SE518329C2 - Laddmaskin för omflyttning av tätt invid varandra angränsande långsträckta föremål, särskilt bränsleelement i ett kärnkraftverk - Google Patents

Description

518 3292 Inom loppet av en kärnreaktors driftstid förbrukas det i bränsleelementen befintliga kärnbränslet genom utbränning, med följden att bränsleelementen måste bytas ut från tid till tid. deras läge i reaktorhärden, Eftersom utbränningen av bränsleelement är beroende av är bränsleelementen inte förbru- kade samtidigt. Ej fullständigt utbrända bränsleelement om- flyttas i regel i reaktorhärden. Utbytet av bränsleelement och deras omflyttning sker enligt en driftcykel för kraft- verksanläggningen av flera (t.ex. 12 eller 18) månader.

För' bränsleelementbytet. måste reaktorn avställas och göras trycklös. Genom demontering av trycktankens lock och isärtag- ning av olika inbyggnader blir reaktorhärden àtkomlig ovan- för att erhålla vattenavskärmningen för den friliggande reaktorhärden. ifrån. Detta sker vid fylld reaktorbassäng, Över den fyllda förvaringsbassängen för bränsleelement och reak- torrummet kan sedan en manipuleringsbrygga med ett i en styr- mast hängande griporgan förflyttas, varvid varje position i lagringsstativet och reaktorhärden kan nås med hjälp av ett enligt koordinater justerat positioneringssystem.

För handhavande av bränsleelement och styrstavar samt av strypkroppar, vilka tillsluter reglerstavarnas styrrör hos de bränsleelement, som inte har några reglerstavar, kan exempel- vis ett s.k. dubbelgripdon användas, tentskriften DE 17 64 176. förflyttbart och utrustat med ett vardera automatiskt operer- såsom det beskrivs i pa- Detta dubbelgripdon är vertikalt bart reglerstavsgripdon och bränsleelementgripdon. Detta är anordnat inom en vid manipuleringsbryggan fastsatt styrmast.

Inuti den senare är en centreringskupa anordnad, som omger dubbelgripdonet. Denna anordning är teleskopisk på sådant sätt, att ur styrmasten det klockliknande centreringsorgan är utkörbart, tet, vid centreringsenheter för bränsleelement, som centrerar dubbelgripdonet över bränsleelemen- som skall gripas, och närmare bestämt genom inkoppling vilka angränsar till det bränsleelement, som. skall gripas. Dubbelgripdonet av» v . c u o ø av 51 ß 329 körs ut ur centreringsorganet för gripande av ett bränsleele- ment eller dess reglerstavar. Efter det att dubbelgripdonet har gripit ett bränsleelement eller dess reglerstavar, körs detta tillsammans med det gripna bränsleelementet eller de gripna reglerstavarna in i centreringskupan och denna i sin tur in i styrmasten. Bränsleelementet kan sedan medelst mani- puleringsbryggan omflyttas i reaktorhärden eller föras till ett lagringsstativ för bränsleelement. På omvänt sätt kan ett bränsleelement hämtas ur ett lagringsstativ för bränsleele- ment och tillföras reaktorhärden.

Tidslängden för bränsleelementbytet är en väsentlig kostnads- faktor, eftersom kärnkraftverket är avställt under mellanti- den. Dessutom! är operatörspersonalen utsatt för en strål- ningsbelastning under en bränsleelementväxling. Därför är den föreliggande uppgiften att avkorta den för ett bränsleele- mentbyte erforderliga tiden.

Det med uppfinningen genomförbara förfarandet möjliggör om- flyttning av bränsleelement, t.ex. mellan reaktorhärden (tätt bränsleelementavstånd) och lagringsstativet för~ bränsleele- ment, en arbetsplats för inspektion eller en annan förva- ringsplats (vidgat bränsleelementavstånd, eventuellt ändrad orientering). Därvid lyfts flera bränsleelement, som är eller skall anordnas bredvid varandra j. reaktorhärden, samtidigt eller i tur och ordning ur sitt startläge och dras in i en ihålig mast, som består av flera relativt varandra rörliga delar och varvid varje bränsleelement styrs och hålls vid en egen del av masten. Därefter transporteras mastens delar med de däri hållna bränsleelementen gemensamt till en plats i kraftverket, placeras i ett ändläge, varvid mastdelarna (inklusive respek- vid vilken de sänks ur delarna av masten och tive därvid fasthållna bränsleelementet) förskjuts så rela- tivt varandra före eller efter transporten och vrids omkring en längdriktning för motsvarande mastdel, att bränsleelemen- ten erhåller samma relativa avstånd och samma relativa orien- tering inbördes så som önskas för deras ändläge. 518 329 4 Orienteringen av åtminstone ett bränsleelement kan nämligen vara annorlunda i startläget än i ändläget; bränsleelementet måste därför 'vridas. I detta fall avlägsnas lämpligen den mastdel, som bär detta element, före eller efter transporten i horisontell riktning ifrån de andra mastdelarna, vrids och närmas därefter åter. Detta temporära avlägsnande krävs av utrymmesskäl; varken bränsleelementen eller mastdelarna med de däri anordnade maskindelarna får skadas vid vridningen.

En lämplig anordning utgår ifrån en ihålig mast, som - pe- kande nedåt och öppen nedtill - är fäst vid en löpvagn, som är förflyttbar i ett horisontellt plan i kraftverket mellan en plats ovanför reaktorhärden och en plats ovanför en förva- ringsplats. Vid masten är grip-, styr- och fästorgan anord- nade, vilka är rörliga tillsammans med masten, griper bräns- leelementet, kan förflytta detta upp och ner och därvid styra och hålla detsamma. Detta är teknikens ståndpunkt.

Enligt uppfinningen är mastens inre tvärsnitt på sådant sätt anpassat till tvärsnittet av två bredvid varandra anordnade bränsleelement, att de båda bränsleelementen samtidigt får plats i mastens inre och genom där anbringade, vardera till ett enskilt bränsleelement hörande grip-, styr- och fästorgan är oberoende rörliga upp och ner. Masten och dessa organ är delade i två vardera till ett bränsleelement hörande halvor, varvid dessa halvor är på sådant sätt fasthållna vid löpvag- nen, att de är manövrerbara relativt varandra i horisontell riktning. Lämpligen är åtminstone en halva av masten vridbar omkring en längdaxel.

Uppgiften gäller emellertid också i samband. med reaktorns styrelement eller med liknande föremål och blir i allmänhet löst med hjälp av en laddmaskin enligt kraven 3 och 4.

Därtill används en laddmaskin för samtidigt handhavande av två med avseende på sin längdaxel geodetiskt vertikalt orien- terade långsträckta föremål. Denna laddmaskin är försedd med l5 | o v ø no 51 g 329 5 en anordning för samtidig lyftning eller sänkning av dessa föremål. Samma anordning tillåter emellertid också en inbör- des oberoende lyftning eller sänkning av nämnda föremål. Där- utöver är laddmaskinen utrustad med en anordning för likrik- och tad förflyttning av dessa föremål i geodetisk längd- tvärriktning. Laddmaskinen uppvisar vidare en anordning för vridning av dessa föremål omkring en gemensam axel med åtmin- stone 90° i den ena vridningsriktningen och med åtminstone l80° i den motsatta vridningsriktningen. Därutöver har ladd- maskinen en eller två anordningar för icke samtidig geode- tiskt horisontell manövrering av åtminstone ett av dessa fö- remål samt en eller två anordningar för inbördes oberoende vridning av dessa föremål omkring vardera olika axlar med vardera minst 90° i en vridningsriktning och åtminstone l80° i den motsatta vridningsriktningen. Anordningarna för ej sam- tidig manövrering av de hanterade föremålen medger alltså en relativrörelse av dessa föremål inbördes.

Enligt uppfinningen är en laddmaskin också avsedd för samti- digt handhavande av tre eller flera med avseende på sin längdaxel geodetiskt vertikalt orienterade långsträckta före- mål. Även denna laddmaskin är försedd med en anordning för samtidig höjning eller sänkning av dessa föremål, vilken an- inbördes ordning också medger en oberoende höjning eller sänkning av dessa föremål. Likaså har denna laddmaskin ett arrangemang för samtidig förflyttning av dessa föremål i geo- detisk längd- och tvärriktning samt ett arrangemang för vrid- ning av dessa föremål omkring en gemensam axel med åtminstone 90° i den ena vridningsriktningen och med åtminstone l80° i Därutöver har laddmaskinen den motsatta vridningsriktningen. för samtidigt handhavande av tre eller flera av nämnda före- mål tal sinsemellan j_ geodetisk längd- ett mot antalet samtidigt hanterbara föremål svarande an- anordningar för relativ rörelse av de hanterade föremålen och/eller tvärriktning. Den uppvisar vidare ett antal mot de samtidigt hanterbara föremå- len svarande antal anordningar för sinsemellan oberoende vridning av de hanterade föremålen omkring vardera olika ax- . . « - en u n. u» o u u _ I 12:: »LI- ' '2 .,: 6 :u n-'usz :z fl': os.. n . . . n 518 329 lar med åtminstone 90° i en vridningsriktning och åtminstone l80° i den motsatta vridningsriktningen.

Genom att man med laddutrustningen samtidigt kan hantera an- tingen två eller flera av nämnda långsträckta föremål uppnås att den för handhavandet tiden företrädesvis, av' nämnda föremål nödvändiga förkortas avsevärt. Laddmaskinen medger emellertid också att handha färre föremål än de som motsvarar laddmaskinens kapacitet. Den medger vidare en i erforderlig omfattning av varandra oberoende hantering av de enskilda fö- remålen. Sålunda kan t.ex. föremålens relativa läge sinsemel- lan ändras så att de dels kan överföras från en inbördes tä- tare anordning till en i förhållande till varandra vidare an- ordning. Det är också möjligt att vrida föremålen oberoende av varandra omkring en axel.

Laddmaskinen med vars hjälp de båda nämnda föremålen kan handhas samtidigt, uppvisar på föredraget sätt en geodetiskt vertikalt orienterad styrmast, ett geodetiskt vertikalt ori- enterat, i styrmasten indragbart och ur densamma utkörbart klockliknande centreringsorgan samt ett i detta centrerings- organ in- och utkörbart dubbelgripdon, med ett första, yttre gripdon och ett andra, i det yttre gripdonet koncentriskt an- ordnat inre gripdon. Därvid är styrmasten och centreringsor- ganet tudelade i vertikal riktning. I styrorganet finns ett ytterligare gripdon, som åtminstone delvis i huvudsak uppvi- sar konstruktionsmässigt identiska element som dubbelgripdo- net.

I likhet med det föredragna utförandet av laddmaskinen för samtidigt handhavande av två av de nämnda föremålen finns också ett föredraget utförande av laddmaskinen för samtidigt Vid detta är styrmasten och centreringsmasten delade i vertikal rikt- handhavande av tre eller flera av nämnda föremål. ning motsvarande antalet samtidigt hanterbara föremål. Vidare finns gripdon motsvarande antalet samtidigt hanterbara före- mål minskat med ett, vilka åtminstone delvis huvudsakligen 518 329 7 uppvisar element, som konstruktionsmässigt är identiska med dubbelgripdonets.

Vid dessa föredragna utföranden blir det möjligt, att föremå- len som skall handhas, kan lokalt gripas exakt med hjälp av de respektive gripdonen, eftersonl gripdonen centreras över centreringsorganet på föremålen, som skall handhas. Eftersom gripdonen kör in föremålen, som skall handhas, i centrerings- organet och det senare å sin sida är införbart i styrmasten, är ett motsvarande skydd av de hanterade föremålen garante- rat. För att möjliggöra en relativrörelse av de enskilda fö- remålen, som skall hanteras, är centreringsorganet och styr- masten delade i deras vertikala riktning.

I en särskilt föredragen vidarebildning av ovan nämnda ladd- maskin är åtminstone ett av de med ett minskade antalet sam- tidigt hanterbara föremålen svarande antal delar av styrmas- ten och respektive tillhörande del av centreringsluckan samt respektive tillhörande gripdon vardera anordnad på en axiellt lagrad vridplåt.

I en särskilt föredragen vidarebildning är var och en av vridplåtarna vridbar omkring den vertikala centrumaxeln av det med respektive tillhörande gripdon hanterbara föremålet. som skall hand- Härvid uppnås, att en vridning av föremålet, has, omkring dess egen axel blir möjlig, utan att det relati- va läget av föremålet, som skall vridas, därigenom förändras relativt de andra föremålen, som samtidigt handhas av detsam- mä.

Företrädesvis används laddmaskiner av ovan beskrivet slag för åtminstone delvis fyllning och/eller tömning av reaktorhärdar med bränsleelement eller till omflyttning av bränsleelement och/eller styrstavar i en reaktorhärd.

Vid användning av laddmaskiner av ovan beskrivet slag för ut- byte av bränsleelement och styrstavar i en kärnreaktor är det »vu- u u | n o» f 518 329 s yttre gripdonet i dubbelgripdonet företrädesvis utformat för att gripa bränsleelementen och det inre gripdonet i dubbel- gripdonet företrädesvis för gripande av styrstavar. De övriga befintliga gripdonen är åtminstone så konstruerade, att bränsleelement kan gripas med hjälp av desamma.

I det följande skall uppfinningen förtydligas med ledning av ett utföringsexempel. Där visar figur 1 ett schematiskt längdsnitt igenom laddmaskinen i sin helhet; figur 2 en planvy på den tudelade styrmasten, med det tudela- de centreringsorganet och två bränsleelement i genomskärning; figur 3 en schematisk skiss av dubbelgripdonet; figur 4 en planvy av laddmaskinen med styrmast och centre- ringsorgan i genomskärning, varvid en av styrmasthalvorna med det hanterade bränsleelementet har vridits l80°; figur 5 en planvy av laddmaskinen med styrmast och centre- ringsorgan i genomskärning, varvid ett av de hanterade bräns- leelementen har vridits 90°; figur 6 ett schema för omflyttning av två bränsleelement.

Till en början skall schemat i figur 6 förklaras. Därvid be- finner sig reaktorhärden under en vattenyta 60 i en reaktor- bassäng 61, som är via en kanal 62 förbunden med en förva- ringsbassäng 63, varvid nämnda reaktorhärd antyds genom reak- Medelst en Denna laddmaskin tortrycktanken 64 med bränsleelementen 65, 66. bärram 67 är en laddmaskin 70 manövrerbar. har en ihålig mast, nade delar 71, 72, relativt varandra och vardera innefattar egna medel för grip- som är uppdelad i två parallellt anord- vilka är rörliga i ett horisontalt plan ning, lyftning och sänkning. Dessa medel är symboliskt visade soul ett repblockdon lned lyfttrumma 72 och en krok 73 som griporgan. I ett första steg A manövreras laddmaskinen över reaktorhärden och två bränsleelement 65, 66 grips samtidigt eller efter varandra och lyfts in i nmstens delar 71, 72.

Handlar det om tätt intill varandra liggande bränsleelement, .- u... u- 51 8 329 så befinner sig lämpligen de båda mastdelarna i ett första ändläge 70a, i vilket de bildar en nedtill öppen, sidledes emellertid praktiskt taget tillsluten ihålig mast.

Här antas, att bränsleelementen därefter inspekteras optiskt och därvid skall vridas. Detta är visat genom position 70b: avståndet mellan de båda masterna med bränsleelementen 65, 66 ökas och åtminstone en mastdel vrids i en längdaxel. I detta läge kan varje enskilt bränsleelement sänkas och inspekteras utanför masten.

För att transportera bränsleelementen in i förvaringsbas- (steg C) I detta läge kan laddmaskinen snabbt sängen 63, återtas lämpligen de båda mastdelarnas första ändläge 70a igen. och utan risk för de i dess mast befintliga bränsleelementen förflyttas (steg D) igenom den vattenfyllda kanalen 62.

Har laddmaskinen manövrerats över förvaringsstativet 75 i lagringsbassängen 63, så ökas genom en relativrörelse hos de båda mastdelarna deras inbördes avstånd i masten, som efter- strävas för deras lagring (steg E). Slutligen sänks bränsle- elementen för detta andra ändläge 70c (vidgat läge) åter, alltså avlägsnas ur masten (steg F).

Principiellt är också en ordningsföljd A, E, D, F möjlig.

Enligt samma schema kan också två bränsleelement flyttas ut ur lagringsstativet in i reaktorhärden, varvid då mellan det första steget (lyftning av bränsleelementen ur lagringsstati- vet in i de båda mastdelarna) och det sista steget (nedsänk- ning av bränsleelementen i reaktorhärden) en minskning av det relativa avståndet sker.

Eftersom bränsleelementen i reaktorns trycktank ofta är lätt böjda, kan bränsleelementen ofta endast dras ut ur reaktor- härden eller placeras i härden om de därvid vrids. T.ex. kan det förekomma, att ett bestrálat bränsleelement, som fortfa- 51 8 3290 ;::= rande är brukbart och temporärt är placerat i lagringsstati- vet, måste vridas med -90°, +90° eller l80° (steg B i schemat enligt figur 6).

I figur 1 är en schematisk skiss av en laddmaskin för handha- vande av bränsleelement visad. Denna laddmaskin uppvisar i huvudsak en förflyttbar brygga 1, så som den är installerad i reaktorbyggnader, betraktas. varvid här särskilt en tryckvattenreaktor Den - i så mån ej visade - rörelseriktningen för bryggan 1 leder in i skissplanet respektive ut ur detsamma.

På bryggan befinner sig en löpvagn 2. Den senare är geode- tiskt horisontellt förflyttbar i rät vinkel mot bryggan 1. På denna löpvagn 2 befinner sig en - ej visad - betjäningsplatt- form, ifrån vilken laddmaskinen kan betjänas. Vidare är på löpvagnen 2 en styrmast 3 vridbart lagrad omkring sin mittax- el. I styrmasten 3 befinner sig ett centreringsorgan 4. Inuti detta centreringsorgan 4 finns ett dubbelgripdon, som är försett med ett yttre bränsleelementgripdon 5 och ett inre styrelementgripdon 6. Ovanför en ram 2.1 pà löpvagnen 2 be- finner sig lyftverk 7, vilka är anordnade på ett med styrmas- ten 3 förbundet av stänger bestående lyftverk 7.1.

Avbildningen 2 visar ett tvärsnitt igenom styrmasten 3 med i styrmasten 3 befintligt centreringsorgan 4 och två bränsle- element 8. Styrmasten 3 är vid ställena 3.1 delad i vertikal riktning. Med andra ord: den sammansätts av två halvor 3a, 3b av ett i axiell riktning delat rör. ett styrmastens 3 delning vertikalt delad vid ställena 4.1. Vart Centreringsorganet 4 har rektangulärt tvärsnitt och är i överensstämmelse med och ett av delstyckena 4a, 4b hos centreringsorganet 4 är så konstruerat, att ett bränsleelement 8 kan upptas däri. För stabil styrning av centreringsorganet 4 i styrmasten 3 är den senare utmed sin längdriktning försedd med vinkeljärn 3.2.

Vid diagonalt motliggande vinkeljärn 3.2 har dessa en rull- styrning 3.3. I dessa rullstyrningar 3.3 griper med fullgod eftersläpning såsom rullar utformade styrhjul 4.3 in. Vridax- larna hos dessa styrhjul 4.3 står vinkelrätt på den yta av w...- -- u.. 518 329 I.. vinkeljärnen 3.2, som uppbär hjulstyrningen 3.3. Styrrullarna 4.3 är placerade vid en i det närmaste trapetsformad påbygg- nad 4.2 hos centreringsorganet 4, vilken i stor utsträckning övervinner det rumsliga avståndet mellan centreringsorganets vägg och vinkeljärnet 3.2.

Mittemot dessa nästintill trapetsformiga påbyggnader 4.2 lig- ger ytterligare trapetsformiga påbyggnader 4.4 av centre- ringsorganet 4. Vid dess nära vinkeljärnet 3.2 belägna sida har dessa påbyggnader 4.4 löprullar 4.5, vilkas vridaxel är orienterad parallellt med den angränsande ytan på vinkeljär- net 3.2. Vid de båda återstående fria yttersidorna av centre- ringsorganet 4 är vardera en löprulle 4.6 fastsatt vid cen- treringsorganets 4 yttervägg, varvid nämnda löprulle 4.6 di- rekt rullar vid styrmastens 3 innervägg. sker Upptagandet av bränsleelementen 8a, 8b resp. 8 (figur 3) i varje del 4a, 4b av centreringsorganet 4 genom i figur 2 ej visade bränsleelementgripdon 5. Därvid är var och en av de båda halvorna av centreringsorganet försedd med ett bränsle- elementgripdon 5 (figur 3). Ett av dessa bränsleelementgrip- don 5 är kompletterat med ett i bränsleelementgripdonets 5 inre anordnat styrstavsgripdon 6 till ett s.k. don enligt patentskriften DE 17 64 176. Beträffande detaljer därtill. I dubbelgripdonet två funktionella element, nämligen ett bräns- dubbelgrip- angående dubbelgripdonet hänvisas huvudsak har leelementgripdon 5 och ett i bränsleelementgripdonet 5 kon- centriskt anordnat styrelementgripdon 6. Med ledning av dub- belgripdonets funktion förklaras också dess principiella kon- struktion i det följande: För att avlägsna ett bränsleelement 8 ur reaktorhärden eller ur ett lagringsstativ för bränsleelement, eller också för att ta ut ett styrelement 9 ur ett bränsleelement 8 nmnövreras till en början hela gripanordningen med hjälp av bryggan 1 och löpvagnen 2 till ett läge ovanför det berörda bränsleele- att det mentet. Därpå sänks centreringsorganet 4 så långt, s -- vv.- 518 3219 med sin underkänt intar ett läge knappt ovanför bränsleele- mentet 8. Tas ett bränsleelement 8 ut ur en reaktorhärd, så griper centreringsbultarna 4.7 hos centreringsorganet 4 in i motsvarande hål i bränsleelementtopparna hos de bränsleele- ment, som angränsar till det berörda bränsleelementet 8. På detta sätt erhålls en exakt positionering av bränsleelement- gripdonet 5 och styrelementgripdonet 6. Därvid hålls centre- ringsorganet så i sitt läge i masten, att det inte med sin viktkraft påverkar bränsleelementen, som befinner sig geode- tiskt under detsamma. Därefter sänks bränsleelementgripdonet att det med sina griphakar 5.1 griper in i bräns- Med hjälp av ett lyftverk 7 och en dubbellina 7.l skjuts det av bränsleele- så långt, leelementtoppen hos ett bränsleelement 8. mentgripdonet 5 fasthållna bränsleelementet 8 numera i rikt- ning uppåt och förs in i centreringsorganet 4.

På liknande sätt kan också ett styrelement tas ut ur ett bränsleelement 8. Därtill spärras bränsleelementgripdonet 5 efter nedsänkning av centreringsorganet 4 i ett övre läge i så att det inte kan förflyttas ned till I anslutning centreringsorganet, bränsleelementet 5. tills tag i huvudet av ett i bränsleelementet 8 befintligt styrele- därtill sänks styrelement- gripdonet 6, det med ett styrelementgriphuvud griper ment. Med den i bränsleelementgriphuvudet befintliga gripar- men hakar styrelementgripdonet 6 fast sig i styrelementet.

Genom lyftning av styrelementgripdonet 6 via ett lyftverk 7 och dubbellinan 7.2 dras styrelementet numera ut ur bränsle- elementet 8 och förs in i centreringsorganet 4.

Efter det att antingen ett bränsleelement 8 eller ett styr- element har upptagits i centreringsorganet 4 på detta sätt, dras centreringsorganet 4 självt uppåt och körs in i styrmas- ten. Bränsleelementet 8 eller styrelementet kan sedan för- flyttas horisontellt i reaktorrummet.

Den andra halvan av centreringskupan 4 är utrustad med en en- kel bränsleelementgripare av beskrivet slag. För transporten ~ n ø | »n 518 529 av bränsleelement och styrelement i reaktorrummet är det mes- tadels tillräckligt, att endast en av de båda gripdonen i centreringsorganet 4 är utfört som dubbelgripdon. Givetvis är det också nwjligt, att utföra de båda gripdonen j. centre- ringsorganet 4 som dubbelgripdon.

Eftersom bränsleelement står mycket tätt intill varandra i reaktorhärden, att det å andra sidan i lagringsstativet för bränsleelementen återstår ett visst utrymme mellan de en- skilda bränsleelementen, är det nödvändigt, att sinsemellan kunna ändra de båda med den beskrivna anordningen transporte- rade bränsleelementens relativa läge. hålls, bränsleelementen.

Samma nödvändighet er- om. man skulle vilja utföra en optisk kontroll av För att möjliggöra en relativ positionsänd- ring av bränsleelementen 8a, 8b sinsemellan, är styrmasten 3 vid ställena 3.1 och likaså centreringsorganet 4 vid ställena 4.1 vertikalt delad. 3b av styrmasten 3 och motsvarande hälft 4a, Såsom visat i figur 4 är varje hälft 3a, 4b av centre- ringsorganet 4 utrustad med ett lyftverk 7a, 7b. Styrhalvorna 3a, 3b är tillsammans med sina inbyggnader såsom centrerings- organ, halvor 4a, 4b och gripdon och sina tillhörande lyft- Emel- lertid räcker det också om endast en av de båda styrmasthal- verk 7a, 7b på löpvagnen 2 horisontellt förflyttbara. vorna är förflyttbar på löpvagnen 2 och den andra halvan är fast. Förflyttningsanordningen för de båda styrmasthalvorna antyds i figur 1 genom en x-y-riktning förflyttbar styrning 2", i vilken hjul 2' styrs för en vridning av stativet 2.1.

Därigenom möjliggörs samtidigt en rotation av bränsleelemen- Därtill förflyttas styrmasthal- vorna så långt medelst styrningen 2" ten 8b omkring den ena axeln. tills det transporte- rade bränsleelementets centrumaxel sammanfaller med rotations- axeln. Utför vridplàten nu en vridrörelse, vrids bräns- leelementet tillsammans med den tillhörande styrmasthalvan, halvan av centreringsorganet och gripdonet också. Härvid upp- -90° och l80°. i synnerhet lyftverken, går de möjliga vridningsvinklarna till +90¶ För att påbyggnaderna på styrmasten, - q . - .n 518 329 14 inte skall kollidera under vridrörelsen kan det vara nödvän- digt att horisontalrörelsen dessutom går ut över den sträcka, som krävs för att åstadkomma ett tillräckligt avstånd mellan de båda transporterade bränsleelementen för inställning av För att öka laddmaskinens hanteringsförmåga, kan de transporterade bräns- dessa i ett lagringsstativ för bränsleelement. leelementen efter utförd rotation åter förflyttas mot var- andra. I figurerna 4 och 5 visas det just beskrivna tillväga- gångssättet schematiskt.

Därvid visar figur 4 det första lyftverket 7a och det andra lyftverket 7b med de båda transporterade bränsleelementen 8a och 8b, vilka har flyttats isär 3b och halvorna 4a, (och med dem också styrmast- halvorna 3a, 4b av centreringsorganet).

Bränsleelementet 8b vreds därvid längs sin mittaxel i vrid- ningsläget A med l80°. Därefter förflyttades bränsleelementet 8b med sitt lyftverk 7b och den tillhörande styrmasthalvan samt halvan av centreringsorganet enligt det i figur 4 antyd- da läget B tillbaka i riktning mot det andra bränsleelementet 8a.

På liknande sätt har förfarits i figur 5. Här har bränsleele- mentet 8b efter isärflyttningen av bränsleelementen 8a och 8b vridits tillsammans med den tillhörande styrmasthalvan 3 och halvan 4 av centreringsorganet med 90° omkring bränsleelemen- tets 8b baka i riktning mot bränsleelementet 8a (position B'). (position A') längdaxel och körs därefter åter till- I båda fallen är bränsleelementen 8a, 8b, vilka befann sig i ändläget i reaktorhärden (figur 2) i utvidgat läge (position B i figur 4, position B' i figur 5) i sin tur inriktade med inbördes parallella sidor, varvid avståndet mellan bränsle- elementen motsvarar avståndet som de t.ex. måste ha i lag- ringsstativet för bränsleelement, på en provbänk för inspek- tion, underhåll eller reparation eller vid återinsättning i reaktorns trycktank. Emellertid är deras orientering relativt varandra olika. Sålunda kan nämligen det fall uppträda, att 518 32915 n - - . u ett bränsleelement har böjts under reaktordriften och inte utan vidare kan avlägsnas ur förbandet med de angränsande bränsleelementen eller placeras i förbandet, att detta emel- lertid blir möjligt, -90° eller l80°. tets vertikala rörelse hindras av hinder, om bränsleelementet är vridet med +90°, Sådana störningar, vid vilka bränsleelemen- kan uppfattas, om lyftverket är lagrat med en mätanordning för viktkraft på en plattform, som såväl rapporterar en icke korrekt viktminsk- ning, (bränsleelementet sitter på ett hinder) liksom även en viktökning (bränsleelementet hålls fast) vid vertikalrörel- sen. Dessutom kan det vara lämpligt, om bränsleelementet är vridbart på arbetsplatsen, för att kunna inspekteras och be- arbetas ifrån olika sidor.

För inspektionen förflyttas löpvagnen 2 med de vid densamma fastsatta halvorna av styrmasten och de däri fasthållna ele- och de de transporterade styrelementen kan menten över den nya arbetsplatsen transporterade bränsleelementen resp. sänkas ut ur styrmasten 3. Härtill hålls halvorna av centre- ringsorganet fast i uppkört läge över fästanordningarna i styrmasten, medan bränsleelementgripdonet 5 förflyttas nedåt och följaktligen friger bränsleelementet 8 för inspektion. På motsvarande sätt kan också en optisk inspektion av det trans- porterade styrelementet ske på så sätt, att centreringsorga- net 4 och bränsleelementgripdonet 5 hålls över fixeringsan- ordningar i uppåt förflyttat läge, medan styrelementgripdonet förflyttas nedåt och sålunda friger styrelementet 9. Dessa förlopp visas i detalj i patentskriften DE 17 64 176.

Utdragning av bränsleelement 8 eller styrelement 9 ur centre- ringsorganet 4 och styrmasten 3 kan vid den beskrivna laddma- skinen ske på sådant sätt, att bränsleelementen 8 resp. styr- stavarna 9 kan förflyttas enskilt i riktning nedåt, även om laddmaskinen är bestyckad med två bränsleelement 8 eller med ett bränsleelement 8 och ett styrelement 9. Även vid isär flyttade lägen, vilka motsvarar figurerna 4 och 5, kan bräns- leelementen 8 resp. styrelementen 9 oberoende av varandra . v . - .o 518 52916 flyttas ut ur den halvan av centreringsorganet som hålls upp i styrmasthalvan, och undersökas.

Med den i utföringsexemplet visade laddmaskinen kan samtidigt två bränsleelement resp. handhas. skinen så, ett bränsleelement och en styrstav Det är emellertid också möjligt att utforma laddma- att ett flertal bränsleelement, exempelvis fyra bränsleelement kan handhas samtidigt. Härtill krävs på ana- logt sätt i utföringsexemplet en fyrdelning av styrmast och centreringsorgan, varvid de hanterade bränsleelementen sedan bildar ett knippe av två gånger två bränsleelement. I över- ensstämmelse därmed är det nödvändigt att bränsleelementen för ömsesidig relativrörelse i horisontell riktning antingen är horisontellt förflyttbara i två axlar eller förflyttbara med en vinkel av 45° mot styrmastens 3 delningsplan.

I samtliga fall är det med den föreslagna laddmaskinen möj- ligt att handha ett antal bränsleelement resp. styrelement, som underskrider laddmaskinens kapacitet.

Claims (15)

10 15 20 25 30 35 518 329 Patentkrav

1. l. Laddmaskin för omflyttning av bränsleelement i ett kärn- (3), ett horisontellt plan i kraftverket mellan en plats ovanför kraftverk, med en ihålig mast som är fasthållen vid en i reaktorhärden och en plats ovanför en annan avlastningsplats förflyttbar löpvagn (2) och uppvisar en ifrån löpvagnen i och med tillsammans med (4, 5, 6, (8), förflytta dem och därvid styra och hålla dem vid (3) inre tvärsnitt är på sådant sätt anpassat till tvärsnittet av riktning nedåt pekande, öppen ände, masten rörliga grip-, styr- och fästorgan 7 i figur 3), för att enskilt gripa bränsleelementen (3) kännetecknad upp och ner i masten mastens (3) insida, av, att mastens tvenne mot läget i reaktorhärden svarande tätt angränsande bränsleelement (8a, 8b) (3a, 3b), att de båda bränsleelementen upptas samtidigt däri och kan hållas, förflyttas upp och ned och styras av vardera till ett bränsleelement (8a, 8b) hö- (4a, 4b, 7b), och att de av masten vardera tillsammans med de och uppdelat i två delar oberoende av varandra gripas, styr- och fästorgan 7a; båda delarna (3a, 3b) till ett bränsleelement hörande grip-, (4a, 4b, 7b) varandra på löpvagnen (2). rande grip-, styr- och hållorganen 7a; är rörliga i horisontell riktning relativt att åt- av masten är tillsammans med sitt

2. Laddmaskin enligt krav l, kännetecknad (3a, 3b) grip-, styr- och fästorgan vridbar omkring en längdaxel. aV, minstone en del

3. Laddmaskin för samtidigt handhavande av två med avseende på sin längdaxel geodetiskt vertikalt orienterade långsträckta (8a, 8b), att särskilt ett flertal av dessa föremål är anordnade i en tät placering omedelbart invid varandra och i en vidgad placering med ringa avstånd ifrån 'varandra, (7a, 7b) behov samtidig eller av varandra oberoende lyftning eller för likartad k ä n n e t e c k n a d a V, föremål med en anordning för vid sänkning av dessa föremål, samt en anordning (2) rörelse av dessa föremål i geodetisk längd- och tvärriktning, 10 15 20 25 30 35 518 329 18 (2', 2") en gemensam horisontell för vridning av dessa föremål omkring och/eller i den ena vridnings- en anordning axel omkring oberoende horisontella axlar med åtminstone 90° riktningen och med åtminstone l80° i den nwtsatta vridnings- riktningen, och en anordning för geodetiskt horisontell relativrörelse av dessa föremål.

4. Laddmaskin för samtidigt handhavande av tre eller flera med avseende på sin längdaxel geodetiskt vertikalt oriente- (8a, 8b, 9), att särskilt ett flertal av dessa föremål i en rade, långsträckta föremål k ä n n e t e c k - n a d a v, tät placering' är anordnade direkt invid. varandra, och i, en vidgad placering anordnade med ringa avstånd ifrån varandra, 7b) roende eller samtidig lyftning eller sänkning av dessa före- (2) föremål i geodetisk längd- och tvärriktning, 2'W sontell axel och/eller omkring oberoende horisontella axlar med en anordning (5, 6; 7a, för vid behov av varandra obe- för likriktad förflyttning av dessa (2', för vridning av dessa föremål omkring en gemensæn hori- mål, samt en anordning en anordning med åtminstone 90° i den ena vridningsriktningen och med àt- minstone l80° i den motsatta vridningsriktningen, och ett mot antalet samtidigt hanterbara föremål svarande antal anord- ningar för relativ förflyttning av de hanterade föremålen relativt varandra i geodetisk längd- och/eller tvärriktning,

5. Laddmaskin enligt krav 3 med en geodetiskt vertikalt ori- (3), styrmasten (3) indragbart och ur denna utkörbart centrerings- (4) in- och utkörbart enterad styrmast ett geodetiskt vertikalt orienterat i organ (4), ett i detta centreringsorgan dubbelgripdon (5, 6), som är försett med ett första yttre gripdon (5) och ett andra, i det yttre gripdonet (5) koncent- riskt anordnat inre gripdon (6), kär1net:ec}n1ad av, att (3) (4) tikal riktning och att ett ytterligare gripdon finns, som åt- styrmasten och centreringsorganet är tvàdelade i ver- minstone delvis huvudsakligen uppvisar konstruktionsmässigt identiska element som dubbelgripdonet (5, 6). 10 15 20 25 30 35 518 329 19

6. Laddmaskin enligt krav 4 med en geodetiskt vertikalt ori- (3), styrmasten (3) indragbart och ur denna utkörbart centrerings- (4), (4) dubbelgripdon som är försett med ett första, (5) (5) riskt anordnat inre gripdon k ä n n e t e c k n a d styrmasten (3) (4) kal riktning motsvarande antalet samtidigt hanterbara föremål enterad styrmast ett geodetiskt vertikalt orienterat, i ett i detta centreringsorgan in- och utkörbart (5, 6), och ett andra, organ yttre koncent- att i det yttre gripdonet (6), och centreringsorganet gripdon av, är delade i verti- och att det i överensstämmelse med det med ett minskade anta- let samtidigt hanterbara föremål finns gripdon, som åtmin- stone delvis till identiska element som dubbelgripdonet (5, 6). största delen har konstruktionsmässigt

7. Laddmaskin enligt åtminstone ett av kraven 3-6, kär1ne- te<:kr1ad av, att varje delstycke av styrmasten (3) och av respektive tillhörande del av centreringsorganet (4), samt respektive tillhörande gripdon är anordnade pà vardera en axiellt lagrad vridplåt. att var

8. Laddmaskin enligt krav 7, kännetecknad och en av vridplåtarna är vridbar omkring den vertikala cent- av, rumaxeln av föremålet, som vardera kan handhas med respektive tillhörande gripdon.

9. Användning av en laddmaskin enligt åtminstone ett av kra- ven 3-8 för åtminstone delvis fyllning och/eller tömning av (8) och/eller styrstavar eller för omflyttning av (9) reaktorhärdar med bränsleelement (8) i en reaktorhärd. bränsleelement

10. Laddmaskin enligt åtminstone ett av kraven 3-8 vid en an- vändning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v , att dubbel- gripdonets (5, 6) yttre gripdon (5) är konstruerat för gripande av bränsleelement (8) och dubbelgripdonets (5, 6) inre gripdon (6) för gripande av styrstavar (9) och de övriga befintliga gripdonen minst för gripande av bränsleelement (8). 10 15 20 25 30 518 329 zo

11. ll. Förfarande för samtidig förflyttning av två bränsleelement ur en reaktorhärd in i ett lagringsstativ i ett kärnkraftverk, att en laddmaskin, som vardera kännetecknat av, innefattar en i två relativt varandra parallellt anordnade och horisontellt relativt varandra rörliga delar uppdelad mast och vardera egna organ för gripning, lyftning och sänkning av var- dera ett bränsleelement i var och en av de båda delarna av masten, förflyttas över reaktorhärden, varvid vart och ett av de båda bränsleelementen grips och lyfts in i en motsvarande del i masten, varvid laddmaskinen förflyttas med bränsleele- menten, som har lyfts in i de båda delarna av nämnda ladd- maskins mast, över lagringsstativet, varvid genom en relativ- rörelse av de båda delarna av masten bränsleelementens inbör- des avstånd förändras, och de båda bränsleelementen tas ut ur mastens delar och sänks ned i lagringsstativet,

12. Förfarande för samtidig omflyttning av två bränsleelement reaktorhärd i ett att en laddmaskin, ur ett lagringsstativ in i en kärn- kännetecknat av, kraftverk, som innefattar en i två sinsemellan parallellt anordnade och i ett horisontellt plan relativt varandra rörliga delar uppdelad mast och vardera egna medel för gripande, lyftning och sänk- ning av vardera ett bränsleelement i var och en av de båda delarna i masten, förflyttas över lagringsstativet, vart och ett av de båda bränsleelementen lyfts i en motsvarande del av som masten, varvid laddmaskinen med de delar av dess mast, innehåller de båda inskjutna bränsleelementen, förflyttas över reaktorhärden, varvid det relativa avståndet mellan bränsle- elementen förändras genom en relativrörelse av de båda delarna av masten, och de båda bränsleelementen tas ut ur de båda delarna av masten och sänks ned i reaktorhärden.

13. Förfarande enligt krav ll eller 12, kännetecknat att de båda delarna av masten genom relativrörelsen varvid de båda delarna av av, förflyttas mellan två ändlägen, masten i ett första ändläge bildar en nedtill öppen och i 10 15 518 32921 sidled praktiskt taget tillsluten ihålig mast och i ett andra ändläge en nedtill öppen och i sidled i två genom längsgående spalter med förbestämd bredd delad ihålig mast, det första ändläget erhålls när laddmaskinen befinner sig över reaktorhärden och det andra ändläget när laddmaskinen och varvid befinner sig över lagringsstativet. Förfarande enligt krav 13, kännetecknat att de efter det att bränsleelementen har

14. av, bàda delarna av nmsten, skjutits in, först bringas till det första ändläget, laddmaskinen förflyttas mellan reaktorhärden och lagringssta- innan tivet.

15. Förfarande enligt något av kraven ll~l4, kärinetzeclc- att minst vid relativrörelsen för ändring av det nat av, ömsesidiga avståndet, det senare tillfälligt ökas, sedan åt- minstone en av de bàda delarna av masten vrids omkring en längdaxel och avståndet sedan åter minskas.