SE429071B - Brenslestavsutbytesverktyg for borttagande och/eller insettande av en brenslestav ur resp i ett i synnerhet under vatten befintligt brensleelementforband - Google Patents

Description

WS 50 40 '7os429-1 . 2 bränsleelementskelettet. Dessutom är vid denna problemställning att beakta att bränsleelementen består av ett bränsleelementförband med ett mycket stort antal, för det mesta över 200 bränslestavar, var- för det är nödvändigt att endast ta ut de bränslestavar ur bränsle- elementförbandet söm med säkerhet är noterade som defekta.

Uppfinningen har till uppgift att förhindra knäckandet av de långa tunnväggiga bränslestavarna vid ut och/eller insättandet ur resp i ett bränsleelementförband och säkerställa bortledandet av saltgaser, som de i bränslestavsutbytesverktyget indragna defekta bränslestavaran avger och som skulle kunna leda till risker för servicepersonalen.

För lösande av denna uppgift är ett bränslestavsutbytesverktyg av det inledningsvis nämnda slaget i enlighet med uppfinningen känne- tecknat av att den långsträckta bärkroppen är utbildad som dragrör med tillordnad drivmekanism och styrningskroppen som styrningsrör för dragröret och bränslestaven och att detta dragrör medelst en tätning går genom den övre änden av styrningsröret och det inre av styrningsröret är anslutet till en vattenutsugningsanordning.

I För bättre förståelse av uppfinningen skall nämnas att ett kärnreaktorbränsleelement för en tryckvattenreaktor i allmänhet består av ett bränsleelementskelett, som är uppbyggt av huvud- och fotstycke och dessa förbindande reglerstavsstyrningsrör och som dessutom håller distanselementgallren på sina resp avsedda lägen.

De separata bränslestavarna som är dragna genom maskerna i distans- elementgallret är varken fästa vid huvudplattan eller vid fotplattan och kan därför töja sig fritt i axiell riktning. Reglerstavsstyrnings- rören är därvid lösbart förbundna med den undre fotplattan via gängade bultar, så att borttagandet av denna fotplatta i motsats till huvud- stycket med hjälp av fjärrmanövrerade verktyg är relativt lätt möjlig.

Därigenom är också samtliga bränslestavar fritt tillgängliga och kan efter varandra utdras ur bränsleelementförbandet.

Uppfinningen skall nedan beskrivas närmare i form av utförings- exempel med de erforderliga väsentliga anordningarna i anslutning till ritningarna. Härvid visar fig_l och 2 ett schematiskt tvärsnitt genom bränsleelementbehållaren 1, innefattande de antydda anordning- arna och organen för förfarandets genomförande. Fig 3 visar funktions- sammanhanget mellan bränslestavsväxlingsanordningen och säkerhetsan- ordningen för registrerande av ev utträdande spaltgas. Fig 4 visar den för bränslestavväxlingsanordningens säkra funktion nödvändiga centreringsplattan sedd uppifrån och fig 5 denna centreringsplatta sedd från sidan i ett snitt längs linjen IV-IV i fig 4, innefattande den påsatta bränslestavväxlingsanordningen. Slutligen visar fig 6 ett L 40 3 77084-29-1 principiellt snitt för bränslestavväxlingsaxiordníngen som manövreras för hand.

Fig 1 och 2 visar två i 90° mot varandra vridna snitt genom en bränsleelementbehållare l. De arbeten som skall utföras däri kan genomföras från en rörlig betjäningstravers eller brygga ll under optisk sikt. Vid dessa schematiska avbildningar har endast vissa verktyg och anordningar schematiskt visats, vilka krävs för genom- förandet av föreliggande förfarande. Således befinner sig vid behål- larens ena sidovägg vridningsanordningen 12 för bränsleelement- korgen 51, dessutom en lagerbehållare l3 för defekta bränslestavar, ett förrådslager lü för nya bränslestavar samt en läckagetestanord- ning 19 för testande av hela bränsleelement efter däri föreliggande skadade bränslestavar. Vidare finns en behållare för avtagna bränsle- elementfotstycken 16, bränslestavväxlingsverktyget 2 samt ett verk- tyg 18 för lossande av bränsleelementfotstycket och ett verktyg 17 för testande av varje separat bränslestav efter eventuella skador.

Förfarandets förlopp är följande: Det ur reaktorkärnan uttagna bränsleelementet insätts först i testanordningen 19 och undersöks där med avseende på eventuella skador i de separata bränslestavarna.

Skulle däri befintligt bränsleelement registreras som defekt insätts detta bränsleelement 5 i korgen 51 för vridanordningen 12. Denna korg är tillslutbar i bägge ändar. Sedan vrids bränsleelementet med .denna korg 180° så att bränsleelementets 5 fotsida blir vänd' uppåt.

Efter öppnande av korgens 51 gavel avtas med hjälp av fjärrmanöver- verktyget 18 bränsleelementfotstycket och avläggs i lagerbehållaren.

De nu uppifrån fritt tillgängliga bränslestavarna undersöks separat med hjälp av anordningen 17, som t ex kan arbeta med ultraljud (den tyska offentliggörandeskriften 2 3lH 650.1) med avseende på inträngt vatten. På detta sätt registreras de respektive skadade bränslestavarna och kan uttas ur bränsleelementet. Härtill påsätts först den i fig 4 uppifrån visade centreringsplattan U, vars hål 42 ger bränslestavväxlingsverktyget 2 en noggrann styrning till de respektive därunder liggande bränslestavarna. Denna situation är schematiskt visad i fig 3. Den defekta bränslestaven 52 dras in i verktygets 2 inre, vilket under detta förlopp kontinuerligt genom- strömmas av vatten, som insuges via ledningen 31 och pumpen 32 i verktygets inre. Denna åtgärd har fördelen att vid bränslestavar, vars höljerörskador är så stora att spaltgas kan utträda, medföres denna medelst vattenströmmen uppåt och medförd gas frånskiljes i gas- frånskiljaren 33 och tillföres via en pump 3U renings- och avgas- samlingssystemet 35. Slutligen bortföres den av verktyget 2 gripna och inneslutna skadade bränslestaven tillsammans med verktyget och placeras i behållaren 13 för defekta bränslestavar. I detta syfte en 55 HO 7 -1 0 7, 8429 Ä omkopplas dragmekanismen inuti verktyget 2 och skjuter in staven i denna behållare 13, som företrädesvis är ansluten till ett eget vattenkretslopp, eftersom man får räkna med att de däri förvarade bränslestavarna avger radioaktiv spaltgas och spaltprodukter.

Sedan kan från lagret för nya bränslestavar lä uttas en ny bränsle- stav eller någon annan ersättningsstav; dettanwtsmaræri princip förfarandet med bränslestavarnas uttagande ur bränsleelementet. Där- efter införes denna nya bränslestav i den frilagda positionen i bränsleelementet 5.

Efter avslutat bränslestavsutbytande återställs det nu användbara bränsleelementet 5 först till bränsleelementlagerstället 15 till dess det med hjälp av bränsleelementladdningsmaskinen åter kan insättas i reaktorkärnan.

Såsom redan nämnts är ett väsentligt element av bränslestavväx- lingsanordningen 2 centreringsplattan U. Denna är visad uppifrån och från sidan i fig Ä och 5. Skärningspunkterna för koordinaterna a och b samt A och B representerar de respektive bränslestavspositionerna för bränsleelement. Härav och också av fig 5 framgår tydligt att bränslestavarna 52 står mycket nära varandra. Av detta skäl är det ej möjligt att anordna centreringshâl i centreringsplattannför varje- separat bränslestavposition för bränslestavverktygets 2 påsättande.

Denna svårighet har här eliminerats genom att centreringshålen U2 endast är anordnade för de bränslestavar, som har koordinatskärnings- punkterna a, A. För att alla bränslestavpositioner skall kunna nås lyfts denna centreringsplatta, vrids 90° och påsätts återigen, var- efter centreringshålen motsvarar bränslestavpositionerna med koordi- natskärningspunkterna a, B. En ytterligare liknande vridning 900 med- ger gripandet av de bränslestavar som ligger på koordinatskärnings- punkterna b, B, och ytterligare en vridning de bränslestavar, som ligger på koordinatskärningspunkterna A, B. De inriktade hålen 43 är anordnade för upptagandet av de gängade bultarna på reglerstavstyr- ningsrören 53, liksom de visade förbindningsgenombrotten mellan tvâ till varandra angränsande centreringshål. Det senare är nödvändigt för att också vid en vridning av centreringsplattan 4 90° de gängade bultarna för reglerstavstyrningsrören ej skall vara i vägen för plattans påsättande.

Läget för centreringsplattan 4 måste rätta sig efter bränsle- elementen respektive korgen 51. Centreringsplattan U är därför för- sedd med fyra distansbultar H1, som bär den egentliga centrerings- ramen UU, som griper om korgens 51 vägg. På detta sätt säkerställs att varje centreringshål H2 i plattan H motsvarande det visade 1 i JO H0 77684-29-1 koordinatschemat är tillordnad en bränslestavsände.

Dessa bränslestavsändar är, såsom visas, försedda med ett svamp- liknande huvud, som motsvarande fig 5 fattas av griparen 61. Denna gripare är fäst vid manöverstången 6 och möjliggör därmed utdragandet av respektive gripen bränslestav 52, såsom visas i fig 5. I den undre delen 21 av detta bränslestavväxlingsverktyg 2 är samtigigt inbyggt en virvelströmtät sond 23, så att vid brånslestavens genomdragande under uttagandet ur bränsleelementet kan genast den exakta platsen för skadan på denna bränslestav fastställas.

Det egentliga bränslestavväxlingsverktyget 2 är schematiskt visat i fig 6. Det är uppdelat i en undre del, som omslutes av det yttre stödröret 22 och en övre del, som omfattas av det stora styrnings- röret 26. Stödrörets 22 längd är något större än längden för bränsle- staven som skall dras in och längden för det stora styrningsröret 26 ligger i samma storleksordning. Vid änden för detta stora styr- ningsrör 26 befinner sig en konsol med en drivanordning 27, exempel- vis bestående av kugghjul och en handvev. Detta kugghjul griper in i en kuggstång 65a, som är förbunden med det övre dragröret 65. Detta rör 65 är förbundet med den egentliga manöverstången 6, som genom en tätning 25 går genom hela stödröret 22. Den är vid den undre änden av detsamma praktisktttaget förd genom dettas tillslutningsstycke 21 samt den däri installerade virvelströmmätsonden 23. På manöver- stången 6 befinner sig den egentliga gríparen 61 för respektive bränslestavhuvud, den är i radiell led slitsad två eller tre gånger och består av fjädrande material. Såsom visas är dess ínnerkontur anpassad till det spantliknande huvudet för bränslestavarnas änd- kappor. Efter påsättande på en sådan kappa sammanspänns den medelst kopplingsstången 63 som skjuts nedåt så att den ej kan lossna från bränslestavhuvudet. Denna stång 63 går igenom hela verktyget och är i sin övre ände försedd med en gänga, som går i en ställmutter 6H.

Denna ställmutter stöder sig mot dragröret 65 resp dettas tillslut- ning, som är försedd med en hake för anslutningen av ett lyftverktyg. Änden 63a för stången 6 är försedd med två markeringar, som represen- terar det undre och övre läget för denna stång och därmed också till- ståndet för gríparen 61. I indraget tillstånd är griparen sluten och ett öppnande därav är spärrat. I utdraget tillstånd öppnar en övre kon 62 vid kopplingsstången 63 griparen 61 genom anliggning mot den slitsade motkonen 6la. På detta sätt friger gripverktyget bränsle- staven, kan dras tillbaka och föras till nästa.

Den hittills beskrivna delen av bränslestavväxlingsverktyget *s 7os4l9+1 6 visar funktionen härför vid utdragandet av bränslestaven ur ett bränsleelementförband. För en bränslestavs inskjutande i bränsle- elementet är det emellertid nödvändigt att den nya bränslestaven skyddas mot knäckiaster. I detta syfte är det inre stödröret 24 an- ordnat, i vilket manöverstången 6 och därmed sedan också den indragna bränslestaven 52 är styrd. Detta rör sörjer sedan också vid in- skjutandet av den i detta verktyg upptagna bränslestaven i bränsle- elementförbandet eller också i lagerbehållaren för bränslestavarna 13 för att av griphuvudet 61 utövade krafter ej ger några sidorörelser och därav förorsakade knäcklaster för den tunna bränslestaven. På detta sätt garanteras att en ny bränslestav utan skador kan insättas i en fri bränslestavsposition. En knäckning för bränslestaven som skall föras in i själva brånsleelementet förhindras därvid de på olika nivåer anbragta distanselementmaskorna.

I stället för handmanövreringen för lyftandet och sänkandet kan naturligtvis också en motordrivning användas; emellertid torde handmanövreringen ha fördelen att därigenom eventuella störningar under bränslestavens förskjutning lättare uppfattas.

Såsom redan inledningsvis nämnts, styrs bränslestavväxlings- verktygets påsättande på centreringsplattan med hjälp av direkt betraktande. Verktyget hänger i detta syfte i ett motsvarande lyft- verktyg. För viktavlastning är det därvid ändamålsenligt att förse verktyget i dess övre del ytterligare med en flytkropp, som för över- siktlighetens skull endast schematiskt visas i fig 3. Observeras bör att detta speciella bränslestavväxlingsverktyg också kan finna an- vändning för andra förlopp i bränsleelementbehållaren, då separata bränslestavar, t ex genom s k gammascanninggskall undersökas med avseende på sitt avbränníngstillstånd genom förandet förbi ett mot- svarande mäthuvud.

Claims (5)

1- .vf-w 7708429-1 P a t e n t k r a v

1. Bränslestavsutbytesverktyg för borttagande och/eller insätt- ande av en bränslestav ur resp i ett i synnerhet under vatten be- fintligt bränsleelementförband med en långsträckt bärande kropp med ett griporgan för gripande av en bränslestavsände, som är omgiven av ett orörligt stödrör, i vilket styrningskroppen för den bärande kroppen och bränslestaven befinner sig, samt i synnerhet med en på bränsleelementförbandet pásättbar centreringsplatta med centrer- ingshål för genomförande av den bärande kroppen med griporganet till bränsleelementförbandet, k ä n n e t e c k n a d a v att den lång- sträckta bärkroppen är utbildad som dragrör (6) med tillordnad driv- mekanism och styrningskroppen som styrníngsrör (24) för dragröret (6) och bränslestaven (52) och att detta dragrör (6) fört genom en tätning (25) i den övre änden av styrningsröret (24) och genom styr- ningsrörets(24)inre är anslutet till en vattenutsugsanordníng (32).

2. Bränslestavsutbytesverktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a t a v att det för víktsavlastning är försett med en flottör eller flytkropp.

3. Bränslestavsutbytesverktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d a v att dragröret (6) vid en ände bildar ett griporgan (61) och via en kuggstångsmanövrering (6Sa/27) är rörlig, företrädesvis för hand och i sitt inre innehåller en lásstàng (63) för läsande resp upplåsande av griporganet (61), samt vid sin övre ände är för- sedd med en manöver-och indikationsanordníng (64) för denna låsstång (63) .

4. Bränslestavsutbytesverktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a t av att den för den säkra funktionen för verktyget anordnade centreringsplattan (4) är utrustad med centreringshål (42) på så sätt att efter fyrfaldigt, vardera 90° vridet påsatt centeringsplatta är samtliga bränslestavspositioner uppnåeliga medelst bränslestavsutbytes- verktyget. I

5. Bränselstavsutbytesverktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a t a v att vid den undre delen (21) är en virvelströmstestsond (23) anordnad för bränslestavens genomdragande.