DE2420577A1

DE2420577A1 - METHOD AND DEVICE FOR REMOVING NUCLEAR FUEL FROM COVERED NUCLEAR FUEL ELEMENTS

Info

Publication number: DE2420577A1
Application number: DE2420577A
Authority: DE
Inventors: Denis Yeo
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1973-05-14
Filing date: 1974-04-27
Publication date: 1974-12-05
Also published as: BE814966A; FR2237280B1; IT1012283B; FR2237280A1; CH580857A5; SE399983B; DE2420577C2; JPS53103099U; SE7406456L; ES426326A1; JPS5018898A

Description

W, 668W, 668

Augsburg, den 24. April 1974Augsburg, April 24, 1974

Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Allegheny County, Pennsylvania 15222, V.St,A,Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Allegheny County, Pennsylvania 15222, V.St, A,

Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Kernbrennstoff aus ummantelten KernbrennelementenMethod and apparatus for removing nuclear fuel from jacketed nuclear fuel assemblies

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Kernbrennstoff aus ummantelten Kernbrennelementen, wobei die brennelementenhülle gleichzeitig auf einander gegenüberliegenden Seiten aufgeschnitten wird, die so entstandenen ·The invention relates to a method for removing nuclear fuel from jacketed nuclear fuel assemblies, wherein the fuel element cladding is cut open on opposite sides at the same time, the resulting

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Teile, der Hülle voneinander getrennt werden und der Brennstoff au3 der Hülle entfernt wird.Parts, the shell and the fuel au3 the envelope is removed.

Bei der Wiederaufbereitung von verbrauchtem Kernbrennstoff ist es zuerst notwendig, die Brennstoffpellets aus der metallischen Hülle herauszuholen, in welcher sie untergebracht sind. Dabei handelt es sich weder um einen einfachen, noch um einen schnellen Vorgang, da der verbrauchte Brennstoff in hohem Maße radioaktiv ist und von einer entfernt liegenden Stelle aus gehandhabt werden muß. Außerdem ist der diametrale Spielraum zwischen dem Außendurchmesser der Brennstoffpellete und dem Innendurchmesser der Brennelementenhülle verhältnismäßig klein und liegt im Bereich von 0,2 mm. Es ist daher wahrscheinlich, daß die Brennstoffpellets sich in der Brennelementenhülle verklemmen, so daß naheliegende Methoden zum Herausnehmen der Pellet3, beispielsweise durch Ausstoßen der Pellets aus der Hülle, ausgeschlossen sind. Die Gefahr des Pestklemmens der Pellets wird außerdem dadurch vergrößert, daß infolge des Reaktorbetriebs örtliche Verformungen und örtliches Zusammenschrumpfen der Brennelementenhülle sowie möglicherweise diametrale Dehnungen der Brennstoffpellets entstanden sein können. Diese Auswirkungen des Reaktorbetriebs verringern den ohnehin kleinen SpielraumWhen reprocessing spent nuclear fuel, it is first necessary to remove the fuel pellets to get out of the metallic shell in which they are housed. It is not a simple, still a quick process, as the spent fuel is highly radioactive and remote from one must be handled from lying position. Also is the diametrical clearance between the outside diameter of the fuel pellets and the inside diameter of the fuel assembly cladding relatively small and is in the range of 0.2 mm. It is therefore likely that the fuel pellets become jammed in the fuel element cladding, so that obvious methods for removing the pellet3, for example by ejecting the pellets from the shell. The danger of the plague clamp Pellets is also enlarged by the fact that local deformations and local Shrinkage of the fuel element cladding and possibly diametrical expansion of the fuel pellets may have arisen. These effects of reactor operation reduce the already small margin

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zwischen den Brennstoffpellets und der Brennelementenhülle und erschweren dadurch die Entfernung des Brennstoffs,between the fuel pellets and the fuel element cladding and thereby complicate the removal of the fuel,

Gegenwärtig werden die Brennstoffpellets durch ein Verfahren aus den Brennelementenhüllen herausgenommen, bei welchem das Brennelement quer in eine Anzahl kurzer Abschnitte zerschnitten wird. Die abgetrennten Abschnitte des Brennelements werden dann in eine Lösung gelegt, welche zwar die Metallhülle auflöst, jedoch nicht die Brennstoffpellets angreift. Dieses Verfahren ist zwar brauchbar, weist aber eine Anzahl von Nachteilen auf. Ein Nachteil liegt darin, daß die Brennstoffpellets bei diesem Vorgang stark beschädigt werden und daher zusätzliche Aufbereitungsmaßnahmen vor der Wiederverwendung erforderlich machen, Mn weiterer Nachteil liegt darin, daß eine verhältnismäßig große Menge radioaktiven Staubes entsteht, der zwecks wiederverwendung besonders behandelt werden muß.At present, the fuel pellets are taken out of the fuel bundle cladding by a process which the fuel assembly is cut transversely into a number of short sections. The severed sections of the fuel assembly are then placed in a solution that dissolves the metal shell, but not the fuel pellets attacks. While this method is useful, it has a number of disadvantages. One disadvantage lies that the fuel pellets are severely damaged in this process and therefore additional processing measures before reuse, Mn another disadvantage is that a proportionate large amount of radioactive dust is produced, which must be specially treated for reuse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs dargelegten Art so zu verbessern, daß die Brennstoffpellets auf einfache Weise unbeschädigt aus der Brennelementenhülle entfernbar sind_t The invention has for its object to improve a method of the kind set forth so that the fuel pellets are undamaged removable from the fuel envelope in a simple manner _t

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist ein solchesIn the sense of the solution to this problem is such a

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Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Brennelementenhülle mittels Laserstrahlen, welche auf die genannten Seiten der Hülle fokussiert werden, aufgeschnitten und das Brennelement relativ zu den Laserstrahlen axial bewegt wird.Method according to the invention, characterized in that the fuel element cladding by means of laser beams, which to be focused on said sides of the shell, cut open and the fuel assembly relative to the laser beams is moved axially.

Eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit einem Sockel und einer darauf angeordneten Vorschubeinrichtung zum Vorschub der Kernbrennelemente ist gemäß der Erfindung durch mindestens eine mit der Vorschubeinrichtung fluchtend auf dem Sockel angeordnete Laserquelle zum gleichzeitigen Aufschneiden der Brennelementenhülle auf mindestens zwei Seiten, während die Hülle mittels der Vorschubeinrichtung an der Laserquelle vorbeibewegt wird, und durch eine Einrichtung zum Drehen der Brennelemente zum Zwecke des Aufschneidens der Endverschlüsse der Hülle mittels Laserstrahlen gekennzeichnet.An apparatus for carrying out the invention Method with a base and an advancing device arranged thereon for advancing the nuclear fuel elements is according to the invention by at least one with the feed device in alignment on the base arranged laser source for simultaneous cutting of the fuel element cladding on at least two sides, while the sheath is moved past the laser source by means of the advancing device, and by a device for rotating the fuel assemblies for the purpose of cutting open the end closures of the casing by means of laser beams marked.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung findet eine einzige Laserquelle Anwendung, die zwei Laserstrahlen erzeugt, welche die Brennelementenhülle gleichzeitig auf zwei Seiten aufschneiden« Zur Vergrößerung der Aufschneidegeschwindigkeit kannAccording to a preferred embodiment of the invention uses a single laser source that generates two laser beams that penetrate the fuel assembly cladding cut open on two sides at the same time «To increase the cutting speed,

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Sauerstoff zu den Brennpunkten der Laserstrahlen hingeleitet werden.Oxygen directed to the focal points of the laser beams will.

Die Erfindung bringt den technischen Fortschritt, daß keine mechanischen Schneidwerkzeuge verwendet werden und die damit verbundenen Schwierigkeiten ausgeschlossen sind. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Verarbeitung von stark radioaktiven verbrauchten Kernbrennelementen, die von einer entfernten Stelle aus gehandhabt werden müssen. In diesem Fall können die Laserstrahlungsquelle und die zugehörigen Geräte und Steuereinrichtungen außerhalb einer heißen Zelle angeordnet sein, in welcher sich die Brennelemente befinden, so daß das Aufschneiden der Brennelementenhüllen ohne Kontaminierung der Schneideinrichtung erfolgen kann,The invention brings the technical progress that no mechanical cutting tools are used and the associated difficulties are excluded. The method according to the invention is particularly suitable for processing highly radioactive spent nuclear fuel elements that were removed from a Body must be handled from. In this case, the laser radiation source and the associated Devices and control devices can be arranged outside a hot cell in which the fuel assemblies are located are located, so that the cutting of the fuel element cladding without contamination of the cutting device can take place,

einige bevorzugte Ausfünrungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es stellen dar:some preferred embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings, for example. They represent:

Fig, I eine isometrische GesamtdarFigure I shows an isometric overall view

stellung einer Vorrichtung nach der Erfindung,position of a device according to the invention,

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Pig, 2 eine Frontansicht der VorschubPig, 2 a front view of the feed

einrichtung der in Pig, I dargestellten Vorrichtung,installation of the device shown in Pig, I,

Pig, 3 eine Seitenansicht der in Pig,Pig, 3 a side view of the Pig,

dargestellten Vorschubeinrichtungillustrated feed device

Fig. 4 einen Aufriß des Brennelementen-Fig. 4 is an elevation of the fuel assembly

Zufuhrteils der in Pig, I dargestellten Vorrichtung,Feed part of that shown in Pig, I. Contraption,

Pig, 5 einen Schnitt entlang derPig, 5 a section along the

Linie V-V in Pig, 4,Line V-V in Pig, 4,

Pig, 6 einen Aufriß des BrennstoffPig, 6 an elevation of the fuel

auffangteils der in Fig, I dargestellten Vorrichtung,collecting part of the device shown in Fig, I,

Fig, 7 eine Draufsicht des in Pig, 6Fig. 7 is a plan view of the in Pig, 6

dargestellten Brennstoffauffangteils ,shown fuel collection part,

Fig, 8 eine schematische Darstellung,8 shows a schematic representation,

• welche die Aufteilung eines• which is the division of a

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einzigen Laserstrahls in zwei Teilstrahlen zeigt, undshows a single laser beam in two partial beams, and

Fig, 9 eine schematische Darstellung eines9 is a schematic representation of a

anderen Verfahrens zur Aufteilung eines einzigen Laserstrahls in zwei Teilstrahlen.another method of splitting a single laser beam into two Partial beams.

Die in Fig, 1 dargestellte Vorrichtung ist so ausgebildet, daß sie jeweils ein brennelement auf eine Zuführeinrichtung befördert, auf welcner dieses Brennelement in eine auf einem lisch 40 montierte Vorschubeinrichtung hineingeschoben wird. Das brennelement wird dann gleichzeitig entlang zweier Seiten mittels Laserstrahlen aufgeschnitten, die mittels einer üchneideinichtung 80 erzeugt werden. Das aufgeschnittene brennelement wird auf eine Brennstoffauffangeinrichtung weitergeschoben, wo die Brennelementenhülle geöffnet wird, so daß der darin enthaltene Kernbrennstoff herausfällt,The device shown in Fig. 1 is designed so that they each conveyed a fuel assembly on a feeder, on which this fuel assembly in one on one Lisch 40 mounted feed device is pushed in. The fuel element is then cut open simultaneously along two sides by means of laser beams, which are then cut open by means of a Cutting device 80 can be generated. The cut one fuel element is pushed on to a fuel collecting device, where the fuel element cladding is opened, so that the nuclear fuel contained therein falls out,

iis ist zu bemerken, daß ummantelte Kernbrennelemente typischerweise mit Endverschlüssen versehen sind, die an die beiden Enden der Brennelementenhülle angeschweißt sind, und daß diese Lndverschlüsse abgeschnitten werden müssen, bevor die Brennelementenhülle zwecks rierausnehmens derIt should be noted that jacketed nuclear fuel assemblies are typically provided with terminations that are welded to both ends of the fuel assembly cladding, and that these end caps must be cut off before removing the fuel assembly cladding

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Brennstoffpellets aufgeschnitten werden kann. Das Abschneiden dieser Endverschlüsse kann im Rahmen der Erfindung ebenfalls mittels Laserstrahlen erfolgen. Beispielsweise kann das Brennelement nach dem Einschieben in die Vorschubeinrichtung gedreht werden, wodurch der eine Endverschluß durch die Laserstrahlen abgeschnitten wird, und nach dem Aufschneiden der Brennelementenhülle entlang zweier Seiten nochmals zwecks Abschneiden des anderen Endverschlusses gedreht werden.Fuel pellets can be cut open. The cutting off these terminations can also be made within the scope of the invention by means of laser beams. For example, the fuel assembly can be rotated after being pushed into the feed device, whereby the an end closure is cut off by the laser beams, and after the fuel element clad has been cut open rotated again along two sides to cut off the other end cap.

Die Fig, 4 und 5 zeigen eine Anzahl von bevorzugten Merkmalen der Brennelementen-Zuführeinrichtung 10, Die Länge der horizontalen 'fischfläche ist so gewählt, daß sie die ganze Länge eines Brennelements aufnehmen kann. Beim dargestellten Ausfüiirungsbeispiel ist der Tisch der Zuführeinrichtung daher etwa 4 m lang. Die Höhe der Zuführeinrichtung 10 ist nicht so kritisch wie die Höhen der damit zusammenwirkenden Teile 40, 80 und lOOder Vorrichtung, Die Höhe des Zuführtisches kann daher beispielsweise entsprechend den Erfordernissen bei manuellem Betrieb, den Erfordernissen im Zusammenhang mit der Aufnahme von elektrischen und pneumatischen Hilfsgeräten, den Raumverhältnissen, den Erfordernissen der Fernbedienung und anderen ähnlichen Gegebenheiten gewählt sein.Figures 4 and 5 show a number of preferred features of the fuel assembly feeder 10, Die The length of the horizontal 'fish surface is chosen so that it can accommodate the entire length of a fuel assembly. In the illustrated Ausfüiirungsbeispiel the table is the Feeding device therefore about 4 m long. The height of the feeder 10 is not as critical as the heights of the cooperating parts 40, 80 and 100 of the device. The height of the feed table can therefore, for example according to the requirements for manual operation, the requirements in connection with the recording of electrical and pneumatic auxiliary devices, the room conditions, the requirements of the remote control and other similar circumstances.

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Auf der Oberseite der Zuführeinrichtung IO ist eine über deren ganze Länge reichende V-förmige Rinne 11 befestigt. Diese Rinne 11 dient der Positionierung des Brennelements für das Aufschneiden der Brennelementenhülle, Eine Pneumatikexnrichtung mit einem Pneumatikzylinder 12 und einem Kolben_13 ist an einem Ende der Rinne 11 angeordnet» Diese Pneumatikexnrichtung schiebt das Brennelement entlang der Rinne 11 in die Vorschubeinrichtung auf dem Vorschubtisch 10,A V-shaped channel 11 extending over its entire length is attached to the top of the feed device IO. This channel 11 is used to position the fuel assembly for cutting open the fuel assembly cladding, A Pneumatikexnrichtung with a pneumatic cylinder 12 and a piston_13 is at one end of the Channel 11 arranged »This pneumatic device pushes the fuel assembly along the channel 11 into the feed device on the feed table 10,

An der Zuführeinrichtung ist eine schräge Ladeplatte 14 in der in Fig. 5 dargestellten Weise montiert. Die Platte 14 ermöglicht das zeitweilige Speichern einer Anzahl von aufzuschneidenden Brennelementen, Beim dargestellten Ausführungsbeispiel können etwa 100 Brennelemente gleichzeitig auf der Platte 14 gestapelt werden, üin geeigneter automatischer Zuführmechanismus 15, 16, 17 ist so ausgebildet, daß jeweils ein Brennelement der auf der Platte liegenden Brennelemente in einem gewählten Zeitpunkt in die Rinne 11 gelegt wird.An inclined loading plate 14 is mounted on the feed device in the manner shown in FIG. The plate 14 allows the temporary storage of a number of fuel assemblies to be cut, when shown In the exemplary embodiment, about 100 fuel assemblies can be stacked on the plate 14 at the same time, in a more suitable manner automatic feed mechanism 15, 16, 17 is designed so that in each case a fuel assembly on the Plate lying fuel elements is placed in the channel 11 at a selected point in time.

Die auf dem Tisch 40 angeordnete Vorschubeinrichtung ist in den Pig, 2 und 3 im einzelnen dargestellt. Anhand dieser Figuren ist ersichtlich, daß die VorschubeinrichtungThe feed device arranged on the table 40 is shown in detail in FIGS. Based From these figures it can be seen that the feed device

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verhältnismäßig einfach ist. -Auf dem Tisch 40 sind mit gegenseitigem axialem Abstand zwei Rollensätze 4l und 42 angeordnet. Jeder dieser beiden Rollensätze weist wiederum zwei einen gegenseitigen Axialabstand aufweisende Rollenanordnungen auf, so daß insgesamt vier Rollenanordnungen Anwendung finden. Eine Rolle jedes Rollensataes, nämlich die Rolle 43. des Rollensatses 41 und die Rolle 44 des Rollensatzes 42, wird von einem gemeinsamen Antriebsmotor angetrieben. Infolge dieser Anordnung tritt keine Abweichung der Antriebsdrehzahlen der beiden Rollensätze" kl und 42 auf. Die Verwendung von vier mit axialen Abständen angeordneten Rollengruppen macht es möglich^ daß ein vorzuschiebendes Brennelement $evieil& ohne Unterstützung des jeweils anderen Rollensatzes entweder vom Rollensatz 41 oder vom Rollenr sats 42 gehalten werden kann« Dar-überhinaus ermöglicht diese Anordnung die Anordnung der Lasersehneideinrichtung zwischen den Rollensätzen 41 und 42, so daß das brennelement auf seine ganze Länge aufgeschnitten werden kann und dabei stets vollständig unterstützt ist. Die mit 47 und 48 bezeichneten Vorrichtungen dienen der Halterung der nachstehend beschriebenen Lasersehneideinrichtung,is relatively simple. -On the table 40, two sets of rollers 4l and 42 are arranged with mutual axial spacing. Each of these two roller sets in turn has two roller assemblies which are axially spaced from one another, so that a total of four roller assemblies are used. One role of each roller set, namely the roller 43 of the roller set 41 and the roller 44 of the roller set 42, is driven by a common drive motor. As a result of this arrangement, there is no discrepancy between the drive speeds of the two roller sets "kl and 42. The use of four axially spaced roller groups makes it possible for a fuel assembly to be fed in without the support of the other roller set either from the roller set 41 or from the roller council In addition, this arrangement enables the laser cutting device to be arranged between the roller sets 41 and 42 so that the fuel element can be cut open over its entire length and is always fully supported. The devices marked 47 and 48 are used for holding the laser cutting device described below,

Die Lasersehneideinrichtung 80 ist in Fig, I dargestellt. Diese Schneideinrichtung weist eine geeigneteThe laser cutting device 80 is shown in FIG. This cutting device has a suitable one

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Laserquelle 81 und eine Energieversorgungseinheit 95 ausreichender Leistung auf, wobei es sich beispielsweise um einen CC^-Gas-Laser mit 250 W und mit einem 50/50-Strahlteiler handeln kann« Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Laserquelle 81 quer zur Achse des vorgeschobenen Brennelementes auf einem Tisch angeordnet. Diese Anordnungsweise ermöglicht das Aufteilen des von der Laserquelle 81 ausgesandten Laserstrahles und das Fokussieren der beiden Teilstrahlen auf zwei Seiten des Brennelements in einfacher Weise,Laser source 81 and a power supply unit 95 sufficient power, for example a CC ^ gas laser with 250 W and a 50/50 beam splitter can act «In the illustrated embodiment the laser source 81 is arranged transversely to the axis of the advanced fuel assembly on a table. This arrangement enables the laser beam emitted by the laser source 81 to be split up the focusing of the two partial beams on two sides of the fuel assembly in a simple manner,

Der von der Laserquelle 8l ausgehende Laserstrahl durchquert ein kurzes Stück weit einen mit der Laserquelle 8l fluchtenden Leiter 82, Am Auslaß des Leiters 82 ist ein Strahlteiler 83, beispielsweise ein reflektierendes Prisma oder ein halbdurchlässiger Spiegel angeordnet. Der Strahlteiler 83 teilt den von der Quelle 81 ausgehenden Laserstrahl in zwei Teilstrahlen, die jeweils etwa die halbe Energie des ursprünglichen einzigen Strahles besitzen* Der eine der beiden Laserstrahlen wird durch einen horizontalen Leiter 84 geleitet, wonach er mittels eines vollständig reflektierenden Spiegels 85 in die Vertikalrichtung umgelenkt und durch einen vertikalen Leiter 86 geleitet wird. Danach wird der eine Laserstrahl mittels eines weiteren vollständigThe laser beam emanating from the laser source 8l traverses a short distance one with the laser source 8l aligned conductor 82, At the outlet of the conductor 82 is a beam splitter 83, for example a reflective prism or a semi-transparent mirror arranged. The beam splitter 83 divides the laser beam emanating from source 81 into two partial beams, each about half of them Possessing energy of the original single beam * One of the two laser beams is passed through a horizontal one Conducted head 84, after which it is deflected by means of a fully reflecting mirror 85 in the vertical direction and passed through a vertical conductor 86. Then one laser beam is completed by means of another

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reflektierenden Spiegels 87 wieder in die Horizontalrichtung umgelenkt und durch einen Leiter 88 weitergeleitet. Eine Fokussiereinriehtung 89 bündelt die Energie des einen Laserstrahls auf einer Seite der aufzuschneidenden Brennelementenhülle derart, daß zwar die Hülle aufgeschnitten wird, aber der darin enthaltene Kernbrennstoff gar nicht oder nur in geringem Maße beeinträchtigt wird.reflecting mirror 87 is deflected again in the horizontal direction and passed on through a conductor 88. A focusing device 89 focuses the energy of a laser beam on one side of the fuel element cladding to be cut open in such a way that the cladding is cut open, but the one contained therein Nuclear fuel is not affected at all or only to a minor extent.

Der zweite der beiden Laserstrahlen, der bei der Aufspaltung des aus der Quelle 8l kommenden Strahles entsteht, gelangt durch einen Leiter 90, wird mittels eines Umlenkspiegels 9.1 um 90° umgelenkt, verläuft dann durch den Leiter 92 und wird mittels einer Fokussiereinrichtung 93 auf die andere Seite der Brennelementenhülle fokussiert. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel, liegen die beiden Brennpunkte aufeinander gegenüberliegenden Seiten der Brennelementenhülle, Der Kernbrennstoff wird aus der Hülle entfernt, indem die beiden Hälften der aufgeschnittenen Hülle auseinandergebracht werden.The second of the two laser beams, the one when the beam coming from the source 81 is split arises, passes through a conductor 90, is deflected by 90 ° by means of a deflection mirror 9.1, runs then through the conductor 92 and is by means of a focusing device 93 on the other side of the fuel assembly focused. In the illustrated embodiment, the two focal points lie opposite one another Sides of the fuel assembly cladding, the nuclear fuel is removed from the cladding by the two Halves of the cut shell are brought apart.

Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann zur Unterstützung des SchneidVorgangs ein Gas Anwendung finden,Although not shown, it may be of assistance a gas is used during the cutting process,

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Besteht die Brennelementenhülle beispielsweise aus einem im wesentlichen luftentzündlichen Werkstoff, kann ein Gas wie beispielsweise Sauerstoff zu den Brennpunkten der Laserstrahlen hingeleitet werden, damit das Grundmaterial schneller entfernt wird« Die Einzelheiten dieses Verfahrens sind dem Fachmann bekannt und werden daher hier nicht weiter beschrieben,If the fuel element cladding consists, for example, of an essentially air-flammable material, a gas can how, for example, oxygen can be directed to the focal points of the laser beams, so that the base material is removed more quickly «The details of this procedure are known to those skilled in the art and are therefore not further elaborated here described,

Wie aus Pig, 7 ersichtlich ist, weist die Auffangeinrichtung 100 im wesentlichen eine Fördereinrichtung auf, an deren Unterseite ein Trichter angeordnet ist. Eine Anzahl von Rollen 101 sind quer zur Längsachse der Auffangeinrichtung 100 und folglich quer zur Brennelementenachse so angeordnet, daß sie im wesentlichen reibungsfrei drehbar sind. Das aus der Laserschneideinrichtung kommende aufgeschnittene Brennelement wird auf die Rollen 101 gefördert. Auf der Auffangeinrichtung 100 können die beiden Hälften der in Längsrichtung aufgeschnittenen Brennelementenhülle von Hand oder automatisch auseinandergebracht werden. Der darin enthaltene Kernbrennstoff fällt dann aus der Hülle heraus oder kann leicht aus der Hülle entfernt werden.As can be seen from Pig, 7, the collecting device 100 essentially comprises a conveying device, on the underside of which a funnel is arranged. A number of rollers 101 are transverse to the longitudinal axis of the catcher 100 and consequently arranged transversely to the fuel assembly axis so that they can be rotated essentially without friction are. The cut fuel element coming from the laser cutting device is conveyed onto the rollers 101. The two halves of the fuel element casing cut open in the longitudinal direction can be placed on the collecting device 100 be separated by hand or automatically. The nuclear fuel it contains then falls out of the Case out or can be easily removed from the case.

Unter dem Tisch der Einrichtung 100 ist ein Trichter angeordnet, welcher den entfernten Kernbrennstoff auffängtA funnel is arranged under the table of the facility 100 to collect the removed nuclear fuel

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und zu einer zentralen Auffangstelle führt. Die Bodenplatten 103 des Trichters 102 sind dazu geneigt. Am Scheitel der beiden Bodenplatten 103 befindet sich eine öffnung 104, unter welcher ein nicht dargestellter Auffangbehälter angeordnet sein kann. Die schrägen Platten 103 können mit Vibratoren 105 versehen sein, welche das Herabrutschen des Kernbrennstoffs zur öffnung 104 hin unterstützen« and leads to a central collection point. The floor panels 103 of the funnel 102 are inclined to it. At the apex of the two floor panels 103 there is one Opening 104, under which a collecting container (not shown) can be arranged. The inclined plates 103 may be provided with vibrators 105 which prevent them from sliding down support the nuclear fuel towards opening 104 "

Die Fig, 8 und 9 zeigen schematisch zwei Anordnungsformen aus einer Anzahl möglicher Anordnungen zur Aufteilung eines einzigen Laserstrahl in zwei Laserstrahlen und zur Fokussierung der sich ergebenden beiden Strahlen auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten eines aufzuschneidenden Rohres, Qemäß Fig· 8 wird der Laserstrahl mittels eines halbdurchlässigen Spiegels 120 aufgeteilt. Bei der Anordnung nach Fig, 9 findet zur Aufteilung des Laserstrahls ein Prisma 121 Anwendung, Zur Umlenkung der beiden entstandenen Teilstrahlen finden jeweils Umlenkspiegel 122 Anwendung und die Fokussierung erfolgt mittels Linsen 123·FIGS. 8 and 9 schematically show two forms of arrangement from a number of possible arrangements for division a single laser beam into two laser beams and for focusing the resulting two beams on two opposite sides of one to be cut open Rohres, as shown in Fig. 8, the laser beam divided by means of a semi-transparent mirror 120. In the arrangement according to FIG. 9, the division of the A prism 121 is used for the laser beam. Deflecting mirrors are used to deflect the two resulting partial beams 122 Application and focusing is carried out by means of lenses 123

Es ist zu bemerken, daß die gesamte Vorrichtung zur Verhinderung einer Verunreingiung der Luft mit radioaktivenIt should be noted that the entire apparatus for preventing air pollution with radioactive

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Teilchen abgedeckt ist. Die Abdeckung kann auch an eine geeignete Absaugeinrichtung angeschlossen sein, welche Filter zum Auffangen des radioaktiven Staubes aufweist, der bei der Entfernung des Brennstoffs aus den Brennelementenhüllen entsteht«Particle is covered. The cover can also be connected to a suitable suction device, which has filters to collect the radioactive dust that is created when the fuel is removed from the fuel element cladding «

Aus der obigen Beschreibung und den Zeichnungen ist ersichtlich, daß die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur schnellen Entfernung von Brennstoffpellets aus einem ummantelten Brennelement beinhaltet, wobei ein Laserstrahl zum gleichzeitigen Aufschneiden der Brennelementenhülle auf zwei Seiten verwendet wird,From the above description and drawings it can be seen that the invention includes a method and a Apparatus for the rapid removal of fuel pellets from a jacketed fuel assembly includes, wherein a Laser beam is used to cut open the fuel assembly cladding on two sides at the same time,

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Claims

Soldering process for removing nuclear fuel from jacketed nuclear fuel assemblies, with the fuel assembly cladding the resulting parts are cut open on opposite sides at the same time the shell are separated from one another and the fuel is removed from the shell, characterized in that the fuel element cladding is cut open by means of laser beams which are focused on the aforementioned sides of the cladding and the fuel assembly is moved axially relative to the laser beams »

2, method according to claim 1, characterized in, that for the purpose of cutting off the end closures of the fuel assembly cladding, the fuel assembly is rotated as long as the laser beams in the immediate vicinity of the terminations are directed at the fuel assembly cladding,

3 »Method according to claim 1 or 2, characterized in that that oxygen jets to increase the cutting speed the laser beams are directed to the focal points of the laser beams »

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4, method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the executed to the opposite sides of the fuel assembly cladding Laser beams are generated by splitting a single laser beam into two partial beams,

5 · Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 4, characterized by at least a laser source (80) arranged in alignment with the feed device (40) on the base for simultaneous cutting of the fuel assembly cladding on at least two sides, while the cladding by means of the Feed device is moved past the laser source and through a device for rotating the Fuel assemblies for the purpose of cutting open the closure of the casing by means of laser beams,

6, device according to claim 5, characterized by one in the beam path of the laser source (80) Outgoing laser beam arranged semitransparent mirror (120) for splitting this laser beam into two Partial beams and through deflection mirror (122) and focusing lenses (123), which the two partial beams to each other execute and focus on opposite sides of the fuel assembly cladding,

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7. Device according to claim 5, characterized by a beam path from the laser source (80) exiting laser beam arranged prism (121) for splitting the laser beam into two partial beams and through deflection mirrors (122) and focusing lenses (123), which direct the two partial beams to opposite sides of the fuel assembly cladding and focus

8, device according to one of claims 5 to 7, characterized by a fuel element feed device (10) and a fuel collector (100) aligned therewith, the latter having a base, a plurality of cylindrical rollers (101), each arranged transversely to the longitudinal axis of the device are and serve the transport of the cut fuel assemblies, and one arranged below the rollers Collecting funnel (102) to collect the cut from the Has fuel removed nuclear fuel, which inclined, inclined towards a central opening (104) Has side walls (103).

9 »Device according to claim 8, characterized in that that the fuel element feed device (10) has a base, a V-shaped conveyor trough (11) arranged thereon for

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Alignment of a fuel element located in it with the feed device ( ¹ JO) before cutting open by means of laser beams, furthermore a pneumatic piston (12, 13) arranged on the base and aligned with the conveying channel for pushing the fuel element into the feed device and a loading plate mounted at an angle on the base ( 14), which the latter automatically transports a single fuel assembly to the feed device and has an open flat surface for storing a large number of fuel assemblies and means for controlling the releases of a single fuel assembly, which roll the released fuel assembly from the loading plate into the conveyor trough leaves"

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