SE509688C2 - Metod och anordning vid bränslehantering - Google Patents

Description

SÜ9 688 2 veckor. Det är därför önskvärt att göra vad som gär för att förkorta denna avställningstid till kortast möjliga.

Bränslebytet i ett kärnkraftverk bestär alltsa dels i utbyte av utbrända bränslepatroner mot nya dels av att ett stort antal bränslepatroner i härden omplaceras för att optimal utbränning ska uppnäs. Vid ett sädant bränslebyte hanteras normalt bränslepatronerna en och en. Dä reaktortanken öppnats för ätkomst av bränslepatronerna förs ett hanteringsverktyg ned i härden och bringas att gripa kring en bränslepatron som tillfälligt ska placeras i en bränslebassäng. Normalt lämnas mellan bränslepatronerna anordnade styrstavar kvar i reaktortanken. Ytterligare bränslepatroner lyfts ut ur härden och placeras pà godtycklig plats i bassängen. Därefter lyfts nya bränslepatroner fràn bassängen in i reaktortanken till de tomma positionerna. Bränslepatronerna lyfts säledes en och en.

De bränslepatroner som ska omplaceras inom härden flyttas normalt direkt fràn sin gamla till sin nya position.

I det fall arbete behöver utföras i reaktortanken eller i intill liggande system säsom pumpar direkt förbundna med reaktortanken mäste ett lämpligt antal bränslepatroner lyftas ut ur denna och tillfälligt placeras pä en godtycklig plats i bränslebassängen. I vissa fall kan hela reaktortanken behöva tömmas pä bränslepatroner.

Lyftningen av bränslepatronerna en och en ur respektive i reaktortanken är en av de självständiga arbetsoperationer under avställningen som tar en relativt stor andel av den totala avställningstiden i anspräk. Syftet med föreliggande uppfinning är att ästadkomma en metod för att förkorta tiden för bränslehanteringen och därmed den totala avställningstiden.

UPPFINNINGEN, FÖRDELAR Föreliggande uppfinning avser en metod och en anordning som väsentligt förkortar tiden för en avställning där bränslepatroner ska lyftas ur eller i en reaktortank. 3 509 688 Sardragen för astadkommande av denna metod finns angivna i den kannetecknande delen av patentkrav l. Sardragen för astadkommande av anordningen finns angivna i den kannetecknande delen av patentkrav 3.

Enligt en aspekt av metoden enligt uppfinningen transporteras hela eller delar av reaktorharden samtidigt fran reaktortanken till den intill denna anordnade branslebassangen. Transporten sker forcerat genom att i huvudsak grupper innehallande ett flertal bränslepatroner samtidigt flyttas mellan reaktortanken och branslebassangen. Grupperna kan innehalla bränslepatroner med godtycklig inbördes ordning eller med en inbördes ordning som motsvarar den ordning som branslepatronerna har i reaktortanken. - För astadkommande av den forcerade transporten anordnas en bränslekassett som rymmer det antal bränslepatroner som samtidigt skall transporteras mellan reaktortanken och branslebassangen. En sadant bränslekassett innefattar företrädesvis fyra, atta eller tolv bränslepatronspositioner.

Bränslekassetten kan vara sa utformad att varje branslepatronsposition är omgiven av fyra vertikala väggar av ett neutronabsorberande material bildande ett hylsformat utrymme. De respektive hylsformade utrymmena har en längd som i huvudsak motsvarar en bränslepatrons längd sa att en bränslepatron anordnad i bränslekassetten i huvudsak är omsluten av dessa väggar.

En bränslekassett innefattande exempelvis atta branslepatronspositioner kan vara utförd med tva rader med hylsformade utrymmen där fyra hylsformade utrymmen är anordnade i vardera raden. De hylsformade utrymmena i en bränslekassett med fyra eller tolv branslepatronspositioner anordnas pa samma satt med tva rader med hylsformade utrymmen dar tva respektive sex hylsformade utrymmen är anordnade i vardera raden. Alternativt kan de hylsformade utrymmena anordnas i en enda rad. De hylsformade utrymmena är försedda med en bottendel mot vilken bränslepatronen anordnad i detta kan vila. I en utföringsform av uppfinningen är de hylsformade 509 688 E 4 utrymmena anordnade med en öppning vänd uppät för in- och utförsel av bränslepatronerna. I en annan utföringsform av uppfinningen är en vertikal öppning i hylsväggen anordnad för i- respektive urlastning av bränslepatronerna i sidled. I ytterligare en utföringsform av uppfinningen är denna öppning försedd med en förslutningsbar port.

Vid lyftning av bränslepatroner ur en reaktortank anordnas en bränslekassett av nägon av ovan nämnda typer pä en plats i reaktortanken ovanför härdgallret. Ett hanteringsorgan är anordnat att lyfta bränslepatronerna en och en eller gruppvis och anordna dem i bränslekassetten. Ett exempel pä gruppvis lyftning är lyftning av en hárdmodul innefattande fyra ortogonalt anordnade bränslepatroner och eventuellt den mellan dessa anordnade styrstaven. Bränslepatronerna anordnas antingen en eller flera, företrädesvis fyra, i vardera ett hylsformat utrymme i branslekassetten. När bränslekassetten är fylld med önskat antal bränslepatroner transporteras denna till en position i bränslebassängen där den sänks ned och i sin helhet lämnas för tillfällig förvaring. En ny bränslekassett anordnas i reaktortanken och fylls med bränslepatroner tills erforderligt antal branslepatroner flyttats ut ur härden för den aktuella ätgarden.

Fördelen med uppfinningen är att en stor tidsvinst kan göras genom att ett flertal branslepatroner samtidigt lyfts ur/i reaktortanken och att ett flertal bränslepatroner samtidigt transporteras till respektive frän reaktortanken. Tiden för avstàllningen av kärnkraftverket kan ytterligare minskas i det fall sidolastade bränslekassetter används genom att höjden som respektive bränslepatron mäste lyftas för i- respektive urlastning kan minskas med i storleksordningen fyra meter.

Tidbesparingen ger en väsentlig kostnadsbesparing.

RITNINGSFIGURER Uppfinningen förstås enklast under hänvisning till bifogade ritningsfigurer. rnn /nn SKJ7 OCDO Figur l visar schematiskt i en vy fràn sidan en reaktortank i en reaktorbassäng och en intill anordnad bränslebassäng.

Figur 2 visar en härdmodul med fyra bränslepatroner och en däremellan anordnad styrstav.

Figur 3 visar i perspektiv en tvàradig bränslekassett avsedd för åtta bränslepatroner och lastning via en upptill anordnad öppning.

Figur 4 visar i perspektiv en enradig bränslekassett avsedd för àtta bränslepatroner och lastning via en vertikal öppning anordnad i vardera ett hylsformat utrymmes vägg.

Figur 5 visar i perspektiv en tvàradig bränslekassett avsedd för tolv bränslepatroner och lastning via en vertikal öppn- ing anordnad i vardera ett hylsformat utrymmes vägg där vardera det hylsformade utrymmet är försett med en förslutningsbar port.

Figur 6 visar en styrstavskassett för transport av àtta styrstavar.

Figur 7 visar i en vy fràn ovan schematiskt positioner i en bränslebassäng avsedda för mottagande av bränslekassetter och hur en kassett är anordnad i bränslebassängen.

UTFÖRINGSEXEMPEL Figur l visar en del av en kärnkraftsanläggning som inne- fattar en reaktortank l med avtaget reaktortanklock, ej visat i figuren, anordnad i en vattenfylld reaktorbassäng 2.

Vidare visas en sà kallad bränslebassäng 3 anordnad intill reaktorbassängen 2. Bränslebassängen 3 är i huvudsak till för tillfällig förvaring av nya respektive helt eller delvis utbrända bränslepatroner 4. Reaktortanken l innefattar en härd 5 med ett flertal bränslepatroner 4 och styrstavar ll och ett ovanför härden 5 anordnat härdgaller 6. Reaktor- bassängen 2 är förbunden med bränslebassängen 3 via en förslutningsbar 509 688 6 öppning 7. Övriga reaktorinterna delar 8 kan tillfälligt anordnas i reaktorbassängen 2.

Vid avställning av kärnreaktorn fyller man upp reaktortanken 1 med vatten och avlägsnar reaktortanklocket. Därefter fylls reaktorbassängen 2 ovanför reaktortanken 1 med vatten och porten 7 mellan reaktorbassàngen 2 och bränslebassängen 3 öppnas. Interna reaktordelar 8 anordnade ovanför härden 5 lyfts ut och anordnas i reaktorbassängen 2. Härdgallret 6 och de under detta anordnade bränslepatronerna 4 är nu tillgängliga for ett griporgan 9 anordnat i reaktorhallen. En bränslekassett 12 anordnas i reaktortanken 1 ovanför härdgallret 6. Griporganet 9 innefattar exempelvis en teleskoparm 10 för nedsänkning i reaktortanken 1 och upplyftning av en eller flera bränslepatroner 4 ur denna och lastning av dessa i branslekassetten 12. När brànslekassetten 12 är fylld med önskat antal bränslepatroner 4 transporteras den till bränslebassangen 3 medelst griporganet 9. I figuren 1 visas streckat griporganet 9 under transport av en bränslekassett 12 innefattande en grupp 4a av branslepatroner 4 och eventuellt styrstavar 11.

Bränslepatronerna 4 lyfts ut genom öppningarna i hàrdgallret 6. Det principiella utseendet av härdgallret 6 framgär även av figur 2. Härdgallret 6 innefattar ett rutnät. Storleken pà en öppning i rutnätet motsvarar storleken av en hàrdmodul, dvs fyra intill varandra anordnade brànslepatroner 4 och en mellan dessa anordnad korsformig styrstav 11. Styrstavarna 11 kan antingen lyftas ut tillsammans med brànslepatronerna 4 eller lämnas kvar i reaktorhärden 5. De utlyfta styrstavarna placeras tillfälligt i bränslebassängen 3 tillsammans med bränslepatronerna 4.

Figur 3 visar en tväradig bränslekassett 12 avsedd för ätta bränslepatroner 4 eller ätta härdmoduler och lastning via en upptill anordnad öppning 13. Branslekassetten 12 innefattar ätta i huvudsak vertikalt anordnade hylsformade utrymmen med i huvudsak fyrkantigt tvärsnitt. Vardera det hylsformade utrymmet begränsas av väggar l2a av ett neutronabsorberande 7 509 688 material och en bottendel 12b. De hylsformade utrymmena är sammanfogade med varandra bildande en enhet för transport och förvaring av bränslepatroner 4 och eventuellt styrstavar 11.

Dä en bränslepatron 4 eller en grupp av bränslepatroner 4 som inte är en härdmodul, lyfts ur reaktorhärden 5 sä anordnas dessa i vardera ett hylsformat utrymme i bränslekassetten 12.

Därefter lyfts ytterligare en bränslepatron 4 eller annan grupp 4a ur reaktorhärden 5 och anordnas i bränslekassetten 12. Dä lyftning av en härdmodul görs anordnas denna företrädesvis i ett hylsformat utrymme som omsluter hela härdmodulen. Lyftningen pagär tills bränslekassetten 12 är fylld med önskat antal bränslepatroner 4 eller härdmoduler varefter bränslekassetten 12 transporteras till bränslebassängen 3 för tillfällig förvaring i denna.

Eventuellt byts en eller flera av bränslepatronerna 4 ut i bränslekassetten 12 medan denna förvaras i bränslebassängen 3.

Bränslepatroner 4 kan ocksä omplaceras i eller mellan bränslekassetterna 12 dä dessa är placerade i bränslebassängen 3. När det äter är dags att föra in bränslepatronerna 4 i reaktorhärden 5 transporteras bränslekassetterna 12 fràn bränslebassängen 3 till en plats i reaktortanken 1 ovanför härden 5. gruppvis eller härdmodulvis ut ur bränslekassetten 12 och Därefter lyfts bränslepatronerna 4 en efter en, anordnas i reaktorhärden 5.

Figur 4 visar en enradig bränslekassett 12 avsedd för àtta bränslepatroner 4 eller för åtta härdmoduler och lastning via en i vertikal öppning 14 anordnad i vardera ett hylsformat utrymmets vägg. vardera den vertikala öppningen 14 är försedd med en stoppanordning 15 för fixering av bränslepatronerna 4 i bränslekassetten.

Figur S visar en tväradig bränslekassett 12 med tolv hylsformade utrymmen avsedd för tolv bränslepatroner 4. vardera det hylsformade utrymmet är försett med en vertikal öppning 16 som sträcker sig utmed den huvudsakliga längden av det hylsformade utrymmet. Öppningen 16 är försedd med en port 17 avsedd att försluta det hylsformade utrymmet under 589 688 8 transport och förvaring av den i detta anordnade bränslepatronen 4. vid en avställning av reaktorn lyfts bränslepatronerna 4 normalt ut medan styrstavarna 11 lämnas kvar i reaktortanken 1. I det fall man önskar lyfta ut även styrstavarna 11 kan det ske antingen genom att dessa lyfts ut tillsammans med härdmodulerna sä som nämnts ovan eller i en arbetsopration separat frän lyftningen av bränslepatronerna 4. Enligt en aspekt av uppfinningen anordnas styrstavarna 11 i styrstavskassetter 18 pä ett sätt som motsvarar anordnande av bränslepatronerna 4 i bränslekassetter 12 men. Figur 6 visar en utföringsform av en styrstavskassett 18. Styrstavskassetten 18 innefattar ett ramverk 18 utformat med-ätta styrstavspositioner 19. Alternativt kan styrstavskassetten 18 utformas sä att styrstavarna 11 kan anordnas med sina styrstavsblad lla omlott. Styrstavskassetten 18 är företrädesvis utförd sa att den kan lastas i sidled, dvs med en vertikal öppning motsvarande oppningarna 14, 16 i bränslekassetten 12 i figur 4 respektive 5. Företrädesvis används samma griporgan 9 för lyftningen av styrstavarna 11 som för lyftningen av bränslepatronerna 4. Genom anordnande av ett flertal styrstavar 11 i en styrstavskassett snabbas tömningen av reaktortanken 1 upp ytterligare.

Styrstavskassetten 18 anordnas i bränslebassängen för tillfällig förvaring pa samma sätt som bränslepatronskassetterna 12.

Figur 7 visar hur bränslebassängen 3 är indelad i ett antal positioner. vardera av dessa positioner utgörs av en ruta i det visade rutnätet. Dä en bränslekassett 12 anordnas i bränslebassängen 3 kan denna anordnas pà en godtycklig plats i denna exempelvis i den streckmarkerade positionen avseende en tvàradig bränslekassett med àtta bränslepatroner 4 enligt figur 3. I en utföringsform av uppfinningen fylls branslekassetterna 4 och anordnas i bränslebassängen 3 pä ett sàdant sätt att varje ur reaktorhärden 5 uttagen bränslepatron 4 i bränslebassängen 3 erhaller en position som i förhallande till de övriga uttagna bränslepatronerna 4 är densamma som i 9 569 688 reaktorhärden 5. Pa detta sätt àstadkoms i bränslebassängen 3 samma geometri som i bränslehärden 5.

I det fall bränsleutbyte eller bränsleomplacering ska göras sker detta lämpligen medan bränslekassetterna 12 är placerade i bränslebassängen 3. Samtidigt som bränslebytet och/eller brànsleomplaceringen sker i bränslebassängen är reaktortanken 1 eller till denna anslutna delar fritt tillgängliga för serviceátgärder. När serviceatgärderna är avslutade och bränslepatronerna 4 eventuellt är utbytta eller omplacerade flyttas bränslepatronerna 4 i sina respektive bränslekassetter 12 äter till en plats i reaktortanken l varefter bränslepatronerna 4 fors frán bränslekassetten 12 och ner pá sin position i reaktorhärden 5. - Självfallet kan de olika typerna av bränslekassetter 12 och styrstavskassetter 18 godtyckligt förses med nagon av de visade öppningarna 12, 14, 16 och pà lämpligt sätt förses med portar 17 eller stoppanordningar 15.

Claims (8)

5 lO 15 20 25 30 35 09 688 N PATENTKRAV

1. Metod vid brànslehantering med lyftning av bränslepatroner (4) och/eller styrstavar ur/i en reaktortank (1) i en där reaktortanken innefattar en reaktorhärd (5) (11) är anordnad intill reaktortanken (12, 18) flertal forvaringspositioner for branslepatroner (4) (ll) (5) och att bränslepatroner kärnreaktor. med ett flertal branslepatroner (4) och styrstavar och där en branslebassàng (3) innefattande ett och/eller anordnas i nära anslutning till reaktorhärden (ll) (5) och anordnas i kassetten (12, 18) (1) kännetecknad av att en kassett styrstavar (4) och/eller styrstavar lyfts ur reaktorhärden (12, 18) for tillfällig förvaring och att och att kassetten därefter transporteras till brànslebassàngen (3) kassetten (12, för áterinsättning i reaktorhärden (5) av de i kassetten (12, 18) äter transporteras till reaktortanken (1) 18) anordnade brànslepatronerna (4) och/eller styrstavarna (ll).

2. Metod enligt patentkrav 1, kännetecknad av att kassetten (12. 18) lastas med branslepatroner (4) (11) i sidled. och/eller styrstavar (12. branslepatroner (4) och/eller styrstavar ur/i en reaktortank

3. Anordning 18) vid branslehantering med lyftning av där reaktortanken innefattar en (4) och är anordnad (1) i en karnreaktor, reaktorhärd (5) (ll) intill reaktortanken (1) atminstone tva i huvudsak vertikalt anordnade hylsformade med ett flertal bränslepatroner styrstavar och där en branslebassàng (3) kännetecknad av att den innefattar utrymmen, där vardera det hylsformade utrymmet är försett med (13. 14. 16, 19) och/eller styrstavar för lastning av en eller flera (11) och branslebassängen en öppning for transport av (3) och branslepatroner (4) dessa mellan reaktortanken (1) tillfällig förvaring i brànslebassángen (3). (12, 18) att vardera det hylsformade utrymmet är bildat av väggar (12a) (12b).

4. Anordning enligt patentkrav 3, kännetecknad av av ett neutronabsorberande material och en bottendel 10 15 20 47 509 688

5. Anordning (12, 18) enligt patentkrav 3 eller 4, kännetecknad av att den innefattar fyra eller àtta eller tolv hylsformade utrymmen anordnade i en eller i tvá rader.

6. Anordning (12, 18) enligt nàgot av patentkraven 3 till 5, kännetecknad av att vardera det hylsformade utrymmet är eller avsett för en bränslepatron (4) eller en styrstav (11) en härdmodul med fyra bränslepatroner (4) och en mellan dessa anordnad styrstav (11).

7. Anordning (12, 18) enligt nàgot av patentkraven 3 till 6, kânnetecknad av att àtminstone ett av de hylsformade utrymmena innefattar en öppning (14, 16) som är anordnad i det hylsformade utrymmets vertikala väggdel för ur- respektive ilastning av bränslepatronerna (4) och eller styrstavarna (11) sträcker sig i huvudsak längs med hela det hylsformade i sidled och att öppningen (14, 16) utrymmets vertikala utsträckning. (12, 18) kännetecknad av att öppningen (14, (17) att under transport och förvaring försluta det hylsformade

8. Anordning enligt patentkrav 7, 16) är försedd med en port avsedd utrymmet.