DE4235681A1 - Geraet zum zusammenbauen einer kernbrennelementanordnung - Google Patents
Geraet zum zusammenbauen einer kernbrennelementanordnungInfo
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Description
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Be
schicken einer in einem Kernreaktor wie etwa einem
Druckwasserreaktor oder dergleichen zu verwendenden Kernbrenn
stoffanordnung oder Kernbrennelementanordnung mit Brennstäben.
Eine herkömmliche Brennstoff- oder Brennelementanordnung ist
z. B. aus der US-PS 50 68 081 bekannt und in Fig. 3 gezeigt.
In Fig. 3 bezeichnen die Bezugszeichen 1 und 2 Deck- und
Bodendüsen bzw. Deck- und Boden-Abschlußelemente, die vertikal
angeordnet sind und sich mit Abstand gegenüberliegen, wobei
sich eine Mehrzahl starr befestigter Steuerstab-Führungsrohre
3 (im folgenden als Führungsrohre 3 bezeichnet) zwischen dem
Deck-Düsenelement oder -Abschlußelement 1 und dem Boden-
Düsenelement bzw. -Abschlußelement 2 befinden. Im mittleren
Abschnitt der Führungsrohre 3 ist eine Mehrzahl von Gittern 4
vertikal mit gegenseitigem Abstand angeordnet.
Die Gitter 4 sind aus einer Vielzahl von Riemen, Bändern oder
Streifen 7 hergestellt, die aus dünnen Metallstreifen bestehen
und in der Längsrichtung ausgebildete Schlitze 8 besitzen, wie
in Fig. 4 gezeigt. Die Schlitze 8 werden miteinander ver
riegelt bzw. in gegenseitigen Eingriff gebracht, um eine in
Fig. 5 gezeigte gitterförmige Struktur zu bilden, wobei jeder
durch die Streifen umgebene Raum als Gitterzelle 5 bekannt ist
bzw. bezeichnet wird. Jede Gitterzelle 5 ist mit Vertiefungen
bzw. Vorsprüngen 8 und Federn 10 versehen, die an den
gegenüberliegenden Wänden der Gitterzellen 5 gebildet sind.
Ein in eine Gitterzelle 5 eingeführter Brennstab 6 wird, wie
in Fig. 6 gezeigt, durch die Feder 10 gegen die Vertiefung
oder den Vorsprung 9 gedrückt, wodurch der Brennstab 6 fest in
der Gitterzelle 5 gehalten wird.
Es gibt verschiedene Ansätze bezüglich der beim Zusammenbauen
einer solchen Anordnung eingesetzten Schritte. Beispielsweise
werden bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Methode die Gitter
4 in vorbestimmten Abständen angeordnet und die Führungsrohre
3 und ein Meßrohr 3 in vorbestimmte Gitterzellen 5 jedes Git
ters 4 eingeführt und fixiert, wonach die Brennstäbe 6 in die
anderen Gitterzellen 5 jedes Gitters 4, die durch die Stütz
rohre 3 gehalten sind, eingeführt werden. Bei einem zweiten
Verfahren werden zuerst die Brennstäbe 6 in die Gitterzellen 5
eingebracht und dort festgehalten, wonach die Steuerstab-Füh
rungsrohre 3 und ein Meßrohr in die anderen Gitterzellen 5 des
Gitters 4 eingeführt werden. Danach erfolgt das starre Be
festigen der Führungsrohre 3 an den Gittern. Ein Verfahren zum
Einführen von Brennstäben 6 in Gitterzellen 5 unter Verwendung
einer Einzieh-Beschickungsvorrichtung ist beispielsweise aus
der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung H2-1 81 699
bekannt. Dort wird eine Schlüsseleinrichtung zur Deaktivierung
der Federn 10 eingesetzt, wonach die Einziehstäbe einer Ein
zieheinrichtung durch die Gitter 5 hindurch verlängert werden,
die Spitzen der in einem Brennstabmagazin untergebrachten
Brennstäbe 6 durch eine an den Einziehstäben angebrachte
Greifeinrichtung ergriffen werden, und die Brennelementanord
nung mit den Brennstäben 6 durch Einziehen der Brennstäbe 6 in
die Gitterzellen 5 der Gitter 4 eingebracht werden.
Allerdings sind Probleme beim Einbringen der Brennstäbe 6 mit
tels der Einziehstäbe nach Befestigung der Führungsrohre 3
(und eines Meßrohrs) an den Gittern 4 vorhanden. Eines dieser
Probleme besteht in den mechanischen Störungen oder Wechsel
wirkungen, die zwischen den Einziehstäben und den installier
ten Führungsrohren 3 auftreten, wenn versucht wird, die Brenn
stäbe 6 in die Gitter 4 einzuführen. Diese mechanischen
Störungen oder Wechselwirkungen sind dadurch bedingt, daß ge
wisse Gitterzellen 5 bereits durch die zylindrischen Einfüh
rungsteile der am Einlaß der Gitter angeordneten Führungsrohre
3 belegt sind. Bei einem solchen System dürfen diejenigen Ein
ziehstäbe, die den durch die Führungsrohre 3 belegten Gitter
zellen 5 entsprechen, nicht aktiviert werden und es sollten
lediglich diejenigen Einziehstäbe aktiviert werden, die den in
die Gitterzellen 5 einzuziehenden Brennstäben 6 entsprechen.
Als Ergebnis ist der Beschickungsmechanismus aufgrund des Er
fordernisses einer speziellen Steuereinrichtung zur Auswahl
der korrekten Einziehstäbe komplex. Weiterhin muß die Betäti
gung der Einziehstäbe wegen der für jede Gitterzellenlage
unterschiedlichen Anordnung der Führungsrohre in den Gittern
für jede Gitterzellenlage eingestellt werden, wodurch sich ein
langwieriger und mühsamer Vorgang der Brennstabeinbringung er
gibt.
Vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf solche Probleme
der herkömmlichen Brennstabeinbringungseinrichtungen des Ein
ziehstab-Typs getätigt und hat als eine Zielsetzung die Schaf
fung eines Beschickungsgeräts des Einziehstab-Typs mit ein
fachem mechanischen Aufbau, das effizient und rasch bezüglich
der Einbringung der Brennstäbe in die Brennelementanordnung
arbeitet, ohne daß das Erfordernis einer speziellen Wählein
richtung besteht. Das erfindungsgemäße Zusammenbaugerät umfaßt
ausgehend von der Brennstab-Eintrittsseite des Zusammenbauge
räts
a) ein um eine zentrale Achse angeordnetes bzw. mit dieser ausgerichtetes Brennstabmagazin, das an dem eintritts seitigen Ende des Geräts angeordnet ist und zum Unter bringen von sich in Längsrichtung parallel erstrecken den Brennstäben dient,
b) um die zentrale Achse angeordnete bzw. mit dieser aus gerichtete Stützrahmen zum Stützen der Gitter derart, daß die Gitterzellen in die Richtung der sich in Längs richtung erstreckenden Brennstäbe weisen, und
c) eine Einzieh-Beschickungseinrichtung zum Einbringen von Brennstäben, die um die zentrale Achse angeordnet bzw. mit dieser ausgerichtet und frei drehbar an dem den Brennstabmagazin gegenüberliegenden austrittsseitigen Ende des Geräts angeordnet ist und die eine Mehrzahl von Einziehstäben umfaßt, die mit einer an ihrem Ende angebrachten Greifeinrichtung zum Er greifen und Einführen der Brennstäbe in die Brennele mentanordnung versehen sind,
d) wobei die zum Einführen der Brennstab-Führungsrohre dienenden Rohr-Zellen derart in der Gitterstruktur des oder der Gitter angeordnet sind, daß die Positionen der Rohr-Zellen in einem Quadranten der Gitter mit den Positionen der Rohr-Zellen in den verbleibenden drei Quadranten bei Drehung des einen Quadranten in Schritten um jeweils 90° um die zentrale Achse der Gitter entsprechen, und
e) wobei die Einzieh-Beschickungseinrichtung mit einer Mehrzahl von Einziehstäben versehen ist, deren Länge ausreichend ist, um das eintrittsseitige Ende der Brennstäbe durch in Längsrichtung erfolgende Bewegung entlang der zentralen Achse zu erreichen, und die mit den Positionen der Brennstab-Zellen zum Festhalten der Brennstäbe in diesen ausgerichtet sind und diesen ent sprechen.
a) ein um eine zentrale Achse angeordnetes bzw. mit dieser ausgerichtetes Brennstabmagazin, das an dem eintritts seitigen Ende des Geräts angeordnet ist und zum Unter bringen von sich in Längsrichtung parallel erstrecken den Brennstäben dient,
b) um die zentrale Achse angeordnete bzw. mit dieser aus gerichtete Stützrahmen zum Stützen der Gitter derart, daß die Gitterzellen in die Richtung der sich in Längs richtung erstreckenden Brennstäbe weisen, und
c) eine Einzieh-Beschickungseinrichtung zum Einbringen von Brennstäben, die um die zentrale Achse angeordnet bzw. mit dieser ausgerichtet und frei drehbar an dem den Brennstabmagazin gegenüberliegenden austrittsseitigen Ende des Geräts angeordnet ist und die eine Mehrzahl von Einziehstäben umfaßt, die mit einer an ihrem Ende angebrachten Greifeinrichtung zum Er greifen und Einführen der Brennstäbe in die Brennele mentanordnung versehen sind,
d) wobei die zum Einführen der Brennstab-Führungsrohre dienenden Rohr-Zellen derart in der Gitterstruktur des oder der Gitter angeordnet sind, daß die Positionen der Rohr-Zellen in einem Quadranten der Gitter mit den Positionen der Rohr-Zellen in den verbleibenden drei Quadranten bei Drehung des einen Quadranten in Schritten um jeweils 90° um die zentrale Achse der Gitter entsprechen, und
e) wobei die Einzieh-Beschickungseinrichtung mit einer Mehrzahl von Einziehstäben versehen ist, deren Länge ausreichend ist, um das eintrittsseitige Ende der Brennstäbe durch in Längsrichtung erfolgende Bewegung entlang der zentralen Achse zu erreichen, und die mit den Positionen der Brennstab-Zellen zum Festhalten der Brennstäbe in diesen ausgerichtet sind und diesen ent sprechen.
Beim erfindungsgemäßen Zusammenbaugerät ist es möglich, ein
Viertel aller bei der Brennelementanordnung erforderlichen
Brennstäbe in einem einzigen Ladevorgang einzubringen, indem
einfach die Einziehstäbe in das Brennstabmagazin eingeführt
und die Brennstäbe nach Ergreifen der Brennstabenden in die
Gitterzellen unter Zurückziehung der Einziehstäbe in die Be
schickungseinrichtung eingezogen werden.
Bei der vorstehenden Schrittfolge besteht keine Notwendigkeit
zur Auswahl der zu aktivierenden Einziehstäbe nach jeder Um
drehung der Beschickungseinrichtung um 90° um die zentrale
Achse für eine Einführung, um die durch Führungsrohre belegten
Gitterzellen zu vermeiden. Dies beruht darauf, daß die Ein
ziehstäbe bereits so angeordnet sind, daß sie denjenigen
Gitterzellen entsprechen, die für die Brennstäbe vorgesehen
sind.
Nach Einführung eines Viertels der erforderlichen Stäbe in die
Brennelementanordnung wird die Einzieh-Beschickungseinrichtung
um 90° gedreht und die Beschickungsabfolge der Einziehstäbe
wiederholt, um die Brennstäbe in den nächsten Quadranten der
Gitter einzuladen. Durch Wiederholung der vorstehenden
Schritte für die zwei verbleibenden Gitterquadranten werden
alle Brennstäbe in die Brennelementanordnung eingeführt. Ein
solcher vereinfachter Einführungsvorgang ist durch die exakte
Duplizierung der zugeordneten Positionen der Rohr-Zellen in
einem Quadranten eines Gitters für die verbleibenden drei Qua
dranten ermöglicht, so daß die Einziehstäbe bei jeder 90°-
Drehung der Einzieh-Beschickungseinrichtung so angeordnet
sind, daß sie den den Brennstäben zugeordneten Gitterzellen im
Gitter entsprechen, so daß die Brennstäbe lediglich in die den
Brennstäben zugeordneten Gitterzellen eingeführt werden. Die
erfindungsgemäße Beschickungseinrichtung führt daher zu einer
Vereinfachung des Ladevorgangs, da die Verwendung einer bei
herkömmlichen Einziehstab-Brennstab-Beschickungseinrichtungen
erforderlichen Einziehstab-Wähleinrichtung nicht erforderlich
ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher be
schrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungs
beispiels des erfindungsgemäßen Zusammenbaugeräts,
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Schnitts ent
lang einer in Fig. 1 gezeigten Linie A-A,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer herkömmlichen Brennstoff
bzw. Brennelementanordnung,
Fig. 4 eine Front- bzw. Draufsicht auf einen bei der Her
stellung der Gitterzellen der Gitter benutzten
Riemen bzw. Streifen,
Fig. 5 eine Schnittansicht einer Brennelementanordnung,
die eine Mehrzahl von Brennstäben und eine Mehrzahl
von die Brennelementanordnung zusammenhaltenden
Führungsrohren aufweist, und
Fig. 6 eine vergrößerte Teilansicht einer Gitterzelle, die
einen Brennstab fest in ihr hält.
Im folgenden wird ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 er
läutert. Bei der folgenden Beschreibung sind Komponentenab
schnitte bzw. Merkmale, die mit denjenigen der herkömmlichen
Brennelementanordnung gemeinsam sind, mit denselben Bezugs
zahlen bezeichnet und werden nicht erläutert. Bei der nach
folgenden Beschreibung ist die Richtung auf die Wanderrichtung
der Brennstäbe bezogen, die gemäß der Darstellung in Fig. 1
in Längsrichtung von rechts nach links wandern. Daher ist die
rechte Seite einer Komponente oder einer Vorrichtung als die
Eintrittsseite und deren linke Seite als die Austrittsseite
bezeichnet.
Das erste Ausführungsbeispiel der Zusammenbauvorrichtung um
faßt ausgehend von der Brennstab-Eintrittsseite der Zusammen
bauvorrichtung
a) ein Brennstabmagazin 30, in dem eine Vielzahl von sich in Längsrichtung parallel erstreckenden Brenn stäben 6 untergebracht ist und das an der Ein trittsseite der Zusammenbauvorrichtung (rechts in Fig. 1) angeordnet ist,
b) sieben Gitterstützrahmen 20 (als Stützrahmen 20 be zeichnet), die die Gitter 4 derart stützen, daß die Gitterzellen 5 in die Richtung der länglichen Brennstäbe 6 gewandt oder gerichtet sind, und
c) eine Mehrzahl von Einziehstäben 40, die in einer an der Austrittsseite der Vorrichtung unter Zwischen lage der Stützrahmen 20 angeordneten Einzieh-Be schickungsvorrichtung 50 untergebracht sind und zum Ergreifen der Spitzen der Brennstäbe 6 an deren Austrittsseite (linkes Ende in Fig. 1) ausgelegt sind.
a) ein Brennstabmagazin 30, in dem eine Vielzahl von sich in Längsrichtung parallel erstreckenden Brenn stäben 6 untergebracht ist und das an der Ein trittsseite der Zusammenbauvorrichtung (rechts in Fig. 1) angeordnet ist,
b) sieben Gitterstützrahmen 20 (als Stützrahmen 20 be zeichnet), die die Gitter 4 derart stützen, daß die Gitterzellen 5 in die Richtung der länglichen Brennstäbe 6 gewandt oder gerichtet sind, und
c) eine Mehrzahl von Einziehstäben 40, die in einer an der Austrittsseite der Vorrichtung unter Zwischen lage der Stützrahmen 20 angeordneten Einzieh-Be schickungsvorrichtung 50 untergebracht sind und zum Ergreifen der Spitzen der Brennstäbe 6 an deren Austrittsseite (linkes Ende in Fig. 1) ausgelegt sind.
Jedes Gitter 4 ist, wie in Fig. 5 gezeigt, in vier Quadranten
4a, 4b, 4c, und 4d unterteilt, die durch zwei orthogonale
Linien 1,m gebildet sind, die durch die koaxial mit der zen
tralen Achse 0 der Gitter 4 verlaufende Mittelachse 0 der Zu
sammenbauvorrichtung gehen. Vier Gitterzellen für Führungs
rohre 5a (im folgenden auch als Rohr-Zellen 5a, d. h. als die
jenigen Gitterzellen 5 bezeichnet, die zum Einführen von Füh
rungsrohren 3 dienen) sind in jedem der Quadranten symmetrisch
derart verteilt, daß die Positionen der Rohr-Zellen 5a in
einem Quadranten exakt mit allen anderen Quadranten zusammen
fallen, wenn ein beliebiger Quadrant in 90°-Schritten um die
Mittelachse 0 gedreht wird. Anders ausgedrückt sind die Rohr-
Zellen 5a symmetrisch um die Mittelachse 0 angeordnet. Die
Einziehstäbe oder Einziehstangen 40 sind derart positioniert,
daß sie den Positionen der Brennstäbe 6 im Brennstabmagazin 30
sowie den Brennstab-Zellen 5b (d. h. denjenigen Gitterzellen
5, die zum Halten von Brennstäben 6 gedacht sind) in jedem der
vier Quadranten entsprechen. Anders ausgedrückt sind die
Brennstäbe 6 in spezifischen Brennstab-Zellen 5b des oder der
Quadranten plaziert, um eine Duplikation oder Überschneidung
mit den Rohr-Zellen 5a zu vermeiden.
Die innerhalb eines Quadranten angeordnete Gruppe von Einzieh
stäben 40 ist als Einheit um die Mittelachse 0 mit Hilfe einer
Dreheinrichtung drehbar, die an der Einzieh-Beschickungsvor
richtung 50 angeordnet ist, die alle Einziehstäbe 40 trägt,
wie in Fig. 1 gezeigt ist. Die Länge der Einziehstäbe 40 ist
derart, daß sie die im Brennstabmagazin 30 untergebrachten
Brennstäbe 6 durch die Gitterzellen 5 hindurch erreichen
können, indem sie frei entlang der Längsrichtung über eine
längliche bzw. sich in Längsrichtung erstreckende Basis 57 be
wegt werden. Die Stützrahmen 20 sind mit einem gegebenen Ab
stand auf einer drehenden Basis 21 angeordnet, die sich in der
Brennstab-Richtung erstreckt. Die drehende Basis 21 kann mit
tels einer Kraftquelle in eine vertikale Position angehoben
werden, wenn der Vorgang der Einführung der Brennstäbe beendet
ist.
Die Spitzen der Einziehstäbe 40 (an der Eintrittsseite) sind
mit einer Greifvorrichtung 41 zum Ergreifen der Brennstäbe 6
versehen und weiterhin mit einer Anzahl von Halteplatten 41
zum Halten der Brennstäbe in spezifischer Ausrichtung bzw. An
ordnung ausgestattet.
Die Einzieh-Beschickungsvorrichtung 50 umfaßt
a) eine ausgedehnte oder verlängerte L-förmige Basis 51, deren Querschnitt in Fig. 2 gezeigt ist und die in Längsrichtung angeordnet ist sowie die Ein ziehstäbe 40 über Stützplatten 42 hält,
b) Führungsschienen 52, die an beiden Randabschnitten der L-förmigen langgestreckten Basis 51 angebracht sind und sich in der Längsrichtung erstrecken,
c) Führungsteile 53, die von den beiden der langge streckten Basis 51 zugewandten Seitenflächen der Stützplatten 42 vorspringen und in gleitendem Ein griff mit den Führungsschienen 52 stehen,
d) einen Motor 55, der an der Austrittsseite der lang gestreckten Basis 51 (linkes Ende in Fig. 1) ange ordnet ist und zum Drehen der Basis 51 um die ko axial zur Mittelachse 0 der Gitter 4 verlaufende Mittelachse 0 über ein Getriebe 54 dient,
e) eine in Fig. 1 gezeigte Übertragungs- oder Trans portbasis 56, die nahe dem austrittsseitigen Ende der Einziehstäbe 40 angeordnet ist und einen Linearmotor enthält, der die gesamten Einziehstäbe 40 in Richtung zu den Gittern 4 bewegt,
f) eine längliche Basis 57, die sich auf der langge streckten Basis 51 in Längsrichtung zwischen der Transportbasis 56 und der langgestreckten Basis 51 erstreckt
g) eine ringförmige drehbare Schiene 58, die in der Umfangsrichtung dreht, nahe jedem Ende der Einzieh stäbe 40 angeordnet ist und zum Führen der Drehbe wegungen der langgestreckten Basis 51 und der Ein ziehstäbe 40 dient, die mit Hilfe des Motors 55 und des Getriebes 54 um die Mittelachse 0 drehen,
h) eine nicht gezeigte umfangsmäßige Drehführung, die zwischen den drehbaren Schienen 58 und sowohl der langgestreckten Basis 57 als auch der Stützplatte 42 angeordnet ist und abnehmbar an der langge streckten Basis 57 und der Stützplatte 42 derart angebracht ist, daß sie die Bewegung der Einzieh stäbe 40 mit den drehbaren Schienen 58 nicht stört, und
i) Schienenträger 52, die die drehbaren Schienen 58 halten.
a) eine ausgedehnte oder verlängerte L-förmige Basis 51, deren Querschnitt in Fig. 2 gezeigt ist und die in Längsrichtung angeordnet ist sowie die Ein ziehstäbe 40 über Stützplatten 42 hält,
b) Führungsschienen 52, die an beiden Randabschnitten der L-förmigen langgestreckten Basis 51 angebracht sind und sich in der Längsrichtung erstrecken,
c) Führungsteile 53, die von den beiden der langge streckten Basis 51 zugewandten Seitenflächen der Stützplatten 42 vorspringen und in gleitendem Ein griff mit den Führungsschienen 52 stehen,
d) einen Motor 55, der an der Austrittsseite der lang gestreckten Basis 51 (linkes Ende in Fig. 1) ange ordnet ist und zum Drehen der Basis 51 um die ko axial zur Mittelachse 0 der Gitter 4 verlaufende Mittelachse 0 über ein Getriebe 54 dient,
e) eine in Fig. 1 gezeigte Übertragungs- oder Trans portbasis 56, die nahe dem austrittsseitigen Ende der Einziehstäbe 40 angeordnet ist und einen Linearmotor enthält, der die gesamten Einziehstäbe 40 in Richtung zu den Gittern 4 bewegt,
f) eine längliche Basis 57, die sich auf der langge streckten Basis 51 in Längsrichtung zwischen der Transportbasis 56 und der langgestreckten Basis 51 erstreckt
g) eine ringförmige drehbare Schiene 58, die in der Umfangsrichtung dreht, nahe jedem Ende der Einzieh stäbe 40 angeordnet ist und zum Führen der Drehbe wegungen der langgestreckten Basis 51 und der Ein ziehstäbe 40 dient, die mit Hilfe des Motors 55 und des Getriebes 54 um die Mittelachse 0 drehen,
h) eine nicht gezeigte umfangsmäßige Drehführung, die zwischen den drehbaren Schienen 58 und sowohl der langgestreckten Basis 57 als auch der Stützplatte 42 angeordnet ist und abnehmbar an der langge streckten Basis 57 und der Stützplatte 42 derart angebracht ist, daß sie die Bewegung der Einzieh stäbe 40 mit den drehbaren Schienen 58 nicht stört, und
i) Schienenträger 52, die die drehbaren Schienen 58 halten.
Im folgenden wird der Betrieb des Ausführungsbeispiels der Zu
sammenbauvorrichtung erläutert.
Zunächst werden durch Ansteuerung des an der Transportbasis 56
angebrachten Linearmotors die Einziehstäbe 40 entlang der
länglichen Basis 57 (d. h. entlang der langgestreckten Basis
51) in Richtung zu den Gittern 4 längsbewegt, so daß sie nach
Durchlaufen der Gitterzellen 5 der Gitter 4 die austrittssei
tigen Spitzenenden der im Brennstabmagazin 30 untergebrachten
Brennstäbe 6 erreichen. Dann berühren und ergreifen die Greif
einrichtungen 41 die spitzen Enden der Brennstäbe 6.
Die Einziehstäbe 40 können durch die Gitterzellen 5 der Gitter
4 ohne irgendwelche Störungen seitens der Führungsrohre 3 hin
durchtreten, da alle Einziehstäbe 40 in einem bestimmten Qua
dranten den den Brennstäben 6 zugeordneten Brennstab-Zellen 5b
entsprechen, die innerhalb des bestimmten Quadranten der Git
ter 4 angeordnet sind.
Nachfolgend wird der Linearmotor erneut angesteuert, um die
Einziehstäbe 40 zurückzuziehen, so daß die durch die Einzieh
stäbe 40 ergriffenen Brennstäbe 6 in die Brennstab-Zellen 5b
der Gitter 4 eingezogen werden. Damit ist es möglich, ein
Viertel aller Brennstäbe 6 in einem Vorgang durch einfaches
Zurückziehen der Einziehstäbe 40 einzubringen.
Nachdem die Brennstäbe 6 korrekt in den Brennstab-Zellen 5b
der Gitter 4 positioniert sind, geben die Greifvorrichtungen
41 die Brennstäbe 6 frei und die Einziehstäbe 40 werden
geringfügig in Richtung zur Austrittsseite zurückgezogen, um
in ihre ursprüngliche Position zurückzukehren. Danach werden
die Einziehstäbe 40 mit Hilfe des Motors 55 der Einzieh-
Beschickungsvorrichtung 50 (über das Getriebe 54, die ver
längerte Basis 51 und die Stützplatte 42) um die Mittelachse 0
(s. Fig. 1) um 90° gedreht. Durch diesen Vorgang werden die
Einziehstäbe 40 in dem am nächsten benachbarten Quadranten in
die Lade- bzw. Einziehpositionen (s. Fig. 5) bewegt, um das
Einziehen der in dem Quadranten des Brennstabmagazins 40 ange
ordneten Brennstäbe 6 in den entsprechenden Quadranten der
Gitter 4 der Brennelementanordnung zu ermöglichen.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Gitterzellen 5
der Gitter 4 in vier Quadranten 4a, 4b, 4c und 4d unterteilt
und die Gitterzellen 5 in jedem Quadranten sind derart zuge
ordnet, daß, wenn die Einziehstäbe 40 um einen Winkel von 90°
gedreht werden, die Positionen der Rohr-Zellen 5a in einem
Quadranten stets den Rohr-Zellen 5a im nächsten Quadranten
entsprechen. Aufgrund dieser Anordnung entsprechen die Posi
tionen der Einziehstäbe 40 stets den Brennstab-Zellen 5b, wenn
die Einziehstäbe 40 in einem Quadranten um einen Winkel von
90° für die Beschickung gedreht werden, wodurch es möglich
ist, die Ausrichtung der Einziehstäbe 40 mit den Rohr-Zellen
5a zu vermeiden.
Die Einziehstäbe 40 können dann zur Einführung der Brennstäbe
6 im nächsten Quadranten in die Brennstab-Zellen 5b der Gitter
4 aktiviert werden.
Durch Wiederholen der vorstehend angegebenen Ablaufschritte
für die anderen Quadranten können alle Brennstäbe 6 im Brenn
stabmagazin 30 in die Gitter 4 einer Brennelementanordnung
eingebracht werden.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind lediglich zwei
hauptsächliche Betätigungsschritte, nämlich das Einziehen der
Brennstäbe 6 durch die Einziehstäbe 40 und das Drehen der Ein
ziehstäbe 40, erforderlich, um alle Brennstäbe 6 in die Brenn
elementanordnung einzubringen. Die Zusammenbauvorrichtung ist
vereinfacht, da die Beschickungsvorrichtung nicht auf eine
solche komplexe Einrichtung wie etwa eine Einziehstab-Wählein
richtung angewiesen ist. Der Vorgang des Zusammenbauens wird
rasch und effizient durchgeführt, da alle Brennstäbe 6 in vier
Drehschritten in die Brennelementanordnung eingebracht werden,
wodurch eine Verkürzung der Zusammenbauzeit möglich ist.
Vorliegende Erfindung ist nicht auf das besondere beschriebene
Ausführungsbeispiel beschränkt und es sind auch andere Ab
änderungen der Erfindung innerhalb des Rahmens der Ansprüche
möglich.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einziehstab-Be
schickungsvorrichtung für das wirksame und zweckmäßige Ein
bringen von Brennstäben aus einem Brennstabmagazin in eine
Brennelementanordnung. Die Steuerstab-Rohre und die Brennstäbe
werden in zugeordneten Gitterzellen (jeweils als Rohr-Zellen
und Brennstab-Zellen bezeichnet) in jedem Quadrantenabschnitt
der Gitter gehalten. Die Steuerstab-Rohre sind in einem Qua
dranten derart angeordnet, daß die Positionen der für die Füh
rungsrohre in einem Quadranten vorgesehenen Rohr-Zellen symme
trisch bezüglich einer zentralen Drehachse der Vorrichtung
sind. Sowohl die Gitterzellen als auch die Einzieh-
Beschickungsvorrichtung sind bezüglich der zentralen Drehachse
ausgerichtet. Um die Brennstäbe in die Brennelementanordnung
einzubringen, müssen lediglich die Einziehstäbe bei jeder 90°-
Drehung der Beschickungsvorrichtung um die zentrale Achse be
tätigt werden, da die Positionen der Einziehstäbe exakt den
für das Halten von Brennstäben gedachten Gitterzellen ent
sprechen. Bei dieser Art von Beschickungsvorrichtung sind
keine komplexen Schalteinrichtungen, die bei den herkömmlichen
Einziehstab-Beschickungsvorrichtungen benötigt werden,
erforderlich und es kann der Vorgang des Zusammenbauens wirk
sam und rasch ausgeführt werden.
Claims (3)
1. Vorrichtung zum Zusammenbauen einer Brennelementanord
nung mit einer Mehrzahl von Gittern (4) gitterförmiger
Struktur, die an einer zentralen Achse (0) der Vorrich
tung angeordnet sind und eine Vielzahl von Gitterzellen
(5) enthalten, in die Brennstäbe (6) und Steuerstab-
Führungsrohre (3) eingeführt werden, wobei die Gitter
zellen (5) im wesentlichen aus einer Mehrzahl von Rohr-
Zellen (5a), die an vorbestimmten Positionen in den
Gittern angeordnet sind und zum Einführen von durch die
Gitter hindurchgehenden Steuerstab-Rohren dienen, und
einer Vielzahl von Brennstab-Zellen (5b) bestehen, die
in den übrigen Positionen der Gitter angeordnet sind
und zum Halten einer Vielzahl von durch die Gitter hin
durchgehenden Brennstäben (6) dienen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in der
Reihenfolge vom eintrittsseitigen Ende der Vorrichtung
beginnend folgende Merkmale aufweist:
a) ein Brennstabmagazin (30), das mit der zen tralen Achse (0) diese umschließend ausge richtet und an dem eintrittsseitigen Ende angeordnet ist sowie zum Aufnehmen der sich in Längsrichtung parallel erstreckenden Brennstäbe (6) dient,
b) mit der zentralen Achse (0) diese umgreifend ausgerichtete Stützrahmen (20) zum Stützen der Gitter (4) derart, daß die Gitterzellen (5) in die Richtung der sich in Längsrich tung erstreckenden Brennstäbe (6) weisen, und
c) eine Einzieh-Beschickungsvorrichtung (50) zum Einbringen der Brennstäbe (6), die mit der zentralen Achse (0) diese umgreifend ausgerichtet und frei drehbar an der dem Brennstabmagazin (30) gegenüberliegenden Austrittsseite der Vorrichtung angeordnet ist und
eine Vielzahl von Einziehstäben (40) auf weist, die mit einer an ihren Spitzenenden angebrachten Greifvorrichtung (41) zum Er greifen und Einführen der Brennstäbe (6) in die Brennelementanordnung versehen sind,
d) wobei die Rohr-Zellen (5a) derart in der Gitterstruktur angeordnet sind, daß die Po sitionen der den Rohr-Zellen in einem Qua dranten der Gitter (4) zugeordneten Gitter zellen identisch mit den Positionen der Rohr-Zellen in den verbleibenden drei Qua dranten nach Drehung des einen Quadranten in Schritten von 90° um die zentrale Achse (0) der Gitter (4) ist, und
e) daß die Einziehstäbe (40) der Einzieh-Be schickungsvorrichtung (50) ausreichende Länge haben, um das eintrittsseitige Ende der Brennstäbe (6) durch Längsbewegung in Richtung zum Brennstabmagazin (30) entlang der zentralen Achse (0) zu erreichen, wobei die Einziehstäbe (40) mit den Positionen der Brennstab-Zellen (5b) ausgerichtet sind und diesen entsprechen.
a) ein Brennstabmagazin (30), das mit der zen tralen Achse (0) diese umschließend ausge richtet und an dem eintrittsseitigen Ende angeordnet ist sowie zum Aufnehmen der sich in Längsrichtung parallel erstreckenden Brennstäbe (6) dient,
b) mit der zentralen Achse (0) diese umgreifend ausgerichtete Stützrahmen (20) zum Stützen der Gitter (4) derart, daß die Gitterzellen (5) in die Richtung der sich in Längsrich tung erstreckenden Brennstäbe (6) weisen, und
c) eine Einzieh-Beschickungsvorrichtung (50) zum Einbringen der Brennstäbe (6), die mit der zentralen Achse (0) diese umgreifend ausgerichtet und frei drehbar an der dem Brennstabmagazin (30) gegenüberliegenden Austrittsseite der Vorrichtung angeordnet ist und
eine Vielzahl von Einziehstäben (40) auf weist, die mit einer an ihren Spitzenenden angebrachten Greifvorrichtung (41) zum Er greifen und Einführen der Brennstäbe (6) in die Brennelementanordnung versehen sind,
d) wobei die Rohr-Zellen (5a) derart in der Gitterstruktur angeordnet sind, daß die Po sitionen der den Rohr-Zellen in einem Qua dranten der Gitter (4) zugeordneten Gitter zellen identisch mit den Positionen der Rohr-Zellen in den verbleibenden drei Qua dranten nach Drehung des einen Quadranten in Schritten von 90° um die zentrale Achse (0) der Gitter (4) ist, und
e) daß die Einziehstäbe (40) der Einzieh-Be schickungsvorrichtung (50) ausreichende Länge haben, um das eintrittsseitige Ende der Brennstäbe (6) durch Längsbewegung in Richtung zum Brennstabmagazin (30) entlang der zentralen Achse (0) zu erreichen, wobei die Einziehstäbe (40) mit den Positionen der Brennstab-Zellen (5b) ausgerichtet sind und diesen entsprechen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützrahmen (40) an der oberen 0berseite einer
drehenden Basis (21) angeordnet sind, die sich in
Längsrichtung in der Brennstabrichtung erstreckt und
ihre Oberseite reversibel aus einer horizontalen in
eine vertikale Position dreht.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einzieh-Beschickungsvorrichtung (50) mit einer
verlängerten oder sich in Längsrichtung erstreckenden
Basis (51), die sich in Längsrichtung in der Richtung
der Einziehstäbe (40) erstreckt, und mit einer Trans
portbasis (56) versehen ist, die sich in Längsrichtung
entlang der verlängerten bzw. sich in Längsrichtung er
streckenden Basis (51) bewegt.
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GB9222030D0 (en) | 1992-12-02 |
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