Stromag-Bremsen vom Typ NFF für Kran für abgebrannte Brennelemente im Kernkraftwerk

Alle 12 bis 24 Monate wird bis zu einem Drittel der Brennelemente im Reaktorkern ausgetauscht. Die frisch entnommenen, abgebrannten Brennelemente geben enorme Mengen an Wärme und Strahlung ab, die an Ort und Stelle kontrolliert und eingedämmt werden müssen, bevor die Elemente in ein Trockenlager überführt werden. Abklingbecken sind in der Regel mindestens 12 Meter tief, und ihre Temperatur wird sorgsam unter 50 °C gehalten. Die Abklingbecken enthalten neutronenabsorbierende Borsäure, die die von den Elementen ausgehende ionisierende Strahlung reduziert und zum Erhalt der Subkritikalität beiträgt.

Einer der führenden europäischen Hersteller von Kernreaktoren und dazugehöriger Ausrüstung erhielt den Auftrag zu Konstruktion eines neuen Portalkran zur Überführung der abgebrannten Brennelemente ins Abklingbecken und benötigte hierfür hundertprozentig verlässliche Komponenten. Der Portalkran wird nur unregelmäßig genutzt, oftmals mit vielen Tagen Pause zwischen den Einsätzen. Die wesentlichen Komponenten wie Motoren, Hubwerk und Bremsen müssen für betriebsfreie Phasen geeignet und dabei wartungsfrei sein. In besonderem Maße gilt dies für die Haltebremsen des Hubwerks und der Laufkatzenantriebe, die nur als Sicherheitsbremsen bei einem Stromausfall vorgesehen sind und dann die Haltefunktion übernehmen müssen.

Hierzu Kay Wendelberger, Customer Care Engineer bei Stromag: „Da wir bereits zuvor mit dem Kranhersteller zusammengearbeitet haben, kannten wir die Anforderungen der Anwendung in einer solchen Umgebung. Benötigt wurde aber nicht nur ein Bremssystem, das trotz seltener Verwendung zuverlässig funktioniert, sondern auch eine kompakte, vor Staub und Feuchtigkeit geschützte Lösung. Die federdruckbetätigte, elektromagnetische Bremse der NFF-Serie bringt alle erforderlichen Funktionen und Eigenschaften mit, einschließlich Schutzart IP66 und spezieller Oberflächenbehandlung für dauerhafte Zuverlässigkeit auch in den unwirtlichsten Umgebungen.“

Die federdruckbetätigten Zweiflächenbremsen der Serie NFF wurden speziell für zuverlässige Funktion in Anwendungen unter rauen Umgebungsbedingungen entwickelt. Dabei ermöglicht die Zweiflächenbauart hohe Bremskräfte bei kompakten Abmessungen – ideal für das geringe Platzangebot bei Krananwendungen. Alle Stahlteile der Bremse sind nitrocarburiert und nachoxidiert; dieser spezielle Oberflächenschutz macht die Bremse widerstandsfähig gegen Feuchtigkeit, Staub und korrosive Stoffe.

Für diese spezielle Anwendung mussten die Bremsen bei einem Stromausfall am Portalkran Haltefunktionen übernehmen. Für den Doppelantrieb der Laufkatze wurden mehrere Bremsen vom Typ NFF 4 mit einem Bremsmoment von 44 Nm benötigt. Der Antrieb des Hubwerks wurde mit einer Einzelbremse NFF 400 mit einem Bremsmoment von 4.400 Nm ausgestattet. Die federbetätigten, elektromagnetischen Bremsen bleiben offen, solange die Bremse mit Strom versorgt wird, sodass das Antriebssystem von Kran und Hubwerk die Geschwindigkeit und Positionierung präzise steuern kann. Bei einem Stromausfall schließt die Bremse automatisch und hält die Position, während eventuelle Wartungs- oder Reparaturarbeiten durchgeführt werden.

Kay Wendelberger weiter: „Die Bremsen der NFF-Serie sind so konzipiert, dass sie direkt an der Motorwelle angebracht werden können, ohne vorher zerlegt zu werden. So sind sie schnell montiert und nehmen nur wenig Platz in Anspruch. Unsere Ingenieure haben eng mit dem Kranhersteller zusammengearbeitet, damit wir die am besten geeigneten Bremsenmodelle für die Anwendung liefern und eine reibungslose Montage und Inbetriebnahme gewährleisten konnten. Der Portalkran ist inzwischen in dem Kernkraftwerk in Betrieb, und wir arbeiten mit dem Hersteller an weiteren, ähnlichen Projekten.“