DE69102259T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Reparatur eines Abstandhalters in einem Kernreaktorbrennstabbündel. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reparieren eines Abstandsgitters einer Brennelementanordnung eines wassergekühlten Kernreaktors und insbesondere einer Brennelementanordnung eines druckwassergekühlten Kernreaktors.
• Brennelementanordnungen von druckwassergekühlten Kernreaktoren weisen ein Bündel paralleler Brennstäbe und ein Gerüst zum Halten der Stäbe auf. Das Gerüst zum Halten der Stäbe besteht aus mehreren in Längsrichtung des Bündels voneinander beabstandeten Abstandsgittern, die nach Art eines regelmäßigen Netzes angeordnete Zellen bilden. Die Stäbe des Bündels, die in die Zellen der Abstandsgitter eingesetzt sind, sind in Querrichtung durch Vorsprünge und Federn, die an den Wänden der Zellen befestigt sind, gehalten. Das Gerüst der Anordnung weist Führungsrohre, die anstelle einiger der Stäbe des Bündels vorgesehen sind und die starr an den Abstandsgittern befestigt sind, sowie zwei Verschlußansätze auf, die an den Enden der Führungsrohre angebracht sind, wobei die Führungsrohre länger sind als die Stäbe.
• Vorzugsweise sind die Ansätze lösbar am Ende der Führungsrohre angebracht, so daß sie demontiert werden können um beispielsweise aus der Ferne und unter Wasser bestimmte schadhafte Stäbe der Anordnung nach einer bestimmten Verwendungsdauer der Anordnung in dem Kern des Reaktors auszutauschen.
• Während des Leerens und des Bestückens des Kerns des Reaktors können die Brennelementanordnungen durch unbeabsichtigte Erschütterungen oder durch Einwirken übermäßiger Kräfte auf ihre Strukturen beschädigt werden.
• Die Abstandsgitter, deren Umfangsrand vorspringende Bereiche der Brennelementbündel bilden, sind die Teile der Anordnung, die bei Handhabungsvorgängen der größten Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt sind.
• Überprüfungen der Abstandsgitter der Anordnungen haben ergeben, daß die an den Enden, das heißt in der Nähe der Ansätze, angeordneten Abstandsgitter bei Handhabungsvorgängen besonders gefährdet sind.
• Im Falle eines unbeabsichtigterweise beschädigten Abstandsgitters ist es beispielsweise möglich, ein neues Ersatzgerüst mit gebrauchten Brennstäben der Anordnung zu bestücken.
• Ein solcher Vorgang kann komplex, langwierig und kostspielig sein.
• Es kann sich daher als erheblich interessanter herausstellen, das beschädigte Gitter zu reparieren, anstatt ein neues Gerüst mit gebrauchten Stäben oder Ersatzstäben zu versehen, die in bezug auf ihren Urangehalt die Eigenschaften der gebrauchten Stäbe der Anordnung aufweisen.
• FR-A-2633436 beschreibt ein Verfahren zum Reparieren eines Abstandsgitters einer Brennelementanordnung eines Kernreaktors, das einen beschädigten Bereich aufweist, bei dem die Brennelementanordnung nach der Reparatur wieder im Kern des Reaktors eingesetzt werden kann.
• Es ist die Aufgabe der Erfindung ein spezifisches Verfahren zum Reparieren eines Abstandsgitters einer Brennelementanordnung eines Kernreaktors zu schaffen, der mit ein Bündel paralleler Stäbe und ein Gerüst zum Halten der Stäbe, das aus mehreren in Längsrichtung des Bündels voneinander beabstandeten Abstandsgittern besteht, die nach Art eines regelmäßigen Netzes angeordnete Zellen bilden, in die die Stäbe eingreifen, an den Abstandsgittern befestigte und anstelle bestimmter Stäbe des Bündels vorgesehene Führungsrohre und zwei Verschlußansätze aufweisen, die lösbar an den Enden der Führungsrohre befestigt sind, wobei die Länge der Führungsrohre größer ist als die Länge der Stäbe, wobei das Verfahren die Wiederverwendung der Brennelementanordnung ermöglicht, ohne daß deren Gerüst durch ein neues Gerüst ersetzt und das Gerüst mit Brennstäben bestückt werden muß.
• Zur Lösung der Aufgabe wird nach der Demontage wenigstens eines Ansatzes der Brennelementanordnung, ein Teilgitter, dessen Netz aus Zellen einem beschädigten Teil des Netzes des Abstandsgitters entspricht, dem zu reparierenden Abstandsgitter überlagert, indem die Zellen des Teilgitters in Längsrichtung der Anordnung an einem der Enden der im beschädigten Bereich des Abstandsgitters befindlichen Stäbe angreifen und eine Druckkraft auf das Teilgitter aufgebracht wird, um dieses bis zu seiner Überlagerungsposition zu dem Zwischengitter zu verschieben.
• Zum besseren Verständnis der Erfindung wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Vorrichtung im folgenden anhand eines nicht einschränkenden Beispiels in Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
• Figur 1 ist eine Seitenansicht einer Brennelementanordnung eines druckwassergekühlten Kernreaktors, dessen beschädigtes unteres Abstandsgitter nach dem erfindungsgemäßen Verfahren repariert wurde.
• Figur 2 ist eine Unteransicht eines Teilgitters zum Reparieren eines Abstandsgitters einer Brennelementanordnung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
• Figur 3 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung zum Demontieren des oberen Ansatzes der Brennelementanordnung.
• Figur 4 ist eine entlang der Linie 4-4 der Figur 5 geschnittene Teil-Seitenansicht eines oberen Austausch- Ansatzes der Brennelementanordnung.
• Figur 5 ist eine Unteransicht des Austausch-Ansatzes entlang den Linien 5-5 der Figur 4.
• Figur 6 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie 6-6 der Figur 5.
• Figur 7 ist eine entlang der Linie 7-7 der Figur 8 verlaufende Schnittdarstellung einer Vorrichtung zum Anbringen von Scheinstäben in einem Reparatur-Teilgitter der Anordnung.
• Figur 8 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie 8-8 in Figur 7.
• Figur 9 ist eine perspektivische Darstellung eines Werkzeugs zum Anbringen des Teilgitters auf einer Brennelementanordnung.
• Figur 10 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Anbringvorrichtung von Figur 9 am Ende des Vorgangs des Vorsehens des Teilgitters auf einer Brennelementanordnung.
• Figur 11 ist eine Längsschnittdarstellung eines Druckblocks, der ein Teil der in den Figuren 7 und 8 dargestellten Vorrichtung bildet.
• Figur 12 ist eine vergrößerte Darstellung des Details 12 der Figur 10.
• Figur 13 ist eine perspektivische Darstellung des dem Abstandsgitter der Brennelementanordnung überlagerten Reparatur-Teilgitters.
• Figur 1 zeigt eine Brennelementanordnung für einen Druckwasser-Kernreaktor, die allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist.
• Die Brennelementanordnung 1 weist ein Bündel paralleler Brennstäbe 2 auf, die in einem Gerüst angeordnet sind, das aus in Längsrichtung des Bündels voneinander beabstandeten Abstandsgittern 4, Führungsrohren 5, die langer sind als die Brennstäbe 2, sowie einem unteren Ansatz 6 und einem oberen Ansatz 7 besteht, die an den Enden der Führungsrohre 5 befestigt sind und die Brennelementanordnung abschließen.
• Die Abstandsgitter 4 weisen einen im wesentlichen quadratischen äußeren Rahmen auf, in dem Zellen ausgebildet sind, die jeweils einen Brennstab 2 aufnehmen und nach Art eines regelmäßigen Netzes angeordnet sind.
• Bestimmte Positionen der Brennstäbe im Netz der Abstandsgitter 4 werden von Führungsrohren 5 eingenommen, die fest an jedem der Gitter 4 angebracht sind.
• Der untere Ansatz 4 der Brennelementanordnung weist Stützfüße auf, die auf der Bodenplatte des Kerns des Reaktors ruhen sollen, wenn die Brennelementanordnung 1 in dem Kern des Reaktors angeordnet ist.
• Der untere Ansatz 7 weist Blattfedern 8 auf, die die Brennelementanordnung im Kern des Reaktors unter der oberen Platte des Kerns des Reaktors in Position halten.
• Der untere 6 und der obere Ansatz 7 der Anordnung sind durch Befestigungseinrichtungen, die im oberen Ansatz befestigt sind und in den oberen Bereich der Führungsrohre eingreifen, lösbar an den Enden der Führungsrohre 5 angebracht.
• Das untere Abstandsgitter 4a der Anordnung 1 weist in der Nähe einer seiner Ecken einen beschädigten Bereich auf, der unter Verwendung eines Teilgitters 10 repariert wurde, wobei das Abstandsgitter 4a und das Reparatur-Teilgitter 10 einander überlagernd angeordnet sind.
• Figur 2 zeigt das Reparatur-Teilgitter 10 des Abstandsgitters 4a, das aus einem Teil eines den Abstandsgittern 4 der Brennelementanordnung 1 ähnlichen Abstandsgitters besteht.
• Die Abstandsgitter 4 der Anordnung weisen einen viereckigen Rahmen auf, in dem rechtwinklig zueinander zusammengesetzte Platten viereckige Zellen begrenzen.
• Das aus viereckigen Maschen gebildete Netz jedes der Abstandsgitter weist von beiden Seiten des Vierecks gesehen siebzehn Zellen auf.
• Wie sich aus der Figur 2 ergibt, weist das rechteckige Teilgitter 10 von einem seiner Ränder 12 aus gesehen drei Zellen und vom zweiten Rand 13 aus gesehen zehn Zellen auf.
• Die Zellen 14 des Teilgitters 10 sind durch Wände mit Halteansätzen 15 und -federn 16 für die Stäbe versehen. Die Ansätze 15 und die Federn 16 können durch Stanzen und Verformen der Wände des Gitters ausgebildet oder an diese angesetzt werden.
• Zwei der Zellen 14a und 14b des Teilrosts 10 weisen keine Ansätze und Federn auf und dienen der Aufnahme von Führungsrohren 5 der Anordnung.
• Figur 3 zeigt den oberen Teil einer Brennelementanordnung 1 mit einem demontierbaren oberen Ansatz 7, auf dem in Gebrauchsposition ein allgemein mit 20 bezeichnetes Werkzeug für die Demontage des Ansatzes 7 angebracht ist.
• Das aus dem Stand der Technik bekannte Werkzeug für die Demontage des oberen Ansatzes 7 weist eine Platte 21 auf, auf der Flanschstifte wie 22 angebracht sind, die mit ihren unteren Bereichen 22a, deren radiale Ausdehnung durch am Kopfteil 22b des Stifts angebrachtes Werkzeug regelbar ist, in Einsetzlöcher des Ansatzes 7 eingreifen.
• Das Werkzeug 20 weist zwei Flanschstifte auf, die in Einsetzlöcher des Ansatzes 7, die einer Diagonalen des Ansatz folgend angeordnet sind, eingreifen.
• Das Werkzeug 20 weist eine obere Stütze 23 auf, die an der Platte 21 durch Schrauben und Muttern befestigt ist. Die Platte 21 weist ferner Hülsen 24 auf, die lotrecht zu den Positionen der Führungsrohre 5 der Brennelementanordnung angeordnet sind, deren oberer Bereich in die Adapterplatte des Ansatzes 7 eingesetzt und durch demontierbare Verbindungseinrichtungen 25 an der Adapterplatte befestigt sind. In der Verlängerung der Hülsen 24 ist die Stütze 23 derart durchbrochen, daß Handhabungsstangen angebrachte Werkzeuge 26 Zugang zu den Verbindungseinrichtungen 25 finden, um diese demontieren zu können.
• Die Handhabung des Werkzeugs 20 und dessen Anbringung auf dem Ansatz 7 der Anordnung erfolgen mittels eines Greifwerkzeugs 27, das am unteren Teil einer Stange angebracht ist und in eine auf der Stütze 23 angebrachten Greifhülse 28 eingreifen kann.
• Die Figuren 4, 5 und 6 zeigen einen Ersatz 30 für den oberen Ansatz, der nach dem Abnehmen des oberen Ansatzes 7 auf den oberen Bereich der Brennelementanordnung gesetzt werden muß.
• Der Ersatzansatz 30 kann auf die gleiche Weise wie der obere Ansatz 7 über den oberen Bereich der Führungsrohre 5 auf dem oberen Ansatz der Brennelementanordnung angebracht werden.
• Der Ersatzansatz 30 weist ein Beilagestück 31 auf, das auf der Unterseite seiner Adapterplatte 30a vorgesehen ist, um das Verkeilen der oberen Enden der Brennstäbe 2 der Anordnung, die sich in einem beschädigten Teil wenigstens eines der Abstandsgitter der zu reparierenden Anordnung befinden, zu ermöglichen.
• Das Beilagestück 31 weist mehrere übereinanderliegende Teile auf, beispielsweise 31a und 31b, wobei der Teil 31a ein Auflager für die Stäbe 2 und wenigstens ein Teil 31b eine Auflage- und Einstellplatte zur Verstellung der Gesamthöhe des Beilagestücks 31 bildet.
• Das Beilagestück 31 ist unter der Adapterplatte 30a durch Schrauben 32 befestigt, die sich durch die Teile 31a und 31b des Beilagestücks und durch die Adapterplatte 30a erstrecken und in eine Befestigungsplatte 33 eingeschraubt sind, welche an der Oberseite der Adapterplatte 30a anliegt.
• Wie auf der Figur 5 ersichtlich, weist das Beilagestück 31 Öffnungen 36 und bogenförmige Aussparungen 36' auf, die einen Durchtritt der Führungsrohre 5 der Anordnung ermöglichen, deren oberer Bereich in der Adapterplatte 30a des Ansatzes 30 befestigt ist.
• Der als Ersatz für den oberen Ansatz 7 auf dem oberen Bereich der Anordnung 1 befestigte Ersatzansatz 30 ermöglicht es über das Beilagestück 31 die in dem beschädigten Bereich des zu reparierenden Gitters befindlichen Stäbe 2 derart zu halten, daß diese Stäbe beim Einsetzen des Teilgitters nicht in Längsrichtung der Anordnung verschieben können.
• Die Figuren 7 und 8 zeigen eine Vorrichtung 35 zum Einführen von Scheinstäben in das Teilgitter, die zwei Teile 35a und 35b aufweist, welche übereinander gelegt und miteinander verbunden werden können.
• Das Teilgitter 10 kann zwischen dem als Druckblock bezeichneten Teil 35b und dem Teil 35a angeordnet sein.
• Das Teil 35a der Vorrichtung weist eine Auflagerplatte 36 und einen Montageblock 37 auf, der von zwei Löchern 38 durchsetzt ist, in die zwei Montagesäulen 39 zur Befestigung durch Schrauben eingesetzt werden können, wobei die Säulen 39 länger sind als die Länge der Öffnungen 38 und in bezug zum Montageblock 37 vorstehen.
• Die Platte 36 des Teils 35a der Vorrichtung zum Einführen von Scheinstäben ist von einem Netz von kreisförmigen Öffnungen 40 durchsetzt, deren Anordnung und Querschnittsgröße denen der Brennstäbe und der Führungsrohre der Brennelementanordnung entsprechen.
• Das Netz von Öffnungen 40 ist von einer rechteckigen Kontur begrenzt, wobei entlang der kurzen Seite der Kontur drei Öffnungen 40 und entlang der langen Seite zehn Öffnungen 40 angeordnet sind.
• Die Abmessungen dieser Kontur entsprechen denjenigen des Teilgitter 10, das in einer in bezug auf den Montageblock 37 benachbarten Position in Anlage an der Platte 36 angeordnet werden kann.
• Der Druckblock 35b weist zwei Öffnungen 41 auf, die zur Bildung von Gleitlagern 42 ausgekleidet sind.
• Der Druckblock 35b weist ebenfalls ein Netz von durchgehenden Öffnungen 43 auf, die mit dem Netz von Öffnungen 40 fluchten, die die Platte 36 durchsetzen.
• Das Teil 35a und der Druckblock 35b werden aufeinanderliegend in ihren die Netze von Öffnungen 40 bzw. 43 aufweisenden Bereichen miteinander verbunden, nachdem das Teilgitter 10 zwischen die beiden Teile 35a und 35b eingefügt ist.
• Das vorstehende Ende der Säulen 39 sitzt in der Bohrung der Lager 42 des Druckblocks 35b und ist an dem Druckblock 35b durch Schrauben befestigt, die auf Scheiben 44 aufliegen.
• Es wird ferner eine Gruppe von als Scheinstäbe bezeichneten zylindrischen Stangenabschnitten 45, deren Durchmesser gleich dem Außendurchmesser der Brennstäbe 2 der Anordnung ist, verwendet, um das zwischen den beiden Teilen 35a und 35b des Druckblocks eingesetzte und befestigte Teilgitter 10 zu bestücken.
• Die zylindrischen Abschnitte 45 oder Scheinstäbe werden nacheinander in die Zellen 14 des zur Aufnahme von Brennstäben bestimmten Teilgitters 10 eingesetzt, indem jeder der Scheinstäbe 45 in eine Öffnung 43 des Druckblocks 35b eingesetzt und die Scheinstäbe in Richtung des Pfeiles 38 gedrückt werden.
• Vor dem Einsetzen in die Öffnung 43 und die entsprechende Zelle des Gitters wird der Scheinstab 45 an seinem Ende mit einer lösbaren Spitze 47 versehen, die mittels einer Schraube befestigt ist. Die Spitze 47 ermöglicht das Wegdrücken der Federn der Zelle 14, um den Durchgang des ScheinsStabes 45 zu ermöglichen.
• Wenn der Scheinstab 45 in dem Teilgitter 10 und in der Vorrichtung 35 angeordnet ist, wird die Spitze 47 demontiert und auf einem neuen Scheinstab 45 befestigt, der seinerseits in eine Öffnung 43 und eine Zelle 14 des Teilgitters 10 eingesetzt wird.
• Wenn sämtliche Zellen 14 des Teilgitters mit Scheinstäben bestückt sind, wird das Teil 35a von dem mit den Scheinstäben versehenen Druckblock 35b getrennt, indem die Befestigungsschrauben der Säulen 39 derart entfernt werden, daß das Gitter 10 an den außerhalb der Öffnungen 43 des Druckblocks 35b befindlichen Enden der Scheinstäbe 45 befestigt bleibt.
• Die Scheinstäbe 45 weisen einen verbreiterten Bereich 45a auf, das in Anlage an den Eingang der Öffnungen 43 bringbar ist.
• Das mit Scheinstäben 45 versehene und auf dem Druckblock 35b gehaltene Teilgitter 10 kann zur Durchführung einer Reparatur eines Abstandsgitters einer Brennelementvorrichtung verwendet werden.
• Figur 11 zeigt den Druckblock 35b im Längsschnitt, und zwar in einer zur Achse der Öffnungen 43 parallelen Ebene, zwischen zwei Reihen von Öffnungen.
• Der Druckblock 35b weist Öffnungen 50 auf, die in einer zwischen zwei Reihen von Scheinstäben befindlichen Reihe angeordnet sind, wobei diese Öffnungen 50 zur Aufnahme von Flügeln zum Mischen des Kühlwassers um die Brennstäbe vorgesehen sind, wobei die Flügel aus dem Endbereich der die Zellen 14 des Teilgitters 10 begrenzenden Wände gestanzt sind.
• Beim Einsetzen des Gitters 10 zwischen die Teile 35a und 35b der Vorrichtung zum Einsetzen der Scheinstäbe gelangen die Flügel des Teilgitters in die Öffnungen 50.
• In den Figuren 9 und 10 ist ein Werkzeug dargestellt, das das Anbringen eines Reparatur-Teilgitters auf einem Abstandsgitter mit einem beschädigten Teil ermöglicht.
• Das allgemein mit dem Bezugszeichen 51 bezeichnete Anbringwerkzeug wurde umgekehrt am unteren Teil der Brennelementanordnung nach der Demontage des unteren Ansatzes dieser Anordnung angebracht.
• Das Werkzeug 51 weist eine Stützplatte 52 auf, an der eine Gruppe von Hülsen 53 und 53' angeschweißt sind, die die Stützplatte 52 in zur Stützplatte senkrechter Richtung durchsetzen und an Positionen angeordnet sind, die den Positionen der Führungsrohre 5 der Brennelementanordnung 1 entsprechen.
• Die Hülsen 53 und 53' weisen einen oberen und einen unteren Bereich 53a bzw. 53b auf, dessen Durchmesser jeweils größer als derjenige des restlichen Teils der Hülse ist. Eine Halteplatte 54 ist am unteren Ende der Hülsen 53 angebracht und ermöglicht ein positionsgenaues Halten der unteren Enden der Hulsen 53, die auf die oberen Bereiche der Führungsrohre 5 der Anordnung aufgesetzt sind. Die beiden Hülsen 53', die nicht an der Platte 54 befestigt sind, werden in die Zellen 14a und 14b des Reparaturgitters 10 eingesetzt, wenn dieses Gitter und der Druckblock 35b auf dem Werkzeug 51 angeordnet wird, wie im folgenden noch beschrieben.
• Im Inneren jeder der Hülsen 53 und 53' ist eine Montageschraube 55 oder 55' angeordnet, deren Kopf oberhalb der Stützplatte 52 in dem verbreiterten Teil 53a oder 53a' der Hülse liegt, wenn die Schraube 55 bzw. 55' in den oberen Teil des Führungsrohres 5 eingesetzt wird, um die Befestigung der Vorrichtung 51 an der Brennelementanordnung 1 zu gewährleisten.
• Im Mittelteil der Stützplatte 52 ist mit dem Instrumentenrohr 5' der Brennelementanordnung fluchtend eine Greifhülse 57 über der Platte 52 und ein Zentrierstift unter der Platte 52 angebracht.
• Das Anbringen der Vorrichtung 51 an dem unteren Teil der Brennelementanordnung 1 erfolgt mittels eines Handhabungs- und Hebewerkzeugs 60, das einen mit Greiffingern versehenen Stift 61 aufweist, der in die Hülse 57 eingesetzt ist.
• Beim Anbringen des Werkzeugs 51 ist der Stift 58 im Instrumentenführungsrohr 5' eingesetzt und bewirkt die Zentrierung des Werkzeugs. Die Platte 52 des Werkzeugs 51 ist durch das Handhabungs- und Hebewerkzeug 60 derart zentriert, daß die unteren Enden der Hülsen 53 und 53' auf den Führungsrohren 5 aufsitzen.
• Das Befestigen des Werkzeugs 51 am unteren Ende der Anordnung wird durch Aufsetzen und Aufschrauben der Schrauben 55 bzw. 55' im oberen Ende der Führungsrohre 5 beendet, wobei hierzu ein Werkzeug 63 verwendet wird, das am Ende einer Stange befestigt ist, die in die Bohrungen der Bereiche 53a der Hülsen 53 eingeführt wird, um nacheinander jede der in den Hülsen 53 bzw. 53' angeordneten Schrauben 55 bzw. 55' anzuziehen.
• Die Stützplatte 52 weist einen Seitenbereich auf, der sich beim Anbringen des Werkzeugs 51 nach außerhalb der Brennelementanordnung verlagert.
• An diesem Seitenbereich der Stütze 52 sind zwei Führungssäulen 65 befestigt, deren Achsabstand und Außendurchmesser jeweils dem Achsabstand und der Bohrung der Lager 42 des Druckblocks 35b entsprechen.
• Zwischen den Säulen 65 und in einer in bezug zu den Säulen äquidistanten Position ist eine Schraube 66, die zum Verstellen in zu den Säulen paralleler Richtung dient, drehbar an der Stützplatte 52 angebracht. Die Schraube 66 weist einen Kopf mit einem kegelstumpfförmigen Ende und einen unterhalb der Stützplatte 52 gelegenen Profilbereich auf, so daß ein am Ende einer Stange angebrachtes Schraubwerkzeug zum Drehen der Schraube in die eine oder die andere Richtung auf den Kopf der Schraube 66 gesetzt werden kann.
• Vor dem Anbringen des Werkzeugs an dem Endbereich der Brennelementanordnung wird der Druckblock 35b, in dem die Scheinstäbe 45 eingesetzt sind und der das Teilgitter 10 durch dies Scheinstäbe 45 stützt, unter der Stützplatte 52 des Werkzeugs 51 angebracht. Die Lager 42 des Druckblocks 35b werden jeweils auf eine Führungssäule 65 aufgesetzt und die Verstellschraube 66 wird zwischen den Säulen 65 und in einer in bezug auf die Säulen äquidistanten Position in Eingriff mit einer den Druckblock 35b durchsetzenden Gewindebohrung gebracht. Die Hülsen 53" werden in die Zellen 14a und 14b des Gitters 19 eingesetzt. Das Verschrauben der Verstellschraube 66 in der Gewindebohrung des Druckblocks 35b erfolgt derart, daß sich der Druckblock 35b in einer hohen Position befindet, in der er an der Unterseite der Stützplatte 52 anliegt, wie in der Figur 9 dargestellt.
• Am unteren Teil der Säulen 65 sind Anschläge 67 durch Schrauben befestigt.
• In der hohen Position des Druckblocks befinden sich die Scheinstäbe 45, die mit ihrem oberen Bereich 45a großen Durchmessers an dem Druckblock anliegen, in der in Figur 10 dargestellten Position 45'.
• Das auf die Scheinstäbe 45 aufgesetzte Teilgitter 10 befindet sich seinerseits in einer hohen Position.
• Nach dem Anbringen des Werkzeugs 51 am Ende der Anordnung 1 wird die Schraube 66 durch das Schraubwerkzeug derart gedreht, daß der Druckblock 35b, die Scheinstäbe 45 und das Teilgitter 10 in vertikaler Richtung nach unten verschoben werden.
• Während der Verschiebung nach unten gehen die Scheinstäbe 45 von ihrer in Figur 10 strichpunktiert dargestellten Position 45' in die in durchgezogenen Linien dargestellte Position 45 über.
• Wie insbesondere aus der Figur 12 ersichtlich, weisen die Scheinstäbe 45 an ihren unteren Bereich eine Aufnahme 45b auf, in die der Abschluß 2a des entsprechenden Stabes gelangt, wenn sich die Scheinstäbe 45 in ihrer unteren Position befinden. Dadurch sind die Scheinstäbe 45 in bezug auf die Stäbe 2 der Anordnung derart vollkommen zentriert, daß sie sich in einer genau koaxialen Position befinden und ihre Außenfläche sich genau in der Verlängerung der Außenfläche der Stäbe 2 befindet. Die Scheinstäbe 45 und die Stäbe 2 bilden somit eine vollkommen durchgängige Führungsfläche, auf der sich die Ansätze und die Federn des Teilgitters 10 während der Abwärtsbewegung des Teils 35b des Druckblocks verschieben. wobei sich die Scheinstäbe 45 in Anlage an den oberen Enden der Stäbe 2 befinden. Das untere Ende der Stäbe 2 befindet sich seinerseits in Anlage an dem Beilagestück 31 des oberen Ersatzansatzes.
• Das Verschieben des Druckblocks 35b durch die Schraube 66 in die in Figur 10 dargestellte tiefe Position, in der der Druckblock 35b an den Anschlägen 67 der Säulen 65 anliegt, ermöglicht das Anordnen des Teilgitters 10 in einer Position, in der es dem zu reparierenden unteren Gitter 4a der Brennelementanordnung überlagert ist.
• Wie sich aus der Figur 9 ergibt, befinden sich die Stäbe 2 der Brennelementanordnung, auf die das Reparatur-Teilgitter 10 aufgesetzt ist, aufgrund des Beilagestücks 31 in einer in bezug auf andere Stäbe der Brennelementanordnung angehobenen Position.
• Das Reparatur-Teilgitter 10 ist daher vollständig von dem Druckblock getrennt, mit dem es lediglich über die Scheinstäbe 45 verbunden ist.
• Der Druckblock wird daher zurückgezogen, indem er durch die Schraube 66 nach oben verschoben wird. Während der Verschiebung nach oben bewirkt der Druckblock, daß die Scheinstäbe 45 erneut in ihre Position 45' angehoben werden und daß sich die oberen Bereiche der Stäbe 2, auf die das Reparatur-Teilgitter gesetzt war, lösen. Somit ist es möglich, das Werkzeug 51 abzunehmen und die Ansätze der Anordnung wieder anzubringen.
• Figur 13 zeigt den unteren Teil der Brennelementanordnung am Ende des Vorgangs des Anbringens der Reparatur-Teilgitters 10 und nach dem Abnehmen des Anbringwerkzeugs 51. Das Reparatur-Teilgitter 10 ist dem unteren Gitter 4a der Brennelementanordnung überlagert und gewährleistet ein wirksames Halten der Brennstäbe 2 in der beschädigten Zone des Gitters 4a.
• Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Gesamtheit der Figuren ein Vorgang zur Reparatur des unteren Gitters 4a einer Brennelementanordnung beschrieben.
• Die Brennelementanordnung 1 ist in vertikaler Position angeordnet und ruht mit ihrem unteren Ansatz 6 auf einer im Boden eines Brennelementlagerbeckens angeordneten Stützstruktur.
• Der obere Bereich der Anordnung befindet sich unterhalb eines Wasserstandes, der im allgemeinen 10 m beträgt.
• Die Vorgänge zum Reparieren des beschädigten unteren Gitters 4a der Vorrichtung werden vom oberen Rand des Lagerbeckens aus von Bedienungspersonal durchgeführt, die eine Hebe- und Handhabungseinrichtung für Brennelementvorrichtungen und Stangen verwenden, an deren Enden für die verschiedenen Vorgänge geeignete Werkzeuge angebracht sind.
• In einer ersten Phase wird die Demontage des oberen Ansatzes 7 der Vorrichtung unter Verwendung eines Werkzeugs, beispielsweise des in der Figur 3 dargestellten Werkzeugs 20, bewerkstelligt, das mittels der Handhabungs- und Hebeeinrichtung angebracht und über Stangen betätigt wird.
• Nach der Demontage des oberen Ansatzes werden die in dem zu reparierenden Teil des Abstandsgitters enthaltenen Stäbe 2 der Anordnung durch Druck auf ihr oberes Ende in Anlage an den unteren Ansatz 6 gebracht.
• Ein Ersatzansatz, wie der in den Figuren 4 bis 6 dargestellte Ansatz 30, wird als Ersatz für den Ansatz 7 auf den oberen Teil der Anordnung gesetzt. Der Ansatz 30 weist in der Reparaturzone ein Beilagestück 31 auf, das an dem oberen Bereich der Stäbe 2 anliegt.
• Die Brennelementanordnung 1 wird derart in das Innere des Lagerbeckens zurückgeführt, daß ihr unterer Ansatz 6 in die obere Position gelangt und demontiert werden kann.
• Wie zuvor beschrieben, wird ein Reparaturgitter mit an die durchzuführende Reparatur angepaßter Form und ebensolchen Abmessungen in eine zweiteilige Vorrichtung zum Einführen von Scheinstäben, die in den Figuren 7 und 8 dargestellt ist, eingesetzt.
• In das Gitter und den Druckblock wird eine Gruppe von Scheinstäben 45 eingesetzt.
• Die beiden Teile 35a und 35b der Einführvorrichtung sind getrennt und der Druckblock 35b, in dem die Scheinstäbe 45 eingesetzt sind, so daß das Reparaturgitter 10 gehalten wird, wird unter der Stützplatte 52 eines Werkzeuges 51, wie es beispielsweise in den Figuren 9 und 10 dargestellt ist, angebracht.
• Das Werkzeug 51 wird derart auf dem unteren Bereich der Brennelementanordnung angebracht, daß das Anbringen des Teilgitters 10 durchgeführt werden kann, wie zuvor bereits beschrieben.
• Es wird sodann der ursprüngliche untere Ansatz wieder angebracht und die Brennelementanordnung derart umgedreht, daß der obere Ersatzansatz oben liegt und demontiert werden kann. Sodann werden die in der reparierten Zone befindlichen Stäbe in Anlage an dem unteren Ansatz gebracht. Das Reparaturgitter 10 und das untere Gitter 4a der Anordnung sind somit vollkommen übereinanderliegend angeordnet.
• Der ursprüngliche obere Ansatz der Vorrichtung wird wieder angebracht und es erfolgt eine visuelle Prüfung der das Teilgitter aufweisenden reparierten Zone mittels einer Videokamera.
• Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichen somit auf einfache und sehr sichere Weise die Reparatur eines Gitters einer Brennelementanordnung, wodurch die komplexen Vorgänge des Wiederherstellens der Brennelementanordnung und die Verwendung eines neuen Gerüsts vermieden wird.
• Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
• Die im Verlaufe verschiedener Phasen des Reparaturvorgangs verwendeten Werkzeuge können eine von der beschriebenen Form abweichende Form haben.
• Diese Vorrichtungen, und insbesondere das Werkzeug zum Anbringen des Teilgitters, können derart ausgebildet sein, daß die Reparatur eines beliebigen Abstandsgitters einer Anordnung möglich ist.
• Schließlich können das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zum Reparieren von Brennelementanordnungen von Kernreaktoren verwendet werden, die von den beschriebenen Anordnungen eines Druckwasser-Kernreaktors verschieden sind.
• Im allgemeinen können das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zum Reparieren jeder Art von Abstandsgittern aufweisenden Brennelementanordnung von wassergekühlten Kernreaktoren verwendet werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Reparieren eines Abstandsgitters einer Brennelementanordnung eines wassergekühlten Kernreaktors mit einem Bündel paralleler Stäbe (2) und einem Gerüst zum Halten der Stäbe (2), das aus mehreren in Längsrichtung des Bündels voneinander beabstandeten Abstandsgittern (4) besteht, die nach Art eines regelmäßigen Netzes angeordnete Zellen (14) bilden, in die die Stäbe (2) eingreifen, an den Abstandsgittern (4) befestigten und anstelle bestimmter Stäbe (2) des Bündels vorgesehenen Führungsrohren (5) und mit zwei Verschlußansätzen (6, 7), die lösbar an den Enden der Führungsrohre (5) befestigt sind, wobei die Länge der Führungsrohre größer ist als die Länge der Stäbe (2), dadurch gekennzeichnet, daß, nach der Demontage wenigstens eines Ansatzes (6,7) der Brennelementanordnung, ein Teilgitter (10), dessen Netz aus Zellen (14) einem beschädigten Teil des Netzes des Abstandsgitters (4a) entspricht, dem zu reparierenden Abstandsgitter (4a) überlagert wird, indem die Zellen (14) des Teilgitters (10) in Längsrichtung der Anordnung (1) an einem der Enden der im beschädigten Bereich des Abstandsgitters (4a) befindlichen Stäbe (2) angreifen und eine Druckkraft auf das Teilgitter (10) aufgebracht wird, um dieses bis zu seiner Überlagerungsposition zu dem Zwischengitter (4a) zu verschieben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, im Falle einer Reparatur eines Gitters (4a) oder eines unteren Gitters, das einem als der untere Ansatz bezeichneten Ansatz der Anordnung (1), mit dem die Anordnung (1) in ihrer Betriebsstellung auf einer Stütze aufliegt, am nächsten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der am oberen Ende der Anordnung befindliche Ansatz (7), der als oberer Ansatz bezeichnet wird, demontiert wird,

- daß die in dem zu reparierenden Bereich der Anordnung befindlichen Stäbe (2) in Anlage an den unteren Ansatz (6) der Anordnung gebracht werden,

- daß auf dem oberen Teil der Anordnung ein oberer Ersatzansatz (30) angeordnet wird, der ein Beilagestück (31) zum Stabilisieren der in dem zu reparierenden Bereich befindlichen Stäbe (2) in Längsrichtung aufweist,

- daß die Brennelementanordnung (1) derart gedreht wird, daß sich ihr unterer Ansatz (6) oben befindet,

- daß der untere Ansatz (6) demontiert wird,

- daß das Reparatur-Teilgitter (10) an einer oberhalb des zu reparierenden Gitters (4a) gelegenen Position angebracht wird,

- daß der untere Ansatz (6) der Brennelementanordnung (1) wieder angebracht wird,

- daß die Brennelementanordnung derart gedreht wird, daß sich der obere Ersatzansatz oben befindet,

- daß der obere Ersatzansatz (30) demontiert wird,

- daß die in dem zu reparierenden Bereich befindlichen Stäbe (2) der Anordnung in Anlage an den unteren Ansatz (5) gebracht werden,

- und daß der ursprünglich obere Ansatz (7) der Anordnung (1) wieder angebracht wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Angreifen des Reparatur-Teilgitters (10) an den Enden der Brennstäbe (2) in den Zellen (14) des Teilgitters (10) Scheinstäbe (45), die aus zylindrischen Abschnitten bestehen, deren Durchmesser mit dem Durchmesser der Brennstäbe (2) identisch ist, derart angebracht werden, daß die Scheinstäbe (45), während des Verschiebens des Reparatur-Teilgitters (10) durch die Druckkraft, in die Verlängerung der Stäbe (2) gelangen und die Fortsetzung der Führung durch die Zellen (14) des Reparatur-Teilgitters (10) gewährleisten.

4. Vorrichtung zum Reparieren eines Abstandsgitters einer Brennelementanordnung eines druckwassergekühlten Kernreaktors mit einem Bündel paralleler Stäbe (2) und einem Gerüst zum Halten der Stäbe (2), das aus mehreren in Längsrichtung des Bündels voneinander beabstandeten Abstandsgittern (4) besteht, die nach Art eines regelmäßigen Netzes angeordnete Zellen (14) bilden, in die die Stäbe (2) eingreifen, an den Abstandsgittern (4) befestigten und anstelle bestimmter Stäbe (2) des Bündels vorgesehenen Führungsrohren (5) und mit zwei Verschlußansätzen (6, 7), die lösbar an den Enden der Führungsrohre (5) befestigt sind, wobei die Länge der Führungsrohre größer ist als die Länge der Stäbe (2), dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:

- eine Trägerplatte (52),

- Einrichtungen (53, 55, 53', 55') zum Befestigen der Trägerplatte (52) an den Endbereichen der Führungsrohre (5) der Anordnung nach dem Demontieren eines Ansatzes,

- eine Einrichtung (57) zum Anbringen der Trägerplatte (52) an einem Hebe- und Handhabungswerkzeug (60),

- eine Vorrichtung (58) zum Zentrieren der Trägerplatte auf die Brennelementanordnung,

- zwei Führungssäulen (65), die an der Trägerplatte (52) derart befestigt sind, daß sie nach dem Anordnen der Trägerplatte (52) auf einem Endbereich der Anordnung (1) in Längsrichtung der Anordnung (1) angeordnet sind,

- eine drehbar auf der Trägerplatte (52) montierte Schraube (65) zur Mitnahme parallel zu den Säulen (65),

- und ein als Preßblock bezeichnetes Stützelement (35b) des Teilgitters (10), das über Lager (42) gleitend verschiebbar an den Säulen (65) angebracht ist und eine Gewindeöffnung aufweist, in die die Schraube (66) eingreift, deren Drehung in die eine oder die andere Richtung das Verschieben der Stütze (35b) und des Teilgitters (10) in Längsrichtung der Brennelementanordnung ermöglicht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßblock (35b) von einem Netz von Öffnungen (43) durchsetzt ist, deren Durchmesser und Positionen dem Durchmesser und den Positionen der in dem zu reparierenden Bereich befindlichen Brennstäbe (2) der Anordnung (1) entsprechen, und daß die zylindrischen Abschnitte (45) oder Scheinstäbe, deren Durchmesser mit dem Durchmesser der Brennstäbe (29 der Anordnung identisch ist, jeweils in eine die Stütze (35b) durchsetzende Öffnung und eine in der Verlängerung der Öffnung (43) angeordnete Zelle (14) des Reparatur-Teilgitters (10) eingesetzt ist, derart, daß die Stabilisierung und die Führung des Reparatur-Teilgitters (10) während seines Anbringens auf dem zu reparierenden Gitter (4a) gewährleistet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheinstäbe (45) an einem ihrer Enden eine Aufnahme (45b), die dazu vorgesehen ist, den Endbereich der Stäbe (2), auf den das Teilgitter (10) aufgesetzt ist, während der Verschiebung der Stütze (35b) und des Gitters (10) zu umschließen, und einen Bereich (45a) aufweisen, dessen Durchmesser am freien Teil der Scheinstäbe, der zur Anlage an dem Preßblock (35b) geeignet ist, größer ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende jeder Führungssäule (65) ein Anschlag (67) vorgesehen ist, um die Längsverschiebung des Preßblocks (35b) beim Anbringen des Teilgitters (10) zu begrenzen.