專利名稱:用于壓水反應(yīng)堆的燃料元件的校正裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于壓水反應(yīng)堆的燃料元件的校正裝置(準(zhǔn)直裝置)。
背景技術(shù)：
在核技術(shù)裝置中，尤其是在核發(fā)電廠中，為了產(chǎn)生電能通常應(yīng)用可控制核裂變的可裂變材料。此時這種可裂變材料具有多個燃料棒，在這些燃料棒中，這種材料例如是以所謂的球芯塊(pellet)形式存在的，并且由合適的包封管包圍。此時大量的這種類型的燃料棒通常組成了一個燃料元件。核發(fā)電廠具有大量的這種燃料元件，其形狀基本上為縱向延伸的長方六面體形或者尤其也是縱向延伸的正方體形，并且位于反應(yīng)堆芯中。此時這些燃料元件彼此相鄰設(shè)置在反應(yīng)堆芯的燃料元件的存放支架上，其中相鄰的燃料元件以彼此較小的間距被定位。為了控制核反應(yīng)，多個燃料元件具有控制構(gòu)件，即所謂的控制棒或者調(diào)節(jié)棒，他們通過包括在燃料元件中的控制棒導(dǎo)向管引入到燃料元件中。在不含有控制棒的燃料元件中，控制棒導(dǎo)向管由所謂的節(jié)流體封閉。為了通過反應(yīng)堆芯均勻地分配制冷劑流量，這一點(diǎn)是必需的。
在核反應(yīng)堆運(yùn)作時間的過程中，在燃料元件中包括的核燃料被消耗，其后果是燃料元件必須不時地被更換。為此，燃盡的燃料元件必須從反應(yīng)堆芯運(yùn)動到燃料元件儲存槽中，而新的未消耗的或者僅僅部分消耗的燃料元件從燃料元件儲存槽運(yùn)動到反應(yīng)堆芯。根據(jù)核發(fā)電廠的運(yùn)行周期，通常是幾個月、尤其是12至18個月更換燃料元件。為此，必須使核發(fā)電廠關(guān)閉并且使反應(yīng)堆芯無壓力。通過將壓力罐的頂蓋拆卸并將不同的部件拆卸，可以從上面接近反應(yīng)堆芯。這是在注滿(水)的反應(yīng)堆槽中進(jìn)行的，目的是為了獲得用于暴露的反應(yīng)堆芯的水屏蔽(遮蔽)。
為了在燃料元件更換中使生成能量的生產(chǎn)停止盡可能的低，人們努力追求在盡可能短的時間間隔中完成燃料元件的更換。為了更換燃料元件，通常使用一種所謂的燃料元件裝卸機(jī)(裝載機(jī))，其設(shè)計(jì)為起重機(jī)類型的起重裝置。該裝卸機(jī)能夠通過一個設(shè)置在反應(yīng)堆槽上部的相應(yīng)的起重機(jī)結(jié)構(gòu)開動到要更換的燃料元件的不同位置，并且在相應(yīng)設(shè)計(jì)的夾持器的幫助下，通過一個垂直向上的運(yùn)動將燃料元件從燃料元件-存放支架中或者反應(yīng)堆芯中取出。此時夾持器是這樣形成的，即通常可能是分別單獨(dú)升起并移動燃料元件和控制棒，以及可替換的也可能是燃料元件和控制棒共同被升起并移動。
但是在核技術(shù)裝置尤其是在壓水反應(yīng)堆中的燃料元件的更換是存在問題的，即運(yùn)行影響(參數(shù))，如放射線、溫度、壓力以及惰性氣體，對燃料棒產(chǎn)生影響，可能導(dǎo)致其變形。這種變形一方面可能以燃料元件在縱向上的彎曲的形式出現(xiàn)，或者也可能相對于縱軸的燃料元件的扭轉(zhuǎn)以扭轉(zhuǎn)的形式出現(xiàn)。
在更換燃料元件的時候，由于相鄰的燃料元件可能彼此相碰撞，因此這種變形明顯使燃料元件的更換變得困難。由此導(dǎo)致由于在垂直提升燃料元件時，在一些位置上的相鄰燃料元件之間的必要間距由于存在燃料元件的變形而不再存在。
在燃料元件更換時，燃料元件的碰撞可能導(dǎo)致個別燃料元件的損壞。此外可能的是，由于相鄰的燃料元件的變形，無法成功實(shí)現(xiàn)尤其將燃料元件安置在反應(yīng)堆芯的空位上。在這種情況下，通常通過一種重復(fù)的處理方法來嘗試安置燃料元件，即通過裝卸機(jī)的多次旋轉(zhuǎn)和側(cè)向運(yùn)動將該燃料元件安置到反應(yīng)堆芯中去。由于通常要在反應(yīng)堆芯中對燃料元件進(jìn)行多次的安置嘗試，因此這種處理方法是非常消耗時間的，并且由于同時出現(xiàn)的長的停產(chǎn)時間使得費(fèi)用十分昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于上述的壓水反應(yīng)堆的燃料元件的校正裝置，利用該校正裝置可以相對簡單而快速地校正燃料元件。
該目的根據(jù)本發(fā)明這樣實(shí)現(xiàn)，即校正裝置具有在縱向上延伸的校準(zhǔn)本體，其側(cè)面由側(cè)板構(gòu)成，并可以從靜止位置開始垂直于縱向運(yùn)動，其中，在靜止位置的校準(zhǔn)本體的側(cè)面的橫截面尺寸選擇為比基準(zhǔn)燃料構(gòu)件的相應(yīng)的橫截面尺寸小一個預(yù)定的額定值。
本發(fā)明基于這樣的考慮，即已變形的燃料元件利用相應(yīng)的校正裝置這樣來校準(zhǔn)，即通過校正裝置由于燃料元件的形狀校正，使得燃料元件的更換尤其是將燃料元件安置(插入)在反應(yīng)堆芯空位上成為可能。因此，校正裝置被定位在燃料元件-存放支架的空位上，用以校準(zhǔn)相鄰的燃料元件，以便在空位上安置新燃料元件。為了能夠使得校正裝置甚至在變形的相鄰燃料元件的情況下簡單而不與其接觸地安置到空位上，校正裝置的橫截面應(yīng)該小于相應(yīng)的基準(zhǔn)燃料元件的橫截面，由此在安置到反應(yīng)堆芯中時，校正裝置不會由于已變形的相鄰燃料元件而與其相碰撞。由于在靜止位置的校正裝置的校準(zhǔn)本體的橫截面限制，使得校正裝置可以定位在反應(yīng)堆芯的空位上。由此，為了能夠校正相鄰的燃料元件，校正裝置設(shè)置有可運(yùn)動的側(cè)板。這樣能夠在其所有朝向校準(zhǔn)本體的面上相應(yīng)地校正相鄰的燃料元件的變形。為此，通過兩個相對設(shè)置的側(cè)板從靜止位置開始在校正裝置的每一個橫向上移動，使校準(zhǔn)本體的橫截面被改變，尤其是為了校準(zhǔn)而增大。此時，當(dāng)校正裝置在其兩個相鄰的燃料元件之間通過接觸位置并利用它們被包圍時，校正裝置在各個橫向上分別在兩側(cè)被支撐。待校準(zhǔn)的燃料元件在背離校正裝置的一側(cè)由相鄰的燃料元件支撐。
為了使校正裝置甚至能在燃料元件具有相對較大的變形時安置到空位上，校正裝置的額定值有利地為16毫米。
為了保持校準(zhǔn)本體的側(cè)板可以相對于校正裝置運(yùn)動，有利的是為側(cè)板配屬或者說相應(yīng)設(shè)置有多個滑槽導(dǎo)軌，通過這些滑槽導(dǎo)軌，側(cè)板通過相對應(yīng)的移位螺栓固定在校正裝置上?；蹖?dǎo)軌有利的是這樣形成的，即滑槽導(dǎo)軌使移位螺栓在縱向上的運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)閭?cè)板垂直于縱向方向上的運(yùn)動。
為了確保側(cè)板在垂直于校正裝置縱向軸的準(zhǔn)確方向上的移動，并且為了確保側(cè)壁固定在校正裝置上的足夠的穩(wěn)定性，側(cè)板有利的是在附加部分具有多個導(dǎo)槽，這些導(dǎo)槽垂直于側(cè)板的縱向延伸并且與每一個相配屬的移位螺栓相嚙合，該移位螺栓在校正裝置支架內(nèi)部運(yùn)動并導(dǎo)向。
為了保持校正裝置側(cè)板的移動以及尤其全部的側(cè)板一起在燃料元件校準(zhǔn)過程中的移動，配屬于滑槽導(dǎo)軌的移位螺栓優(yōu)選的是通過固定裝置彼此連接，該固定裝置在校正裝置的縱向上液壓地或者機(jī)械地移動。在這種配置中，不同側(cè)板的校準(zhǔn)運(yùn)動可由固定裝置的運(yùn)動來控制。
由此燃料元件的校準(zhǔn)過程是可重復(fù)的，并且在安置校正裝置或者將校正裝置從反應(yīng)堆芯空位中移出時，校正裝置的校準(zhǔn)本體位于靜止位置，為了避免與相鄰的燃料元件的碰撞，有利的是設(shè)置有監(jiān)控?cái)U(kuò)張(Spreizstellung)位置的顯示裝置。
為了保持校正裝置的固定裝置的可接近性并且尤其使得固定裝置盡可能運(yùn)動以完成校準(zhǔn)過程，該固定裝置有利的是與校正裝置可運(yùn)動的頂端連接。通過校正裝置頂端的運(yùn)動，校準(zhǔn)過程可以這樣被控制或者被實(shí)施。
為了能夠應(yīng)用裝卸機(jī)，以將校正裝置定位在反應(yīng)堆芯中，并且為了校準(zhǔn)過程能利用裝卸機(jī)來完成，優(yōu)選的是，校正裝置的頂端尺寸確定為與基準(zhǔn)燃料元件的燃料元件頂端相同。通過確定尺寸，與燃料元件相比，用于裝卸機(jī)的夾持器與校正裝置是相適應(yīng)的。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)尤其在于用上述的校正裝置可以簡單并且以相對快速的方式和方法來校準(zhǔn)壓水反應(yīng)堆的燃料元件、或者能夠校正燃料元件上的變形，以使相對可能較快地將燃料元件安置在反應(yīng)堆芯中，這是因?yàn)椴粫捎诜磻?yīng)堆芯中燃料元件的徒勞的安置嘗試而出現(xiàn)時間的損失。由此，更換所有需更換的燃料元件的時間以及進(jìn)而同時核發(fā)電廠的維護(hù)周期中的停產(chǎn)的時間都減少。
校正裝置的另一優(yōu)點(diǎn)在于待校準(zhǔn)燃料元件的變形并非是必需局部化的，這是因?yàn)槿剂显軌蛲ㄟ^校正裝置在它的整個長度上校準(zhǔn)。通過在靜止位置的多次重復(fù)的擴(kuò)張運(yùn)動，校準(zhǔn)過程是任意經(jīng)常重復(fù)的，直到燃料元件足以被校準(zhǔn)。校正裝置可以設(shè)計(jì)為以純機(jī)械的方式并且沒有輔助能量的供給而用于其有源部件的運(yùn)動。
通過將校正裝置頂端的尺寸確定為與燃料元件頂端相同，燃料元件-裝卸機(jī)不僅應(yīng)用于校準(zhǔn)過程的傳輸而且應(yīng)用于該過程的完成，以使在反應(yīng)堆芯或者反應(yīng)堆槽中無需附加的基本構(gòu)造來操作校正裝置?；谄浯_定的尺寸，當(dāng)短暫地占用燃燒元件-柵格板(Raster)中的空位時，校正裝置此外通常也特別適合應(yīng)用于用作占用空間類型的所謂的燃燒元件隔離體或支撐隔離體。通過相應(yīng)的被確定的校正裝置的橫截面的尺寸，此外尤其適合于保持燃料元件與校正裝置在上升與下降過程中相應(yīng)的摩擦力。



以下根據(jù)附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步說明，圖中示出了圖1壓水反應(yīng)堆的反應(yīng)堆芯的俯視圖；圖2校正裝置的縱剖圖；圖3圖2的剖視圖；以及圖4根據(jù)圖2中的校正裝置的橫剖圖。
具體實(shí)施方式
相同的部件在所有圖中都用同一標(biāo)號標(biāo)出。
圖1示意性地示出具有燃料元件1的壓水反應(yīng)堆的反應(yīng)堆芯的俯視圖，該燃料元件包括多個燃料棒2。如圖1所示，燃料棒以彼此之間相對較小的距離布置，并根據(jù)長度位于反應(yīng)堆芯或者說反應(yīng)堆活化區(qū)中。
為了校準(zhǔn)燃料元件1或者校正其側(cè)壁的變形，在圖2中示出用于燃料元件1的校正裝置6。為了校準(zhǔn)燃料元件1，這樣確定校正裝置6的尺寸，使得校正裝置定位于壓水反應(yīng)堆的反應(yīng)堆芯的空位上，尤其是甚至當(dāng)相鄰的燃料元件1變形時。為此，校正裝置6的橫截面面積這樣確定尺寸，使得它在靜止位置具有小于燃料元件1的橫截面。如圖2示出，校正裝置的外部輪廓與燃料元件1很相似，它們由校準(zhǔn)本體8、頂端10與底座12組成，以使校正裝置能夠定位在反應(yīng)堆芯或者甚至定位在燃料元件-存放支架4上。為了能夠校準(zhǔn)燃料元件1，校正裝置6的校準(zhǔn)本體8在縱向上延伸，其中它的側(cè)面由可以垂直于縱向并進(jìn)而在側(cè)面由靜止位置開始運(yùn)動的側(cè)板14構(gòu)成。因此，側(cè)板14的尺寸被這樣確定，使得在側(cè)板14的靜止位置時，選擇校準(zhǔn)本體8的側(cè)面橫截面尺寸，使其比燃料元件1的橫截面尺寸小一個預(yù)定的額定值。通過側(cè)板14的側(cè)向運(yùn)動，校準(zhǔn)本體8的橫截面隨后可控制地變大。
為了使得在校準(zhǔn)過程中校準(zhǔn)本體8的側(cè)板14可移動，如根據(jù)圖3詳細(xì)示出的那樣，給側(cè)板配屬一些滑槽導(dǎo)軌16，通過滑槽導(dǎo)軌，側(cè)板14通過相配屬的移位螺栓18固定在校正裝置6上，其中滑槽導(dǎo)軌16這樣形成它使移位螺栓18的縱向運(yùn)動轉(zhuǎn)化為側(cè)板14的垂直于縱向的運(yùn)動。此外，滑槽導(dǎo)軌16被引入到與側(cè)板14連接的強(qiáng)化筋20中。
為了在校準(zhǔn)過程中使側(cè)板14的運(yùn)動最可能直線地在垂直于校正裝置6的縱向的方向上運(yùn)動并使側(cè)板14足夠穩(wěn)定地固定在校正裝置6上，給每一個可運(yùn)動的側(cè)板14配屬多個導(dǎo)槽19，這些導(dǎo)槽垂直于校準(zhǔn)本體8的縱向延伸方向，并且各個相配屬的支承螺栓17與這些導(dǎo)槽相嚙合，每個支承螺栓17分別固定在支撐連接板22上。
為了保持校正裝置6的側(cè)板14尤其是在燃料元件1的校準(zhǔn)過程中的全部側(cè)板14能共同移動，用于移位螺栓18的全部支撐連接板通過驅(qū)動件(Mitnehmer)24彼此連接，該驅(qū)動件從靜止位置起相對于側(cè)板14沿校正裝置6的縱向可液壓地或機(jī)械地運(yùn)動。這種移位尤其是這樣實(shí)現(xiàn)的通過頂端10在校準(zhǔn)本體8縱向以泵或者調(diào)整運(yùn)動模式的選擇性運(yùn)動從而形成所需的輸出力。
通過頂端10上的多次重復(fù)的往復(fù)直線運(yùn)動(燃料元件夾持器上升和下降)，由支撐套管和導(dǎo)向套管內(nèi)部的可移動軸來驅(qū)動一個提升泵，該提升泵與在中央設(shè)置的起升液壓缸連接。通過連接桿，該驅(qū)動件由起升液壓缸驅(qū)動。操縱構(gòu)件位于起升液壓缸的末端位置，由此可機(jī)械地使提升運(yùn)動的方向換向，以使在進(jìn)一步的提升運(yùn)動中重復(fù)擴(kuò)張或者校準(zhǔn)過程。
為了能夠?qū)⒂脕硎谷剂显?移動的燃料元件裝卸機(jī)用于傳送和控制校正裝置6的校準(zhǔn)過程，頂端10的尺寸確定為與燃料元件1的頂端的大小相同。
為了能夠定位校準(zhǔn)本體8并且甚至在燃料元件1較大變形時能夠?qū)⑿Ｕb置6定位在反應(yīng)堆芯的空位上，額定值為16毫米。為了更好的說明校準(zhǔn)本體8的橫截面大小，圖4示出了校正裝置6的剖視圖。此時示出了側(cè)板14在一系列位置上的校準(zhǔn)本體8。而在虛線示出的圖中則示出了調(diào)整后的位置，為了完成校準(zhǔn)過程，在這個位置上側(cè)板14以預(yù)定的額定值向外運(yùn)動，以產(chǎn)生校準(zhǔn)所需的橫截面的增加。
符號說明1 燃料元件 2 燃料棒6 校正裝置 8 校準(zhǔn)本體10 頂端 12 底座16 滑槽導(dǎo)軌 17 支承螺栓18 移位螺栓 19 導(dǎo)槽20 加強(qiáng)筋 22 支撐連接板24 驅(qū)動件
權(quán)利要求
1.一種用于壓水反應(yīng)堆的燃料元件(1)的校正裝置(6)，所述校正裝置具有在縱向上延伸的校準(zhǔn)本體(8)，其側(cè)面由側(cè)板(14)構(gòu)成，其中，所述校準(zhǔn)本體(8)的側(cè)面的橫截面尺寸在靜止位置選擇為比基準(zhǔn)燃料元件的相應(yīng)橫截面尺寸小一個預(yù)定的額定值，以及其中，所述側(cè)面可以從靜止位置開始垂直于縱向運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的校正裝置(6)，其中，所述額定值預(yù)先給定為16毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的校正裝置(6)，其中，所述校正裝置的可移動的側(cè)板(14)被配屬一個或多個滑槽導(dǎo)軌(16)，通過這些滑槽導(dǎo)軌，所述側(cè)板(14)通過配屬的移位螺栓(18)被固定在支撐結(jié)構(gòu)上，其中，所述滑槽導(dǎo)軌(16)這樣形成，即它使得所述移位螺栓(18)在縱向上的運(yùn)動轉(zhuǎn)化為側(cè)板(14)的垂直于縱向的運(yùn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1至3中任一項(xiàng)所述的校正裝置(6)，其中，每個可移動的側(cè)板(14)的附加部分中設(shè)置有多個導(dǎo)槽(19)，這些導(dǎo)槽垂直于校準(zhǔn)本體(8)的縱向延伸，并且各個相配屬的支承螺栓(17)嚙合到所述導(dǎo)槽中，所述支承螺栓被固定在支架上。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1至4中任一項(xiàng)所述的校正裝置(6)，其中，被配屬于所述側(cè)板(14)的一個滑槽導(dǎo)軌(16)的移位螺栓(18)通過固定裝置彼此連接，所述固定裝置從靜止位置相對于側(cè)板(14)在校正裝置(6)的縱向上液壓地或者機(jī)械地運(yùn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1至5中任一項(xiàng)所述的校正裝置(6)，其特征在于，其固定裝置與校正裝置(6)的在縱向上移動的頂端(10)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的校正裝置(6)，其特征在于，所述頂端(10)的尺寸被確定為與基準(zhǔn)燃料元件的燃料元件頂端的尺寸相同。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種用于燃料元件(1)的校正裝置(6)，該校正裝置可以以相對簡單而快速的方法校正壓水反應(yīng)堆的燃料元件(1)。為此，根據(jù)本發(fā)明，用于燃料元件(1)的校正裝置(6)具有在縱向上延伸的校準(zhǔn)本體(8)，其由側(cè)板(14)構(gòu)成的側(cè)面從靜止位置可以在垂直于縱向的方向移動，其中，在靜止位置的校準(zhǔn)本體側(cè)面的橫截面大小被選擇為低于基準(zhǔn)燃料元件的相應(yīng)橫截面大小的一個預(yù)定的額定值。
文檔編號G21C19/20GKCN1806296SQ200480016469
公開日2006年7月19日 申請日期2004年5月13日
發(fā)明者海因茨·馬斯, 霍爾格·魏默 申請人:法瑪通Anp有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan