DE2618648C2 - Einrichtung zur Abbremsung des Falls eines Brennelement-Transportbehälters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abbremsung des Falls eines Brennelement-Transportbehälters entlang eines bestimmten vertikalen Transportweges, insbesondere in einem Kernkraftwerk, wobei entlang des Transportweges Bremsschienen ortsfest angebracht sind, an denen sich eine mit dem Brennelement-Transportbehälter verbundene Vorrichtung bei erhöhter Beschleunigung unter Ausnutzung der Massenträgheit verkeilt. Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-OS 34 166 bekannt.

In Kernkraftwerken werden die abgebrannten Brennelemente in einem ca. 14 m tiefen Brennelementlagerbecken, das bis zu einer Höhe von ca. 13,5 m wassergefüllt ist, zwischengelagert. Nach einer bestimmten Abklingzeit werden diese Brennelemente unter Wasser in einen sogenannten Transportbehälter für abgebrannte Brennelemente eingeführt. Der Transportbehälter wird verschlossen, mit Hilfe eines Kranes aus dem Brennelementlagerbecken gehoben, an seinen Außenflächen dekontaminiert und auf einer Transportebene abgestellt, um von hier zur außerhalb des Kernkraftwerkes gelegenen Wiederaufbereitungsanlage für abgebrannte Brennelemente transportiert zu werden. Die Sohle dieser Transportebene liegt ca. 8—10 m unterhalb der Oberkante des Brennelementlaeerbeckens. Da der Transport außerhalb des Kern kraftwerkes erfolgt, sind die Wände des Transportbehälters zwecks Abschirmung aus dicken Bleiplatten gebildet. Aus diesem Grund ist es auch nicht erforderlich, die Transportebene, aas Abschirmungsgründen mit Wasser zu fluten. Bei einer Länge von ca. 6 m und einem Durchmesser von ca. 2,5 m hat ein derartiger Transportbehälter ein Gewicht von ca. 120 Tonnen.

Es taucht nun das Problem auf, daß beim senkrechten Transport des Brennelement-Transportbehälters innerhalb und oberhalb des Brennelement-Lagerbeckens bzw. oberhalb der nicht mit Wasser gefluteten Transportebene bei einem angenommenen Versagen der Krananlage der 120 Tonnen schwere Transportbehälter im ungünstigsten Fall über eine Fallhöhe von ca. 14 m bzw. 10 m in das Brennelementlagerbecken bzw. auf die Transportebene fallen und durch den Aufprall der Boden des Brenneiementlagerbeckens bzw. der Transportebene beschädigt werden könnte. Die aus der DE-OS 24 34 166 bekannte Einrichtung weist mehrere Tragarme auf, deren oberes Ende mit dem Hebezeug und deren unteres Ende über Sicherungsseile oder Sicherungshaken mit dem Behälter verbunden öst Spricht diese Einrichtung an, so hängt der Behalten' unter Zwischenschaltung von Sicherungsseilen oder Sicherungshaken an den Tragarmen. Da der Behälter also auch nach dem Ansprechen der Einrichtung noch unterhalb derselben angeordnet ist, ist ein Versagen von Sicherungsseilen, -haken oder der Tragarme selbst nicht auszuschließen. Weiterhin sind nach der Einrichtung der DE-OS 24 34 166 keine Mittel vorgesehen, die ein Lösen der verkeilten Elemente ermöglichen. Dieser Mangel beeinflußt auch die Funktionsprüfung dieser wichtigen Einrichtung in regelmäßig wiederkehrenden Abständen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine einfache Einrichtung zur Abbremsung des Falls eines Brennelement-Transportbehälters anzugeben, die in jeder Betriebslage, also auch to nach ihrem Ansprechen, einen folgenschweren Absturz ausschließt und die wiederkehrende Funktionsprüfung ermöglicht.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Vorrichtung aus einer am Boden des Brennelement-Transportbehälters befestigten Tragplatte und aus einer gegenüber der Tragplatte begrenzt vertikal verschiebbar geführten Bremsplatte besteht, daß die Bremsschienen in mehrere am Rand der Bremsplatte vorgesehene U-förmige Aussparungen hineinragen, daß die Bremsplatte Bolzen aufweist, die unter Einwirkung keilförmiger Druckstücke durch Bohrungen in den Seitenwänden der U-förmigen Aussparungen gegen die Bremsschienen gedrückt werden können, daß sich die federnd gelagerte Bremsplatte bei erhöhter Beschleunigung relativ zu der Tragplatte nach oben verlagert und dadurch einen Schalter betätigt und daß dieser Schalter die Bremsbewegung der Druckstücke auslöst.

Eine mit diesen Merkmalen versehene Einrichtung ermöglicht eine einfache Prüfung auf Funktionsfähigkeit, da die Bremselemente nach ihrem Ansprechen leicht lösbar sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Einrichtung ist im Anspruch 2 aufgeführt.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung wird in den schematischen Zeichnungen beschrieben. Es zeigt Fig. 1 in einer Draufsicht einen Teilbereich des

Brennelementlagerbeckens und der Transportebene in einem Kernkraftwerk,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie A -A der Fig. 1,

F i g. 3 die Bremseinrichtung in vergrößertem Maßstab, F i g. 4 eine Draufsicht der Bremsplatte,

F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie 3-B der F i g. 4,

F i g. 6 u. 6a einen Teilschnitt entlang der Linie C-C der F i g. 3 in vergrößertem Maßstab und

Fig.7 die Bremseinrichtung bei Schräglage d;r Bremsplatte.

Die F i g. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Teilbereich eines Brennelementlagerbeckens 1 und einer Transportebene 2 in einem Kernkraftwerk. Ein Brennelement-Transportbehälter 3 steht auf der Bremseinrichtung 4, von der hier nur die U-förmigen Aussparungen 5 der Bremsplatte 6 zu erkennen sind, in welche die Bremsschienen 7 hineinragen. Die Bremsschienen 7 sind in Betonwänden 45 verankert.

Wie aus der F i g. 2 zu erkennen ist, befindet sich die Bremseinrichtung 4 am Boden des bis zur Linie 8 mit Wasser gefüllten Brennelementlagerbeckens 1 und ist über Laschen 22 an dem Brennelement-Transportbehälter 3 lösbar befestigt Sobald der Brennelement-Transportbehälter 3 mit in der Regel zwölf abgebrannten Brennelementen beladen ist, wird er verschlossen und mit Hilfe eines Seiles ti von einem nicht dargestellten Kran so weit hochgehoben, bis die Unterkante der Bremseinrichtung 4 die Oberkante 12 des Brennelementlagerbeckens überschritten hat Die in Betonwänden 45 verankerten Bremsschienen 7 ragen während ■ dieses senkrechten Transportes in die U-förmigtn Aussparungen 5 der Bremsplatte 6. Eine zusätzliche Führung ist durch an dem Umfang des Brennelement-Transportbehälters angebrachte Führungsstücke 15 gegeben. An dem oberhalb des Brennelementlagerbekkens 1 bzw. der Transportebene 2 angebrachten Geländer 16 befinden sich in Verlängerung der Bremsschienen 7 Führungsschienen 17, in denen die Führungsstücke 15 gleiten und eine senkrechte Führung des Brennelement-Transportbehälters bis zu seinem seitlichen Wegfahren gewährleisten. Das Geländer 16 ist aus diesem Grunde an wenigstens einer Seite zu öffnen. Der Brennelement-Transportbehälter 3 wird entlang der Pfeile 18 bis zum Boden 19 der Transportebene 2 transportiert und dort abgestellt. Von hier erfolgt der Transport in die Wiederaufbereitungsanlage. Ein von der Wiederaufbereitungsanlage zurückkommender leerer Brennelement-Transportbehälter wird entlang der Pfeile 20 von der Transportebene 2 zum Brennelementlagerbecken 1 transportiert. Auch an den Wänden der nicht mit Wasser gefluteten Transportebene 2 sind Bremsschienen 7 verankert.

Die Fig.3—7 zeigen in zum Teil vergrößert dargestellten Ausschnitten den Aufbau der Bremseinrichtung 4.

In F i g. 3 ist die Bremseinrichtung in einer Schnittdarstellung zu sehen. Am Brennelement-Transportbehälter 3 ist eine Tragplatte 21 über Laschen 22 Iösb3^r befestigt. Die Tragplatte 21 besteht aus einem Oberteil 23, einem βο Unterteil 24 und Säulen 25, die beispielsweise durch Schweißen mit dem Ober- und Unterteil verbunden sind. Im Zwischenraum 26 ist eine mit angeschweißten Leisten 27 verstärkte Bremsplatte 6 angeordnet, die in den Säulen 25 geführt ist und vertikal um das Maß »a« im Zwischenraum 26 bewegt werden kann. Die Bremsplatte 6 ruht mit den Leisten 27 aufgrund ihres EieenEewichtes auf dem Unterteil 24. Eine oder mehrere Druckfedern 28 nehmen einen Teil des Bremsplattengewichtes auf. Am Oberteil 23 sind in vier Eckbereichen Schalter 29 angeordnet, die bei einer Aufwärtsbewegung der Bremsplatte 6 von dieser ausgelöst werden und über nicht dargestellte Schaltverbindungen die in der F i g. 3 nur schematisch dargestellten pneumatisch beaufschlagten Zylinder 30 entlasten und eine später noch zu erläuternde Abbremsung bewirken.

Eine Draufsicht der Bremsplatte 6 (Fig.4) läßt erkennen, daß vier Bohrungen 31 zur Führung in den Säulen 25 vorgesehen sind. Die Bremsplatte 6 weist weiterhin an ihren Schmalseiten je drei U-förmige Aussparungen 5 auf, in welche die in F i g. 1 und 2 dargestellten Bremsschienen 7 hineinragen. Eine durchgehende Bohrung 32 verbindet die U-förmigen Aussparungen 5 mit Schlitzen 33, die gemäß F i g. 5 keilförmig sind.

Wie aus der Fig.6 zu ersehen ist ist an der Bremsplatte 6 ein Gehäuse 46 befestigt Der Pneumatikzylinder 3ö ist an diesem Gehäuse mittels Schrauben 44 angeflanscht Am freien Ende einer Kolbenstange 14 des Pneumatikzylinders 30 ist ein keilförmiges Druckstück 34 beispielsweise mit einer Schraube 35 befestigt Zwischen zwei Schulterringen 40, 41 befindet sich eine Druckfeder 42. Wird der Pneumatikzylinder 30 mit Druckluft beaufschlagt, so drückt ein abgesetzter Bund 43 der Kolbenstange 14 gegen den Schulterring 41 und die Druckfeder 42 erhält eine Vorspannung. In der Bohrung 32 gleiten Bolzen 37, die mit einer Art Nut-Federverbindung 39 gegen Verdrehen gesichert sind. Gemäß der Darstellung in F i g. 6 berühren die Bolzen 37 bei vorgespannter Druckfeder 42 mit ihren Stirnflächen 36 die Bremsschiene 7 nicht.

Wird der Pneumatikzylinder 30 entlastet erfolgt selbsttätig eine Entspannung der Druckfeder 42, wodurch die Bolzen 37 über die keilförmigen Druckstücke 34 mit einer bestimmten Kraft an die Bremsschienen 7 gedrückt werden (Fig.6a). Die Pneumatikzylinder 30 sind schaltungstechnisch derart verbunden, daß sie alle gleichzeitig entlastet werden und somit eine gleichmäßige Bremsung an allen Bremsschienen 7 gewährleisten.

Die Einrichtung funktioniert wie folgt:

Versagt wäh/end des senkrechten Transportes eines Brennelement-Transportbehälters 3 die Krananlage oder ein Anschlagmittel, so wird die langsame (lediglich 1 m/min) Aufwärts- bzw. Abwärtsbewegung des Brennelement-Transportbehälters in eine beschleunigte Abwärtsbewegung umgewandelt. Die Bremsplatte 6, die in dem Zwischenraum 26 der Tragplatte 21 bei normaler Transportgeschwindigkeit auf dem Unterteil 24 ruht, erfährt bei gleicher Beschleunigung »g« aller fallenden Teile, durch die Kraft der Feder 28 eine gegenläufige Bewegung, so daß die Schalter 29 ausgelöst werden. Dieses Prinzip arbeitet sowohl bei Bewegung in Medium Luft als auch in Wasser. Die gegenläufige Bewegung der Bremsplatte 6 bei einer unzulässig hohen Abwärtsbewegung im Medium Wasser wird durch die Wasserverdrängung noch verstärkt.

Das Spiel zwischen den Säulen 25 und den Bohrungen 31 ist so groß ausgelegt, daß bei einer unzulässigen Schräglage der Bremsplatte 6 relativ zu dem Oberteil 23, hervorgerufen z. B. durch ein Klemmen der Bremsplatte 6 und/oder ein Abkippen des Brennelement-Transportbehälters 3 während des senkrechten Transportvorganges, ein Endschalter 29 ausgelöst wird und die Abbremsune sichergestellt ist iF i e. 7).

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wurde also eine einfach und sicher arbeitende Bremsvorrichtung geschaffen, die für den senkrechten Transport von Brennelement-Transportbehältern sowohl im Medium Wasser als auch in Lu/i einsetzbar ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Abbremsung des Falls eines Brennelement-Transportbehälters entlang eines bestimmten vertikalen Transportweges, insbesondere in einem Kernkraftwerk, wobei entlang des Transportweges Bremsschienen ortsfest angebracht sind, an denen sich eine mit dem Brennelement-Transportbehälter verbundene Vorrichtung bei erhöhter Beschleunigung unter Ausnutzung der Massenträgheit verkeilt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einer am Boden des Brennelement-Transportbehälters (3) befestigten Tragplatte (21) und aus einer gegenüber der Tragplatte begrenzt vertikal verschiebbar geführten Bremsplatte (6) besteht, daß die Bremsschienen (7) in mehrere am Rand der Bremsplatte (6) vorgesehene U-förmige Aussparungen (5) hiiieinragen, daS die Breinsplatte Bolzen (37) aufweist, die unter Einwirkung keilförmiger Druckstücke (34) durch Bohrungen (32) in den Seitenwänden der U-förmigen Aussparungen (5) gegen die Bremsschienen (7) gedrückt werden können, daß sich die federnd gelagerte Bremsplatte (6) bei erhöhter Beschleunigung relativ zu der Tragplatte (21) nach oben verlagert und dadurch einen Schalter (29) betätigt und daß dieser Schalter die Bremsbewegung der Druckstücke (34) auslöst.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes keilförmige Druckstück (34) in Richtung der Keilspitze bewegbar gelagert ist und daß dessen Bewegung durch eine Stange (14) vorgenommen wird, die in die Normalstellung durch einen pneumatisch beaufschlagten Zylinder (30) und in die Bremsstellung nach Entlastung des Zylinders (30) durch eine Druckfeder (42) gehalten wird.