SE509671C2 - Metod och anordning vid bränslehantering - Google Patents

Description

t\\ 509 671 styrstavsledrören medelst sä kallade läshylsor som är löstagbart anordnade. Den läskraft som läshylsorna utövar klarar att hälla samman topplattan med styrstavsledrören dä bränslepatronen lyfts genom lyft i topplattan. Det är mer komplicerat att lösgöra topplattan frän styrstavsledrören än att lösgöra bottenplattan fran dessa.

För att göra skruvarna som bottenplattan är infäst med tillgängliga frän ovan vänds bränslepatronen upp och ned, dvs l80° kring en tväraxel sä att bränslepatronens bottendel anordnas uppät. Dä bottenplattan tagits bort blir bränslestavarna tillgängliga frän ovan och kan dras ut ur bränslepatronen.

Defekta bränslestavar sorteras frän icke defekta. De bränslestavar som inte är defekta förs efter utlyftningen ur bränslepatronen i sidled till en position ovan ett stavmagasin i vilket de förs ned. Stavmagasinet är en längsträckt och normalt vertikalt anordnad struktur som är öppen upptill och som innefattar en bottendel och ett antal gitterformiga spridarorgan anordnade pä avständ frän varandra utmed strukturen. De gitterformiga spridarorganen är anordnade att pä flera niväer positionera och hälla de i stavmagasinet införda bränslestavarna pä avständ frän varandra. Bränslestavarna förs in genom spridarorganen och anordnas att vila pä bottenplattan. Bränslestavarna förvaras tillfälligt i stavmagasinet för att sedan äter dras ut, föras i sidled och äter sättas in i bränslepatronen som sedan sätts in i reaktorhärden. När det är dags att äter placera bränslestavarna i bränslepatronen förs bottendel och ned i bränslepatronen. Därefter förses bränslepatronen äter med bottenplattan och vänds rätt, dvs vänds l80° kring sin tväraxel sä att dess bottenplatta vänds nedät. Innan bränslepatronerna förs in i reaktorhärden placeras de normalt en tid i ett bränsleställ.

Beroende pä bränslestavens defekt är det önskvärt att ha möjlighet att dra ut bränslestavar antingen genom de in uppifrän genom bränslepatronens 509 671 bränslepatronens toppdel eller dess bottendel. Ett exempel på ett sådant fall är om bränslestaven delats i två axiellt åtskilda delar. Då kan det vara lämpligt att dra ut den ena delen genom bränslepatronens toppdel och den andra delen genom dess bottendel.

I de fall en bränslestav har en defekt som gör att denna är delad i två axiellt åtskilda delar demonteras bränslepatronens toppdel innan bränslepatronen vänds l80° kring sin tväraxel varefter den del av den defekta staven dras ut genom toppdelen som är anordnad närmast denna.

Därefter vänds bränslepatronen 1800 kring sin tväraxel och bottenplattan demonteras. Den kvarvarande delen av den defekta staven dras ut genom bränslepatronens uppåt vända bottendel.

Bränslepatronerna innefattar spridare för positionering av bränslestavarna. I vissa bränslepatroner är dessa spridare försedda med blandningsfenor som sträcker sig nedströms och i viss mån tvärs flödesriktningen. Blandningsfenornas uppgift är att blanda och styra det uppåt genom bränslepatronen strömmande kylmedlet. I denna typ av bränslepatroner kan det vara svårt att dra ut en stav som har en defekt, t ex i form av en utvändig bula, genom bränslepatronens bottendel eftersom blandningsgfenorna kan skadas då stavar dras ut uppströms genom bränslepatronens bottendel i riktning mot blandningsfenornas utsträckning.

UPPFINNINGEN, FÖRDELAR Avsikten med föreliggande uppfinning är att anvisa en metod och en anordning för möjliggörande av vändning av uttagna bränslestavar l80° kring en tväraxel där bränslestavarna tas ut i riktning uppåt ur en vertikalt anordnad bränslepatron av tryckvattentyp på ett sådant sätt att hela eller delar av bränslestavarna tas ut antingen genom bränslepatronens bottendel eller dess toppdel. Vidare är det en avsikt med uppfinningen att åstadkomma en metod och en anordning för möjliggörande av 509 671 förvaring av uttagna bränslestavar pä ett sädant sätt att dessa oberoende av om de tas ut genom branslepatronens toppdel eller dess bottendel anordnas med sina respektive nedre ändar at samma häll vid förvaringen av dessa utanför bränslepatronen.

För ästadkommande av denna metod och anordning görs de uttagna bränslestavarna vändbara l80° kring sina respektive tväraxlar genom anordnande av dessa i ett stavmagasin som är vandbart l80° kring en tväraxel. Genom anordnande av bränslestavarna vändbara l80° kan dessa oberoende av om man valt att dra ut bränslestavarna genom bränslepatronens bottendel eller dess toppdel anordnas sä att samtliga har sina normalt i bränslepatronen nedàt anordnade ändar alla vända at samma hall i stavmagasinet.

Genom anordnande av bränslestavarna sä att samtliga erhäller samma orientering underlättas äterinsättningen av dessa i bränslepatronen. Givetvis är det möjligt att omväxlande dra ut bränslestavar ur bränslepatronen omväxlande ur dess toppdel och dess bottendel utan mellanliggande vändningar av stavmagasinet och att sedan vid aterinsättningen vända antingen stavmagasinet eller bränslepatronen beroende av vilken orientering bränslestavarna givits i stavmagasinet.

Det vandbara stavmagasinet innefattar en längsträckt struktur med demonterbart förslutbara ändar och ett vändorgan för vändning av detta l80° kring en tväraxel.

Genom anordnande av den demonterbara toppdelen och den demonterbara bottendelen tillätes valfri införsel av bränslestavar genom stavmagasinets toppdel eller dess bottendel varefter stavmagasinet försluts och vänds l80°.

Fördelen med ett vändbart stavmagasin är att bränslestavar kan dras ut respektive sättas in antingen genom bränslepatronens toppdel eller dess bottendel. Särskilt i bränslepatroner som innefattar spridare med blandningsfenor är det fördelaktigt att dra ut branslestavarna genom bränslepatronens toppdel och att (51 5o9fe71 sätta in dem genom dess bottendel. Detta förfarande innebär att bade branslepatronen och stavmagasinet vands l80° kring sina respektive tväraxlar mellan utdragning ur bränslepatronen och insättning i stavmagasinet av bränslestavarna och vice versa.

Genom att vända stavmagasinet i beroende av bränslestavarnas utdragsriktning ur bränslepatronen kan alla utdragna bränslestavar anordnas med sina normalt nedre anordnade ändar ät samma häll i stavmagasinet. Pä detta sätt underlättas insättning av bränslestavarna i branslepatronen som kan ske utan mellanliggande vändningar av stavmagasinet eller bränslepatronen.

RITNINGSFIGURER Uppfinningen förstàs enklast under hänvisning till bifogade ritningsfigurer.

Figur la visar i en vy frän sidan en bränslepatron for en tryckvattenreaktor.

Figur lb visar hur ett styrstavsledrör i en bränslepatron enligt figur la är anordnad fast förbunden med en bottenplatta.

Figur 2a visar i en vy fran sidan ett exempel pà en spridare för en tryckvattenreaktor enligt figur la.

Figur 2b visar i en vy frän ovan en spridare enligt figur 2a.

Figur 2c visar ett snitt B-B av spridaren i figur 2b innefattande blandningsfenor.

Figur 3a visar schematiskt i en vy frän sidan en reaktortank i en reaktorbassäng. Vidare visas schematiskt en hanteringsutrustning, en vändstallning, en vändkorg och ett stavmagasin i en bränslebassäng. 509 671 Figur 3b visar delarna i figur 3a i en vy frän ovan.

Figur 4a visar en vändkorg för mottagande av en bränslepatron uttagen ur en reaktortank eller ett stavmagasin.

Figur 4b visar en vändkorg i ett snitt A-A i figur 4a.

Figur 4c visar vändkorgens toppdel i figur 4a i en vy frän ovan.

Figur 4d visar vändkorgens bottendel i figur 4a i en vy under ifràn.

Figur Sa visar i en vy frän sidan en utföringsform av ett stavmagasin för tillfällig förvaring av bränslestavar som äter ska sättas in i en bränslepatron.

Figur 5b visar en vy frän ändarna av ett stavmagasin enligt figur Sa.

Figur Sc visar delar av ett stavmagasin i ett snitt C-C i figur 5b mera i detalj.

Figur Sd visar en alternativ utforingsform av ett stavmagsin innefattande ett vàndorgan.

UTFÖRINGSEXEMPEL Figur l visar ett exempel pä en bränslepatron 1 av tryckvattentyp som innefattar ett antal rörformiga parallellt anordnade längsträckta element, närmare bestämt bränslestavar 2 och styrstavsledror 3. I bränslestavarna 2 är anordnade kutsar 4 av nukleart bränsle. Bränslestavarna 2 hälls medelst spridare 7 pä avständ frän varandra.

Styrstavsledrören 3 sammanhälls upptill av en topplatta 5 och är nedtill fast förbundna med en bottenplatta 6.

Stystavsledrören 3 är vidare fast förbundna med spridarna \\ 509 671 7. Ett kylmedelsflöde är anordnat att strömma nedifrän och upp genom bränslepatronen 1 som insatt i en reaktortank normalt är anordnad vertikalt. En tväraxel hos bränslepatronen 1 är markerad med bokstaven t. _ Styrstavsledrören 3 är fast förbundna med bottenplattan 6 medelst skruvar 3a iskruvade frän bränslepatronens 1 utsida vilket närmare framgär ur figur lb.

Styrstavsledrören 3 är infästa till bränslepatronens 1 topplatta 5 pä känt sätt med hjälp av sä kallade läshylsor (ej visade). En första hylsa är anordnad i vardera styrstavsledröret 3 och en andra hylsa i vardera en motsvarande position i topplattan 5. De bäda hylsorna är anordnade att samverka pä ett sädant sätt att topplattan S demonterbart läses till styrstavsledrören 3. Genom demontering av läshylsorna frän varandra kan topplattan 5 demonteras frän styrstavsledrören 3 och därmed görs bränslestavarna 2 tillgängliga för utdragning av dessa ur bränslepatronen 1.

Den som exempel valda och i figur 2a-2c visade spridaren 7 för en tryckvattenpatron innefattar ett flertal celler 8 var och en avsedd att omsluta och positionera en bränslestav 2 eller ett styrstavsledrör 3. Vid cellerna 8 är anordnade blandningsfenor 9 som sträcker sig nedströms och delvis tvärs kylmedlets flödesriktning. Kylmedlets flödesriktning är i figuren 2a visat med en pil F. Syftet med blandningsfenorna 9 är att blanda och att styra kylmedlet för att säkerställa att bränslestavarna 2 erhäller en tillräcklig kylning. Kylningen säkerställs genom att en vattenfilm ständigt är närvarande vid bränslestavarnas 2 yta sä att torrkokning pä bränslestavarnas 2 yta undviks. För övrigt visas i figur 2b, 2c fasta och fjädrande stöd 9a för positionering av brànslestavarna 2. ' Figur 3a och 3b visar ett exempel pä en reaktortank 10 anordnad i en vattenfylld reaktorbassäng lla och ett som exempel valt hanteringsorgan 12 anordnat vid bassängkanten pä ett reaktorhallgolv l3a. Hanteringsorganet 12 är l5 509 671 E anordnat rorligt i x- och y-led medelst ett rälspar 13b anlagt i reaktorhallgolvet 13a och ett rälspar l3c anlagt mellan rälarna i rälsparet 13b.

Hanteringsorganet 12 är visat i en position där det med hjälp av en en första grip l2a som via ett linarrangemang styrs av en mast, lyfter en bränslepatron 1 i z-led ut ur reaktortanken 10. En utlyft bränslepatron 1 anordnas med hjälp av det i x- och y-led flyttbara hanteringsorganet 12 i ett bränsleställ llb i en bränslebassäng llc. Efter det att bränslepatronen 1 fatt svalna anordnas den i en vändkorg 14 medelst hanteringsorganet 12. I figuren 3a är vändkorgen 14 visad upphängd i en vändställning 15 for vändning av vändkorgen 14 med innehåll upp och ned sä att dess tidigare i bränslebassängen llc uppät vända ände anordnas vänd nedát i bränslebassängen llc eller vice versa. I figur 3b visas streckmarkerat an vändkorg 14 i ett horisontellt läge under en vändning.

I normalfallet vänds en uttagen bränslepatron 1 upp och ned i vändställningen 15 varefter bränslepatronens 1 bottenplatta 6 lösgors frän styrstavsledrörens 3 nedre ändar och lyfts bort. När bottenplattan 6 är borttagen är bränslestavarna 2 tillgängliga frän ovan i bränslebassängen llc och kan dras ut genom bränslepatronens l bottendel med hjälp av en stavdragare l2c anordnad vid bränslebassängen llc. Stavdragaren l2c visas i figuren i tva skilda positioner. De bränslestavar 2 som dras ut ur bränslepatronen 1 placeras tillfälligt i ett stavmagasin 16 som i det valda exemplet är anordnat hängande i en konsol 17 i bränslebassängen llc. Eventuellt kan stavmagasinet 16 anordnas i en korg (ej visad) som är ansluten till konsolen 17.

I vissa fall kan det vara lämpligt att dra ut vissa eller alla bränslestavar 2 genom bränslepatronens 1 toppdel 5 innan den eventuellt vänds varvid resterande bränslestavar 2 kan dras ut dä bottenplattan demonterats.

\O 509 671 Även stavmagasinet 16 kan vändas 180° kring sin tväraxel.

I det fall stavmagasinet 16 ska vändas med hjälp av vändorganet 14 placeras den bränslepatron 1 som för tillfället är anordnad i vändkorgen 14 i ett ställ Ilb i bränlsebassängen llc. Stavmagasinet 16 lyfts dä med hjälp av hanteringsorganet 12, som eventuellt innefattar en andra grip 12b, upp genom en öppning 17a i konsolen 17 i vilken den är anordnad och anordnas i vändkorgen 14 som i sin tur anordnas i vändställningen 15. I vändställningen vänds stavmagasinet 16 upp och ner pä motsvarande sätt som bränslepatronen 1 varefter stavmagasinet 16 dras ut ur vändkorgen 14 och anordnas i konsolen 17. I samband med att bränslepatronen 1 vänds 180° kring sin tväraxel t vänds lämpligen även stavmagasinet 16 l80° kring sin tväraxel t sä att ur bränslepatronen 1 utdragna bränslestavar 2 anordnas med samma orientering i stavmagasinet 16.

Det är viktigt att bränslestavarna 2 ges samma orientering i stavmagasinet 16 för att pä sä sätt underlätta äterinsättningen av bränslestavarna 2 i bränslepatronen 1.

Med samma orientering av bränslestavarna 2 i stavmagasinet 16 menas att alla bränslestavar 2 anordnas med sina normalt i bränslepatronen 1 nedät anordnade ändar alla är vända ät samma häll i stavmagasinet 16. Återinsättning av bränslestavarna 2 sker antingen genom bränslepatronens 1 bottendel 6 eller fran dess toppdel 5. Stavmagasinet 16 vänds sä att den passar den valda insättningsriktningen.

Stavmagasinet 16 är utfört sä att det kan gripas av organen 12, 12a eller 12b oberoende av om det är rättvänt eller vänt upp och ned. Stavmagsinet 16 är även utfört sä att det oberoende av orientering kan föras ned i stället llb.

I figur 4a visas vändkorgen 14 som innefattar en toppdel 18 och en bottendel 19. Toppdelen 18 och bottendelen 19 är utförda som, frän resten av vändkorgen 14, demonterbara lock som demonteras i beroende av vald inforselriktning hos en bränslepatron 1 eller ett stavmagasin 16. Det i 509 671 10 bränslebassängen 11c uppàt vända locket demonteras sàledes vid införsel av en bränslepatron 1 eller ett stavmagsin 16 och monteras vid vändning i vändställningen 15 och vid transport av vändkorgen 14. Mellan toppdelen 18 och' ett flertal stag 14c och tvärgàende stag 14b bildande och bottendelen 19 innefattar bottendelen 19 sträcker sig längs med dessa ett flertal en korgstomme. Toppdelen 18 styranordningar 21 som i det valda exemplet utgörs av öppningar i en platta 21c respektive 21d som utgör toppdelens 18 respektive bottendelens 19 yttre ände, se figur 4c, 4d. Närmare bestämt innefattar toppdelen 18 respektive bottendelen 19 vardera fyra öppningar 21, en i vardera hörnet av den i huvudsak fyrkantiga toppdelen 18 och bottendelen 19. centralt anordnad större öppning 21b. Toppdelen 18 och Bottendelen 19 innefattar dessutom en bottendelen 19 är dessutom utförda med i exemplet visat hexagonala öppningar 21e pä sä sätt att hanteringsverktyget 12 med den första eller den andra 12b, respektive bottendel 19 är vänd uppät eller nedät i gripen 12a, oberoende av om vändkorgens 14 toppdel 18 bassängen 11, kan styras mot denna.

Vidare är vändkorgen 14 försedd med ett första vändorgan 14a anordnat vid vändkorgens 14 tväraxel t. Det första vändorganet 14a är anordnat att samverka med ett andra vändorgan (ej visat) anordnat i vändställnigen 15.

I figur 5a visas en utföringsform av ett stavmagasin 16 vilket framgàr mera i detalj i figur Sc. Stavmagasinet 16 och en bottendel 19' vilka är löstagbart monterade för valfri insättning respektive innefattar en toppdel 18' utlyftning av bränslestavar 2 i detta. I figur Sc är endast en strukturstav 24 och tvä förvaringsrör 25 visade för tydlighets skull. Hur övriga strukturstavar 24 och förvaringsrör 25 är anordnade framgär av figur 5b.

Stavmagasinet 16 innefattar en toppdel l8'och en bottendel 19'. styranordningar i form av stift 20' och öppningar 21'.

Toppdelen 18' och bottendelen 19' innefattar Styrstiftens 20 uppgift är att centrera stavmagasinet 16 111 509 671 dä detta förs in i vändkorgen 14 genom styrning i vändkorgens 14 öppning 21b. Öppningarnas 21' uppgift är att styra och positionera den första eller den andra gripen l2a, 12b mot stavmagasinet 16. ' Strukturstavarna 24 i stavmagasinet 16 är anordnade att och bottendelen 19' i förhällande till varandra för att tillsammans med dessa bilda en stomme. Vidare är mellan toppdelen 18' och bottendelen 19' fixera toppdelen 18' anordnade förvaringsrör 25. Förvaringsrören 25 är öppna i bàda ändar och anordnade att motta bränslestavar 2 uttagna frän en bränslepatron 1. Toppdelen 18' och bottendelen 19' är försedda med fjädrande organ 26 för dämpning av en bränslestav 2 vid införsel av denna i ett förvaringsrör 25 och anordnade av dess ände i toppdelen 18' respektive bottendelen 19'. De fjädrande organen 26 har ocksä till uppgift att dämpa rörelser hos bränslestavarna 2 i samband med vändning av stavmagasinet 16. Stavmagasinet 16 är även försett med stödorgan 27 för positionering av strukturstavarna 24 och förvaringsrören 25 i förhällande till varandra. Stödorganen 27 är anordnade sä att oavsett i vilken riktning stavmagsinet förs in i vändkorgen 14 sä anordnas stödorganen 27 vilande mot de tvärgäende stödorganen 14b i vändkorgen 14. En tväraxel hos stavmagasinet 16 är markerad med bokstaven t.

I figur Sd visas en alternativ utföringsform av ett stavmagasin 16 med ett integrerat vändorgan l6c vid tväraxeln t hos stavmagsinet 16. Stavmagasinet 16 är liksom det i figur 5a visade försett med en toppdel 18' och en bottendel 19' och förvaringsrör 24 och strukturrör som sträcker sig mellan dessa. Vid stavmagasinets 16 mittparti är anordnad en förstärkningsdel l6a för förstyvning av stavmagsinet 16 vid vändning av detta kring tväraxeln t. Förstärkningsdelen 16a är format som en längsträckt hylsa som omsluter förvaringsrören 24 och strukturrören 25 utmed en del av dessas fulla längd. Till förstärkningsdelens 16a mittre del är anordnat det ovan nämnda vändorganet l6c. Vändorganet 16c är utformat för 589 671 12 samverkan med vändstàllningen 15 i vilken stavmagasinet 16 anordnas för vändning, se figur 3a och 3b. Vid stavmagasinets 16 toppdel 18' respektive bottendel 19' ar anordnad en fläns l6b. Flànsen l6b har större yttre' diameter än resten av stavmagasinet 16. Flänsen l6b har till uppgift att fungera som upphàngningsanordning dà stavmagasinet 16 anordnas i öppningen l7a i konsolen 17, se figur 3a och 3b. Flansen l6b utförs sàledes med en diameter som är större än öppningens l7a diameter.

Claims (8)

lO 15 20 25 30 35 13 509 671 PATENTKRAV

1. l. Metod vid bränslehantering i en kärnkraftsanläggning av tryckvattentyp innefattande ett flertal och en bottendel bränslepatroner (1) med en toppdel (5) (6), bränslestavar (2) var och en i sin tur innefattande ett flertal kännetecknad av att hela eller delar av en eller flera av bränslestavarna (2) dras ut ur en i huvudsak vertikalt anordnad bränslepatron (l) toppdel (5) fràn ovan antingen genom bränslepatronens (l) eller dess bottendel (6) och att de ur bränslepatronerna (l) utdragna bränslestavarna (2) anordnas vändbara l80° kring en tväraxel (t) genom att de anordnas i ett normalt vertikalt anordnat vändbart stavmagasin (16).

2. Metod enligt patentkrav 1, kännetecknad av att stavmagasinet (16) vänds l80° kring tväraxeln (t) i beroende av om bränslestavarna (2) dras ut genom (1) toppdel (5) eller dess bottendel (2) samtliga anordnas med bränslepatronens (6), sà att bränslestavarna sina normalt i bränslepatronen (1) nedåt vända ändar àt samma hàll i stavmagasinet (16).

3. Anordning vid bränslehantering i en kärnkraftsanläggning av tryckvattentyp innefattande ett (l) med en toppdel (5) var och en i sin tur innefattande ett flertal bränslepatroner och en bottendel (6), flertal bränslestavar (2) vilka pà ett flertal niváer positioneras med hjälp av spridare (7) kännetecknad av att den innefattar ett stavmagasin (16) i vilket bränslestavar (2) uttagna från en bränslepatron (l) är anordnade och ett vändorgan (14, l4a, l6c) medelst vilket stavmagasinet är vändbart l80° kring en tväraxel (t).

4. Anordning enligt patentkrav 3, kännetecknad av att stavmagasinet (16) bottendel (l9') vilka sammanhálls medelst ett flertal strukturstavar (24), ett flertal förvaringsrör (25) innefattar en toppdel (l8') och en 10 15 20 25 30 509 671 (18') och bottendelen (19') spridarorgan (27) anordnade att positionera anordnade mellan toppdelen och strukturstavarna (24) och förvaringsrören (25) i förhållande till varandra.

5. Anordning enligt patentkrav 4, kännetecknad av att stavmagasinet (16) i anslutning till förvaringsrören (25) innefattar dämpningsorgan (26).

6. Anordning enligt patentkrav 3, kännetecknad av att stavmagsinet (16) vid sitt mittparti innefattar ett vändorgan (l6c) där vändorganet är anordnat att samverka för vändning av stavmagasinet (t). med en vändställning (15) (16) 180° kring dess tväraxel

7. Anordning enligt patentkrav 3, kånnetecknad av att den (14) (16) är (14) som i sin tur är anordnad att samverka med en vändställning (15) (16) l80° kring dess tväraxel innefattar en vändkorg och att stavmagasinet införbart i vändkorgen för vändning av stavmagasinet (t).

8. Anordning enligt patentkrav 4 och 7, kânnetecknad av att (14) (18) och en bottendel och ett flertal stag som sträcker sig mellan (19) och ett flertal (l4b) anordnade längs med vändkorgen (14) spridarorganen (27) (16) är anordnade längs med strukturstavarna (24) och pà avstånd fràn varandra pà innefattar en toppdel (14c) och bottendelen vändkorgen (19) toppdelen (18) stödorgan och att i stavmagasinet ett sàdant sätt att stavmagasinet (16) infört i vändkorgen (14) är anordnat stödjande mot stödorganen (l4b) i vändkorgen (14) oberoende av den riktning med vilken stavmagsinet (16) är infört i vändkorgen (14).