DE2558631C3 - Einrichtung zur Beobachtung eines Kernreaktor-Brennstabbündels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beobachtung eines Kcrnreaktors-Brennstabbündels gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist aus AEC/Research and Development Report DP-93 l/November 1964 bekannt.

Diese Einrichtung besteht aus einem vertikalen Sehrohr, an das quer dazu ein kurzes horizontales Rohrstück angeschweißt ist, das an einem Ende ein Fenster und in seinem Inneren einen unter 45° geneigten Spiegel enthält. Die Betrachtung der Objekte erfolgt dabei aus einer Entfernung von ca. 50 cm, der Außendurchmesser des Beobachtungskopfes beträgt ca. 15 cm. Ein Brennstabbündel kann deshalb nur an seiner Peripherie betrachtet werden, innenliegendc Brennstäbe können nicht beobachtet werden.

Weiterhin ist eine ähnliche Einrichtung, bei der die Bildübermittlung mit Hilfe einer Femsehaufnahmeröhre erfolgt, aus der DE-PS 10 80 237 bekannt. Bei dieser Einrichtung kann eine Fernsehkamera in verschiedene Richtungen bewegt werden, um das Innere eines Kernraktors zu untersuchen. Die Abmessungen der Fernsehkamera lassen jedoch auf keinen Fall eine allseitige Untersuchung einzelner Brennstäbe in dem Brennstabbündel zu.

Es ist weiterhin eine Einrichtung zur direkten Beobachtung des Reaktorkerns bekannt (vgl. Nuclear Engineering [1966], Nr. 123, S. 609/610), bei der die Fernsehkamera einen Gesamtdurchmesser von lediglich 60 mm besitzt und bei der die Beobachtung mittels eines Umlenkspiegels erfolgt. Aber auch diese Einrichtung ist zur allseitigen Untersuchung einzelner brennstäbe nicht geeignet.

In einem Brennstabbündel sind nämlich die Brennstäbe parallel zueinander in meist quadratischem Querschnitt angeordnet. Die Brennstäbe besitzen dabei einen Durchmesser von etwa 1 cm und einen Abstand voneinander von etwa 2 bis 3 mm.

Es ist jedoch erforderlich, periodisch die Brennstäbe zu untersuchen, um etwaige Verformungen der den Kernbrennstoff enthaltenden Rohre zu entdecken. Diese Prüfung muß in einem Wasserbecken erfolgen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine allseitige Beobachtung von Brennstäben, die im Verband kompletter Brennstabbündel angeordnet sind, möglich ist.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche weitergebildet.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 perspektivisch den in ein Becken eingetauchten Teil der Beobachtungseinrichtung,

Fig. 2 perspektivisch und vergrößert den Beobachtungskopf und dessen Tragvorrichtung,

Fig. 3 den Arm des Beobachtungskopfs zwischen den Brennstäben eines Brennstabbündels.

Wie in Fig. 1 dargestellt, weist der eingetauchte Teil der Einrichtung ein Traggerüst auf, das aus einer Unterplatte 1 und einer Oberplatte 2 und aus diese verbindenden Stützen 3 besteht. Die Höhenverstellung des ganzen Traggerüstes im Becken erfolgt mittels Stellzylindern 4. die von einem außerhalb des Beckens angeordneten (nicht dargestellten) Bedienungsstand aus betätigbar sind.

Die Unterplatte 1 trägt eine Drehscheibe 6, die mittels eines von dem Bedienungsstand aus steuerbaren Motors 7 in vier um 90° voneinander beabstandete Richtungen gedreht werden kann. Die Drehscheibe 6 nimmt die zu prüfenden Brennstäbe 9 auf, die zu einem Brennstabbündel 10 quadratischen Querschnitts verei-

nigt sind. Kig. 3 zeigt im rechten Teil die regelmäßige Verteilung der Brennstäbe 9 im Brennstabbündel 10. Das Brennstabbündel 10 wird auf die Drehscheibe 6 aufgesetzt, indem es durch eine Öffnung 11 der Oberplatte 2 hindurch herabgelassen wird. Eine (nicht dargestellte) übliche Führungsvonichtung ermöglicht, das Brennstabbündel 10 in der Öffnung 11 genau zu zentrieren, damit es in richtiger Weise auf die Drehscheibe 6 aufsetzt. Die Oberplatte 2 hat ferner einen Ausschnitt 13, durch den eine Tragvorrichtung 14 herabgelassen werden kann, die an vertikalen Führungsschienen 15 verfahrbar ist.

Fig. 2 zeigt bauliche Einzelheiten der Tragvorrichtung 14. Diese besteht aus drei Schlitten, die relativ zueinander bewegbar sind. Der erste Schlitten 16 besteht aus U-förmig profilierten Schienen 17, die miteinander durch Querstangen 18 verbunden sind, und ist mit Rollen &Idigr;9 versehen, auf denen er an den Führungsschienen 15 rollt. In den Schienen 17 gleitet der zweite Schlitten 20, der ebenfalls aus U-förmig profilierten Schienen 21 besteht, die miteinander durch Ouerstangen 22 verbunden sind. Die Relativbewegung aes zweiten Schlittens 20 zum ersten Schlitten 16 wird durch einen Antrieb bewirkt, der aus einer Spindel 24 besteht, die in eine am zweiten Schlitten 20 befestigte Mutter 25 eingreift und von einem am ersten Schlitten 16 befestigten Motor 26 angetrieben wird. Der dritte Schlitten 28 besteht aus einem Rahmen, der an den Schienen 21, also senkrecht zur Bewegungsrichtung des !.weiten Schlittens 20 am ersten Schitten 16, gleitet. Die Relativ- 3U bewegung des dritten Schlittens 28 im zweiten Schlitten 20 wird ebenfalls durch eine Spindel 29 bewirkt, die in eine am dritten Schlitten 28 befestigte Mutter 30 eingreift und durch einen am zweiten Schlitten 20 befestigten Motor 31 angetrieben wird.

Zur einfacheren Darstellung ist die Antriebsvorrichtung, die die Fahrt der Tragvorrichtung 14 an den Führungsschienen 15 bewirkt, nicht dargestellt. Diese Antriebsvorrichtung kann beispielsweise ein Schraubspindel-, Seil- oder Zahnstangentrieb sein, dessen Motor vorzugsweise auf dem Bedienungsstand angeordnet ist.

Der dritte Schlitten 28 trägt den Beobachtungskopf. Der Beobachtungskopf weist ein Rohr 34 auf. das für die Umlenkung des Bildes ein Prism» 36 trägt. Weiterhin weist der Beobachtungskopf zwei bügelartige Arme 37 von geringer Dicke auf, die einander diametral gegenüber in der Umlenkebene des Prismas 36 angeordnet sind. Jeder Arm 37 trägt einen ebenen Spiegel 38, der mit den Armen 37 einen Winkel von 45° so bildet, daß die Spif.gelebenen miteinander einen Winkel von 90° bilden.

Das Rohr 34 setzt sich mit einem Knie von 90° in einem Rohr 40 fort, das auch zur Befestigung des Beobachtungskopfs am dritten Schlitten 28 dient, und setz; sich weiterhin mit einem nochmaligen Knie von 90° in einem Rohr 41 fort, das in eine Fernsehkamera 42 mündet. Die Fernsehkamera 42 erfaßt also die Bilder, die von den Spiegeln 38, dem Prisma 36 und den in den Rohren 34, 40 und 41 enthaltenen Optiken übertragen «1 werden. Diese von der Fernsehkamera 42 erfaßten Bilder werden durch ein (nicht dargestelltes) biegsames Kabel zu dem Bedienungsstand übertragen in üblicher Weise mit einem Bildschirm für unmittelbare Beobachtung. A5

Wie aus den Fig. 1,2 und 3 ersichtlich, kann der Arm 37 in das Brennstabbündel 10 der Brennstäbe 9 zwischen diese bis in eine Tiefe von etwas mehr als der Hälfte der Dicke des Brennstabbündels IC eindringen. Durch Bewegen der drei Schlitten 16, 20 und 28 kann der Beobachtungskopf mit seinen Armen 37 in drei zueinander senkrechten Richtungen verschoben werden, und es können somit nicht nur die Brennstäbe 9 des Brennstabbündels 10, die sich an der dem Flohr 34 zugewandten Seite befinden, sondern auch die hinter dieser Seite befindlichen Brennstäbe 9 untersucht werden, und zwar bis zu einer Tiefe, die bis zur Hälfte der Dicke des Brennstabbündels reicht. Wenn in dieser Weise die Hälfte des Brennstabbündels in einer Beobachtungsrichtung geprüft ist, wild das Brennstabbündel 10 mittels der Drehscheibe 6 um 90° gedreht, woraufhin eine neue Serie von Beobachtungen beginnen kann. Folglich können durch Drehen des Brennstabbündels 10 viermal um je 90° alle Brennstäbe 9 des Brennstabbündels 10 unter verschiedenen Winkeln beobachtet wer* den, und es kann so eine vollständige Prüfung der Oberflächec des Brennstabbündels 10 vorgenommen werden. Die Beobachtung wird dürr.« das System mit zwei Armen 37, wie in den Zeichnungeil dargestellt, noch erleichtert. Mit einer üblichen in der Zeichnung nicht dargestellten Fernsteuerung kann der gesamte Doppel-Arm 37 um 180° gedreht und dadurch die Richtung der -im Ende der Arme 37 angeordneten Umlenkspiegel 38 geändert werden, wodurch also ein neuer Winkel für die Beobachtung der hinteren Teile der Brennstäbe 9 zur Verfügung steht.

Die beschriebene Einrichtung kann ink Handsteuerung betrieben werden, indem der Bedienende selbst die verschiedenen Bewegungen der Schlitten 16, 20, 28 auslöst. Die Einrichtung kann ebenso gut mittels einer Rechenanlage gesteuert werden, die mit Programmen für die Verschiebung ausgestattet ist. Selbstverständlich wird die Einrichtung durch eine Sicherheitsvorrichtung vervollständigt, die an den die Spiegel 38 tragenden Armen 37 angebracht ist und bei etwaiger unnormaler Berührung zwischen den Armen und den Breiinstäöen 9 selbsttägig alle Motoren stillsetzt.

Selbstverständlich sind noch weitere Ausführungsbeispielc möglich, z. B. kann der Beobachtungskopf nur einen einzigen spiegeltragenden Arm haben und dieser kann zwei Spiegel von verschiedener Neigung tragen; weiterhin können die ebenen Spiegel zur Vergrößerung des Blickfelds durch Spiegel mit zwei Schrägilächen oder durch konkave Spiegel ersetzt sein. Schließlich kann auch die Fernsehkamera durch ein Bildübermittlungssystem ersetzt sein, das das Bild direkt zum Beobachtungsstand überträgt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Beobachtung eines Kernreaktor-Brennstabbündels, bestehend aus einem Beobachtungskopf, der ein optisches Abbildungssystem, dessen erstes Element aus einem Spiegel besteht, enthält.

aus einem Bildübermittlungssystem für das von dem Abbildungssystem gelieferte Bild.

aus einer Tragvorrichtung für den Beobachtungskopf, die eine ferngesteuerte Bewegung des Beobachtungskopfes erlaubt und dazu einen ersten Schlitten enthält, welcher vertikal an ortsfesten Führungsschienen verfahrbar ist, aus einer Haltevorrichtung für das Brennstabbündel und aus einem Bedienungsstand für die Auswertung der von dem Bildübermittlungssystem gelieferten Signale und für die Fernsteuerung der Tragvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Brennstabbündel (10), das aus einer Vielzahl paralleler Brennstäbe (9) besteht, zur allseitigen Untersuchung der Brennstäbe (9) der Spiegel (38) des optischen Abbildungssystems an einem Arm (37) zwisehen die Brennstäbe (9) des Brennstabbündels (10) einführbar ist, daß der erste Schlitten (16) der Tragvorrichtung (14) parallel zu den Brennstäben (9) verfahrbar ist und Schienen (17) für einen zweiten, horizontal verfahrbaren Schlitten (20) aufweist, daß der zweite Schlitten (20) Schienen (21) für einen dritten Schlitten (28) e.ithält, der senkrecht zu dem ersten und zweiten Schiuten (16, 20) verfahrbar ist und den Beobachtungskopf (34, 76, 37, 38, 40, 41) trägt, und daß die Haltevorrichtung eine Scheibe (6) aufweist, auf der das Brennstabbündel (iö) befestigt und um die Vertikale drehbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1. mit einem zum Beobachtungskopf gehörenden vertikal angeordneten Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites 4» optisches Element des optischen Abbildungssystems ein Umlenkprisma (36) vorgesehen ist, das die von dem Spiegel (38) kommenden Strahlen in das Rohr (34) umlenkt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch geken-nzeichnet, daß der Beobachtungskopf zwei wahlweise als erstes optisches Element dienende Spiegel (38) aufweist, die relativ zur Achse des Rohrs (34) einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind und gemeinsam um die Achse drehbar sind. so

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden ebenen Spiegel (38) enthaltenden Ebenen sich unter 90° schneiden.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung eines oder mehrerer Schlitten (16, 20, 28) in U-Schienen (15; 17; 21) erfolgt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-5. dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (6) jeweils um 90° verdrehbäf ist. «)