CH636219A5

CH636219A5 - Rack for storing nuclear fuel element bundles

Info

Publication number: CH636219A5
Application number: CH380779A
Authority: CH
Inventors: Ernst Bosshard
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1979-04-23
Filing date: 1979-04-23
Publication date: 1983-05-13
Also published as: DE2921482C2; JPS55144595A; FI72005C; DE2921482A1; FI72005B; SE435556B; SE8003007L; FI800603A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gestell zum Lagern nuklearer Brennelementbündel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. In der Schweizer-Patentschrift 627297 ist ein solches Gestell vorgeschlagen worden, bei dem die Stützrohre auf die Bodenplatte festgeschraubt werden, hernach das komplette Gestell in das Wasserbassin eingebracht, ausnivelliert und gegebenenfalls mit Nachbargestellen verbunden wird. Es hat sich gezeigt, dass häufig die vorhandenen Krankapazitäten nur für Gestelle mit verhältnismässig kleiner Grundfläche genügen, welche bezüglich Kippsicherheit im Falle von Erdbeben besondere Massnahmen bedingen. The invention relates to a frame for storing nuclear fuel assemblies according to the preamble of claim 1. Such a frame has been proposed in Swiss patent specification 627297, in which the support tubes are screwed onto the base plate, after which the complete frame is introduced into the water basin, leveled and possibly connected to neighboring racks. It has been shown that the existing crane capacities are often only sufficient for racks with a relatively small footprint, which require special measures to prevent tipping over in the event of an earthquake.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Kippsicherheit der Gestelle durch Vergrösserung der Bodenplatten zu erhöhen. Das bedingt, dass der Zusammenbau der Gestelle im Wasserbassin stattfindet, so dass die Bodenplatten, der Tragfähigkeit der Krananlage entsprechend, gross gewählt werden können. It is an object of the invention to increase the safety against tipping of the frames by enlarging the base plates. This means that the assembly of the frames takes place in the water basin, so that the base plates can be chosen to be large, depending on the load capacity of the crane system.

Durch die Massnahmen im Kennzeichen des Anspruchs 1 wird es möglich, solche grosse, einfach zu fertigende Bodenplatten auf den Bassinboden zu stellen und dort von oben, d.h. durch die Platte hindurch, auszunivellieren, bevor die Stützrohre auf der Bodenplatte befestigt werden. The measures in the characterizing part of claim 1 make it possible to place such large, easy-to-manufacture floor slabs on the pool floor and there from above, i.e. level through the plate before attaching the support tubes to the base plate.

Durch die Merkmale nach Anspruch 2 erfährt die Bodenplatte eine zusätzliche Versteifung, insbesondere wenn die Rippen der Bodenplatte zusätzlich an den Rohrabschnitten angeschweisst sind. The features of claim 2 give the base plate additional stiffening, in particular if the ribs of the base plate are additionally welded to the pipe sections.

Durch die seitlichen Durchgangslöcher in den Rohrabschnitten wird die Wasserzirkulation in den Brennelementbündeln gewährleistet. The circulation of water in the fuel assemblies is ensured by the lateral through holes in the pipe sections.

Die Merkmale nach Anspruch 4 erleichtern die Montage der Stützrohre auf der Bodenplatte. Als weiterer Vorteil ist zu nennen, dass an der grossen Bodenplatte keine Gewinde geschnitten werden müssen und dass eine einfache Möglichkeit zum Sichern des Fussstückes gegen Verdrehung geschaffen wird. Gleichzeitig gestattet die Anordnung eines Innengewindes für die Aufnahme des Fussstückes, den Rohrabschnitt auf praktisch seiner ganzen Länge mit anstehenden Rippen zu verschweissen. The features of claim 4 facilitate the assembly of the support tubes on the base plate. Another advantage is that no threads have to be cut on the large base plate and that an easy way to secure the foot piece against rotation is created. At the same time, the arrangement of an internal thread for receiving the foot piece allows the tube section to be welded to practically its entire length with adjacent ribs.

Die Merkmale nach Anspruch 5 erlauben die hohle Gegenschraube anzuziehen, ohne dass das Fussstück verdreht wird. The features of claim 5 allow the hollow counter screw to be tightened without the foot piece being rotated.

Durch die Merkmale nach Anspruch 6 lässt sich kontrollieren, ob die Fussstücke bzw. deren Sohle auf dem Bassinboden aufliegen. The features of claim 6 can be used to check whether the foot pieces or their soles rest on the pool floor.

Durch die kugelgelenkige Verbindung gemäss der Verbindung der Sohle mit dem Fussstück gemäss Anspruch 7 wird eine flächenhafte Auflage auf dem Bassinboden erreicht und lokale Spitzendrücke werden vermieden. Due to the ball-and-socket connection according to the connection of the sole to the foot piece according to claim 7, an areal support on the pool floor is achieved and local peak pressures are avoided.

Die Erfindung wird nun an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: The invention will now be explained in greater detail using exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show it:

Fig. 1 Grundriss und Horizontalschnitt einer Bodenplatte nach der Linie I-I in Fig. 2, 1 is a plan and horizontal section of a base plate along the line I-I in Fig. 2,

Fig. 2 Ansicht und Schnitt nach II-II in Fig. 1, Fig. 3 Vertikalschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1 durch die Bodenplatte mit fertig montiertem Stützrohr und eingesetztem Fussstück, 2 view and section according to II-II in Fig. 1, Fig. 3 vertical section along the line III-III in Fig. 1 through the base plate with a fully assembled support tube and inserted foot piece,

Fig. 4 Vertikalschnitt durch einen Rohrabschnitt während des Nivellierens und Fig. 4 vertical section through a pipe section during leveling and

Fig. 5 einen der Fig. 3 entsprechenden Teilschnitt einer abgewandelten Bodenplatte. 5 a partial section corresponding to FIG. 3 of a modified base plate.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Bodenplatte 1 mit 8 x 10 = 80 Durchgangsbohrungen 2 und 4x80 = 320 Passdornen 3 dargestellt. Auf der Plattenunterseite sind vier Längsrippen 5 und vier Querrippen 6 angeschweisst. An den sechzehn Schnittstellen dieser Rippen sind auf der Plattenunterseite, auf entsprechende Durchgangsbohrungen 2 ausgerichtet, Rohrabschnitte 10 angeschweisst, an denen jeweils Abschnitte der Rippen 5 und 6 enden und ebenfalls angeschweisst sind. Koaxial zu den übrigen Durchgangsbohrungen 2 sind auf der Unterseite der Platte 1 kurze Rohrstummel 12 angeschweisst. Sofern diese Rohrstummel auf Quer- oder Längsrippen zu liegen kommen, sind in diesen Rippen 5 bzw. 6 Ausschnitte 13 vorgesehen und die Rohrstummel mit den Rippen verschweisst. 1 and 2, a base plate 1 is shown with 8 x 10 = 80 through holes 2 and 4x80 = 320 mandrels 3. Four longitudinal ribs 5 and four transverse ribs 6 are welded onto the underside of the plate. At the sixteen interfaces of these ribs, pipe sections 10 are welded on the underside of the plate, aligned with corresponding through bores 2, to which sections of the ribs 5 and 6 each end and are also welded. Short pipe stubs 12 are welded onto the underside of the plate 1 coaxially with the other through holes 2. If these pipe stubs come to rest on transverse or longitudinal ribs, 5 or 6 cutouts 13 are provided in these ribs and the pipe stubs are welded to the ribs.

In Fig. 3 ist ersichtlich, dass die Rohrabschnitte 10 ein oberes Innengewinde 15 und ein unteres Innengewinde 16 und dazwischen fensterartige Ausschnitte 17 aufweisen. Im oberen Innengewinde 15 sitzt die Gewindepartie einer zentralen Hohlschraube 20, die mit einem Flansch 21 einen nach innen gerichteten Flansch 23 eines Stützrohres 24 von quadratischem Querschnitt auf die Bodenplatte 1 spannt. Die Hohlschraube 20 weist einen kurzen Sechskant-Kopf 25 sowie eine Ringnut 26 auf. Auf dem Sechskant-Kopf ist ein langer Sechskant-Schlüssel aufsteckbar, der mit einer Haltevorrichtung in die Nut 26 eingreift. Die Hohlschraube 20 lässt sich damit leicht, durch das Stützrohr 24 hindurch, von oben in die Öffnung des Flansches 23 und in das Gewinde 15 einführen und festziehen. Es ist auch möglich, aus dem gefüllten Bassin ein leeres Stützrohr 24 mit dem erwähnten Schlüssel von der Bodenplatte zu lösen und hernach auszubauen. Jedes Stützrohr 24 ist seitlich zentriert durch vier Passdorne 3, die auch zur Aufnahme von Brennelementbündeln, deren untere Kontur beispielsweise durch strichpunktierte Linen 30 angedeutet ist, dienen. Im Stützrohr 24 ist ein Futterblech 28 eingeschweisst. Zwischen Stützrohr 24 und Futter 28 sind nicht gezeichnete Platten eines Neutronen absorbierenden Materials, beispielsweise Boral (Handelsname), angeordnet. In Fig. 3 it can be seen that the pipe sections 10 have an upper internal thread 15 and a lower internal thread 16 and window-like cutouts 17 therebetween. In the upper internal thread 15 sits the threaded portion of a central banjo bolt 20 which, with a flange 21, clamps an inwardly directed flange 23 of a support tube 24 of square cross-section onto the base plate 1. The hollow screw 20 has a short hexagon head 25 and an annular groove 26. A long hexagon key can be plugged onto the hexagon head and engages in the groove 26 with a holding device. The banjo bolt 20 can thus be easily inserted and tightened through the support tube 24 from above into the opening of the flange 23 and into the thread 15. It is also possible to detach an empty support tube 24 from the filled plate from the base plate using the key mentioned and then to remove it. Each support tube 24 is laterally centered by four dowels 3, which also serve to receive fuel bundles, the lower contour of which is indicated, for example, by dash-dotted lines 30. A lining plate 28 is welded into the support tube 24. Plates of a neutron absorbing material, for example Boral (trade name), not shown, are arranged between the support tube 24 and the lining 28.

Im unteren Innengewinde 16 sitzt ein Fussstück 40 mit Aussengewinde 41, einer unteren, auskragenden Kalottenpartie 42, In the lower internal thread 16 sits a foot piece 40 with an external thread 41, a lower, projecting calotte portion 42,

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

636 219 636 219

einer oberen Konusfläche 44, einer Andrehung 45, einer Stirnfläche 46, einer Eindrehung 48 und einem Schraubenschlitz 49. Auf der Konusfläche 44 sitzt eine in das untere Innengewinde eingreifende Hohlschraube 52 mit Innensechskant 53. an upper conical surface 44, a recess 45, an end surface 46, a recess 48 and a screw slot 49. On the conical surface 44 there is a hollow screw 52 with hexagon socket 53 which engages in the lower internal thread.

Die Kalottenpartie 42 ruht in einer flachen Sohle 55 mit einer 5 kalottenförmigen Vertiefung. Die Sohle 55 weist eine zentrale Bohrung 56 auf. An der oberen Stirnseite der Sohle ist ein Überwurfring 58 angeschraubt, dessen Innendurchmesser kleiner ist als der grösste Aussendurchmesser der Kalottenpartie 42. The dome section 42 rests in a flat sole 55 with a 5 dome-shaped depression. The sole 55 has a central bore 56. A coupling ring 58 is screwed onto the upper end face of the sole, the inside diameter of which is smaller than the largest outside diameter of the calotte section 42.

Fig. 4 zeigt das zum Einstellen der Fussstücke verwendete io Werkzeug in Gebrauchstellung. Im Innensechskant 53 der Hohlschraube 52 steckt ein Sechskant-Schlüssel 60, der durch einen Zentrierring 61 in der Durchgangsbohrung 2 zentriert ist und einen zweiarmigen Hebel 62 aufweist. Fig. 4 shows the io tool used to adjust the foot pieces in the use position. In the hexagon socket 53 of the hollow screw 52 is a hexagon key 60, which is centered by a centering ring 61 in the through hole 2 and has a two-armed lever 62.

In einer axialen Bohrung dieses Sechskant-Schlüssels 60 steckt ein Drehschlüssel 65, bestehend aus einem Rohr 66, einem Kopf 67, einem Führungsteil 68 und einem Handstück 69. Aus der planen Stirnseite 70 des Kopfes 67 ragen zwei Flachnocken 71 in den Schraubenschlitz 49 des Fussstückes 40, das hier gegenüber Fig. 3 um 90° gedreht gezeichnet ist. In einem Innen- 20 gewinde 74 des Kopfes 67 sitzt eine kappenartige Schraube 75 mit Bund76 und einer zylindrischen Kammer77. In dieser Kammer ist eine Feder 78 angeordnet, die einerseits auf dem Grund der Gewindebohrung 74 und andrerseits an einem Stellring 80 sich abstützt, der auf einem Messbolzen 82 fixiert ist. Dieser 25 Messbolzen ist im Kopf der kappenartigen Schraube 75 einerseits und in einer Bohrung einer mit Gewinde versehenen Fusspartie 84 eines Messuhrträgers 85 gelagert. Dieser Messuhrträger 85 ist mit seiner Fusspartie 84 im Führungsteil 68 eingeschraubt. Im Oberteil 86 des Messuhrträgers ist mittels einer 30 Klemmschraube 87 eine Messuhr 88 befestigt. In an axial bore of this hexagon key 60 there is a rotary key 65, consisting of a tube 66, a head 67, a guide part 68 and a handpiece 69. Two flat cams 71 protrude from the flat end face 70 of the head 67 into the screw slot 49 of the foot piece 40, which is drawn rotated by 90 ° here in relation to FIG. 3. A cap-like screw 75 with collar 76 and a cylindrical chamber 77 sits in an internal thread 74 of head 67. A spring 78 is arranged in this chamber, which is supported on the one hand on the base of the threaded bore 74 and on the other hand on an adjusting ring 80 which is fixed on a measuring bolt 82. This 25 measuring bolt is mounted in the head of the cap-like screw 75 on the one hand and in a bore in a threaded foot part 84 of a dial gauge holder 85. This dial gauge carrier 85 is screwed into the guide part 68 with its foot part 84. A dial gauge 88 is fastened in the upper part 86 of the dial gauge holder by means of a clamping screw 87.

Die Montage der Gestelle geht wie folgt vor sich: The frames are assembled as follows:

Bodenplatten nach den Fig. 1 und 2 mit eingeschraubten Fussstücken und daran hängenden Sohlen werden an die gewünschte Stelle in das noch leere Wasserbassin abgesenkt. 35 Nun wird jede Platte durch Verstellen von drei weitest auseinanderstehenden Fussstücken horizontiert, indem, beispielsweise mit dem Werkzeug nach Fig. 4, das entsprechende Fussstück 40 in der Höhe verstellt wird, bis die entsprechende Wasserwaage die gewünschte Lage anzeigt. Anschliessend wird die Gegenschraube 52 durch Betätigung des Hebels 62 und Rückhaltung am Handstück 69 festgezogen. Beim Einstellen des vierten Fussstückes einer Platte ergibt sich bereits das Problem, dass es schwierig sein kann, beim Niederschrauben des Fussstückes den Punkt zu spüren, wo dieses eben den Boden berührt. Bei Anwendung der in Fig. 4 gezeigten Messvorrichtung wird jeweils bei der Fertigung das Mass der Höhe der Stirnfläche 46 über der unteren Stirnseite der Sohle 55 bei aufruhender Kalottenpartie 42 eng toleriert. Da bei der Montage die Stirnseite 70 des Kopfes 67 auf der Stirnfläche 46 aufliegt, zeigt die Messuhr 88, die vorher mittels einer nicht gezeichneten Lehre auf 0 eingestellt worden ist, das zwischen Fussstück 40 und dem Bassinboden noch vorhandene Spiel an. Beim Herunterschrauben des Fussstückes durch Drehen am Handstück 69 bewegt sich der Zeiger der Messuhr 88 auf die 0-Stelle zu. Erreicht er diese, so ist das Spiel zwischen Fussstück und Bassinboden zu 0 geworden. Jetzt kann die Sicherungsschraube 52 mittels des Hebels 62 angezogen werden. 1 and 2 with screwed foot pieces and attached soles are lowered to the desired location in the still empty water basin. 35 Now each plate is leveled by adjusting three most widely spaced foot pieces, for example by using the tool according to FIG. 4, the corresponding foot piece 40 is adjusted in height until the corresponding spirit level indicates the desired position. Subsequently, the counter screw 52 is tightened by actuating the lever 62 and restraining the handpiece 69. When setting the fourth foot piece of a plate, there is already the problem that it can be difficult to feel the point when the foot piece is screwed down, where it just touches the ground. When using the measuring device shown in FIG. 4, the measure of the height of the end face 46 above the lower end face of the sole 55 is tolerated closely during the rest of the calotte portion 42 during manufacture. Since the end face 70 of the head 67 rests on the end face 46 during assembly, the dial indicator 88, which was previously set to 0 by means of a not shown gauge, indicates the play still present between the foot piece 40 and the basin floor. When the footpiece is unscrewed by turning the handpiece 69, the pointer of the dial indicator 88 moves to the 0 position. If he reaches this, the game between the foot piece and the pool floor has become 0. Now the locking screw 52 can be tightened by means of the lever 62.

Nachdem sämtliche einer Bodenplatte 1 zugehörige Fussstücke auf die richtige Höhe eingestellt und die Sicherungsschrauben 52 angezogen sind, werden die Stützrohre 24 auf die Passdorne 3 aufgesetzt und mit dem beschriebenen Werkzeug die Hohlschrauben 20 eingedreht. Nach dem Fluten des Wasserbassins sind die Gestelle bereit zur Aufnahme der Brennelementbündel. After all the foot pieces associated with a base plate 1 have been set to the correct height and the locking screws 52 have been tightened, the support tubes 24 are placed on the mandrels 3 and the hollow screws 20 are screwed in with the tool described. After the flooding of the water basin, the frames are ready to receive the fuel bundles.

Je nach der Ausrüstung der ausführenden Werkstatt kann es von Vorteil sein, die oberen Gewinde 15 statt im Rohrabschnitt 10 bzw. Rohrstummel 12 in der Bodenplatte selbst anzubringen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Es ergibt sich daraus der zusätzliche Vorteil, dass die Rohrstummel 12 und der Arbeitsaufwand zum Anschweissen der Rippen 5 und 6 an die Rohrstummel entfallen. Depending on the equipment of the executing workshop, it may be advantageous to attach the upper threads 15 instead of in the pipe section 10 or pipe stub 12 in the base plate itself, as shown in FIG. 5. This results in the additional advantage that the pipe stub 12 and the work involved in welding the ribs 5 and 6 to the pipe stub are eliminated.

G G

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

636 219

1. Frame for storing nuclear fuel assemblies in a water basin with a rib stiffened base plate on which, coaxially to through holes of the plate, a plurality of prismatic support tubes are detachably fastened, characterized in that coaxial to at least the four most distant through holes a threaded tube section is arranged on the underside of the base plate, in which a mating thread of a foot piece that is height-adjustable through the through hole engages.

2. Frame according to claim 1, characterized in that the pipe sections are welded to the base plate.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Frame according to claim 2, characterized in that the tube sections have lateral through holes.

4. Frame according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tube sections have an internal thread at both ends, the upper thread serving to receive a central banjo bolt, with which a prismatic support tube is clamped onto the base plate, and that in the lower internal thread of each pipe section engages the counter thread of the foot piece as well as the thread of a hollow counter screw cooperating with the upper end face of the foot piece.

5. Frame according to claim 4, characterized in that the foot piece and the counter screw are provided with engagement surfaces, via which both parts can be rotated or held simultaneously from above.

6. Frame according to one of claims 1 to 5, characterized in that the foot pieces have a central bore for the passage of a depth measuring device and an upper stop as a measuring base for this depth measuring device.

7. Frame according to claim 6, characterized in that each of the foot pieces adjoins a sole via a spherical surface, which also has a central bore for the depth gauge and is loosely, rotatably connected to the foot piece.