daß diese entfallen:needs to be lifted and the telescopic gripper can be rotated indefinitely for the inspection of control rods and fuel assemblies can. The low structural height of the gripper head, which is independent of the length of the control rods, is also advantageous, as a result of which a simple expansion for the purpose of maintenance and functional testing is made possible. Due to the automatic mutual locking of the ratchet devices and the ability to carry out all operations by hand in the event of a power failure, the Functional reliability of the device increased. The operation of the gripper head, which is guided in a telescopic gripper and suspended from hoisting ropes, can be selected independently of its structural design by means of control cables, compressed air cylinders, lifting magnets or a control telescope or control linkage arranged by an iro gripper telescope. The control unit can also perform the function of the Take over the lifting ropes so that they are not necessary:

Nachstehend werden ein Ausführungsbeispiel und die Funktionen des! Manipulators an Hand einer schematischen Zeichnung beschrieben.An embodiment and the functions of the! Manipulator described using a schematic drawing.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Greiferteleskop Fig. 2 zeigt den unteren Abschnitt des Greiferteleskopes mitFig. 1 shows a longitudinal section through the gripper telescope. Fig. 2 shows the lower section of the gripper telescope durch zwei Steuerseile betätigtem Greiferkopf und teilweise aus einem Brennelement gezogenem Regelstab.Gripper head operated by two control cables and control rod partially pulled out of a fuel assembly.

Der Manipulator besteht aus einer nicht dargestellten verfahrbaren Manipulier-brück" mit einer Katze, in welcher die Hub- und Steuereinrichtungen fest angeordnet sind und ein zweiteiliges Greiferteleskop vertikal drehbar verlagert ist_o Im Teleskopmantel 1 wird das innere Teleskoprohr 2 beim Heben und Senken des Greiferkopfes 3 geführt. Durch eine besondere Einrichtung wird eine unbegrenzte Drehung des Greiferteleskopes trotz fester Verlagerung von Hubtrommel 4, Steuertrommeln 5 und einer nicht dargestellten Kabeltrommel in der Katze ermöglicht, so daß die Hubseile 6 und Steuereeile 7 sowie das Kabel für elektrische Stellungsanzeigen 8 nicht verdrillt werden* Diese Einrichtung besteht aus einer Hubtraverse 9The manipulator consists of a non-illustrated movable manipulating bridging "with a cat, in which the lifting and control means are fixedly disposed, and a two-part gripper telescope is displaced vertically rotatable _o In the telescopic shell 1, the inner telescopic tube 2 during lifting and lowering of the gripper head 3 A special device enables unlimited rotation of the telescopic gripper despite the fixed displacement of the lifting drum 4, control drums 5 and a cable drum (not shown) in the trolley, so that the lifting ropes 6 and control cables 7 and the cable for electrical position indicators 8 are not twisted * This device consists of a lifting beam 9

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mit Tragwippe 10 und Steuerwippe 11, an denen je znei Hubseile 6 bzw. Steuerseile 7 befestigt sind. Der Greiferkopf ist ähnlich der Haken&ufhängung einer Seilflasche drehbar am Unterteil der Hubtraverse 9 verlagert»with support rocker 10 and control rocker 11, to each of which two hoisting ropes 6 and control ropes 7 are attached. The gripper head is rotatable similar to the hook and suspension of a rope block relocated to the lower part of the lifting beam 9 »

Bei dem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel des Greiferkopfes 3 nach Fig. 2 sind die beiden Doppelklinken für das Greifen des Brennelementkopfes 13 schwenkbar im Greiferkopf 3 angeordnet, die Klinkvorrichtung für den Regelstabkopf 14 besteht aus den Kugeln 15, welche in Radialbohrungen der am Greiferkopf 3 befestigten Klinken hülse 16 liegen. Die durch die Bolzen 17 lo^se mit der Unterplatte 18 des Greiferkopfes 3 verbundene und durch die Klinkenhülse 16 geführte Hülse 19 verhindert das Herausfallen der Kugeln 15 vor den Einführen der Klinkenhülse 16 in den Regelstabkopf 14 und stellt sicher, daß nach dem Aufsetzen des Greiferkopfes 3 die Radialbohrungen der Klinkenhülse 16 auf gleicher Höhe liegen wie die Ringnut des Regelstabkopfes 14.In the schematically illustrated embodiment of the gripper head 3 according to FIG. 2, the two double pawls are for gripping the fuel assembly head 13 pivotably arranged in the gripper head 3, the latching device for the control rod head 14 consists of the balls 15, which are in radial bores the pawl sleeve 16 attached to the gripper head 3 lie. The lo ^ se connected by the bolts 17 to the lower plate 18 of the gripper head 3 and guided through the ratchet sleeve 16 Sleeve 19 prevents the balls 15 from falling out before the ratchet sleeve 16 is inserted into the control rod head 14 and ensures that after placing the gripper head 3 the Radial bores of the pawl sleeve 16 are at the same level as the annular groove of the control rod head 14.

Die Betätigung der Klinkvorrichtung erfolgt durch Schwenken der Steuerwippe 11, deren Bewegung über eine angelenkte Lasche 20 und das Drehgelenk 21 auf Steuerhülse 22 und Steuerbolzen 23 übertragen wird, die fest miteinander verbunden sind und senkrecht durch die Hubtraverse 9 und den Greiferkopf 3 geführt werden.The latching device is actuated by pivoting the control rocker 11, the movement of which is via a hinged one Tab 20 and the swivel joint 21 is transferred to the control sleeve 22 and control pin 23, which are firmly connected to one another and are guided vertically through the lifting beam 9 and the gripper head 3.

Die Schwenkbewegung der Steuerwippe 11 wird durch eine entgegengesetzt gerichtete Wegänderung der beiden Steuerseile 7 bewirkt, indem die Steuertrommeln 5 beispielsweise auf einer Kurbelwelle 24 verlagert sind und durch Drehung derselben gegenüber der Hubtromtnel^4 ausgeschwenkt werden, euf welche die Steuerseile 7 neben den Hubseilen 6 aufgewickelt werden.The pivoting movement of the control rocker 11 is brought about by an oppositely directed path change of the two control cables 7 by the control drums 5, for example on a The crankshaft 24 are displaced and swiveled out by rotating the same relative to the Hubtromtnel ^ 4, which the Control ropes 7 are wound up next to the hoisting ropes 6.

Aus Sicherheitsgründen wird durch mehrere Verriegelungseinrichtungen die Betätigung der Klinkvorrichtungen bei nicht vollständig abgesenktem Greiferkopf 3 verhindert und die jeweilige Arbeitsstellung durch Grenztaster angezeigt«For safety reasons, the actuation of the latching devices is prevented by several locking devices when the gripper head 3 is not completely lowered and the respective Working position indicated by limit switch «

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Die Klinkenverriegelung; bosteht im Wesentlichen aus einem Verriegelungeflanech 25, welcher durch die Hubstangen 26 fest mit den Schaltring 27 verbunden ist. In angehobener Stellung des Greiferkopf« 3 wird der Steuerbolzeü 23 durch die in Radialbohrungen der Klinkenhülse 16 liegenden Kugeln 2S₁ welche vom Verriegelungsflansch 25 in die jeweils davorllegende Ringnut des Steuerbolzens 23 geschoben werden, mit dem Greiferkopf 3 verriegelt. Gleichzeitig wird eine Schwenkbewegung der Doppelklinken 12 dadurch verhindert, daß die Zapfen 29 an den Doppelklinken 12 in die Bohrungen des Verriegelungsflansches 25 eingefahren sind.The latch lock; consists essentially of a locking flange 25, which is firmly connected to the switching ring 27 by the lifting rods 26. In the raised position of the gripper head 3, the control _{bolt 23 is locked to the gripper head 3 by the balls 2S 1 located} in the radial bores of the ratchet sleeve 16, which are pushed by the locking flange 25 into the respective preceding annular groove of the control bolt 23. At the same time, a pivoting movement of the double pawls 12 is prevented by the fact that the pins 29 on the double pawls 12 have moved into the bores of the locking flange 25.

Eine weitere Verriegelung der Doppelklinken 12 wird durch die Anordnung des Steuerflansches 30 bewirkt, welcher über die Steuerstangen 31 mit dem Flansch 32 der Steuerhülse 22 und dem Steuerbolzen 23 verbunden ist und im entriegelten Zustand der Klinkvorrichtungen die Doppelklinken 12 über deren zwei symmetrisch zum Drehpunkt angeordnete Nocken betätigt. Nach dem Greifen und Anheben eines Brennelementes wird ein üffnen der Doppelklinken 12 außerdem durch deren Mitnehmerhaken 33 für das Brennelement und 34 für die Führungsmatrize 35 verhinderteA further locking of the double pawls 12 is effected by the arrangement of the control flange 30, which via the Control rods 31 is connected to the flange 32 of the control sleeve 22 and the control bolt 23 and in the unlocked state of the Ratchet devices actuate the double pawls 12 via their two cams arranged symmetrically to the pivot point. After this Gripping and lifting of a fuel assembly is also an opening of the double pawls 12 by their driving hooks 33 for the Fuel element and 34 for the guide die 35 prevented

Bei vollständig abgesenktem Greiferkopf 3 werden |urch die nach auften schwenkenden Doppelklinken 12 über die Mitnehmerbolzen 36 die Drehklinken 37 der Führungsmatrize 35 mit dem inneren Teleskoprohr 2 verriegelt. Die Führimgsmatrize 35 ist mit Bohrungen und Schlitzes zum Führen des Regelstabee sowie mit Zentrierleisten 96 für den zu greifenden Brennelementkopf 13 versehen und liegt in unterster Stellung auf dem am inneren Teleskoprohr befestigten Zentrierbund 39 auf, mit dessen Hilfe das Greiferteleskop sich an den umliegenden Brennelementen zentrierteWhen the gripper head 3 is completely lowered, the after On the pivoting double pawls 12, the rotary pawls 37 of the guide die 35 are locked to the inner telescopic tube 2 via the driving pins 36. The Führimgsmatrize 35 is with holes and slot for guiding the control rod as well as with centering strips 96 for the fuel assembly head 13 to be gripped and lies in the lowest position on the centering collar 39 attached to the inner telescopic tube, with the aid of which the gripper telescope is centered on the surrounding fuel assemblies

An der Hubtraverse 9 sind sämtliche Grenztaster für elektrische Stellungsanzeigen angebracht, welche die verschiedenen Funktionen und Arbeitsstellungen des Greiferkopfes 3 kontrollieren. Die Grenztaster 40, 41 und 42 werden von einem Nockenring des beim öffnen und Schließen der Klinkvorrichtungen mit dem Steuer-All limit switches for electrical are on the lifting beam 9 Position indicators attached, which control the various functions and working positions of the gripper head 3. the Limit switches 40, 41 and 42 are controlled by a cam ring when opening and closing the latch devices with the control

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bolzen 23 auf- und abwärts bewegten Drehgelenkes 21 betätigt. Der Grenztaster 43 wird von Druckbolzen 44 beaufschlagt« wenn der Regelstabkopf 14 mit dem Bronnelementkopf 13 verriegelt wird. Der Grenztaater 45 wird durch den Schaltring 27 betätigt, wenn der Greiferkopf 3 vollständig abgesenkt ist und die Hubstangen 26 auf der Führungsmatrize 35 aufsetzen« und zeigt somit gleichzeitig den entriegelten Zustand der Klinkvorrichtungen an« Die Grenztaster 46 und 47 werden Über die Kipphebel 48 bzw. 49 am inneren Teleskoprohr 2 durch die Nocken 50 bzw· 51 des Teleskopmantels 1 betätigt« wenn die Riegel 52 am Mitnehmerbund 53 des inneren Teleskoprohres 2 auf dem vollständig eingefahrenen Greiferkopf 3 aufliegen und das innere Teleskoprohr 2 weit genug angehoben ist und zeigen an, daß der Manipulator oder die Katze im lfeaktorbecken bzw. im höher liegenden Lagerbecken verfahren werden können«bolt 23 up and down swivel joint 21 actuated. The limit switch 43 is acted upon by pressure pin 44 «if the control rod head 14 is locked to the Bronn element head 13 will. The Grenztaater 45 is operated by the switching ring 27, when the gripper head 3 is completely lowered and the lifting rods 26 are placed on the guide die 35 «and shows thus simultaneously the unlocked state of the ratchet devices «The limit switches 46 and 47 are over the The rocker arm 48 or 49 on the inner telescopic tube 2 is actuated by the cams 50 or 51 of the telescopic casing 1 when the Latches 52 rest on the driver collar 53 of the inner telescopic tube 2 on the completely retracted gripper head 3 and the inner telescopic tube 2 is raised enough to indicate that the manipulator or the trolley is in the reactor tank or can be moved in the higher lying storage basin «

Bei geöffneter Stellung beider Klinkvorrichtungen steht die Steuerwippe 11 oder eine durch den Steuerbolzen 23 betätigte« nicht dargestellte Hebeleinrichtung waagerecht und hebt dann das innere Teleskoprohr 2 über dessen Nocken 54 schon nach kurzem Hub in die Fahrstellung« in welcher es durch die von der Bedienungeplattform der Katze über das Gestänge 55 eingeschwenkte Sperrklinken 56 des Teleskopmantels 1 gehalten wird, so daß beim Verfahren die Hubseile 6 entlastet sind.When both ratchet devices are in the open position, the rocker switch 11 or one actuated by the control pin 23 " Lever device (not shown) horizontally and then lifts the inner telescopic tube 2 via its cam 54 afterwards short stroke in the driving position "in which it is held by the pawls 56 of the telescopic casing 1, which are swiveled in by the trolley operating platform via the rod 55, so that the hoisting ropes 6 are relieved during the process.

Um den Greiferkopf 3 und die Führungsmatrize 35 zwecks Wartung und Funktionsprüfung nach oben aus dem Greiferteleskop herausziehen zu können, werden in einer Leerposition die Doppelklinken 12 geschlossen, so daß der leere Greiferkopf 3 mit Führungsmatrize 35 an den Nocken 54 vorbei bis an den Mitnehmerbund 53 eingezogen werden kann. Nach dem vollständigen Einfahren des inneren Teleskoprohres 2 und Absetzen desselben auf den Sperrklinken 56 des Teleskopmantels 1 werden die Riegel 52 in den Mitnehmerbund 53 geschoben und der Greiferkopf 3 kann herausgezogen werden. Zur Funktionsprüfung wird das Modell eines Brennelement- und Regelstabkop.fes unterhalb des Greifer-In order to be able to pull the gripper head 3 and the guide die 35 upwards out of the gripper telescope for the purpose of maintenance and functional testing, the double pawls 12 are closed in an empty position so that the empty gripper head 3 with Guide die 35 past the cams 54 until the driver collar 53 can be drawn in. After the complete Retracting the inner telescopic tube 2 and placing it on the pawls 56 of the telescopic casing 1, the bolts 52 are pushed into the driver collar 53 and the gripper head 3 can be pulled out. To test the function, the model of a fuel assembly and control rod head is placed below the gripper

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kopfes 3 in das innere Teleskoprohr 2 eingesetzt«head 3 inserted into the inner telescopic tube 2 «

Der Greiferkopf 3 wird durch an seinem Gehäuse verlagerte Laufrollen 57 im inneren Teleskoprohr 2 geführt, dieses wiederum durch seine Laufrollen 58 und die Laufrollen 59 im Anschlagbund 60 an der unteren Öffnung des Teleskopmantels 1.The gripper head 3 is guided by rollers 57 displaced on its housing in the inner telescopic tube 2, this in turn through its rollers 58 and rollers 59 in the stop collar 60 at the lower opening of the telescopic casing 1.

Claims

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Protection claims

l) Manipxilator for transporting and relocating fuel assemblies, Control rods and the like - for example in a nuclear reactor with a vertically and rotatably arranged telescopic gripper, characterized in that the optional gripping and lifting of a fuel assembly or control rod by one in the gripper telescope up and down moving gripper takes place, which consists of a lifting beam (9) and the gripper head (3) with at least consists of two jointly operated latch devices, which alternately open and close and when Raising and lowering of the gripper are moved together and that one for guiding the drawn control rods in the The guide die (35) locked at the bottom opening of the gripper telescope when a fuel assembly is gripped by a the latch device is unlocked and lifted with it.

2) Manipulator according to claim 1, characterized in that the gripper head (3) with the latching devices and one vertically movable control pin (23) is rotatably suspended under the lifting beam (9). On the lifting beam (9) is a control rocker (ll) arranged, which with various Actuators such as control cables (7) »compressed air cylinders, lifting magnets or the like. Is connected.

3) Manipulator according to claim 1, characterized in that the control bolt (23) is part of a vertical on the gripper head (3) movably arranged carriage and that the actuators such as control cables, control telescope or control rods on the inner telescopic tube (2) and on the telescopic casing (l) are arranged.

4) Manipxilator according to claim 1 and 2, characterized in that that the hoisting drums (4) for winding the hoisting ropes (6) and control ropes (7) with multi-turn rope grooves give away are and that the Steuertromme.1 η (5) for deflecting the control cables (7) are movable above or below the lifting drums (4).

5) manipulator according to claim 1 and 2, characterized in that the control drums (5) for winding and controlling the Control cables ^ 7) have the same reel diameter as the Lifting drums (4) or a transmission gear with a transmission corresponding to the diameter ratio «

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fi) MnnipuJ ntor according to claim 1 and 2, characterized in that "'ekorur / .oi.chnot, dfl that the stool drums (Ό on a swing:!, η r.i. cht uncr like crankshaft », rocker ο. Like. Or nuf ηίηοηι slide are derelict.

7) Manipulator according to claims 1 and 2, characterized in that the hoisting ropes (6) are connected to the control rocker (ll) and the hoisting trunks (k) are movably arranged.

8) Manipulator according to claim 1 and 2, characterized in that the control rocker (ll) when the latching devices are open is in a horizontal position and after a short stroke it comes to rest against the cams (5 ^) in the inner telescopic tube (2) come o

9) manipulator according to claim 1, 2 and 3 »characterized in that that lifting and control drums or «stexing telescope or Control rocker can be provided with hand cranks.

10) manipulator according to claim 1, 2 and 3j characterized in that that Hxib, control and reporting devices rotatably with the cat are connected and the telescopic casing (l) with the inner telescopic tube (2) and gripper head (3) by means of The slewing ring is shifted in the cat. The gripper telescope is used for unlimited rotation around the vertical axis with a rotating device such as a toothed ring, headstock, belt pulley, Friction wheel or the like permitted.

11) manipulator according to claim 1, 2 and 3, characterized in that that the bolts (29) a \ if the double pawls (12) raised gripper head (3) in bores of the locking flange (25), which is movably arranged in the gripper head (3) and the balls (28) are pushed from the locking flange (25) into the annular grooves of the control bolt (23) «

12) Manipulator according to claim 1 and 11, characterized in that the lifting rods (26) the lower position of the gripper indicate in the inner telescopic tube (2) by placing them on the guide die (36).

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13) Manipulator according to claim 1, 2 and 3 »characterized in that that the limit switch for electrical position indicators (40) to ('Π) and (45) to (47) on the rotatably arranged Lifting beam (9) are attached.

l4) manipulator according to claim 1, 2 and 3 »characterized in that that the driver collar (53) with a releasable bolt is provided.

Manipulator according to Claims 1, 2 and 14, characterized in that the inner telescopic tube (2) is at a height of the carrier collar (53) for inserting the model replica of a fuel assembly and control rod head is provided with a flap.

Manipulator according to Claim 1, 2 and 3i, characterized in that that the lifting drum (4) with a depth and weight display and the ο control drum (Ό or control rocker with a mechanical position indicator are coupled.