PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19919113C2 15.05.2003
Titel Handhabungseinrichtung und Verfahren zur Handhabung reaktorinterner Geräte
Anmelder Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, JP
Erfinder Maehara, Takeshi, Yokohama, Kanagawa, JP;
Souma, Kouichi, Yokohama, Kanagawa, JP;
Sakamaki, Kazuo, Yokohama, Kanagawa, JP
Vertreter HOFFMANN · EITLE, 81925 München
DE-Anmeldedatum 27.04.1999
DE-Aktenzeichen 19919113
Offenlegungstag 04.11.1999
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.05.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.05.2003
IPC-Hauptklasse G21C 19/10
IPC-Nebenklasse G21C 19/19   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handhabungseinrichtung und ein Verfahren zum Handhaben reaktorinterner Geräte, insbesondere zum Laden bzw. Entladen von Steuerstäben, Brennelementhalterungen, und Steuerstabführungsrohren in einen bzw. aus einem Siedewasserreaktor (nachstehend als "BWR" bezeichnet).

Aus der US 5 570 399 A ist eine Einrichtung zum Handhaben eines Brennelements zusammen mit einem Steuerelement eines Siedewasserreaktors bekannt, und aus der DE 17 64 176 B eine derartige Einrichtung für einen Druckwasserreaktor.

Fig. 10 ist eine Teilschnittansicht eines Teils eines reaktorinternen Aufbaus eines BWR in vergrößertem Maßstab. Wie aus Fig. 10 hervorgeht, ist in dem BWR eine Kernplatte 3 bei einer Abschirmung 2 vorgesehen, die einstückig mit einem Reaktorbehälter 1 (Reaktordruckbehälter) ausgebildet ist. Steuerstabantriebsmechanismusgehäuse 4 (nachstehend als "CRD- Gehäuse" bezeichnet) sind an einem Bodenabschnitt des Reaktorbehälters 1 vorgesehen, der sich im unteren Abschnitt der Kernplatte 3 befindet. Ein Steuerstabantriebsmechanismus 5 (nachstehend als "CRD" bezeichnet) ist innerhalb des CRD- Gehäuses 4 angebracht.

Ein Steuerstabführungsrohr 6 (nachstehend als "CRGT" bezeichnet) ist auf dem CRD-Gehäuse 4 vorgesehen. Die CRGTs 6 sind so gehaltert, daß sie von der Kernplatte 3 aus geringfügig nach oben vorstehen. Eine Brennelementhalterung 8 (nachstehend als "FS" bezeichnet) ist abnehmbar an einem oberen Öffnungsabschnitt des CRGT 6 angebracht. Das CRGT 6 und die FS 8 sind durch einen Positionierungsstift 11 befestigt, der auf der Kernplatte 3 vorgesehen ist.

Ein Steuerstab 7 (nachstehend als "CR" bezeichnet) mit einer kreuzförmigen Querschnittsform ist in dem CRGT 6 so vorgesehen, daß er in Vertikalrichtung bewegt werden kann. Ein unteres Ende des CR 7 ist mit einem oberen Ende des CRD 5 gekuppelt. Die CRs 7 können in Hohlräume zwischen den Brennelementen 10 von den oberen Enden des jeweiligen CRGT 6 eingeschoben werden.

Ein oberer Abschnitt 12 der FS 8 haltert einen unteren Abschnitt 15 des Brennelements 10. Weiterhin wird ein oberer Abschnitt 12 des Brennelements 10 durch eine obere Führung 13 gehaltert, die an der Abschirmung 2 vorgesehen ist.

Fig. 11 ist eine Perspektivansicht, teilweise weggeschnitten, eines Beispiels für das CRGT 6 des BWR. Wie aus Fig. 11 hervorgeht, sind mehrere CRGT-Öffnungen 32 auf einer Seitenwand am oberen Ende des CRGT 6 vorgesehen.

Fig. 12 ist eine Perspektivansicht, welche ein Beispiel für die FS 8 des BWR zeigt. Wie aus Fig. 12 hervorgeht, ist in der FS 8 ein kreuzförmiges Durchgangsloch 9 vorgesehen, in welches der CR 7 eingeführt wird. Vier Brennelementaufnahmen 31, welche vier Brennelemente 10 haltern, sind auf einem oberen Abschnitt der FS 8 vorgesehen. Zusätzlich sind mehrere Brennelementaufnahmen 33 (nachstehend als "FS-Aufnahmen" bezeichnet) auf einer Bodenseitenoberfläche der FS 8 vorgesehen.

Fig. 13 ist eine Perspektivansicht, welche die Brennelementhalterung mit einem Stift 22 (nachstehend als "Stift-FS" bezeichnet) des BWR zeigt. Die Stift-FSs 22 sind dazu vorgesehen, Brennelemente (nicht gezeigt) zu haltern, die in einem Umfangsabschnitt des Kerns vorgesehen sind. Diese Stift-FS 22 ist so aufgebaut, daß ein Stift 53 der FS 8 hinzugefügt ist, wie in Fig. 12 gezeigt ist.

Wenn dann bei periodischen Wartungsvorgängen die CRs 7 ausgetauscht werden, können die CRs 7 ausgetauscht werden, nachdem die Brennelemente 10 und die CRs 8 entfernt wurden, die weiter oben angeordnet sind als die CRs 7. Die Brennelemente 10 werden durch eine Brennelementlademaschine (nicht gezeigt) entladen, die auf einer (nicht gezeigten) Bedienungsebene angebracht ist, und dann werden die CRs 7 und die FSs 8 nach außerhalb des Reaktors entladen.

Als Gerät, welches zur Durchführung der Entladevorgänge für die CRs 7 und die FSs 8 verwendet wird, wurde ein CR/FS-Greifer (nicht gezeigt) vorgeschlagen, der gleichzeitig den CR 7 und die FS 8 greifen kann. Nachdem die CRs 7 und die FSs 8 aus dem Reaktor durch den CR/FS-Greifer entladen wurden, kann der Auswechselvorgang für die CRs 7 durchgeführt werden.

Darüber hinaus gibt es den seltenen Fall, in welchem die CRGTs 6 entfernt werden müssen. In diesem Fall können derartige CRGTs 6 durch einen (nicht gezeigten) CRGT-Greifer weggenommen werden.

Falls jedoch die Entladevorgänge für sämtliche CRs 7, FSs 8, und die CRGTs 6 aus dem Reaktor und deren Anbringungsvorgänge in dem Reaktor bei der periodischen Inspektion oder der vorsorglichen Wartung durchgeführt werden müssen, traten jedoch die Schwierigkeiten auf, daß dann, wenn beispielsweise der CR/FS-Greifer und der CRGT-Greifer verwendet wurden, die für diese Operationen erforderliche Zeit extrem verlängert wird, und daher die Bestrahlungsdosis für das Bedienungspersonal entsprechend erhöht wird. Weiterhin trat die Schwierigkeit auf, daß dann, wenn die CRs 7, die FSs 8 und die CRGTs 6 getrennt aus dem Reaktor entnommen werden, es schwierig ist, für sie jeweilige Speicherräume zur Verfügung zu stellen.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellung einer Einrichtung und eines Verfahrens zum Handhaben reaktorinterner Geräte, welche die Arbeitsbelastung verringern können, die bei Vorgängen zum Laden/Entladen von Steuerstäben, Brennelementhalterungen, und Steuerstabführungsrohren auftritt.

Um dieses Ziel zu erreichen wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Handhabungseinrichtung zur Handhabung reaktorinterner Geräte mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen bzw. ein Verfahren mit den im Patentanspruch 11 angegebenen Merkmalen zur Verfügung gestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In den Figuren zeigt:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht von Hauptteilen einer Einrichtung zum Handhaben reaktorinterner Geräte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht mit einer Darstellung eines Zustands, in welchem die Einrichtung zum Handhaben reaktorinterner Geräte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Reaktordruckbehälter installiert ist;

Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines Hauptkörpergestells und von FS/CRGT-Greifern der Einrichtung zum Handhaben reaktorinterner Geräte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 eine Längsschnittansicht eines Hubänderungsmechanismus der Einrichtung zum Handhaben reaktorinterner Geräte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht des Hubänderungsmechanismus der Einrichtung zum Handhaben reaktorinterner Geräte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine Ansicht eines CR-Greifers und einer externen Stromversorgung der Einrichtung zum Handhaben reaktorinterner Geräte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine Aufsicht auf das Hauptkörpergestell der Einrichtung zum Handhaben reaktorinterner Geräte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 eine Längsschnittansicht eines ersten Positionierungszustandserfassungsmechanismus der Einrichtung zum Handhaben reaktorinterner Geräte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 eine Längsschnittansicht eines zweiten Positionierungszustandserfassungsmechanismus der Einrichtung zum Handhaben reaktorinterner Geräte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 eine Teilschnittansicht eines Teils des reaktorinternen Aufbaus eines BWR in vergrößertem Maßstab;

Fig. 11 eine Perspektivansicht, teilweise weggeschnitten, eines Steuerstabführungsrohrs des BWR;

Fig. 12 eine Perspektivansicht einer Brennelementhalterung des BWR; und

Fig. 13 eine Perspektivansicht einer Brennelementhalterung mit einem Stift des BWR.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine Einrichtung zum Handhaben reaktorinterner Geräte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht einer Handhabungseinrichtung 18 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Handhabungseinrichtung 18 kann gleichzeitig durch Fernbetätigung sowohl den CR 7, die FS 8, und das CRGT 6 in einen Reaktor laden bzw. aus diesem entladen.

Die Handhabungseinrichtung 18 weist ein Hauptkörpergestell 26 auf. Fig. 1 zeigt einen Zustand, in welchem das Hauptkörpergestell 26 ordnungsgemäß an einem vorbestimmten Ort in einem Reaktordruckbehälter 1 angeordnet ist (sh. Fig. 2). Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht eines Zustands, in welchem die Handhabungseinrichtung 18 innerhalb des Reaktordruckbehälters 1 durch eine Brennelementlademaschine 14 angeordnet ist. Wenn in diesem Fall die Handhabungseinrichtung 18 benutzt werden soll, werden durch die Brennelementlademaschine 14 vorher vier Brennelemente 10 (vgl. Fig. 10), die sich in einem Arbeitsbereich befinden, aus dem Kern herausgezogen.

Ein oberes Ende des Hauptkörpergestells 26 ist an einem unteren Ende eines Hebeseils 25 der Brennelementlademaschine 14 befestigt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, so daß das Hauptkörpergestell 26 durch die Brennelementlademaschine 14 angehoben und abgesenkt werden kann. Ein Führungsteil 27 ist an dem Hebeseil 25 so angebracht, daß es einer oberen Oberfläche des Hauptkörpergestells 26 gegenüberliegt.

An dem Hauptkörpergestell 26 sind ein Steuerstabgreifer 16 (nachstehend als "CR-Greifer" bezeichnet), der als Steuerstabhaltevorrichtung dient, welche lösbar den CR 7 haltert, der innerhalb des Reaktordruckbehälters 1 angeordnet ist, sowie Brennstoffhalterung/Steuerstabführungsrohrgreifer 17 (nachstehend als "FS/CRGT-Greifer" bezeichnet) angebracht, die jeweils als Brennstoffhalterung/Steuerstabführungsrohrhaltevorrichtung dienen, welche lösbar sowohl die FS 8, die das untere Ende des Brennelements 10 haltert, und das CRGT 6 haltert, auf welchem die FS 8 am oberen Ende angeordnet ist.

Fig. 3 ist eine Längsschnittansicht, welche das Hauptkörpergestell 26 und die FS/CRGT-Greifer 17 in vergrößertem Maßstab zeigt. Zwei FS/CRGT-Greifer 17 sind an dem Hauptkörpergestell 26 angebracht. Jeder der FS/CRGT-Greifer 17 weist einen Haken 28 (Öffnungseingriffsteil) auf, der in Eingriff mit Randabschnitten beider FS-Öffnungen 33 gelangen kann, die in Fig. 12 gezeigt sind, und der CRGT-Öffnungen 32, die in Fig. 11 gezeigt sind, einen Hakenverbindungsmechanismus 30 (Öffnungseingriffsteilverbindungsmechanismus), der dazu verwendet wird, den Haken 28 zu betätigen, sowie einen Hakenantriebszylinder 19 (Öffnungseingriffsteilantriebsvorrichtung), der dazu verwendet wird, den Hakenverbindungsmechanismus 30 anzutreiben. Vorzugsweise ist jeder der Hakenantriebszylinder 19 als Luftzylinder ausgebildet.

Weiterhin ist ein Klemmzustandserfassungsmechanismus 20 (Halterungszustandserfassungsmechanismus), der die Halterungszustände der FS/CRGT-Greifer 17 in Bezug auf die FS 8 und das CRGT 6 feststellt, an jedem der FS/CRGT-Greifer 17 vorgesehen. Dieser Klemmzustandserfassungsmechanismus 20 ist am oberen Abschnitt des Hakenantriebszylinders 19 vorgesehen. Der Klemmzustandserfassungsmechanismus weist Grenzschalter 44 (Erfassungsschalter) auf, deren Ein/Auszustand in Abhängigkeit von einer Änderung des Klemmzustandes umgeschaltet wird.

Im einzelnen weist der Klemmzustandserfassungsmechanismus 20 einen Grenzschalter 44 auf, der direkt ein- bzw. ausgeschaltet wird durch eine Ausgangsachse des Hakenantriebszylinders 19, wenn die Ausgangsachse gleichzeitig mit der Bewegung des Hakens 28 nach vorn bzw. hinten bewegt wird, sowie einen Grenzschalter 44, der dadurch ein- bzw. ausgeschaltet wird, daß die Hin- und Herbewegung einer Ausgangsachse über einen Hebemechanismus 62 übertragen wird.

Weiterhin weist jeder der FS/CRGT-Greifer 17 einen Führungsabschnitt 29 auf. Dieser Führungsabschnitt 29 hat die Aufgabe, fehlerfrei das Hauptkörpergestell 26 an einer vorbestimmten Position aufsitzen zu lassen, durch Führung des Inneren der Brennelementaufnahme 31 (sh. Fig. 12) der FS 8.

Sowohl ein FS-Abstufungsabschnitt 34a, der in Berührung mit einen Randabschnitt der FS-Öffnung 33 gelangt (sh. Fig. 12), der FS 8, und ein CRGT-Abstufungsabschnitt 34b, der in Berührung mit einem Randabschnitt der CRGT-Öffnung 32 (sh. Fig. 11) des CRGT 6 gelangt, sind auf dem Haken 28 vorgesehen. Durch Einsatz der FS-Abstufungsabschnitte 34a und der CRGT-Abstufungsabschnitte 34b können sowohl die FS 8 als auch das CRGT 6 gleichzeitig gehandhabt werden.

Der Hakenverbindungsmechanismus 30 ist so aufgebaut, daß eine Öffnungs/Schließbewegung des Hakens 28 in einer Situation gesperrt werden kann, in welcher der FS-Abstufungsabschnitt 34a bzw. der CRGT-Abstufungsabschnitt 34b in Berührung mit dem Randabschnitt der FS-Öffnung 33 bzw. der CRGT-Öffnung 32 gelangt.

Im einzelnen steht, wenn der Hakenverbindungsmechanismus 30 von seinem Klemmzustand (Haltezustand) in seinen Freigabezustand (Nicht-Halterungszustand) verschoben wird, der Haken 28 einmalig von den Öffnungen 32, 33 vor, und zieht sich dann nach innen zurück. In jener Situation, in welcher sowohl die FS 8 als auch das CRGT 6 angehoben werden, oder nur die FS 8 angehoben wird, kann eine mechanische Verriegelung durch das Eigengewicht der angehobenen oder angehängten Substanz vorgenommen werden, und durch die FS- Abstufungsabschnitte 34a und die CRGT-Abstufungsabschnitte 34b der Haken 28.

Wenn im schlimmsten Fall entweder der Betätigungsdruck des Hakenantriebszylinders 19 verlorengeht, oder der Benutzer diesen falsch betätigt, wird die angehobene Substanz niemals freigegeben oder gelöst.

Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, weist die Handhabungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weiterhin einen Hubänderungsmechanismus 35 auf, der den Betätigungshub des Hakenantriebszylinders 19 ändern kann.

Der Hubänderungsmechanismus 35 besteht aus scheibenförmigen Anschlägen 36, Hubänderungsblöcken 37, und einem Arm 38. Die scheibenförmigen Anschläge 36 sind an Ausgangsachsen von zwei Hakenantriebszylindern 90 der FS/CRGT-Greifer 17 jeweils an der Seite des Hakenverbindungsmechanismus 30 vorgesehen. Jeder der Hubänderungsblöcke 37 ist drehbar zwischen dem scheibenförmigen Anschlag 36 und dem Hakenantriebszylinder 19 mit Hilfe von Stiften 39 angebracht, die an einem Zylindergehäuse vorgesehen sind.

Der Arm 38 kann die Hubänderungsblöcke 37 miteinander kuppeln. Wenn der Arm 38 in Vertikalrichtung bewegt wird, werden beide Hubänderungsblöcke 37 gleichzeitig ein- bzw. ausgefahren.

Das Ausmaß der Verschwenkung (der Bewegung) des Hakens 28 kann dadurch eingestellt werden, daß der Betätigungshub des Hakenantriebszylinders 19 durch den Hubänderungsmechanismus 35 geändert wird. Daher kann der Haken 28 so eingestellt werden, daß er nicht in Eingriff mit dem Randabschnitt der Öffnung 32 des CRGT 6 gelangt. Daher kann der FS/CRGT-Greifer 17 nicht das CRGT 6 einklemmen, sondern nur die FS 8.

Wenn beispielsweise eine Last, die beim Herausziehen des CRGT 6 auftritt, eine Grenzlast in Bezug auf das Heben der Brennelementlademaschine 14 überschreitet, da die Kernplatte 3 und das CRGT 6 aneinander kleben, kann nur der CR 7 und die FS 8 dadurch angehoben werden, daß der Hubänderungsmechanismus 35 betätigt wird, damit die Grenzbelastung der Brennelementlademaschine 14 nicht überschritten wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist der CR-Greifer 16 so an dem Hauptkörpergestell 26 angebracht, daß er um eine vorbestimmte Breite entlang der Längsrichtung des CR 7 gleiten kann. Diese vorbestimmte Gleitbreite wird durch die Entfernung zwischen dem Flanschabschnitt 70a des beweglichen Teils 70 und der inneren oberen Oberfläche 71a des Kappenteils 71 festgelegt. Das bewegliche Teil 70 ist sowohl an dem Hebeseil 25 als auch dem CR-Greifer 16 befestigt. Andererseits ist das Kappenteil an dem Hauptkörpergestell 26 befestigt.

Im Gegensatz hierzu ist der FS/CRGT-Greifer 17 an dem Hauptkörpergestell 26 befestigt. Aus diesem Grund können der CR-Greifer 16 und der FS/CRGT-Greifer 17 gegeneinander entlang der Längsrichtung des CR 7 verschoben werden. Wenn daher der CR 7, die FS 8 und das CRGT 6 angehoben werden sollen, wird dann der CR 7 geringfügig angehoben, und werden dann die FS 8 und das CRGT 6 angehoben.

Auf diese Art und Weise kann eine Zeitdifferenz beim Einsatz der Last eingeführt werden, welche dem Kopfdruck entspricht, der durch die Luft hervorgerufen wird, die in dem CRD-Gehäuse 4 enthalten ist, durch vorheriges Anheben des CR 7, und daher kann die gleichzeitig einwirkende Kraft verringert werden. Daher kann die Hebelast für das Entladen nach außerhalb des Reaktors hin durch den Kopfdruck unterstützt werden, um das CRGT 6 anzuheben.

Wie in Fig. 6 gezeigt weist der CR-Greifer 16 einen Haken 41 (Handgriffseingriffsteil) auf, der als L-förmiges, verschwenkbares Hakenteil dient, welches in Eingriff mit einem Hebehandgriff 7a (vgl. Fig. 1) gelangen kann, der an dem oberen Ende des CR 7 befestigt ist. Dieser Haken 41 weist einen Hakenabschnitt 43 auf. Der Haken 41 ist mit einem Hakenantriebszylinder 40 (Handgriffeingriffsteilantriebsvorrichtung) über einen Verbindungsmechanismus 42 verbunden, und wird so durch den Hakenantriebszylinder 40 betätigt, daß er verschwenkt wird.

In einer Situation, in welcher der CR 7 über den Haken 41 angehoben wird, kann dann eine mechanische Verriegelung unter Einsatz des Eigengewichtes des CR 7 durch den Verbindungsmechanismus 42 und den Hakenabschnitt 43 des Hakens 41 vorgenommen werden. Diese mechanische Verriegelung wirkt so, daß der Eingriffszustand des Hebehandgriffs 7a durch den Haken 41 aufrechterhalten wird.

Weiterhin ist, wie in Fig. 6 gezeigt, ein Klemmzustandserfassungsmechanismus 60 (Haltezustandserfassungsmechanismus), welche den Klemmzustand (Haltezustand) des CR 7 feststellt, bei dem CR-Greifer 16 vorgesehen. Dieser Klemmzustandserfassungsmechanismus 60 weist einen Grenzschalter 61 (Erfassungsschalter) auf, dessen Ein/Auszustand in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Hakens 41 geändert werden kann. Im einzelnen wird ein Einschalt/Ausschaltvorgang des Grenzschalters 61 durch einen Basisendabschnitt des Hakens 41 vorgenommen.

Weiterhin ist, wie in Fig. 6 gezeigt, die Handhabungseinrichtung 18 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an eine externe Stromversorgung 55 angeschlossen, die getrennt von der Handhabungseinrichtung 18 vorgesehen ist. Der Versorgungsstrom für Anzeigelampen 45 zur Bestätigung des Klemmzustands (Halterungszustandsbestätigungsanzeigelampen) und eine Anzeigelampe 50 zur Bestätigung des Sitzzustands (Positionierungszustandsbestätigungsanzeigelampe), die in Fig. 7 gezeigt sind, kann von dieser externen Stromversorgung 55 geliefert werden. Statt der externen Stromversorgung 55 kann eine (nicht dargestellte) eingebaute Batterie bei der Handhabungseinrichtung 18 vorgesehen werden. In diesem Fall muß ein Austausch der Batterie jedesmal dann, wenn diese leer ist, durch Heraufziehen des Hauptkörpergestells 26 durchgeführt werden.

Wenn der Vorgang des Entladens sämtlicher CRs 7, FSs 8 und CRGTs 6 bei vorsorglichen Wartungsarbeiten und dergleichen durchgeführt werden muß, ist es vorzuziehen, die Stromversorgung durch die externe Stromversorgung 55 vorzunehmen, die sich auf der Brennelementlademaschine 14 befindet, da die Einsatzdauer der Handhabungseinrichtung 18 langfristig verlängert wird.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, sind mehrere Anzeigelampen 45, deren Beleuchtungszustand in Abhängigkeit von einer Änderung des Klemmzustandes (Halterungszustand) geändert werden kann, sowohl bei dem Klemmzustandserfassungsmechanismus 20 (sh. Fig. 3) für die FS 8 und das CRGT 6 als auch bei dem Klemmzustandserfassungsmechanismus 60 (sh. Fig. 6) für den CR 7 vorgesehen. Diese Anzeigelampen 45 sind an der oberen Oberfläche des Hauptkörpergestells 26 angebracht. Die Anzeigelampen 45 können ihren Beleuchtungszustand entsprechend dem Ein/Auszustand der Grenzschalter 44, 61 umschalten (Fig. 3 und Fig. 6).

Genauer gesagt sind zumindest drei Anzeigelampen 45 vorgesehen. Der Beleuchtungszustand der ersten Anzeigelampe 45 kann durch den Grenzschalter 61 (sh. Fig. 6) umgeschaltet werden, der in Abhängigkeit von einer Änderung des Klemmzustandes des CR 7 geschaltet wird.

Weiterhin kann der Beleuchtungszustand der zweiten Anzeigelampe 45 durch den Grenzschalter 44 umgeschaltet werden (sh. Fig. 3). Wenn die in Fig. 3 gezeigten Haken 28 an einem Ort angeordnet sind, an welchem sowohl die FS 8 als auch das CRGT 6 eingeklemmt werden, kann dieser Grenzschalter 44 in Abhängigkeit von der Änderung des Klemmzustandes der FS 8 und der CRGT 6 über den Hebemechanismus 62 umgeschaltet werden.

Darüber hinaus kann der Beleuchtungszustand der dritten Anzeigelampe 45 durch den Grenzschalter 44 umgeschaltet werden. Wenn sich die Haken 28 an jenem Ort befinden, an welchem nur die FS 8 eingeklemmt wird, kann dieser Grenzschalter 44 durch die Ausgangsachse des Hakenantriebszylinders 19 umgeschaltet werden, in Abhängigkeit von der Änderung des Klemmzustandes der FS 8.

Auf diese Weise kann durch Überprüfung des Beleuchtungszustandes mehrerer Anzeigelampen 45 mit dem unbewaffneten Auge der Benutzer erkennen, ob die Handhabungseinrichtung 18 bereits den CR 7, die FS 8 und/oder das CRGT 6 geklemmt hat.

Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, ist die Handhabungseinrichtung 18 mit einem ersten Positionierungszustandserfassungsmechanismus 63 (Fig. 8) und einem zweiten Positionierungszustandserfassungsmechanismus 64 (Fig. 9) versehen, welche den Positionierungszustand des Hauptkörpergestells 26 in dem Reaktorbehälter feststellen. Wie in Fig. 8 dargestellt, weist der erste Positionierungszustandserfassungsmechanismus 63 einen Sitzzustandserfassungsmechanismus 21 auf, einen Bewegungsbegrenzungsmechanismus 23, und ein Verriegelungsgerät 24 für den Bewegungsbegrenzungsmechanismus. Dagegen weist, wie in Fig. 9 gezeigt, der zweite Positionierungszustandserfassungsmechanismus 64 den Sitzzustandserfassungsmechanismus 21 und den Bewegungsbegrenzungsmechanismus 23 auf.

Der Sitzzustandserfassungsmechanismus 21 weist Sitzerfassungsstifte 46, 47 auf, einen Nockenmechanismus 48, und einen Grenzschalter 49. Der Sitzerfassungsstift 46 des ersten Positionierungszustandserfassungsmechanismus 63 wird dazu verwendet, den Positionierungsstift 11 festzustellen (sh. Fig. 1). Der Sitzerfassungsstift 47 des zweiten Positionierungszustandserfassungsmechanismus 64 wird dazu verwendet, die obere Oberfläche der FS 8 zu detektieren.

Zwei Sitzerfassungsstifte 46, 47 stehen gegenüber der Bodenoberfläche des Hauptkörpergestells 26 vor. Wenn daher das Hauptkörpergestell 26 positioniert oder aufgesetzt ist, werden die Sitzerfassungsstifte 46, 47 durch die oberen Oberflächen des Positionierungsstiftes 11 und der FS 8 auf der Kernplatte 3 (sh. Fig. 1) nach oben gedrückt. Diese Bewegungen der Sitzerfassungsstifte 46, 47 werden jeweils über die Nockenmechanismen 48 auf die Grenzschalter 49 übertragen, wodurch die Grenzschalter 49 betätigt werden können.

Wenn daher beide Grenzschalter 49, die bei dem ersten Positionierungszustandserfassungsmechanismus 63 und dem zweiten Positionierungszustandserfassungsmechanismus 64 vorgesehen sind, betätigt werden, kann die Anzeigelampe 50 (sh. Fig. 7), welche auf der oberen Oberfläche des Hauptkörpergestells 26 vorgesehen ist, zum Leuchten gebracht werden. Auf diese Weise kann auf der Grundlage des Beleuchtungszustands der Anzeigelampe 50 der Benutzer eine Sichtüberprüfung vornehmen, daß das Hauptkörpergestell 26 auf jener Position aufgesetzt wurde, in welcher der CR 7, die FS 8 und das CRGT 6 ordnungsgemäß geklemmt bzw. freigegeben werden.

Der Bewegungsbegrenzungsmechanismus 23 weist einen Nocken 51 auf, der gleichzeitig mit den Bewegungen der Sitzerfassungsstifte 46, 47 betätigt wird, und zwei Ventilschalter 52, 52, deren Einschalt/Ausschaltzustand durch die Vertikalbewegung des Nockens 51 geschaltet wird. Während des Hebevorgangs sowohl für die FS 8 und das CRGT 6 oder nur für die FS 8 werden daher die Bewegungen der Hakenantriebszylinder 19 durch eine Luftschaltung (nicht gezeigt) begrenzt, die an die Ventilschalter 52, 52 angeschlossen ist.

Anders ausgedrückt wird, mit Ausnahme jenes Falls, in welchem das Hauptkörpergestell 26 auf die ordnungsgemäße Position aufgesetzt ist, oder in welchem keine Last auf den FS/CRGT- Greifer 17 einwirkt, also dieser nicht haltert, kein Betätigungsfluid dem Hakenantriebszylinder 19 zugeführt, so daß die Haken 28 des FS/CRGT-Klemmechanismus 17 gesperrt werden.

Wenn daher entweder der Betriebsdruck der Hakenantriebszylinder 19 verlorengeht, oder der Benutzer eine falsche Betätigung vornimmt, während des Hebevorgangs sowohl für die FS 8 und das CRGT 6 oder nur für die FS 8, gibt die Handhabungseinrichtung 18 niemals die FS 8 und das CRGT 6 frei.

Wie in Fig. 8 gezeigt, weist das Verriegelungsgerät 24 einen Kugelverriegelungsstift 54 und ein abgestuftes Loch (nicht gezeigt) auf. Der Kugelverriegelungsstift 54 ist in den oberen Abschnitt in dem Hauptkörpergestell 26 eingepaßt. Das abgestufte Loch ist über dem Bewegungsbegrenzungsmechanismusnocken 51 vorgesehen.

Das Verriegelungsgerät 24 wird dazu eingesetzt, die Stift-FS 22 einzusetzen (sh. Fig. 13). Im einzelnen sind die Stift- FSs 22, welche ein Brennelement (nicht gezeigt) haltern, an den Umfangsabschnitten des Kerns BWR vorgesehen. Wenn die Stift-FSs 22 verwendet werden, wird das Hauptkörpergestell 26 um 90° nach rechts oder links gedreht, anstelle der normalen Ausrichtung, um eine Kollision mit dem Stift 53 (sh. Fig. 13) zu vermeiden, und dann abgesetzt. Der Stift 53 ist in der Stift-FS 22 zu dem Zweck vorgesehen, die Position des Brennelements anzuzeigen. In diesem Fall kann die Feststellung des Sitzzustandes und die Begrenzung der Bewegung mit Hilfe des Positionierungsstiftes 11, der auf der Kernplatte 3 vorgesehen ist, nicht erzielt werden. Daher wird der Bewegungsbegrenzungsmechanismus 23 in Betrieb gesetzt, und daher wird die Bewegung des Hakens 28 des FS/CRGT- Greifers 17 gesperrt. Daher können die Stift-FS 22 und das CRGT 6 nicht entfernt werden.

Aus diesem Grund wird in einem derartigen Fall der Kugelverriegelungsstift 54 in ein Loch eingeführt, welches auf dem oberen Bereich des Nockens 51 des Bewegungsbegrenzungsmechanismus 23 vorgesehen ist, um den Nocken 51 zu verriegeln. Zu diesem Zeitpunkt kann, da der Sitzerfassungsstift 46 des ersten Positionierungszustandserfassungsmechanismus 63 sich bereits im abgesetzten Zustand befindet, das Aufsitzen auf der normalen Position nur dadurch festgestellt werden, daß die obere Oberfläche der Stift-FS 22 durch den Sitzerfassungsstift 47 des zweiten Positionierungszustandserfassungsmechanismus 64 festgestellt wird. Daher kann das Klemmen bzw. Lösen der Stift-FS 22 und des CRGT 6 erzielt werden.

Beim Betrieb der Stift-FS 22 auf die voranstehend geschilderte Weise geht die Funktion des Bewegungsbegrenzungsmechanismus 23 verloren. In diesem Fall wird, da die bereits erwähnte mechanische Verriegelung betätigt werden kann, die angehobene Substanz keinesfalls freigegeben, selbst wenn beispielsweise der Betriebsdruck des Hakenantriebszylinders 19 verlorengeht, oder der Benutzer eine fehlerhafte Betätigung vornimmt.

Wie voranstehend geschildert können bei der Handhabungseinrichtung 18 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Fall, in welchem der Wegnahmevorgang oder der Installierungsvorgang für den CR 7, die FS 8, und das CRGT 6 bei der periodischen Inspektion oder der vorsorglichen Wartung vorgenommen werden muß, durch den CR-Greifer 16 und den FS/CRGT-Greifer 17 gleichzeitig der CR 7, die FS 8 und das CRGT 6 in den Reaktor geladen bzw. aus diesem entladen werden. Daher kann die erforderliche Anzahl an Schritten auf die Hälfte verringert werden, wie sich einfach ausrechnen läßt, im Vergleich zu jenem Fall, in welchem wie beim Stand der Technik der CR 7 und die FS 8 getrennt von dem CRGT 6 behandelt werden, so daß der Zeitraum für die Arbeiten beträchtlich verkürzt werden kann. Bei der Handhabungseinrichtung 18 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Betriebsfähigkeit im selben Ausmaß oder darüber hinaus sichergestellt werden wie bei dem CR/FS-Greifer nach dem Stand der Technik.

Wenn der CR/FS-Greifer und der CRGT-Greifer nach dem Stand der Technik verwendet werden, müssen darüber hinaus der CR 7, die FS 8 und das CRGT 6 getrennt aufbewahrt werden, auf der Grundlage der Reihenfolge der Anbringung in dem Reaktor. Daher ist ein umfänglicher Aufbewahrungsraum für das Brennelementbecken erforderlich, das als der Aufbewahrungsbereich dient. Im Gegensatz hierzu können bei der Handhabungseinrichtung 18 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, da eine gemeinsame Handhabung des CR 7, der FS 8 und des CRGT erfolgen kann, diese zusammen aufbewahrt werden. Es läßt sich daher einfach ausrechnen, daß der Aufbewahrungsraum auf die Hälfte des Aufbewahrungsraums verringert werden kann, der beim Stand der Technik erforderlich ist.

Wie voranstehend geschildert können bei der Handhabungseinrichtung und beim Verfahren zur Handhabung reaktorinterner Geräte gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl eine Verringerung der Arbeitszeit als auch eine Verringerung in Bezug auf die Aufbewahrungsräume erzielt werden, da gleichzeitig sowohl der Steuerstab, die Brennelementhalterung, als auch das Steuerstabführungsrohr in den Reaktor geladen bzw. aus diesem entladen werden können.


Anspruch[de]
  1. 1. Handhabungseinrichtung (18) für reaktorinterne Geräte, welche aufweist:

    eine Steuerstabhaltevorrichtung (16) zur lösbaren Halterung eines Steuerstabs (7), der sich in einem Reaktorbehälter (1) befindet;

    eine Brennelementhalterung/Steuerstabführungsrohrhaltevorrichtung (17) zur lösbaren Halterung sowohl einer Brennelementhalterung (8), welche ein unteres Ende eines Brennelements (10) haltert, als auch eines Steuerstabführungsrohrs (6), auf welchem am oberen Ende die Brennelementhalterung (8) angeordnet ist; und

    ein Hauptkörpergestell (26), an welchem sowohl die Steuerstabhaltevorrichtung (16) als auch die Brennelementhalterungs/Steuerstabführungsrohrhaltevorrichtung (17) angebracht sind, und welches dazu ausgebildet ist, innerhalb des Reaktorbehälters (1) abgehängt zu werden.
  2. 2. Handhabungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennelementhalterung/Steuerstabführungsrohrhaltevorrichtung (17) einen Haken (28) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, mit Randabschnitten von Öffnungen (32, 33) in Eingriff zu gelangen, die in der Brennelementhalterung (8) und dem Steuerstabführungsrohr (6) vorgesehen sind, einen Hakenverbindungsmechanismus (30) zur Handhabung des Hakens (28), und eine Hakenantriebsvorrichtung (19) zum Antrieb des Hakenverbindungsmechanismus (30).
  3. 3. Handhabungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hubänderungsmechanismus (35) zur Änderung des Betätigungshubes des Hakenverbindungsmechanismus (30) vorgesehen ist, wobei das Ausmaß der Bewegung des Hakens (28) dadurch eingestellt wird, daß der Betätigungshub des Hakenverbindungsmechanismus (30) durch den Hubänderungsmechanismus (35) geändert wird, so daß der Haken (28) nur mit dem Randabschnitt der Öffnung (33) in Eingriff gelangt, die in der Brennelementhalterung (8) vorgesehen ist.
  4. 4. Handhabungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Haken (28) abgestufte Abschnitte (34a, 34b) aufweist, die in Kontakt mit den Randabschnitten der Öffnungen (33, 32) gelangen, die in der Brennelementhalterung (8) und dem Steuerstabführungsrohr (6) vorgesehen sind, und daß der Hakenverbindungsmechanismus (30) so aufgebaut ist, daß er die Bewegung des Hakens (28) in einer Situation sperrt, in welcher der abgestufte Abschnitt des Hakens (28) in Kontakt mit dem Randabschnitt der Öffnung (33, 32) gelangt.
  5. 5. Handhabungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

    dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstabhaltevorrichtung (16) einen Haken (41) aufweist, welcher verschwenkbar ist, und einen Hebehandgriff (7a) haltert, der auf dem oberen Ende des Steuerstabs (7) vorgesehen ist, sowie eine Antriebsvorrichtung (40) zum Antrieb des Hakens (41) so, daß dieser verschwenkt wird, und

    daß das Eigengewicht des Steuerstabs (7) eingesetzt wird, um den Eingriffszustand des Hebehandgriffs (7a) durch den Haken (41) in einer Situation aufrechtzuerhalten, in welcher die Steuerstabhaltevorrichtung (16) den Steuerstab (7) über den Haken (41) anhebt.
  6. 6. Handhabungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstabhaltevorrichtung (16) und die Brennelementhalterung/Steuerstabführungsrohrhaltevorrichtung (17) so an dem Hauptkörpergestell (26) angebracht sind, daß sie in Bezug aufeinander in Längsrichtung des Steuerstabs (7) verschoben werden können, und sowohl die Brennelementhalterung (8) als auch das Steuerstabführungsrohr (6) angehoben werden, nachdem der Steuerstab (7) geringfügig angehoben wurde.
  7. 7. Handhabungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin vorgesehen sind:

    ein Klemmzustandserfassungsmechanismus (20) zur Feststellung sowohl eines Halterungszustands der Steuerstabhaltevorrichtung (16) in Bezug auf den Steuerstab (7) als auch des Halterungszustands der Brennelementhalterung/Steuerstabführungsrohrhaltevorrichtung (17) in Bezug auf die Brennelementhalterung (8) und das Steuerstabführungsrohr (6); und

    ein Positionierungszustandserfassungsmechanismus (63, 64) zur Feststellung des Positionierungszustandes des Hauptkörpergestells (26) in dem Reaktorbehälter (1).
  8. 8. Handhabungseinrichtung nach Anspruch 7,

    dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmzustandserfassungsmechanismus (20) eine Anzeigelampe (45) aufweist, deren Beleuchtungszustand in Abhängigkeit von einer Änderung der Halterungszustände der Steuerstabhaltevorrichtung (16) und der Brennstoffhalterung/Steuerstabführungsrohrhalterung (17) geändert wird, und

    der Positionierungszustandserfassungsmechanismus (63, 64) eine Anzeigelampe (50) aufweist, deren Beleuchtungszustand in Abhängigkeit von einer Änderung des Positionierungszustandes des Hauptkörpergestells (26) in dem Reaktorbehälter (1) geändert wird.
  9. 9. Handhabungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionierungszustandserfassungsmechanismus weiterhin einen Bewegungsbegrenzungsmechanismus (23) aufweist, um die Bewegung der Brennelementhalterung/Steuerstabführungsrohrhaltevorrichtung (17) zu begrenzen, wenn das Hauptkörpergestell (26) nicht ordnungsgemäß an einer vorbestimmten Position in dem Reaktorbehälter (1) angeordnet ist.
  10. 10. Handhabungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Verriegelungsgerät (24) vorgesehen ist, um den Bewegungsbegrenzungsmechanismus (23) zeitweilig außer Betrieb zu setzen.
  11. 11. verfahren zum Laden und Entladen von Geräten reaktorinternen in den Reaktorbehälter (1) bzw. aus diesem heraus, durch eine Handhabungseinrichtung (18), welche eine Steuerstabhaltevorrichtung (16) zum lösbaren Haltern eines Steuerstabs (7) aufweist, der in den Reaktorbehälter (1) geladen ist, eine Brennelementhalterung/Steuerstabführungsrohrhaltevorrichtung (17) zur lösbaren Halterung sowohl einer Brennelementhalterung (8), welche das untere Ende eines Brennelementanordnung (10) haltert, als auch eines Steuerstabführungsrohrs (6), auf welchem am oberen Ende die Brennelementhalterung (8) aufgesetzt ist, und ein Hauptkörpergestell (26), an welchem sowohl die Steuerstabhaltevorrichtung (16) als auch die Brennelementhalterung/Steuerstabführungsrohrhaltevorrichtung (17) angebracht sind, und welches dazu ausgebildet ist, innerhalb des Reaktorbehälters (1) abgehängt zu werden,

    mit folgenden Schritten:

    Haltern des Steuerstabs (7) durch die Steuerstabhaltevorrichtung (16), und Haltern sowohl der Brennelementhalterung (8) als auch des Steuerstabführungsrohrs (6) durch die Brennstoffhalterung/Steuerstabführungsrohrhaltevorrichtung; und

    Anheben des Hauptkörpergestells (26) durch eine Brennelementlademaschine (14), und dann gleichzeitiges Laden bzw. Entladen sowohl des Steuerstabs (7) und der Brennelementhalterung (8), als auch des Steuerstabführungsrohrs (6) in den Reaktorbehälter (1) bzw. aus diesem heraus.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11,

    dadurch gekennzeichnet, daß beim Laden bzw. Entladen ein Haken (28) der Brennelementhalterung/Steuerstabführungsrohrhaltevorrichtung (17) in Eingriff mit Randabschnitten von Öffnungen (32, 33) gebracht wird, die in der Brennelementhalterung (8) und dem Steuerstabführungsrohr (6) vorgesehen sind,

    wobei der Haken (28) durch einen Hakenverbindungsmechanismus (30) betätigt wird, der von einem Hakenantriebszylinder (19) angetrieben wird, und der Haken (28) gleichzeitig in Kontakt mit den Randabschnitten der Öffnungen (32, 33) gebracht wird.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com