WO2018210808A1 - Reinigungsvorrichtung zur beseitigung von radioaktiven substanzen vom boden eines reaktordruckbehälters und verfahren zur beseitigung von radioaktiven substanzen vom boden eines reaktordruckbehälters - Google Patents

Reinigungsvorrichtung zur beseitigung von radioaktiven substanzen vom boden eines reaktordruckbehälters und verfahren zur beseitigung von radioaktiven substanzen vom boden eines reaktordruckbehälters Download PDF

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WO2018210808A1
WO2018210808A1 PCT/EP2018/062515 EP2018062515W WO2018210808A1 WO 2018210808 A1 WO2018210808 A1 WO 2018210808A1 EP 2018062515 W EP2018062515 W EP 2018062515W WO 2018210808 A1 WO2018210808 A1 WO 2018210808A1
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WO
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main body
pressure vessel
reactor pressure
cleaning device
suction
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PCT/EP2018/062515
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English (en)
French (fr)
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Egon KÖNIGSTEIN
Sören KÜNNE
Wolfgang Schuch
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Framatome GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the invention relates to a cleaning device for removing radioactive substances, such as particles and / or deposits and / or corrosion products, from the bottom of a reactor pressure vessel, in particular the reactor pressure vessel of a boiling water reactor and / or a pressurized water reactor, wherein a plurality of fuel elements is provided in the reactor pressure vessel.
  • a reactor pressure vessel in particular the reactor pressure vessel of a boiling water reactor and / or a pressurized water reactor, wherein a plurality of fuel elements is provided in the reactor pressure vessel.
  • unavoidable corrosion products are formed, which are increasingly accumulated in the reactor pressure vessel. and cause negative effects, such as fretting damage.
  • the bottom of the reactor pressure vessel can be described as the ultimate sink for substances such as particles, deposits and corrosion products, which results in a high proportion of the water vapor cycle and resulting corrosion products landing at the bottom of the reactor pressure vessel.
  • the object is achieved in terms of the cleaning device by the features of claim 1 and in terms of the method by the features of claim 11.
  • Advantageous embodiments and further education are given in the respective dependent claims.
  • the cleaning device comprises a suction element, wherein the suction element has a main body whose outer dimensions are formed such that the main body of the Saugele- element is inserted instead of a fuel element in the reactor pressure vessel, in particular a fuel assembly position at the core edge.
  • the advantages of the invention are in particular that in a simple manner, the entire bottom region of the reactor pressure vessel of radioactive substances, such as particles and / or deposits and / or corrosion products can be cleaned.
  • a further advantage of the invention is that the cleaning device can be set to any fuel assembly position, in particular to each fuel assembly position at the core edge without Steuerstab operations steam with Steuererstab Equipmentsrohrkopf.
  • the outer cross section of the main body corresponds to the cross section of a fuel assembly.
  • the main body has a square outer cross section which corresponds to the square outer dimensions of a fuel assembly, and / or wherein the side lengths of the main body are a maximum of 140 mm.
  • the length of the main body corresponds to the length of a fuel assembly or the main body has at most the length of a fuel assembly, wherein the maximum length is preferably about 4m.
  • the main body has a conical seat at its vertically lower end.
  • the main body may have at its vertically upper end a handle for a gripper of a fuel assembly loading machine.
  • the handle can be provided in particular for handling the cleaning device.
  • the main body has an inner chamber with at least one wall, wherein the inner chamber preferably has a round cross-section.
  • the suction element comprises a circulation pump with a pump motor for generating a suction flow, wherein the circulation pump is preferably provided in the inner chamber of the main body.
  • the suction element has a suction hose, wherein the suction hose is flexible, in particular in order to be movable in different directions at the bottom of the reactor pressure vessel, and wherein the suction hose, in particular by means of a linear motor through an opening extendable at the vertically lower end of the main body and / or retractable into the main body, wherein the suction hose is preferably connected to the inner chamber.
  • the flexible suction hose can also be used to reach the center of the dome-shaped bottom of the reactor pressure vessel, in particular through the narrow passages which are formed by the control rods which extend from below into the reactor pressure vessel in the boiling water reactor-specific arrangement.
  • the suction element has a swirl generator, wherein the swirl generator is provided in the inner chamber of the main body, wherein the swirl generator is arranged downstream of the suction hose in a provided suction flow direction, the swirl generator imparting a swirl to the suction flow, to transport substances contained in the suction flow to the wall of the interior.
  • the suction element has a Entdraller, wherein the Entdraller is provided in the main body and downstream of the swirl generator and / or the openings in the wall of the inner chamber in Saugstromraum.
  • the main body is formed in several parts, wherein the main body has a collecting chamber for collecting the sucked substances, wherein the collecting chamber surrounding the inner chamber of the main body, and wherein the collecting chamber of the inner chamber releasably, in particular pushed onto the inner chamber and / or of the Inner chamber is removable, is.
  • a development of the invention provides that on or in the wall of the inner chamber openings, in particular slots or pockets, are provided, which connect the inner chamber with the collecting chamber, wherein on an inner wall of the collecting chamber corresponding openings are provided.
  • the cleaning device comprises a power supply, wherein the power supply is provided at a distance from the suction element, wherein the power supply is connected via a line to the suction element.
  • the power supply is provided in particular for driving the circulation pump and / or the linear motor.
  • the power supply can be provided in particular for extending and retracting the suction hose.
  • the inventive method for the removal of radioactive substances, such as particles and / or deposits and / or corrosion products, from the bottom of a reactor pressure vessel, in particular the reactor pressure vessel of a boiling water reactor and / or a pressurized water tank, wherein a plurality of fuel elements is provided in the reactor pressure vessel, with a Cleaning device according to the invention comprises the steps:
  • step a) is removed from an edge region of the reactor pressure vessel and / or at the core edge of the reactor pressure vessel.
  • the removal of the fuel assembly according to step a) and / or the insertion of the main body of the suction element according to step b) and / or the removal of the main body of the suction element according to step d) is carried out by means of a loading machine.
  • a loading machine According to a development of the method according to the invention it is provided that when inserting the main body of the suction element in the free position, in particular a free position without Steuerstab Resultssrohr Steuererstab Assemblysrohrkopf, the main body passed through an upper core grid of the reactor pressure vessel and an intended, in particular self-sealing, conical seat at the bottom Core grid is set.
  • the suction element of the cleaning device comprises a suction hose, wherein after insertion of the main body of the suction element the suction hose of the suction element, in particular by means of the linear motor, is extended out of the main body and guided to the middle of the bottom of the reactor pressure vessel.
  • the suction hose is in particular a suction hose with the features as described above.
  • the suction element of the cleaning device comprises a circulation pump and a swirl generator, wherein after the at least partial extension of the suction hose, the circulation pump is started and the suction hose is guided during the suction at the bottom of the reactor pressure vessel, the suction stream preferably swirled by the swirl generator and sucked in substances are transported to the wall, where they are transported through the openings in the collection chamber.
  • a particularly preferred embodiment of the method provides that the steps a) to d) are repeated with a further fuel assembly at a further position until the bottom of the reactor pressure vessel is cleaned or a maximum filling of the collecting container is present, the maximum filling of the collecting container is determined by means of a weight measurement and is replaced in the case of maximum filling of the sump.
  • the radioactive substances such as particles and / or deposits and / or corrosion products
  • water is sucked from the bottom of the reactor pressure vessel with.
  • the aspirated, circulated by the swirl generator and purified by the deposition of the substances into the collecting water is re-deposited at the vertical upper end of the cleaning device.
  • the method is carried out during shutdown of the boiling water reactor.
  • the method may be performed during revision or a fuel change.
  • the process is preferably carried out with the reactor pressure vessel lid open.
  • FIG. 2 shows the cross section of a reactor pressure vessel of a boiling water reactor with a cleaning device according to the invention during the application of the method according to the invention in the reactor pressure vessel.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a cleaning device 10 according to the invention for removing radioactive substances, for example particles and / or deposits and / or corrosion products, from the bottom of a reactor pressure vessel 30 of a boiling water reactor.
  • a plurality of fuel elements 31 are provided in the reactor pressure vessel 30.
  • the cleaning device 10 comprises a suction element 11, wherein the suction element 11 has a main body 12 whose outer dimensions are formed such that the main body 12 of the suction element 11 as shown in FIG 2 instead of a fuel assembly 31 on a
  • Fuel element position at the core edge in the reactor pressure vessel 30 is inserted.
  • the outer cross section of the main body corresponds to the cross section of a fuel assembly 31.
  • the main body 12 has a square outer cross section which corresponds to the square outer dimensions of a fuel assembly.
  • the side lengths of the main body 12 are a maximum of 140mm. Further, the length of the main body 12 corresponds to the length of a fuel assembly 31, the maximum length being about 4m.
  • the main body 12 At its vertically lower end 13, the main body 12 has a conical seat 14. At its vertical upper end 15, the main body 12 has a handle 16 for a gripper of a fuel-loading machine.
  • the main body 12 has an inner chamber 17 with a wall 18, wherein the inner chamber 17 has a round cross-section.
  • the suction element 11 comprises a circulation pump 19 with a pump motor 20 for generating a suction flow.
  • the circulation pump 19 is provided in the inner chamber 17 of the main body 12.
  • the suction member 11 also has a suction hose 21, wherein the suction hose 21 is flexible to be movable in different directions at the bottom of the reactor pressure vessel 30, and wherein the suction hose 21, through an opening 23 at the vertical lower end 13 of the main body 12 by means a linear motor 22 extendable and / or in the main body 12 is retractable.
  • the suction hose 21 is connected to the inner chamber 17, wherein the inner chamber 17 is arranged downstream of the suction hose 21 in the suction flow direction.
  • the suction element 11 also has a swirl generator 24.
  • the swirl generator 24 is provided in the inner chamber 17 of the main body 12, wherein the swirl generator 24 is arranged downstream of the suction hose 21 in an intended suction flow direction A.
  • the swirl generator 24 imparts a spin to the suction flow in order to transport substances contained in the suction flow to the wall 18 of the interior.
  • the main body 12 is formed in several parts, wherein the main body 12 has a collecting chamber 25 for collecting the sucked substances up.
  • the collection chamber 25 surrounds the inner chamber 17 of the main body 12 like a sleeve and is detachable from the inner chamber 17, in particular slidable onto and / or removable from the latter.
  • the method according to the invention for removing radioactive substances from the bottom 29 of a reactor pressure vessel 30 can be carried out.
  • a plurality of fuel elements 31 is provided in the reactor pressure vessel 30, a plurality of fuel elements 31 is provided. The method comprises the steps:
  • the fuel assembly 31 is preferably removed at the core edge of the reactor pressure vessel 30.
  • the removal of the fuel assembly 31 according to step a) and the insertion of the main body 12 of the suction member 11 according to step b) and the removal of the main body 12 of the suction member 11 according to step d) is performed by means of a fuel assembly loading machine.
  • the suction element 11 of the cleaning device 10 comprises the previously described suction hose 21, wherein after insertion of the main body 12 of the suction element 11, the suction hose 21 of the suction element 11 is extended out of the main body 12 and guided to the middle of the bottom 29 of the reactor pressure vessel 30.
  • the suction element 11 of the cleaning device 10 comprises the previously described circulation pump and the swirl generator, wherein after the at least partially extending the suction hose 21, the circulation pump 19 is started and the suction hose 21 is guided during the suction process at the bottom 29 of the reactor pressure vessel 30, wherein the suction flow is preferably swirled by the swirl generator 24 and sucked substances are transported to the wall 18, where by the openings 26 are transported into the collection chamber 25.
  • the steps a) to d) are repeated with a further fuel assembly 31 at a further position until the bottom 29 of the reactor pressure vessel 30 is cleaned or a maximum filling of the collecting container 25 is present, wherein the maximum filling of the collecting container 25 is determined by means of a weight measurement and in the case of the maximum filling of the collecting container 25 is replaced.
  • the process is carried out during shutdown of the boiling water reactor.
  • the method may be performed during revision or during a fuel change.
  • the process is preferably carried out with the reactor pressure vessel cover 35 open.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung (10) zur Beseitigung von radioaktiven Substanzen, beispielsweise Partikeln und/oder Ablagerungen und/oder Korrosionsprodukten, vom Boden (29) eines Reaktordruckbehälters (30), insbesondere des Reaktordruckbehälters (30) eines Siedewasserreaktors, wobei im Reaktordruckbehälter (30) eine Mehrzahl an Brennelementen (31) vorgesehen ist, umfassend ein Saugelement (11), wobei das Saugelement (11) einen Hauptkörper (12) aufweist, dessen Außenabmessungen derart ausgebildet sind, dass der Hauptkörper (12) des Saugelements (11) anstatt eines Brennelements (31) in den Reaktordruckbehälter (30) einführbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Beseitigung von radioaktiven Substanzen, beispielsweise Partikeln und/oder Ablagerungen und/oder Korrosionsprodukten, vom Boden (29) eines Reaktordruckbehälters (30), insbesondere des Reaktordruckbehälters (30) eines Siedewasserreaktors, wobei im Reaktordruckbehälter (30) eine Mehrzahl an Brennelementen (31) vorgesehen ist, mit einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung (10).

Description

Bezeichnung : Reinigungsvorrichtung zur Beseitigung von radioaktiven Substanzen vom Boden eines Reaktordruckbehälters und Verfahren zur Beseitigung von radioaktiven Substanzen vom Boden eines Reaktordruckbehälters
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zur Beseitigung von radioaktiven Substanzen, beispielsweise Partikeln und/oder Ablagerungen und/oder Korrosionsprodukten, vom Boden eines Reaktordruckbehälters, insbesondere des Reaktordruckbehälters eines Siedewasserreaktors und/oder eines Druckwasserreaktors, wobei im Reaktordruckbehälter eine Mehrzahl an Brennelementen vorgesehen ist. Im Wasser-Dampf-Kreislauf einer Reaktor-Anlage, hierzu gehören beispielsweise beim Siedewasserreaktor der Reaktordruckbehälter, das Frischdampf- und Speisewasser- bzw. Kondensatsystem und die Reaktor- druckbehälter-Einbauten sowie die Brennelemente, entstehen unvermeidbare Korrosionsprodukte, die sich vermehrt im Reaktordruckbehälter an- sammeln und dort negative Auswirkungen, beispielsweise Schäden durch Fretting, hervorrufen können. Man kann den Boden des Reaktordruckbehälters als ultimative Senke für Substanzen, wie Partikel, Ablagerungen und Korrosionsprodukte, bezeichnen, was dazu führt, dass ein hoher Teil der im Wasser-Dampf-Kreislauf befindlichen und entstehenden Korrosi- onsprodukte am Boden des Reaktordruckbehälters landet.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine neue Reinigungsvorrichtung und ein neues Verfahren anzugeben, insbesondere eine Reinigungsvorrichtung und ein Verfahren, mit der oder dem radioaktive Substanzen, wie Partikel, Ablagerungen und Korrosionsprodukte, vom Boden des Reaktordruckbehälters gesammelt und entfernt werden können. Die Aufgabe wird hinsichtlich der Reinigungsvorrichtung gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil- düngen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung umfasst ein Saugelement, wobei das Saugelement einen Hauptkörper aufweist, dessen Außenabmessungen derart ausgebildet sind, dass der Hauptkörper des Saugele- ments anstatt eines Brennelements in den Reaktordruckbehälter einführbar ist, insbesondere auf eine Brennelement-Position am Kernrand.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass auf einfache Weise der gesamte Bodenbereich des Reaktordruckbehälters von radioak- tiven Substanzen, beispielsweise Partikeln und/oder Ablagerungen und/oder Korrosionsprodukten gereinigt werden kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Reinigungsvorrichtung auf jede Brennelement-Position gesetzt werden kann, insbesondere auf jede Brennelement-Position am Kernrand ohne Steuerstabführungsrohr mit Steuerstabführungsrohrkopf.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Außenquerschnitt des Hauptkörpers dem Querschnitt eines Brennelements entspricht. Alternativ oder additiv kann vorgesehen sein, dass der Hauptkörper einen quadratischen Außenquerschnitt aufweist, der den quadratischen Außenabmessungen eines Brennelements entspricht, und/oder wobei die Seitenlängen des Hauptkörpers maximal 140mm groß sind .
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung entspricht die Länge des Hauptkörpers der Länge eines Brennelements oder der Hauptkörper weist maximal die Länge eines Brennelements auf, wobei die maximale Länge vorzugsweise ca. 4m beträgt.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung weist der Hauptkörper an seinem vertikal unteren Ende einen Kegelsitz auf. Alternativ oder additiv kann der Hauptkörper an seinem vertikal oberen Ende einen Griff für einen Greifer einer Brennelement-Lademaschine aufweisen. Der Griff kann insbesondere zur Handhabung der Reinigungsvorrichtung vorgesehen sein.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Hauptkörper eine Innenkammer mit wenigstens einer Wandung aufweist, wobei die Innenkammer vorzugsweise einen runden Querschnitt aufweist. Bevorzugt umfasst das Saugelement eine Umwälzpumpe mit einem Pumpenmotor zur Erzeugung eines Saugstroms, wobei die Umwälzpumpe vorzugsweise in der Innenkammer des Hauptkörpers vorgesehen ist.
Eine bevorzugte und zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Saugelement einen Saugschlauch aufweist, wobei der Saugschlauch flexibel ausgebildet ist, insbesondere um am Boden des Reaktordruckbehälters in verschiedene Richtungen bewegbar zu sein, und wobei der Saugschlauch, insbesondere mittels eines Linearmotors, durch eine Öffnung am vertikal unteren Ende des Hauptkörpers ausfahrbar und/oder in den Hauptkörper einfahrbar ist, wobei der Saugschlauch vorzugweise mit der Innenkammer verbunden ist.
Durch den flexiblen Saugschlauch lässt sich auch die Mitte des kalottenartigen Bodens des Reaktordruckbehälters erreichen, insbesondere durch die schmalen Gassen, welche durch die Steuerstäbe gebildet werden, die bei der siedewasserreaktorspezifischen Anordnung von unten in den Reaktordruckbehälter reichen. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Saugelement einen Drallerzeuger aufweist, wobei der Drallerzeuger in der Innenkammer des Hauptkörpers vorgesehen ist, wobei der Drallerzeuger in einer vorgesehenen Saugstromrichtung dem Saug- schlauch nachgeordnet ist, wobei der Drallerzeuger dem Saugstrom einen Drall verleiht, um im Saugstrom enthaltene Substanzen an die Wandung des Innenraums zu transportieren.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Saugelement einen Entdraller aufweist, wobei der Entdraller im Hauptkörper vorgesehen ist und in Saugstromrichtung dem Drallerzeuger und/oder den Öffnungen in der Wandung der Innenkammer nachgeordnet ist.
Bevorzugt ist der Hauptkörper mehrteilig ausgebildet, wobei der Haupt- körper eine Sammelkammer zum Sammeln der eingesaugten Substanzen aufweist, wobei die Sammelkammer die Innenkammer des Hauptkörpers hülsenartig umgibt, und wobei die Sammelkammer von der Innenkammer lösbar, insbesondere auf die Innenkammer aufschiebbar und/oder von der Innenkammer abziehbar, ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an oder in der Wandung der Innenkammer Öffnungen, insbesondere Schlitze oder Taschen, vorgesehen sind, die die Innenkammer mit der Sammelkammer verbinden, wobei an einer Innenwand der Sammelkammer korrespondierende Öffnun- gen vorgesehen sind.
Es kann vorgesehen sein, dass die Reinigungsvorrichtung eine Stromversorgung umfasst, wobei die Stromversorgung beabstandet von dem Saugelement vorgesehen ist, wobei die Stromversorgung über eine Leitung mit dem Saugelement verbunden ist. Die Stromversorgung ist insbesondere zum Antrieb der Umwälzpumpe und/oder des Linearmotors vorgesehen. Ferner kann die Stromversorgung insbesondere zum Ein- und Ausfahren des Saugschlauches vorgesehen sein. Durch die Stromversorgung ergibt sich der Vorteil, dass die Reinigungsvorrichtung autark betrieben werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beseitigung von radioaktiven Sub- stanzen, beispielsweise Partikeln und/oder Ablagerungen und/oder Korrosionsprodukten, vom Boden eines Reaktordruckbehälters, insbesondere des Reaktordruckbehälters eines Siedewasserreaktors und/oder eines Druckwasserbehälters, wobei im Reaktordruckbehälter eine Mehrzahl an Brennelementen vorgesehen ist, mit einer erfindungsgemäßen Reini- gungsvorrichtung, umfasst die Schritte:
a) Entfernen eines Brennelements aus dem Reaktordruckbehälter zum Schaffen einer freien Position, insbesondere am Rand des Reaktorkerns im Reaktordruckbehälter, für den Hauptkörper des Saugelements der Reinigungsvorrichtung;
b) Einführen des Hauptkörpers in die freie Position, die durch das Entfernen des Brennelements entstanden ist;
c) Reinigung, insbesondere Saugen, des Bodens des Reaktordruckbehälters von radioaktiven Substanzen mittels der Reinigungsvorrichtung,
d) Entfernen des Hauptkörpers aus der Position, in die der Hauptkörper eingeführt wurde.
Es kann vorgesehen sein, dass das Brennelement gemäß Schritt a) aus einem Randbereich des Reaktordruckbehälters und/oder am Kernrand des Reaktordruckbehälters entfernt wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Entfernen des Brennelements gemäß Schritt a) und/oder das Einführen des Hauptkörpers des Saugelements gemäß Schritt b) und/oder das Entfernen des Hauptkörpers des Saugelements gemäß Schritt d) mittels einer Lademaschine durchgeführt wird . Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass beim Einführen des Hauptkörpers des Saugelements in die freie Position, insbesondere eine freie Position ohne Steuerstabführungsrohr mit Steuerstabführungsrohrkopf, der Hauptkörper durch ein oberes Kerngitter des Reaktordruckbehälters geführt und auf einen vorgesehenen, insbesondere selbstabdichtenden, Kegelsitz am unteren Kerngitter gesetzt wird.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Saugelement der Reinigungsvorrichtung einen Saugschlauch umfasst, wobei nach dem Einführen des Hauptkörpers des Saugelements der Saugschlauch des Saugelements, insbesondere mittels des Linearmotors, aus dem Hauptkörper ausgefahren und bis zur Mitte des Bodens des Reaktordruckbehälters geführt wird . Bei dem Saugschlauch handelt es sich insbe- sondere um einen Saugschlauch mit den Merkmalen wie vorangehend beschrieben.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Saugelement der Reinigungsvorrichtung eine Umwälzpumpe und einen Drallerzeuger umfasst, wobei nach dem zumindest teilweisen Ausfahren des Saugschlauchs die Umwälzpumpe gestartet wird und der Saugschlauch während des Saugvorgangs am Boden des Reaktordruckbehälters geführt wird, wobei der Saugstrom vorzugsweise durch den Drallerzeuger verwirbelt wird und eingesaugte Substanzen an die Wandung transportiert werden, wo sie durch die Öffnun- gen in die Sammelkammer transportiert werden.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Schritte a) bis d) mit einem weiteren Brennelement an einer weiteren Position wiederholt werden, solange bis der Boden des Reaktordruckbe- hälters gereinigt ist oder eine Maximalfüllung des Sammelbehälters vorliegt, wobei die Maximalfüllung des Sammelbehälters mittels einer Gewichtsmessung ermittelt wird und für den Fall der Maximalfüllung der Sammelbehälter ausgetauscht wird. Neben den radioaktiven Substanzen, wie Partikeln und/oder Ablagerungen und/oder Korrosionsprodukten, wird auch Wasser vom Boden des Reaktordruckbehälters mit angesaugt. Das eingesaugte, durch den Drallerzeu- ger umgewälzte und durch die Abscheidung der Substanzen in den Sammelbehälter gereinigte Wasser wird am vertikal oberen Ende der Reinigungsvorrichtung wieder abgeschieden.
Es kann vorgesehen sein, dass das Verfahren während einer Abschaltung des Siedewasserreaktors durchgeführt wird. Beispielsweise kann das Verfahren während der Revision oder einem Brennelementwechsel durchgeführt werden. Bevorzugt wird das Verfahren bei geöffnetem Reaktordruckbehälter-Deckel durchgeführt. Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen FIG 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung;
FIG 2 den Querschnitt eines Reaktordruckbehälters eines Siedewasserreaktors mit einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrich- tung während der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahren in dem Reaktordruckbehälter.
FIG 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung 10 zur Beseitigung von radioaktiven Substanzen beispielswei- se Partikeln und/oder Ablagerungen und/oder Korrosionsprodukten, vom Boden eines Reaktordruckbehälters 30 eines Siedewasserreaktors. Im Reaktordruckbehälter 30 ist wie FIG 2 zeigt eine Mehrzahl an Brennelementen 31 vorgesehen. Die Reinigungsvorrichtung 10 umfasst ein Saugelement 11, wobei das Saugelement 11 einen Hauptkörper 12 aufweist, dessen Außenabmessungen derart ausgebildet sind, dass der Hauptkörper 12 des Saugelements 11 wie in FIG 2 dargestellt anstatt eines Brennelements 31 auf eine
Brennelement-Position am Kernrand in den Reaktordruckbehälter 30 einführbar ist.
Der Außenquerschnitt des Hauptkörpers entspricht dem Querschnitt eines Brennelements 31. Der Hauptkörper 12 weist einen quadratischen Außenquerschnitt aufweist, der den quadratischen Außenabmessungen eines Brennelements entspricht. Die Seitenlängen des Hauptkörpers 12 sind maximal 140mm groß. Ferner entspricht die Länge des Hauptkörpers 12 der Länge eines Brennelements 31, wobei die maximale Länge ca. 4m beträgt.
An seinem vertikal unteren Ende 13 weist der Hauptkörper 12 einen Kegelsitz 14 auf. An seinem vertikal oberen Ende 15 weist der Hauptkörper 12 einen Griff 16 für einen Greifer einer Brennelement-Lademaschine auf.
Der Hauptkörper 12 weist eine Innenkammer 17 mit einer Wandung 18 auf, wobei die Innenkammer 17 einen runden Querschnitt hat. Das Saugelement 11 umfasst eine Umwälzpumpe 19 mit einem Pumpenmotor 20 zur Erzeugung eines Saugstroms. Die Umwälzpumpe 19 ist in der Innenkammer 17 des Hauptkörpers 12 vorgesehen.
Das Saugelement 11 weist zudem einen Saugschlauch 21 auf, wobei der Saugschlauch 21 flexibel ausgebildet ist, um am Boden des Reaktordruckbehälters 30 in verschiedene Richtungen bewegbar zu sein, und wobei der Saugschlauch 21, durch eine Öffnung 23 am vertikal unteren Ende 13 des Hauptkörpers 12 mittels eines Linearmotors 22 ausfahrbar und/oder in den Hauptkörper 12 einfahrbar ist. Der Saugschlauch 21 ist mit der Innenkammer 17 verbunden, wobei die Innenkammer 17 dem Saugschlauch 21 in Saugstromrichtung nachgeordnet ist. Durch den flexiblen Saugschlauch 21 lässt sich auch die Mitte des kalottenartigen Bodens 29 des Reaktordruckbehälters 30 erreichen, insbesondere durch die schmalen Gassen, welche durch die Steuerstäbe gebildet werden, die bei der siedewasserreaktorspezifischen Anordnung von unten in den Reaktordruckbehälter reichen.
Das Saugelement 11 weist ferner einen Drallerzeuger 24 auf. Der Drallerzeuger 24 ist in der Innenkammer 17 des Hauptkörpers 12 vorgesehen, wobei der Drallerzeuger 24 in einer vorgesehenen Saugstromrichtung A dem Saugschlauch 21 nachgeordnet ist. Der Drallerzeuger 24 verleiht dem Saugstrom einen Drall, um im Saugstrom enthaltene Substanzen an die Wandung 18 des Innenraums zu transportieren.
Der Hauptkörper 12 ist mehrteilig ausgebildet, wobei der Hauptkörper 12 eine Sammelkammer 25 zum Sammeln der eingesaugten Substanzen auf- weist. Die Sammelkammer 25 umgibt hülsenartig die Innenkammer 17 des Hauptkörpers 12 und ist von der Innenkammer 17 lösbar, insbesondere auf diese aufschiebbar und/oder von dieser abziehbar.
An der Wandung 18 der Innenkammer 17 sind als Schlitze ausgebildete Öffnungen 26 vorgesehen, die die Innenkammer 17 mit der Sammelkammer 25 verbinden, wobei an einer Innenwand 28 der Sammelkammer korrespondierende Öffnungen 27 vorgesehen sind .
Mit der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung 10 lässt sich das erfin- dungsgemäße Verfahren zur Beseitigung von radioaktiven Substanzen vom Boden 29 eines Reaktordruckbehälters 30 durchführen. Im Reaktordruckbehälter 30 ist eine Mehrzahl an Brennelementen 31 vorgesehen. Das Verfahren umfasst die Schritte:
a) Entfernen eines Brennelements 31 aus dem Reaktordruckbehälter 30 zum Schaffen einer freien Position für den Hauptkörper 12 des Saugelements 11 der Reinigungsvorrichtung 10;
b) Einführen des Hauptkörpers 12 in die freie Position, die durch das Entfernen des Brennelements 31 entstanden ist, wobei in der freien Position kein Steuerstabführungsrohr 32 mit Steuerstabführungs- rohrkopf vorgesehen sein soll;
c) Reinigung des Bodens 29 des Reaktordruckbehälters 30 von radioak- tiven Substanzen mittels der Reinigungsvorrichtung 10,
d) Entfernen des Hauptkörpers 12 aus der Position, in die der Hauptkörper 12 eingeführt wurde.
Das Brennelement 31 wird bevorzugt am Kernrand des Reaktordruckbe- hälters 30 entfernt. Das Entfernen des Brennelements 31 gemäß Schritt a) und das Einführen des Hauptkörpers 12 des Saugelements 11 gemäß Schritt b) sowie das Entfernen des Hauptkörpers 12 des Saugelements 11 gemäß Schritt d) wird mittels einer Brennelement-Lademaschine durchgeführt.
Beim Einführen des Hauptkörpers 12 des Saugelements 11 in die freie Position wird der Hauptkörper 12 durch ein oberes Kerngitter 33 des Reaktordruckbehälters 30 geführt und auf einen vorgesehenen, selbstabdichtenden Kegelsitz am unteren Kerngitter 34 gesetzt.
Das Saugelement 11 der Reinigungsvorrichtung 10 umfasst den vorhergehend beschriebenen Saugschlauch 21, wobei nach dem Einführen des Hauptkörpers 12 des Saugelements 11 der Saugschlauch 21 des Saugelements 11 aus dem Hauptkörper 12 ausgefahren und bis zur Mitte des Bo- dens 29 des Reaktordruckbehälters 30 geführt wird .
Das Saugelement 11 der Reinigungsvorrichtung 10 umfasst die vorhergehend beschriebene Umwälzpumpe und den Drallerzeuger, wobei nach dem zumindest teilweisen Ausfahren des Saugschlauchs 21 die Umwälzpumpe 19 gestartet wird und der Saugschlauch 21 während des Saugvorgangs am Boden 29 des Reaktordruckbehälters 30 geführt wird, wobei der Saugstrom vorzugsweise durch den Drallerzeuger 24 verwirbelt wird und eingesaugte Substanzen an die Wandung 18 transportiert werden, wo sie durch die Öffnungen 26 in die Sammelkammer 25 transportiert werden.
Die Schritte a) bis d) werden mit einem weiteren Brennelement 31 an einer weiteren Position wiederholt, solange bis der Boden 29 des Reaktor- druckbehälters 30 gereinigt ist oder eine Maximalfüllung des Sammelbehälters 25 vorliegt, wobei die Maximalfüllung des Sammelbehälters 25 mittels einer Gewichtsmessung ermittelt wird und für den Fall der Maximalfüllung der Sammelbehälter 25 ausgetauscht wird . Das Verfahren wird während einer Abschaltung des Siedewasserreaktors durchgeführt wird. Beispielsweise kann das Verfahren während der Revision oder während einem Brennelementwechsel durchgeführt werden. Bevorzugt wird das Verfahren bei geöffnetem Reaktordruckbehälter- Deckel 35 durchgeführt.
Bezugszeichenliste
10 Reinigungsvorrichtung
11 Saugelement
12 Hauptkörper
13 vertikal unteres Ende
14 Kegelsitz
15 vertikal oberes Ende
16 Griff
17 Innenkammer
18 Wandung
19 Umwälzpumpe
20 Pumpenmotor
21 Saugschlauch
22 Linearmotor
23 Öffnung
24 Drallerzeuger
25 Sammelkammer
26 Öffnung
27 Öffnung
28 Innenwand
29 Boden
30 Reaktordruckbehälter
31 Brennelement
32 Steuerstabführungsrohr
33 oberes Kerngitter
34 unteres Kerngitter
35 Deckel
A Saugstromrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Reinigungsvorrichtung (10) zur Beseitigung von radioaktiven Substanzen vom Boden (29) eines Reaktordruckbehälters (30) wobei im Reaktordruckbehälter (30) eine Mehrzahl an Brennelementen (31) vorgesehen ist, umfassend ein Saugelement (11), wobei das Saugelement (11) einen Hauptkörper (12) aufweist, dessen Außenabmessungen derart ausgebildet sind, dass der Hauptkörper (12) des Saugelements (11) anstatt eines Brennelements (31) in den Reaktordruckbehälter (30) einführbar ist.
2. Reinigungsvorrichtung Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Außenquerschnitt des Hauptkörpers (12) dem Querschnitt eines Brennelements (31) entspricht, und/oder
dass der Hauptkörper (12) einen quadratischen Außenquerschnitt aufweist, der den quadratischen Außenabmessungen eines Brennelements (31) entspricht, und/oder wobei die Seitenlängen des Hauptkörpers (12) maximal 140mm groß sind .
3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Länge des Hauptkörpers (12) der Länge eines Brennelements entspricht oder der Hauptkörper maximal die Länge eines Brennelements aufweist.
4. Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Hauptkörper (12) an seinem vertikal unteren Ende (13) einen Kegelsitz (14) aufweist, und/oder
dass der Hauptkörper (12) an seinem vertikal oberen Ende (15) einen Griff (16) für einen Greifer einer Brennelement-Lademaschine aufweist.
5. Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Hauptkörper (12) eine Innenkammer (17) mit wenigstens einer Wandung (18) aufweist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Saugelement (11) eine Umwälzpumpe (19) mit einem Pumpenmotor (20) zur Erzeugung eines Saugstroms umfasst.
7. Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Saugelement (11) einen Saugschlauch (21) aufweist, wobei der Saugschlauch (21) flexibel ausgebildet ist, und wobei der Saugschlauch (21), durch eine Öffnung (23) am vertikal unteren Ende (13) des Hauptkörpers (12) ausfahrbar und/oder in den Hauptkörper (12) einfahrbar ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Saugelement (11) einen Drallerzeuger (24) aufweist, wobei der Drallerzeuger (24) in der Innenkammer (17) des Hauptkörpers (12) vorgesehen ist, wobei der Drallerzeuger (24) in einer vorgesehenen Saugstromrichtung (A) dem Saugschlauch (21) nachgeordnet ist, wobei der Drallerzeuger (24) dem Saugstrom einen Drall verleiht, um im Saugstrom enthaltene Substanzen an die Wandung (18) des Innenraums zu transportieren.
9. Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Hauptkörper (12) mehrteilig ausgebildet ist, wobei der Hauptkörper (12) eine Sammelkammer (25) zum Sammeln der eingesaug- ten Substanzen aufweist, wobei die Sammelkammer (25) die Innenkammer (17) des Hauptkörpers (12) hülsenartig umgibt, und wobei die Sammelkammer (25) von der Innenkammer (17) lösbar ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9 und Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
an oder in der Wandung (18) der Innenkammer (17) Öffnungen (26) vorgesehen sind, die die Innenkammer (17) mit der Sammelkammer (25) verbinden, wobei an einer Innenwand (28) der Sammelkammer korrespondierende Öffnungen (27) vorgesehen sind.
Verfahren zur Beseitigung von radioaktiven Substanzen vom Boden (29) eines Reaktordruckbehälters (30), wobei im Reaktordruckbehälter (30) eine Mehrzahl an Brennelementen (31) vorgesehen ist, mit einer Reinigungsvorrichtung
(10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte:
a) Entfernen eines Brennelements (31) aus dem Reaktordruckbehälter (30) zum Schaffen einer freien Position für den Hauptkörper (12) des Saugelements
(11) der Reinigungsvorrichtung (10);
b) Einführen des Hauptkörpers (12) in die freie Position, die durch das Entfernen des Brennelements (31) entstanden ist; c) Reinigung des Bodens (29) des Reaktordruckbehälters (30) von radioaktiven Substanzen mittels der Reinigungsvorrichtung (10),
d) Entfernen des Hauptkörpers (12) aus der Position, in die der Hauptkörper
(12) eingeführt wurde. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Brennelement (31) gemäß Schritt a) aus einem Randbereich des Reaktordruckbehälters (30) und/oder am Kernrand des Reaktordruckbehälters (30) entfernt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Entfernen des Brennelements (31) gemäß Schritt a) und/oder das Einführen des Hauptkörpers (12) des Saugelements (11) gemäß
Schritt b) und/oder das Entfernen des Hauptkörpers (12) des Saugelements (11) gemäß Schritt d) mittels einer Brennelement- Lademaschine durchgeführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Einführen des Hauptkörpers (12) des Saugelements (11) in die freie Position der Hauptkörper (12) durch ein oberes Kerngitter (33) des Reaktordruckbehälters (30) geführt und auf einen vorgesehenen Kegelsitz am unteren Kerngitter (34) gesetzt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Saugelement (11) der Reinigungsvorrichtung (10) einen Saug- schlauch (21) umfasst, wobei nach dem Einführen des Hauptkörpers
(12) des Saugelements (11) der Saugschlauch (21) des Saugelements (11) aus dem Hauptkörper (12) ausgefahren und bis zur Mitte des Bodens (29) des Reaktordruckbehälters (30) geführt wird . Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Saugelement (11) der Reinigungsvorrichtung (10) eine Umwälzpumpe (19) und einen Drallerzeuger (24) umfasst, wobei nach dem zumindest teilweisen Ausfahren des Saugschlauchs (21) die Umwälz pumpe (19) gestartet wird und der Saugschlauch (21) während des Saugvorgangs am Boden (29) des Reaktordruckbehälters (30) geführt wird. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schritte a) bis d) mit einem weiteren Brennelement (31) an einer weiteren Position wiederholt werden, solange bis der Boden (29) des Reaktordruckbehälters (30) gereinigt ist oder eine Maximalfüllung des Sammelbehälters (25) vorliegt, wobei die Maximalfüllung des
Sammelbehälters (25) mittels einer Gewichtsmessung ermittelt wird und für den Fall der Maximalfüllung der Sammelbehälter (25) ausgetauscht wird .
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