DE19756244B4

DE19756244B4 - Device for lifting, lowering and transporting at least one movable object arranged in a liquid-filled basin, and method for lifting, lowering and transporting such an article

Info

Publication number: DE19756244B4
Application number: DE19756244A
Authority: DE
Inventors: Manfred Tennie; Günter Zeitzschel
Original assignee: Framatome ANP GmbH
Current assignee: Areva GmbH
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: DE19548510C1; DE19756244A1

Abstract

Vorrichtung (1) zum Heben, Senken und Transport zumindest eines in einem flüssigkeitsgefüllten Becken (11) angeordneten, bewegbaren Gegenstands (10), mit einem schwimmfähigen Tauchbehälter (2) und mit zumindest zwei Greifvorrichtungen (5) zum Greifen und Halten des Gegenstandes (10), die mit dem Tauchbehälter (2) verbunden sind, welcher einen mit einem Fluid (13) befüllbaren, geschlossenen Flutraum (3) aufweist, der an eine Fluidzuführung (4) angeschlossen ist, so daß dem Flutraum (3) Fluid (13) zuführbar oder abführbar ist, wobei der Tauchbehälter (2) nach unten offen ist und an seinen gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils ein Paar von Seitenflächen (43) aufweist, die einen sich verjüngenden Bereich bilden, und jeweils eine Greifvorrichtung (5) innerhalb des Tauchbehälters (2) in den sich verjüngenden Bereichen angeordnet ist.contraption (1) for lifting, lowering and transporting at least one in a liquid-filled basin (11) arranged, movable object (10), with a buoyant submersible container (2) and at least two gripping devices (5) for gripping and holding of the article (10) connected to the dip tank (2), which one filled with a fluid (13), closed flood chamber (3) which is connected to a fluid supply (4) is connected so that the Flood chamber (3) fluid (13) can be fed or deductible is, wherein the dip tank (2) is open at the bottom and at its opposite end faces respectively a pair of side surfaces (43) forming a tapered region, and in each case a gripping device (5) within the immersion container (2) in the rejuvenating Arranged areas.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heben, Senken und Transport zumindest eines in einem flüssigkeitsgefüllten Bekken angeordneten, bewegbaren Gegenstands nach Anspruch 1 und weiterhin ein Verfahren zum Heben, Senken und Transport eines Gegenstands nach Anspruch 15.The The invention relates to a device for lifting, lowering and transport at least one in a liquid-filled Bekken arranged movable object according to claim 1 and further a method for lifting, lowering and transporting an object according to claim 15.

In einer Kernkraftanlage sind flüssigkeitsgefüllte Becken, wie ein Brennelement-Lagerbecken, ein Absetzbecken, und/oder ein Flutraum zur Bedeckung des Reaktordruckbehälters vorhanden, die eine eine radioaktive Strahlung abschirmende Wasserschicht enthalten. Innerhalb dieser Becken werden radioaktiv strahlende Gegenstände, wie Brennelemente, Steuerstäbe und Inneneinbauten des Reaktordruckbehälters gelagert sowie unter der Wasseroberfläche transportiert. Vor allem bei einem Brennelement-Wechsel ist es erforderlich, Brennelemente aus dem in dem Reaktordruckbehälter angeordneten Reaktorkern zu entnehmen und in einem Abklingbecken zwischenzulagern, bis die Strahlungsaktivität der Brennelemente auf einen vorgegebenen Wert abgesunken ist.In a nuclear power plant are fluid-filled basins, such as a fuel pool, a settling tank, and / or a Flood room to cover the reactor pressure vessel present, the one contain radioactive radiation shielding water layer. Within These basins become radioactive objects, such as Fuel elements, control rods and internals of the reactor pressure vessel stored and under the water surface transported. Especially with a fuel bill change it is necessary Fuel elements from the arranged in the reactor pressure vessel reactor core to remove and intermediately store in a decay tank until the Radiation activity of Fuel has dropped to a predetermined value.

Bei einem solchen Brennelement-Wechsel werden die abgebrannten Brennelemente aus dem Reaktorkern herausgezogen und unter der Wasseroberfläche in eine vorgegebene Lagerposition transportiert. Hierfür ist es erforderlich, die Brennelemente zu heben, zu transportieren und zu senken. Dies kann beispielsweise über Seilwinden mit entsprechenden Antriebsvorrichtungen und Sicherheitsvorrichtungen, wie beispielsweise Bremsen, erfolgen. Um bei einem Versagen der Transportvorrichtung, z.B. der Seilwinde, ein Abstürzen der Brennelemente zu ver meiden, ist beispielsweise aus der DE 29 07 324 A1 eine Tauchglocke bekannt.In such a fuel change, the spent fuel is extracted from the reactor core and transported under the water surface in a predetermined storage position. For this it is necessary to lift, transport and lower the fuel assemblies. This can be done for example via winches with corresponding drive devices and safety devices, such as brakes. In case of failure of the transport device, such as the winch, a crash of the fuel to avoid ver, is for example from the DE 29 07 324 A1 a diving bell known.

Weiterhin ist aus der US-Patentschrift 4,721,055 eine Vorrichtung zum Heben und Transportieren eines in einer Flüssigkeit angeordneten Gegenstandes bekannt. Die Vorrichtung weist einen schwimmfähigen Tauchbehälter mit zwei Greifvorrichtungen und mit einem mit einem Fluid befüllbaren Flutraum auf. Aus der DE – OS 1 506 342 ist ferner ebenfalls ein Tauchbehälter mit Flutraum und mit Greifvorrichtungen bekannt.Farther For example, US Pat. No. 4,721,055 discloses a lifting device and transporting an object disposed in a liquid known. The device has a buoyant dip tank with two gripping devices and with a floodable fillable with a fluid on. From the DE - OS 1 506 342 is also also a diving tank with flood space and with gripping devices known.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Heben, Senken und Transport eines in einem flüssigkeitsgefüllten Becken angeordneten, bewegbaren Gegenstandes anzugeben, welche ein sicheres Heben und Senken des Gegenstandes bei gleichzeitigem geringen Platzbedarf und konstruktiv einfacher Ausführung ermöglicht.task It is the object of the invention to provide a device and a method for lifting, Lowering and transporting a arranged in a liquid-filled basin, to specify a movable object, which is a safe lifting and Lowering of the object with simultaneous low space requirements and structurally simple design allows.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.These The object is achieved by the Device solved according to claim 1. Advantageous embodiments of the device are specified in the subclaims.

Die Vorrichtung erlaubt somit durch Ausnutzung des Auftriebes eines schwimmfähigen Körpers, dem Tauchbehälter, auf einfache Art und Weise ein Heben, Senken und einen Transport zumindest eines in dem mit Flüssigkeit gefüllten Becken angeordneten Gegenstandes. Der Tauchbehälter weist hierbei entsprechend den technischen Anforderungen eine geeignete Form auf. Er kann ein druckfester weitgehend starrer oder aufblasbarer Behälter, wie beispielsweise eine Schwimmblase, sein.The Device thus allows by exploiting the buoyancy of a floatable Body, the Dip tank, in a simple way a lifting, lowering and transport at least one in the liquid filled Basin arranged object. The dip tank points accordingly the technical requirements a suitable form. He can pressure resistant largely rigid or inflatable container, such as for example, a swim bladder.

Ist der Tauchbehälter als starrer Behälter mit einem konstanten Innenvolumen ausgeführt, so kann über die Fluidzuführung eine Flüssigkeit hineingepumpt und/oder abgesaugt werden, wodurch der eine geschlossene Kammer bildende Flutraum mit einer vorgebbaren Menge an Flüssigkeit befüllbar ist, insbesondere vollständig entleert bzw. gefüllt ist. Dabei ist zusätzlich gleichzeitig eine Zuführung bzw. Abführung eines Gases möglich. Eine Fluidzuführung kann als Öffnung in dem Tauchbehälter ausgeführt sein, so daß Flüssigkeit, insbesondere Wasser, aus dem Becken in den Tauchbehälter eindringen oder durch Luft aus diesem herausgepreßt werden kann. Im Inneren des Flutraumes ist somit ein Teil des Volumens mit Flüssigkeit und ein Teil mit einem Gas, beispielsweise Luft, gefüllt. Hierdurch kann der Tauchbehälter beliebig tief in dem flüssigkeitsgefüllten Becken abgesenkt und die Greifvorrichtung mit einer zusätzlichen Last versehen unter Ausnutzung des Auftriebes des Tauchbehälters an die Oberfläche der Flüssigkeit gehoben werden. Hierdurch ist auf einfache Art und Weise ein Heben und Senken des Tauchbehälters und damit auch eines über die Greifvorrichtung gehaltenen Gegenstandes ermöglicht. Die Vorrichtung erfordert zudem nur einen geringen apparativen Aufwand, wobei nahezu keine mit der Flüssigkeit benetzte Komponenten aus dem Becken herausgeführt sind.is the diving tank as a rigid container designed with a constant internal volume, so can over the fluid supply a liquid be pumped in and / or sucked, making the one closed Chamber forming flood space with a predetermined amount of liquid fillable is, in particular, complete emptied or filled is. It is additional at the same time a feeder or discharge a gas possible. A fluid supply can as an opening in the dip tank be executed so that liquid, especially water, from the basin into the dip tank or by air can be squeezed out of this. Internally of the flood space is thus part of the volume with liquid and a part filled with a gas, for example air. hereby can the dip tank arbitrarily deep in the fluid-filled basin lowered and provided the gripping device with an additional load under Exploitation of the buoyancy of the dip tank to the surface of liquid be lifted. This is a simple way to lift and lowering the dipping tank and thus one over allows the gripping device held object. The device requires Moreover, only a small amount of equipment, with almost no with the liquid wetted components are led out of the basin.

Um auch Gegenstände aus Ecken eines Beckens aufheben zu können, bilden die zwei Seitenflächen an der Stirnseite des Tauchkörpers einen sich verjüngenden Bereich. Mit der in dem sich verjüngenden Bereich angeordneten Greifvorrichtung sind auch die in Eckbereichen gelagerten Gegenstände erreichbar. Die Anordnung von zumindest zwei Greifvorrichtungen bietet den Vorteil, daß bei einem Arbeitseinsatz mit der ersten Greifvorrichtung ein Gegenstand von seinem Platz gehoben, und beispielsweise nach einer Drehung des Tauchkörpers durch einen bereits an der zweiten Greifvorrichtung hängenden Gegenstand ersetzt werden kann. Dadurch wird die Häufigkeit von langen Fahrwegen des Tauchkörpers, beispielsweise vom Reaktorkern zu einem Brennelement-Lagerbecken reduziert, und somit wird Zeit bei einem Brennelement-Wechsel eingespart.In order to be able to pick up objects from corners of a basin, the two side surfaces on the front side of the immersion body form a tapered region. With the arranged in the tapered region gripping device and the stored in corner areas objects can be reached. The arrangement of at least two gripping devices has the advantage that when a work with the first gripping device, an object lifted from its place, and can be replaced for example after a rotation of the immersion body by an already hanging on the second gripping device object. Thereby For example, the frequency of long travel paths of the immersion body, for example, from the reactor core to a fuel pool, is reduced, and thus time is saved in a fuel change.

Bevorzugt läuft das Paar von Seitenflächen spitz auf eine Kante zu. Der Tauchkörper ist mit dieser Kante an eine senk rechte Ecke des Beckens anlegbar. In anderen Worten: Der Tauchkörper weist eine beispielsweise langgestreckte Grundgeometrie auf, die sich zu einer Stirnseite hin verjüngt oder an der Stirnseite spitz zuläuft. Diese Ausgestaltung erleichtert das Manövrieren des Tauchbehälters in einem Eckbereich des Beckens.Prefers is that going? Pair of side surfaces pointed on an edge too. The diving body can be applied with this edge to a vertical right corner of the basin. In other words: the diving body has an example elongated basic geometry, the tapering towards a front or at the front tipped to a point. This configuration facilitates the maneuvering of the diving tank in a corner of the basin.

Der Tauchkörper weist zwei gegenüberliegende Paare von Seitenflächen auf. Der von den Seitenflächen eingeschlossene Winkel beträgt vorteilhafterweise 90°. Der Tauchkörper weist demnach eine der Stirnseite gegenüberliegende Endseite auf, die analog zur Stirnseite von einem Paar von Seitenflächen gebildet wird.Of the immersion has two opposite ones Pairs of side surfaces on. The one from the side surfaces included angle is advantageously 90 °. The diving body has therefore one of the front side opposite end side, the formed analogously to the front side of a pair of side surfaces becomes.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Greifvorrichtungen verfahrbar angeordnet. Somit können verschiedene Greifvorrichtungen abwechselnd in den sich verjüngenden Bereich verschoben werden.In a preferred embodiment the gripping devices are arranged movable. Thus, different Gripping devices are alternately moved in the tapered area.

Vorzugsweise ist die Greifvorrichtung über ein Kraftübertragungselement in Form eines Seils, einer Kette oder einer Stange mit dem Tauchbehälter verbunden. Ist das Kraftübertragungselement beispielsweise ein Seil oder eine Kette, so können die Geifvorrichtung und der Tauchbehälter direkt oder über eine feststehende Umlenkrolle oder ähnlichem verbunden sein. Bei einer Verbindung über eine Umlenkrolle, ähnlich einem Seilzug, ist die Bewegung von Greifvorrichtung und Tauchbehälter entgegengesetzt gerichtet. Eine Absenkung des Tauchbehälters führt demnach zu einem Heben der Greifvorrichtung und umgekehrt. Bei einer direkten Verbindung zwischen Greifvorrichtung und Tauchbehälter sind die Bewegungen gleichgerichtet. Ein Senken des Tauchbehälters führt damit auch zu einem Senken der Greifvorrichtung.Preferably is the gripping device over a Power transmission element in the form of a rope, a chain or a rod connected to the dip tank. Is the power transmission element For example, a rope or a chain, so the Geifvorrichtung and the diving tank directly or via a fixed pulley or the like connected. at a connection via a pulley, similar a cable, the movement of gripping device and immersion tank is opposite directed. A lowering of the dipping container thus leads to a lifting the gripping device and vice versa. For a direct connection between gripping device and immersion tank, the movements are rectified. A lowering of the diving tank leads with it also to a lowering of the gripping device.

Der Flutraum des Tauchbehälters hat vorzugsweise ein Volumen von 0,5 m³ bis 2 m³, insbesondere 1 m³. Dadurch ist das Heben und Senken eines schweren Gegenstandes in Wasser ermöglicht. The flood space of the dip tank preferably has a volume of 0.5 m ³ to 2 m ³ , in particular 1 m ³ . This allows the lifting and lowering of a heavy object in water.

Der von der Vorrichtung beanspruchte Platz ist auf einige wenige Kubikmeter begrenzt, so daß die Vorrichtung während eines normalen Betriebes einer Kernkraftanlage aus dem entsprechenden Becken der Kernkraftanlage herausgenommen sein und gegebenenfalls komplett außerhalb eines den Reaktordruckbehälter einschließenden Sicherheitsbehälters gelagert werden kann.Of the occupied by the device space is a few cubic meters limited, so that the device while a normal operation of a nuclear power plant from the corresponding Be removed from the tank of the nuclear power plant and, where appropriate completely outside one the reactor pressure vessel inclusive Security container stored can be.

Bei der Vorrichtung ist vorzugsweise ein Antrieb zur horizontalen Verschiebung der Greifvorrichtungen und/oder des Tauchbehälters vorgesehen. Dieser Antrieb kann über eine entsprechende Fernbedienung mittels Funk oder Kabel bedient werden, so daß ein mit der Greifvorrichtung gegriffener Gegenstand an jeden Ort innerhalb des Beckens fernbedienbar bewegt werden kann.at The device is preferably a drive for horizontal displacement the gripping devices and / or the diving container provided. This drive can over operated a corresponding remote control by radio or cable so that one with the gripping device gripped object to any place within the basin can be moved by remote control.

Bei der Vorrichtung ist vorzugsweise eine Zuführeinrichtung, insbesondere eine Pumpe, zum Befüllen und Entleeren des Flutraumes mit Gas, insbesondere Luft, vorgesehen. Bei einem Tauchbehälter, welcher als starrer Behälter ein konstantes Raumvolumen einschließt, kann die Zuführeinrichtung die Pumpe enthalten, durch welche das Gas in den Flutraum hinein bzw. herausgepumpt werden kann. Hierdurch läßt sich der Auftrieb des Tauchbehälters schnell und exakt einstellen, wodurch eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit und Präzision der Vorrichtung gegeben ist. Bei einem Tauchbehälter, welcher beispielsweise eine aufblasbare Schwimmblase ist, weist die Zuführeinrichtung beispielsweise eine Druckluftquelle auf, durch die die Schwimmblase aufgeblasen wird. Durch eine genaue und schnelle Einstellung der Luftmenge in der Schwimmblase läßt sich auch in diesem Fall der Auftrieb des Tauchbehälters schnell und genau einstellen. Zur Erreichung einer zusätzlichen diversitären Sicherheit der Vorrichtung können zwei unabhängige Tauchbehälter vorgesehen sein, beispielsweise ein starrer Tauchbehälter für den normalen Betrieb der Vorrichtung und ein aufblasbarer Tauchbehälter als Absturzsicherung.at The device is preferably a feeder, in particular a pump for filling and emptying the flood space with gas, in particular air, provided. In a dip tank, which as a rigid container includes a constant volume of space, the feeder Contain the pump through which the gas enters the tidal space or can be pumped out. As a result, the buoyancy of the dive tank can be fast and set exactly, thereby ensuring a high working speed and precision the device is given. In a dip tank, which for example is an inflatable swim bladder, the feeder, for example a compressed air source through which inflated the swim bladder becomes. Through an accurate and fast adjustment of the amount of air in the swim bladder settles Also in this case, adjust the buoyancy of the dive tank quickly and accurately. To achieve an additional diversitary Safety of the device can two independent dip tank be provided, for example, a rigid dip tank for the normal Operation of the device and an inflatable dive tank as Fall protection.

Der Tauchbehälter umgibt die Greifvorrichtung vorzugsweise glockenartig. Damit ist ein von der Greifvorrichtung gehaltener Gegenstand zumindest teilweise von dem Tauchbehälter glockenartig umschlossen. Dies hat insbesondere bei einem radioaktiv strahlenden Gegenstand den Vorteil, daß durch den Tauchbehälter eine Abschirmung der radioaktiven Strahlung erfolgt. Hierzu kann der Tauchbehälter eine entsprechend geeignete Abschirmung aufweisen.Of the dip tank preferably surrounds the gripping device like a bell. This is an object held by the gripping device at least partially from the dip tank enclosed like a bell. This is especially true of a radioactive radiating object the advantage that through the dip tank a Shielding of the radioactive radiation takes place. For this purpose, the Immersion tank one have appropriate shielding.

Das Greifen eines Gegenstandes, insbesondere eines in einem Brennelement-Lagergestell angeordneten Brennelementes, kann weiter dadurch vereinfacht und beschleunigt werden, daß die Greifvorrichtung eine zusätzliche Hubeinrichtung zum Heben des Gegenstands aufweist. Die Hubeinrichtung kann beispielsweise dazu dienen, den Gegenstand in einen glockenartigen Tauchbehälter einzuheben. Weiterhin kann durch die Hubeinrichtung eine ungenaue Positionierung der Greifvorrichtung ausgeglichen werden sowie auch Gegenstände in räumlich beengten Verhältnissen gegriffen werden.The Gripping an article, in particular one in a fuel storage rack arranged fuel element, can further simplified and be accelerated that the Gripping device an additional Having lifting device for lifting the article. The lifting device can For example, serve to make the object in a bell-like dip tank to levy. Furthermore, by the lifting device an inaccurate Positioning of the gripping device can be compensated as well objects in cramped space conditions be grasped.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Führung zur Stabilisierung des Tauchbehälters auf. Dadurch wird eine unkontrollierte Bewegung und Torkeln des Tauchkörpers in der Flüssigkeit vermieden, so daß der Gegenstand zielgerichtet ergriffen bzw. abgesetzt werden kann.In an advantageous embodiment, the device has a guide to Stabilization of the diving tank on. This will cause an uncontrolled movement and staggering of the immersion body in the liquid avoided, so that the Object can be targeted or discontinued.

Für einen von externen Versorgungsleitungen unabhängigen Betrieb weist der Tauchbehälter vorteilhafterweise eine Druckkammer zur Aufnahme von unter Druck stehendem komprimierten Gas auf, wobei die Druckkammer über eine die Gaszuführung bildende Druckleitung mit dem Flutraum verbunden ist und diese mit einem fernbedienbaren Absperrorgan verschließbar sowie freigebbar ist. Vorzugsweise ist bei der Vorrichtung der gehandhabte Gegenstand ein Brennelement, ein Steuerstab oder ein Bauteil eines Reaktordruckbehälters in einem Reaktordruckbehälter, einem Brennelement-Lagerbecken oder einem Transportbehälter-Becken einer Kernkraftanlage.For one independent of external supply lines operation, the dip tank advantageously a pressure chamber for receiving pressurized compressed Gas on, with the pressure chamber over a gas supply forming Pressure line is connected to the flood chamber and this with a remotely operated shut-off device can be closed and opened. Preferably, in the device, the handled object is a Fuel element, a control rod or a component of a reactor pressure vessel in a reactor pressure vessel, a fuel pool or a transportation tank basin a nuclear power plant.

Somit eignet sich die Vorrichtung für einen Einsatz in einem Becken in einer Kernkraftanlage zur Handhabung, insbesondere zum Heben, Senken und Transport von Brennelementen, Steuerstäben, Steuerstabführungsrohren, Neutronenquellen, Neutronenflußmeßlanzen, Einbauten innerhalb des Reaktordruckbehälters sowie sonstigen Werkzeugen und Gerätschaften. Aufgrund des geringen Volumens und der dadurch resultierenden einfachen Transportierbarkeit der Vorrichtung kann diese in jedem beliebigen Becken innerhalb des Sicherheitsbehälters der Kernkraftanlage, wie einem Brennelement-Lagerbecken, einem Absetzbecken für die Brennelemente, einem Transportbehälterbecken und/oder einem Flutraum, eingesetzt werden. Besonders eignet sich die Vorrichtung zur Durchführung eines Brennelement-Wechsels, bei dem abgebrannte Brennelemente aus dem Reaktordruckbehälter in das Brennelement-Lagerbecken transportiert und unverbrauchte Brennelemente in den Reaktordruckbehälter eingebracht werden. Auch eignet sich die Vorrichtung zur Durchführung von Reparatur- und Inspektionsmaßnahmen an den Brennelementen sowie Steuerstäben der Kernkraftanlage.Consequently the device is suitable for an insert in a tank in a nuclear power plant for handling, in particular for lifting, lowering and transport of fuel elements, Control rods, Control rod guide tubes, Neutron sources, neutron flux measuring lances, Internals within the reactor pressure vessel and other tools and equipment. Due to the small volume and the resulting simple Transportability of the device can do this in any Basin inside the containment of the nuclear power plant, such as a fuel pool, a settling basin for the fuel assemblies, a Transport container pool and / or a flood room. Especially suitable is the Apparatus for carrying out a fuel change in the spent fuel from the reactor pressure vessel transported to the fuel storage pool and unused fuel in the reactor pressure vessel be introduced. Also, the device is suitable for performing Repair and inspection measures at the fuel assemblies and control rods of the nuclear power plant.

Die Aufgabe wird auch erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 15 gelöst. Das Verfahren zeichnet sich durch seine einfache Durchführbarkeit und durch den geringen apparativen Aufwand aus. Durch die Anordnung von mehreren Greifvorrichtungen können bei einem Arbeitsvorgang gleich mehrere Gegenstände gehoben und gesenkt werden, ohne daß zusätzliche Fahrstrecken für den Tauchbehälter erforderlich sind. Das Verfahren ist besonders geeignet zur Handhabung von Brennelementen und Steuerstäben in einer Kernkraftanlage, beispielsweise im Zuge eines Brennelement-Wechsels. Da die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vollständig fernbedienbar sowie weitgehend vollständig unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche in dem entsprechenden Becken angeordnet ist, bleiben andere Arbeitsabläufe in der Kernkraftanlage weitgehend unberührt.The Task is also according to the invention a method according to claim 15 solved. The process draws through its ease of implementation and by the low expenditure on equipment. By the arrangement of several gripping devices can equal in one operation several items be raised and lowered, without requiring additional routes for the dip tank are. The method is particularly suitable for handling fuel assemblies and tax bars in a nuclear power plant, for example in the course of a fuel element change. As the device to carry out of the procedure completely remote controllable and largely completely below the liquid surface in the arranged corresponding basin, other work processes remain in the Nuclear power plant largely untouched.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Vorrichtung zur Handhabung eines in einem flüssigkeitsgefüllten Becken angeordneten Gegenstandes näher erläutert. Es zeigen in schematischer nicht maßstäblicher Darstellung:Based the embodiments shown in the drawing, the device for handling a arranged in a liquid-filled basin Object closer explained. In a schematic not to scale representation:

1 eine Vorrichtung in einem Längsschnitt eines Hecken 1 a device in a longitudinal section of a hedgerow

2 eine von externen Versorgungsleitungen unabhängige Vorrichtung in einem schematischen Schnitt 2 a device independent of external supply lines in a schematic section

3 eine Vorrichtung in einem Becken in einer Draufsicht. 3 a device in a basin in a plan view.

Gleiche Bezugszeichen haben in den Figuren jeweils die gleiche Bedeutung.Same Reference numerals have the same meaning in the figures.

1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Becken 11 zur Lagerung von Brennelementen einer Kernkraftanlage, welches mit einer Flüssigkeit, insbesondere demineralisiertem Wasser, gefüllt ist. In dem Becken 11 sind Gegenstände 10 in Form von Brennelementen angeordnet, wobei der Übersichtlichkeit halber lediglich schematisch ein Gegenstand 10 dargestellt ist. Geodätisch oberhalb des Gegenstandes 10 ist eine Vorrichtung 1 zur Handhabung des Gegenstandes dargestellt. Die Vorrichtung 1 weist einen Tauchbehälter 2 auf, welcher glockenartig, als nach unten geöffneter Kasten, ausgeführt ist. 1 shows a longitudinal section through a basin 11 for the storage of fuel elements of a nuclear power plant, which is filled with a liquid, in particular demineralized water. In the basin 11 are objects 10 arranged in the form of fuel elements, the sake of clarity, only schematically an object 10 is shown. Geodetic above the object 10 is a device 1 shown for handling the object. The device 1 has a dip tank 2 on, which bell-like, as downwardly open box is executed.

Innerhalb des Tauchbehälters 2 ist eine über eine Hubeinrichtung 16 entlang einer Vertikalachse 21 verschiebbare Greifvorrichtung 5 angeordnet. Diese Greifvorrichtung 5 ist über ein Kraftübertragungselement 8 fest am oberen Ende 22 des Tauchbehälters 2 mit diesem verbunden. Am oberen Ende 22 weist der Tauchbehälter 2 eine Abschirmung 17 zur Abschirmung radioaktiver Strahlung auf. Die Hubeinrichtung 16 ist an eine Versorgung 19, insbesondere eine elektrische oder hydraulische Versorgung, angeschlossen. Der Tauchbehälter 2 ist ver schieblich mit einer vertikalen, stangenartigen Führung 6 verbunden, so daß er in vertikaler Richtung auf einer vorgegebenen Bahn verschiebbar ist.Inside the dive tank 2 is one about a lifting device 16 along a vertical axis 21 movable gripping device 5 arranged. This gripping device 5 is via a power transmission element 8th firmly at the top 22 of the diving tank 2 associated with this. At the upper end 22 has the dip tank 2 a shield 17 for shielding radioactive radiation. The lifting device 16 is to a supply 19 , in particular an electrical or hydraulic supply, connected. The dip tank 2 is ver sliding with a vertical, rod-like leadership 6 connected so that it is displaceable in the vertical direction on a predetermined path.

Unterhalb der Abschirmung 17 weist der Tauchbehälter 2 einen die Greifvorrichtung 5 umgebenden Flutraum 3 auf. Der Flutraum 3 steht über eine als Öffnung ausgebildete Fluidzuführung 4 mit dem Becken 11 in strömungstechnischer Verbindung, so daß aus dem Becken 11 Wasser in den Flutraum 3 bis zu einem vorgegebenen Pegelstand eindringen kann. Der Pegelstand wird durch eine im Bereich des oberen Endes 22 angeordneten Luftzuführung 4a durch ein Zuführen von Gas 14 in Form von Luft eingestellt. Die als Schlauch ausgebildete Luftzuführung 4a ist mit einer außerhalb des Beckens 11 angeordneten Zuführeinrichtung 9 verbunden. Durch diese Zuführeinrichtung 9 wird Luft in den Flutraum 3 hineingepumpt oder aus diesem herausgelassen. Hierdurch ist der Auftrieb des Tauchbehälters 2 in weiten Grenzen einstellbar.Below the shield 17 has the dip tank 2 a gripping device 5 surrounding flood area 3 on. The flood area 3 is about a designed as an opening fluid supply 4 With the pelvis 11 in fluid communication, so that from the basin 11 Water in the flood area 3 can penetrate to a predetermined level. The water level is indicated by an in the area of the upper end 22 arranged air supply 4a by supplying gas 14 set in the form of air. The trained as a hose air supply 4a is with one outside the pelvis 11 arranged feeding device 9 connected. Through this feeder 9 Air gets into the flood area 3 pumped in or let out of this. This is the buoyancy of the diving tank 2 adjustable within wide limits.

Durch ein Herauslassen der Luft aus dem Flutraum 3 sinkt der Tauchbehälter 2 ab und kann mittels einer entsprechenden Standfläche 20 auf den Boden 23 des Beckens 11 abgestellt werden. Durch ein Einpumpen von Luft in den Flutraum 3 nimmt der Auftrieb des Tauchbehälters 2 zu, so daß dieser sowie ein mit der Greifvorrichtung 5 gehaltener Gegenstand 10, insbesondere ein Brennelement, gehoben wird. Durch die Führung 6 erfolgt eine Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des Tauchbehälters 2 entlang der Vertikalachse 21, wodurch eine Schlingerbewegung des Gegenstandes und dadurch eine erhöhte Belastung der Vorrichtung 1 vermieden wird.By letting the air out of the flood area 3 sinks the dip tank 2 from and can by means of a corresponding stand space 20 on the ground 23 of the pelvis 11 be turned off. By pumping air into the flood room 3 takes the buoyancy of the diving tank 2 to, so that this and one with the gripping device 5 held object 10 , in particular a fuel element, is lifted. Through the leadership 6 there is an upward or downward movement of the diving tank 2 along the vertical axis 21 , whereby a rolling movement of the article and thereby an increased load on the device 1 is avoided.

Selbstverständlich ist es auch möglich, bei einer Aufwärts- bzw. Abwärtsbewegung des Tauchbehälters 2 die Führung 6 durch einen Antrieb 7 (vergl. 2) in horizontaler Richtung zu bewegen. Mittels des Antriebes 7 ist somit neben einer vertikalen Verschiebung des Gegenstandes auch eine horizontale Verschiebung gewährleistet. Hierdurch kann der Gegenstand 10, das Brennelement, von jeder beliebigen Position innerhalb des Beckens 11 in eine beliebige andere Position transportiert werden.Of course, it is also possible for an upward or downward movement of the diving tank 2 the leadership 6 by a drive 7 (Comp. 2 ) in a horizontal direction. By means of the drive 7 is thus guaranteed in addition to a vertical displacement of the object and a horizontal displacement. This allows the object 10 , the fuel element, from any position within the basin 11 be transported in any other position.

Hierdurch kann ein abgebranntes Brennelement aus dem Reaktorkern eines Reaktordruckbehälters einer Kernkraftanlage gezogen und in dem Becken 11 oder in einem Absetzbecken abgesetzt werden, bis die von dem Brennelement ausgehende Radioaktivität auf einen vorgegebenen Wert abgeklungen ist. Mit dem Verfahren und der Vorrichtung ist es ebenfalls möglich, andere Gegenstände in einem flüssigkeitsgefüllten Becken einer Kernkraftanlage zu heben, zu senken und zu transportieren, wie beispielsweise Steuerstäbe, Neutronenmeßlanzen, Neutronenquellen, Werkzeuge oder Einbauteile des Reaktordruckbehälters.As a result, a spent fuel assembly is drawn from the reactor core of a reactor pressure vessel of a nuclear power plant and in the basin 11 or settling in a settling tank until the radioactivity emanating from the fuel assembly has subsided to a predetermined value. With the method and apparatus it is also possible to lift, lower and transport other items in a liquid-filled basin of a nuclear power plant, such as control rods, neutron gauges, neutron sources, tools or components of the reactor pressure vessel.

2 zeigt in einem Längsschnitt einen Tauchbehälter 2. Der Tauchbehälter 2 weist neben dem Flutraum 3 auch eine Druckkammer 35 auf, die mit Druckluft oder einem ähnlichen komprimierten Gas befüllbar ist. Die Druckkammer 35 ist über eine Druckleitung 37 mit dem Flutraum 3 verbunden. Die Druckleitung 37 weist ein Absperrorgan 39 auf, durch welches die Druckleitung 37 abgesperrt bzw. geöffnet werden kann. Das Absperrorgan 39 ist hierzu vorzugsweise ein fernbetätigbares Ventil. An der geodätisch tiefstliegenden Stelle des Flutraums 3 ist die Fluidzuführung 4 vorgesehen, welche ein Steuerventil 41, beispielsweise ein Rückschlagventil, aufweist. Bei einem Öffnen der Druckleitung 37 gelangt die Druckluft in den Flutraum 3 und verdrängt einen Teil des darin befindlichen Wassers über die Fluidzuführung 4 in das Becken 11 hinaus. Durch Öffnen der Druckleitung 37 wird somit der Auftrieb des Tauchbehälters 2 erhöht, wodurch ein Heben eines Gegenstandes 10, insbesondere eines Brennelementes, erreicht wird. Durch Öffnen der Fluidzuführung 4 zu dem Becken 11 dringt zusätzliches Wasser in den Flutraum 3 ein, wenn Gas aus dem Flutraum abgelassen oder Fluid in den Flutraum gepumpt wird, wodurch das Gewicht erhöht wird und sich der Tauchbehälter 2 absenkt. Durch eine Fernbedienbarkeit sämtlicher Komponenten wie Greifvorrichtung 5, Absperrorgan 39, einen Antrieb 7 mit einem Propeller 7a und einem Ruder 7b und Steuerventil 41 ist die Vorrichtung 1 quasi wie ein ferngesteuertes U-Boot einsetzbar. In diesem Fall sind keinerlei Zuführungen und Leitungen aus der Flüssigkeit, dem demineralisierten Wasser, des Beckens 11 hinausgeführt. Mögliche Kontaminationen und Strahlungsbelastungen durch abtropfendes Wasser werden somit von vornherein vermieden. 2 shows a longitudinal section of a dip tank 2 , The dip tank 2 points next to the flood area 3 also a pressure chamber 35 which can be filled with compressed air or a similar compressed gas. The pressure chamber 35 is via a pressure line 37 with the flood room 3 connected. The pressure line 37 has a shut-off device 39 on, through which the pressure line 37 can be closed or opened. The obturator 39 For this purpose, preferably a remotely operable valve. At the geodetically lowest point of the flood area 3 is the fluid supply 4 provided, which is a control valve 41 , For example, a check valve has. When opening the pressure line 37 the compressed air enters the flood area 3 and displaces some of the water therein through the fluid supply 4 in the basin 11 out. By opening the pressure line 37 is thus the buoyancy of the diving tank 2 increases, causing a lifting of an object 10 , in particular a fuel element, is achieved. By opening the fluid supply 4 to the basin 11 Penetrate additional water into the flood area 3 when gas is released from the flood space or fluid is pumped into the flood space, thereby increasing the weight and the dip tank 2 lowers. By a remote control of all components such as gripping device 5 , Obturator 39 , a drive 7 with a propeller 7a and a rudder 7b and control valve 41 is the device 1 almost like a remote-controlled submarine. In this case, there are no feeds and lines from the liquid, the demineralized water, of the basin 11 led out. Possible contaminations and radiation pollution caused by dripping water are avoided from the outset.

Gemäß der 3 verjüngt sich der Tauchbehälter 2 an seinen gegenüberliegenden Stirnseiten, oder in anderen Worten: Er läuft an seinen Stirnseiten jeweils spitz zu. Der Tauchbehälter 2 wird also an seinen Stirnseiten von jeweils zwei aufeinander zulaufenden Seitenflächen 43 begrenzt. Die von den Seitenflächen 43 Kante 45 kann spitz zulaufend, aber auch abgeflacht oder abgerundet sein. Der von den Seitenflächen 43 eingeschlossene Winkel ist vorteilhafterweise im wesentlichen einem Winkel angepaßt, der auch von Wänden des Beckens 11 eingeschlossen wird. Vorzugsweise beträgt dieser Winkel 90°. An den Spitzen ist jeweils eine Greifvorrichtung 5 angeordnet, wie es in 3 schematisch skizziert ist.According to the 3 the dip tank tapers 2 on its opposite end faces, or in other words: he runs at his front pages each pointed. The dip tank 2 So is at its front sides of two converging side surfaces 43 limited. The from the side surfaces 43 edge 45 may be tapered, but also flattened or rounded. The one from the side surfaces 43 included angle is advantageously substantially adapted to an angle which also from walls of the pool 11 is included. Preferably, this angle is 90 °. At the tips is in each case a gripping device 5 arranged as it is in 3 schematically outlined.

Diese Ausführungsform des Tauchbehälters 2 erlaubt es, auch in einem Eckbereich eines Beckens 11 gelagerte Gegenstände 10 aufzuheben bzw. Gegenstände 10 dort abzulagern. Infolge der Anordnung von zwei Greifvorrichtungen 5 an dem Tauchbehälter 2 steht bei dem Transport eines Gegenstandes 10 noch eine zweite Greifvorrichtung 5 zur Verfügung. Sie bildet quasi eine Leerposition, in die ein zweiter Gegenstand 10 aufgenommen werden kann. Dies wirkt sich beispielsweise bei dem Austausch von Brennelementen positiv aus. In einem Arbeitsgang kann ein altes und verbrauchtes Brennelement von der Vorrichtung 1 mittels der zweiten Greifvorrichtung 5 in die Leerposition gehoben werden und gleichzeitig kann ein neues unverbrauchtes Brennelement nach einer Drehung des Tauchbehälter 2 in die Position des alten Brennelementes mittels der ersten Greifvorrichtung 5 abgesenkt werden. Die Anzahl der Fahrten zwischen dem Brennelement-Lagerbecken 11 und dem Kernreaktor wird somit um die Hälfte vermindert und unnötige Leerfahrten der Vorrichtung 1 werden vermieden. Der Austausch von abgebrannten Brennelementen läßt sich daher schneller durchführen. Je nach Größe des Tauchbehälters 2 und Ausgestaltung der Vorrichtung 1 können auch mehrere Brennelemente gleichzeitig transportiert werden.This embodiment of the diving tank 2 allows it, even in a corner of a basin 11 stored objects 10 to lift or objects 10 deposit there. Due to the arrangement of two gripping devices 5 on the dip tank 2 is in the transport of an object 10 still a second gripping device 5 to disposal. It forms a quasi empty position into which a second object 10 can be included. This has a positive effect, for example when replacing fuel assemblies. In one operation, an old and spent fuel from the device 1 by means of the second gripping device 5 can be lifted into the empty position and at the same time can a new unused Fuel element after a rotation of the dip tank 2 in the position of the old fuel assembly by means of the first gripping device 5 be lowered. The number of trips between the fuel pool 11 and the nuclear reactor is thus reduced by half and unnecessary empty runs of the device 1 are avoided. The replacement of spent fuel can therefore be carried out faster. Depending on the size of the diving tank 2 and embodiment of the device 1 It is also possible to transport several fuel elements at the same time.

Mit der Vorrichtung kann über eine Regelung des Auftriebes eines Tauchkörpers ein Gegenstand in einem mit Flüssigkeit gefüllten Becken gehoben, gesenkt und transportiert werden. Die Vorrichtung eignet sich hierdurch besonders für den Einsatz in einer Kernkraftanlage zur Handhabung eines Brennelementes, eines Steuerstabes oder eines irgendwie gearteten beweglichen Einbauteils eines Reaktordruckbehälters. Durch den geringen Platzbedarf der Vorrichtung kann diese außerhalb der eigentlichen Einsatzzeiten aus dem Sicherheitsbehälter der Kernkraftanlage herausgebracht und separat gelagert werden.With the device can over a regulation of the buoyancy of a submersible an object in a with liquid filled Basin lifted, lowered and transported. The device is suitable This is especially for the use in a nuclear power plant for handling a fuel element, a control rod or any kind of movable mounting component a reactor pressure vessel. Due to the small footprint of the device, this can be outside the actual deployment times from the security container Nuclear power plant brought out and stored separately.

Claims

Contraption ( 1 ) for lifting, lowering and transporting at least one in a liquid-filled basin ( 11 ), movable object ( 10 ), with a floatable dip tank ( 2 ) and with at least two gripping devices ( 5 ) for gripping and holding the object ( 10 ) connected to the dip tank ( 2 ), which one with a fluid ( 13 ) fillable, closed flood space ( 3 ) which is connected to a fluid supply ( 4 ), so that the flood area ( 3 ) Fluid ( 13 ) can be fed or discharged, wherein the dip tank ( 2 ) is open at the bottom and at its opposite end faces in each case a pair of side surfaces ( 43 ), which form a tapered region, and in each case a gripping device ( 5 ) within the diving tank ( 2 ) is arranged in the tapered areas.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, wherein the pair of side surfaces ( 43 ) pointed on one edge ( 45 ).

Contraption ( 1 ) according to claim 2, wherein the edge ( 45 ) runs vertically such that the dip tank ( 2 ) with this edge ( 45 ) to a vertical corner of the basin ( 11 ) can be applied.

Contraption ( 1 ) according to claim 2 or 3, wherein the of the side surfaces ( 43 ) included angle is 90 °.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the gripping devices ( 5 ) are arranged movable.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the gripping devices ( 5 ) each via a power transmission element ( 8th ) in the form of a rope, a chain or a rod with the dip tank ( 2 ) are connected.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the flood space ( 3 ) has a volume of 0.5 m ³ to 2.0 m ³ , in particular 1 m ³ , has.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which a drive ( 7 ) for horizontal displacement of the gripping devices ( 5 ) and / or the diving container ( 2 ) is provided.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the dip tank ( 2 ) the gripping devices ( 5 ) encloses like a bell.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the gripping devices ( 5 ) an additional lifting device ( 16 ) for lifting the article ( 10 ) exhibit.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, with a guide ( 6 ) for stabilizing the diving tank ( 2 ).

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which a feed device ( 9 ), in particular a pump, for filling and emptying the flood space ( 3 ) with gas ( 14 ), in particular air, is provided.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims 1 to 11, in which the dip tank ( 2 ) a pressure chamber ( 35 ) for receiving pressurized compressed gas ( 14 ), wherein the pressure chamber ( 35 ) via a pressure line forming the gas supply ( 37 ) with the flood area ( 3 ) and with a remote-controlled obturator ( 39 ) lockable and is releasable.

Contraption ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein the handled article ( 10 ) is a fuel assembly, a control rod or a component of a reactor pressure vessel in a reactor pressure vessel, a fuel storage pool or a transport tank basin of a nuclear power plant.

Method for lifting, lowering and transporting an object ( 10 ), in particular a fuel element, a control rod or a component of a reactor pressure vessel, in a liquid-filled tank ( 11 ) or in the reactor Pressure vessel of a nuclear power plant, with a downwardly open dip tank ( 2 ) with a flood area ( 3 ) with a variable amount of fluid ( 13 ) and a number of with the dip tank ( 2 ), within which arranged gripping devices ( 5 ), wherein a) one of the gripping devices ( 5 ) into a position over the object ( 10 b) by controlling an amount of gas ( 14 ) in the flood area ( 3 ) the dip tank ( 2 ) is moved so that the gripping device ( 5 ) into an object ( 10 ) tangible position is lowered, c) the object ( 10 ) with the gripping device ( 5 ) is gripped and held, d) the gripping device ( 5 ) along a vertical axis ( 21 ) and the subject ( 10 ) into the interior of the diving tank ( 2 ), e) by regulating the amount of gas ( 14 ) in the flood area ( 3 ) the object ( 10 ) is lifted to a predefinable height, f) with a further gripping device ( 5 ) a further object recorded analogously to steps a) to e) ( 10 ) or an already carried further object ( 10 ) by re-regulating the amount of gas ( 14 ) in the flood area ( 3 ) is lowered into a designated settling position.