SE509630C2 - Anordning och förfarande för läcksökning vid ett kärnbränsleelement - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 509 630 avseende på förekomst av fissionsprodukter tas ur masten från ett läge inuti masten ovanför bränsleelementet.

I fallet då masten är försedd med öppningar leder denna metod, känd som "sipping", vilken tar vattnet för avkänning från toppen av inuti masten, till en låg koncentration av fissionsprodukter. Detta beroende på att vatten innehållande fissionsprodukter läcker ut genom öppningarna vid lyftning av bränsleelementet och att vatten, vilket spär ut vattnet innehållande fissionsprodukter som läcker ut ur bränsleelementet, kommer in genom öppningarna vid uttagning av vattnet för undersökning.

SYFTET MED UPPFINNINGEN Ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett sätt och en anordning för bränsleläcksökning som medger användning av "sipping" vid den typ av mast som har öppningar.

Enligt uppfinningen åstadkoms detta genom en läcksöktiingsanordning som tar ut vatten genom öppningarna i mastens vägg.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN En anordning enligt uppfinningen beskrivs för läcksökning vid ett bränsleelement speciellt för en tryckvattenreaktor. Anordningen innefattar: en väsentligen vertikal ihålig mastenhet, öppen i bottenänden och med sidoväggar vilka är genomborrade av en eller flera öppningar, varvid masten är avsedd att inrymma bränsleelementet som skall undersökas; och anordningen vidare innefattar läcksökningsmedel med uttagsmedel för att ta ut vätska genom öppningarna inifrån mastenheten.

Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen beskrivs ett sätt att använda anord- ningen för att detektera läckor. 10 15 20 25 30 509ieso KQRT FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer nu att beskrivas mer i detalj med hänvisning till bifogade ritningar i vilka: fig. 1 visar schematiskt en första utföringsform av en läcksökningsanordning enligt uppfinningen, anordnad vid en mastenhet som omger ett bränsleelement; fig. 2 visar i perspektiv läcksökningsanordningen ur fig. 1; fig. 3 visar i perspektiv delar av en andra utföringsform av en läcksöknings- anordning enligt uppfinningen; fig. 4 visar i perspektiv delar av en tredje utföringsfonn av en läcksöknings- anordning enligt uppfinningen; och fig. 5 visar i perspektiv delar av en fjärde utföringsform av en läcksöknings- anordning enligt uppfinningen.

Pig. 6 visar schematiskt en femte utföringsform av en läcksökningsanordning enligt uppfinningen anordnad vid en mastcnhet som omger ett bränsleelement.

BESKRIVNING AV DE FÖREDRAGNA UFFÖRINGSFORlVIERNA Pig. 1 visar en ihålig mastenhet 1 för lyftning, som är öppen i underdelen för upphöjníng av bränsleelement, företrädesvis i en tryckvattenreaktor. Mastenheten l omger ett brânsleelement 2 som har lyfts in i mastenheten. Lyftet har utförts av enheter (ej visat) kända som teknikens ståndpunkt såsom en gripanordning anordnad vid änden på en vajer inuti mastenheten 1, vilken är anordnad att gripa ett lyfthandtag på ett bränsleelement 2 i reaktorhärden och därefter dras in i mastenheten 1 av en motor. I avsikt att öka tryckdifferensen mellan vätska som stängts in i en bränslestav inuti bränsleelementet 2 och det omgivande trycket, kan mastenheten 1 med bränsleelementet 2, om så önskas, lyftas upp i reaktorn så att bränsleelementet kommer närmare, men förblir under reaktorvattnets yta 3.

Mastenheten 1 omges av en läcksökningsanordning 4, 4' som år ansluten till en rörenhet 5 som leder till en analysanordning (ej visat). Läcksökningsanordningen 4, 4' innefattar två samverkande ihåliga ramar 4, 4' med munstycken 6 och, om 10 15 20 30 509 639 så önskas, täclcplattor 7 monterade på avstånd i vertikalled motsvarande avstånden som åtskiljer öppningarna 8 i sidan på mastenheten. Öppningama 8 går tvärs igenom sidan på mastenheten 1 och låter vätska passera mellan det inre och det yttre av mastenheten l. Fler öppningar 8 kan läggas till om det är nödvändigt.

Munstyckena '6 och täckplattoma 7 är placerade nära respektive över öppningarna 8. Täckplattorna 7 kan täcka öppningarna 8 så att vätska hindras från att komma in i eller ut genom en öppning 8 som inte har ett munstycke 6 placerat nära sig, i händelse av lateral förskjutning av masten. Genom sugning vid rörenheten 5 sugs vätskan inuti mastenheten 1 via munstycket 6 från öppningarna 8 in i ihåliga ramar 4, 4' till rörenheten 5 och därefter till analysanordningen. Enligt denna utföringsform ersätts den vätska som tagits ur mastenheten 1 med vätska som flödar in genom botten av mastenheten 1 och eventuella otäckta öppningar 8 även om det också är möjligt att recirkulera den uttagna vätskan tillbaka till masten- heten (som nämnt nedan).

Fig. 2 visar mer detaljerat den första utföringsformen av läcksökningsanordningen 4, 4' som är avsedd att monteras runt en mastenhet l vilken är nedsänkt i en reaktor. Eftersom det övre tvärsnittet av mastenheten l är större än tvärsnittet av den del av masten som tar emot bränsleenheten 2 för test är det svårt att åstad- komma en läcksökningsanordning som kan sänkas ner förbi denna del av masten- heten och ändå sträcka in och korrekt placera munstyckena 6 och täckplattorna 7 i förhållande till öppningarna 8 i den lyftande mastenheten 1. Läcksökningsa- nordningen 4,4' är därför gjord av ett flertal delar vilka separat kan sänkas på avstånd från mastenheten 1 till erforderligt djup och därefter förenas för att utföra undersökningen. I denna utföringsforrn innefattar läcksökningsanordningen 4, 4' tvá ramar 4, 4' vardera innefattande ihåliga rör 9 förenade med en fläns 10, 10”.

Flänsarna 10, 10' har fonnen av en cirkelbâge med en inre diameter som är större än ytterdiametern på mastenheten 1 vid den del av mastenheten 1 som är avsedd att omge en bränsleenhet 2 vid undersökning. Flänsarna 10, 10' sträcker sig en vinkel mer än 180° men inte så långt att det öppna avståndet mellan ändarna på en fläns 10, 10' är mindre än ytterdiametern av den del av masten- 10 15 20 25 30 5 509 650 heten 1 som flänsen 10, 10' är avsedd att delvis omge vid användning. Flänsen 10 har ett styrhål 11 i varje ände placerad 180° ifrån varandra och flänsen 10' har en konisk styrpinne 12 vid varje ände placerad 180° ifrån varandra. Styrpin- nar 12 på flänsen 10' samverkar med styrhålen 11 på flänsen 10 för att bilda en axiellt rörlig styr- och förbindelseenhet för att hålla samman de tvâ ramarna 4, 4' runt mastenheten 1. Detta åstadkoms genom att ramen 4' först placeras runt mastenheten 1 i ett lämpligt läge, ramen 4 placeras vertikalt ovanför ramen 4' och sänks sedan till ramen 4' så att styrpinnarna 12 styr in i styrhålen ll och därmed håller ramarna 4, 4' tillsammans med flänsen 10 ovanför flänsen 10”. Det vertikala och periferiska läget på läcksökningsanordningen 4, 4' kan sedan om nödvändigt justeras så att munstyckena 6 och täckplåtarna 7 är korrekt placerade vid öppningarna 8.

Uppfinningen är inte begränsad till styrmedlen ovan och något annat passande styrmedel skulle kunna användas t.ex.: horisontellt placerade styrpinnar och samverkande hål; eller ömsesidigt attraherande permanentmagneter eller elektromagneter.

Vidare .kan munstyckena 6 ha vilken passande storlek som helst och det är möjligt att munstycket 6 täcker ett flertal öppningar men inte nödvändigtvis alla. På samma sätt kan varje täckplatta 7, om dessa används, täcka ett flertal men inte nödvändigtvis alla öppningarna 8 som inte har ett tillhörande munstycke.

Sättet att använda anordningen är som följer: om anordningen inte har monterats på mastenheten 1 monteras den på masten- heten 1 på följande sätt; ramen 4' placeras bredvid ena sidan av mastenheten 1 så att munstyckena 6' och eventuella täckplattor 7' placeras vid öppningarna 8; ramen 4 placeras diametralt mittemot ramen 4' på andra sidan mastenheten 1 med styrhålen 11 vertikalt ovanför styrpinnarna 12; 10 15 20 25 30 509 650 6 ramen 4 sänks ner på ramen 4' så att styrpinnama 12 styr in i styrhålen ll och därigenom håller ramarna 4, 4' tillsammans med flänsen 10 ovanför IO'; det vertikala och periferiska läget på läcksökningsanordningen 4, 4' justeras om nödvändigt så att munstyckena 6, 6' och täckplattorna 7, 7' är korrekt placerade vid öppningarna 8; när anordningen har monterats på mastenheten 1 kan en undersökningscykel startas som följer; om det är nödvändigt att göra en bakgrundsmätning av radioaktiviteten i reaktorn för att bestämma en baslinje före undersökning av bränsleelementen, kan sugning anbringas vid munstyckena 6, 6' och prov tas från vätskan i den tomma masten- heten 1; bränsleelementet 2 som skall undersökas grips och lyfts upp in i mastenheten 1 - om sugning inte redan anbringats vid munstyckena 6, 6' kan den anbringas nu så att vätska inuti mastenheten 1 tas ut genom munstyckena 6, 6' och leds via rören 9 och rörenheten 5 till en analysanordning; mastenheten 1 flyttas närmare vattenytan och flyttas om nödvändigt i sidled till en lagringsplats för bränsleelement - täckplattorna 7,7' förhindrar att vatten tvingas in i mastenheten 1 genom de öppningar 8 som inte har munstycken 6, 6' vid sig och förhindrar därmed oönskad utspädning av eventuellt vätska som läcker ut ur bränslestavarna i bränsleelementet 2; när analysen av den uttagna vätskan är färdig sänks bränsleelementet 2 ut ur mastenheten 1 och en ny undersökningscykel kan påbörjas.

I en andra utföringsforrn av uppfinningen visad i fig. 3 är ramarna 4, 4' rörligt sammanhälctade kring en longitudinell axel genom ledorgan 13 så att läcksök- nings-anordningen 4, 4' först kan öppnas upp så att den gär runt mastenheten 1 och sedan stängas för att föra munstyckena 6 och täckplattorna 7 i läge. Låsorgan 14 kan frikopplingsbart hålla ihop ramarna 4, 4'.

Enligt en tredje utföringsforrn av uppfinningen visad i fig. 4 är ramarna 4, 4' sammanhäktade genom ledorgan 15 vid basen kring en axel som är vinkelrät mot 10 15 20 30 7 509 650 ramarnas längsgående axel för att bilda en läcksökningsanordning som är V- formad när den är öppen, sedd från sidan. Denna öppna läcksökriingsanordning kan manövreras runt mastenheten 1 och sedan stängas för att föra munstyckena 6, 6' och täckplattorna 7 i läge. Låsorgan 16 kan frikopplingsbart hålla ihop raman- ra 4, 4_'.

I en fjärde utföringsform av uppfinningen visad i fig. 5 är ramarna 4, 4' väsent- ligen permanent sammanfogade för att bilda en väsentligen cylindrisk anordning vilken kan placeras under mastenheten l och lyftas i läge underifrån.

Enligt en femte utföringsform av uppfinningen visad i fig. 6 är ramen 4' ansluten genom ett rör 5' till utgången av analysanordningen. Munstyckena 6' på ramen 4' kan då användas för att återföra vätskan från analysanordningen till mastenheten för påföljande utsugning genom munstyckena 6 pá ramen 4 och recirkulation genom analysanordningen. Denna recirkulation av provtagningsvätskan genom analysanordningen maximerar chanserna för att eventuella fissionsprodukter i provtagningsvattnet skall detekteras.

Sättet för att använda den första utföringsforrnen av uppfinningen som beskrivits ovan kan naturligtvis anpassas på nödvändigt sätt för användning med alla andra utföringsformer av uppfinningen genom att ta hänsyn till olikheterna mellan utföringsformerna.

Vidare är det också möjligt att, även om anordningen har beskrivits med bränsle- element som lyfts väsentligen vertikalt i förhållande till mastenheten och eventu- ellt flyttas i andra riktningar medan de är vertikalt placerade, även anpassa anordningen och sättet enligt uppfinningen för provtagning där bränsleelementet flyttas väsentligen horisontellt in i en mastenhet eller annan inneslutande enhet och sedan eventuellt flyttas medan det är horisontellt orienterat. Det är även möjligt att anpassa anordningen och sättet enligt uppfinningen till de fall där 509 630 8 bränsleelementet utsätts för en kombination av vertikala och horisontella rörelser och i vilka det intar olika orienteringar.

Fastän uppfinningen har beskrivits med hänvisning till ett antal specifika utför- ingsformer skall det förstås att uppfinningen inte är begränsad till dessa utförings- former utan skall innefatta alla modifikationer och förändringar som kan göras vilka faller inom ramen för de bifogade kraven.

Claims (12)

10 15 20 25 30 9 509 650 PATENTKRAV

1. Anordning för läcksökning vid ett bränsleelement (2) för en kärnreaktor innefattande: en väsentligen nedsänkt i en vätska, väsentligen vertikal ihålig mastenhet (1) i vilken bränsleelementet (2) kan inrymmas, varvid mastenheten (1) har en sidovägg med en eller flera genomgående öpp- ningar (8); medel för att dra bränsleelementet (2) in i mastenheten (1); kännetecknar] av uttagsmedel (5,5°,6,6',9,9°) för att ta ut vätska ur mastenheten (1) genom åtminstone en av öppningarna (8).

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att uttagsmedlet (5,5°,6,6',9,9') innefattar åtminstone ett munstycke (6) anordnat att anslutas till en öppning (8).

3. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att uttagsmedlet (5,5',6,6”,9,9') innefattar åtminstone ett munstycke (6) anpassat att anslutas till ett flertal öpp- ningar (8).

4. Anordning enligt något av krav 1-3, kännetecknad av att innefatta täckmedel (7) för stängning av en eller flera öppningar (8).

5. Anordning enligt något av krav 1-4, kännetecknad av att uttagsmedlet (5,5 ',6,6”,9,9') innefattar åtminstone ett rör (9) med ett flertal väsentligen vertikalt utspridda sugmunstycken (6), vart och ett anpassat att anslutas till en eller flera öppningar (8).

6. Anordning enligt något av krav 1-5, kännetecknad av att uttagsmedlet (5,5',6,6',9,9') innefattar en ram (4,4') med en inre diameter som är större än den yttre diametern på den undre änden av mastenheten (1). 10 15 20 25 30 509 630 10

7. Anordning enligt något av krav 1-6, kännetecknad av att den inre diametern på ramen (4,4') är mindre än den yttre diametern på den vidaste delen av mastenheten (1).

8. Anordning enligt något av krav 1-7, kännetecknad av att ramen (4,4') innefattar ett flertal delramar (4,4') som kan sättas samman för att bilda en ram med en inre diameter som är lika med eller större än den yttre diametern på den undre änden av mastenheten (1) och mindre än den yttre diametern på den vidaste delen av mastenheten ( 1).

9. Anordning enligt krav 8, kännetecknad av att delramarna (4,4') i öppet tillstånd är sammanhäktade genom ledorgan (l3,15) för att bilda en stängd ram (4,4') med en inre diameter som är lika med eller större än den yttre diametern på den undre änden av mastenheten (1) och mindre än den yttre diametern på den vidaste delen av mastenheten ( 1), vilken stängda ram (4,4') kan öppnas för att bilda en öppen ram med en öppning som har en inre dimension som är lika med eller större än den yttre diametern av den del av mastenheten (1) som skall inrymma brånsleenheten (2).

10. Anordning enligt något av krav 1-8, kännetecknad av att innefatta utgångs- munstycken (6') för att mata vätska in i åtrninstone en av öppningarna (8).

11. Förfarande för läclæökning vid ett bränsleelement (2) i en kärm-eaktor innefat- tande: en väsentligen nersänkt i en vätska, väsentligen vertikal ihålig mastenhet ( 1) i vilken bränsleelementet (2) kan inrymmas, varvid mastenheten ( 1) har en sidovägg med en eller flera genomgående öppningar (8) och vidare har medel för att dra bränsleelementet (2) in i mastenheten ( 1); innefattande stegen: indragning av ett bränsleelement (2) in i mastenheten ( 1), provtagning av vätska från mastenheten ( l), U 509 650 kännetecknat av att provtagningen på vätskan utförs med en anordning av typen enligt något av krav 1-10.

12. Förfarande enligt krav 11, kännetecknat av att vätskeprovet som tagits från mastenheten (1) recirkuleras tillbaka in i mastenheten (1).