DE10002824C2

DE10002824C2 - Spacer for a boiling water reactor fuel element

Info

Publication number: DE10002824C2
Application number: DE10002824A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Fuchs; Hans Lettau; Martin Peehs; Peter Rau; Walter Uebelhack
Original assignee: Framatome ANP GmbH
Current assignee: Areva GmbH
Priority date: 2000-01-24
Filing date: 2000-01-24
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2020-01-25
Also published as: DE10002824A1

Description

Die Erfindung geht aus von aus mehreren Blechteilen zusammen gesetzten Abstandhaltern in Siedewasserreaktor-Brennelementen mit quadratischem Querschnitt. In einem solchen Brennelement sind die Brennstäbe zu einem Bündel, in dem sie in einem schachbrettartigen Muster angeordnet sind, zusammengefaßt und seitlich von einem Kasten umschlossen. Die Aufgabe der Ab standhalter ist es, die Brennstäbe in ihrer Position zu fi xieren, abzustützen und transversale Vibrationen, die durch das den Kasten durchströmende Kühlmittel angeregt werden, zu dämpfen.The invention is based on several sheet metal parts spacers in boiling water reactor fuel assemblies with a square cross section. In such a fuel assembly are the fuel rods in a bundle, in which they are in one checkered patterns are arranged, summarized and enclosed on the side by a box. The task of the Ab the stand-up is to fi fi the fuel rods in their position fix, support and transverse vibrations caused by the coolant flowing through the box are stimulated dampen.

Zu diesem Zweck ist es aus DE 34 07 163 A1 und DE 298 04 340 U1 bekannt, jeweils einen Brennstab, der an allen vier Seiten von benachbarten Brennstäben umgeben ist, über Kombinationen von Federn und/oder Noppen oder ähnliche Distanzelemente an möglichst äquidistant über den Umfang des Brennstabs verteilten Stützstellen seitlich am Abstandhalter abzustützen.For this purpose it is from DE 34 07 163 A1 and DE 298 04 340 U1 known, one fuel rod each, on all four sides surrounded by neighboring fuel rods, via combinations of springs and / or knobs or similar spacers as equidistant as possible across the circumference of the fuel rod distributed support points on the side of the spacer support.

Nach dem bisherigen Stand der Technik werden Abstandhalter aus den Materialien Inconel und/oder Zircaloy gefertigt.According to the current state of the art, spacers are used made from Inconel and / or Zircaloy materials.

Bei Siedewasserreaktoren wurden bisher vor allem vollständig aus Inconel bestehende Abstandhalter oder Abstandhalter mit Gittern aus Zirkoniumlegierungen (Zirkaloy) und eingesetzten Inconel-Distanzelementen verwendet.So far, boiling water reactors have mainly been complete spacers made of Inconel or spacers with Grids made of zirconium alloys (Zirkaloy) and inserted Inconel spacers are used.

Vollständig aus Inconel gefertigte Abstandhalter sind sehr strahlungsbeständig. Außerdem besitzt Inconel gute Federei genschaften und ist mechanisch stabil, erlaubt daher dünnwan dige Konstruktionen (geringer Strömungswiderstand für das Kühlmittel). Allerdings ist die Neutronenabsorption von Inco nel hoch. Aus diesem Grund sind Inconel-Abstandhalter so dünnwandig wie möglich und/oder der Materialanteil ist durch Durchbrüche in den Stegen reduziert, was sich negativ auf die Stabilität des Gitters auswirkt. Vorteilhaft ist, daß solche Abstandhalter nur einen geringen Strömungswiderstand für das Siedewasser darstellen.Spacers made entirely of Inconel are great radiation resistant. Inconel is also well feathered properties and is mechanically stable, therefore allows thin sleeves constructions (low flow resistance for the Coolant). However, Inco's neutron absorption nel up. This is why Inconel spacers are like this thin-walled as possible and / or the material content is through Breakthroughs in the webs are reduced, which negatively affects the Stability of the grid affects. It is advantageous that such Spacers only have a low flow resistance for that Represent boiling water.

Die Neutronenabsorption von Zircaloy ist wesentlich geringer als bei Inconel. Zircaloy ist jedoch weicher, hat schlechtere Federeigenschaften und zeigt unter Bestrahlung stärkere Rela xation von Federspannung und stärkeres Längenwachstum als In conel. Man verwendet daher oft Abstandhalter, die bis auf eingesetzte Inconel-Federn aus Zircaloy bestehen.Zircaloy's neutron absorption is much lower than with Inconel. However, Zircaloy is softer and worse Spring properties and shows stronger rela under irradiation xation of spring tension and greater length growth than In conel. Spacers are therefore often used, except for used Inconel springs consist of Zircaloy.

In Siedewasserreaktoren tritt in diesem Fall jedoch die soge nannte "Shadow-Corrosion" auf: In Bereichen, in denen die Neutronenstrahlung durch Inconel-Bauteile abgeschirmt ist, beobachtet man eine verstärkte Korrosion an den Zircaloy-Bau teilen. Im Druckwasser-Reaktor wird dieser Effekt, wahr scheinlich aufgrund einer unterschiedlichen Kühlwasser-Che mie, nicht beobachtet.In boiling water reactors, however, the so-called called "shadow corrosion": in areas where the Neutron radiation is shielded by Inconel components, increased corrosion is observed on the Zircaloy building divide. This effect comes true in the pressurized water reactor apparently due to a different cooling water che mie, not observed.

Abstandhalter aus Zircaloy benötigen aufgrund der geringeren mechanischen Stabilität dieses Materials dickere Wände, erge ben also einen größeren Strömungswiderstand. Dies ist bei Druckwasserreaktoren weniger problematisch als bei Siedewas serreaktoren, da praktisch nur eine Einphasenströmung vor liegt, die nicht in einem Brennelement-Kasten geführt ist, und deshalb dem Strömungswiderstand der Abstandhalter besser ausweichen kann. In Druckwasserreaktoren werden daher auch Vollzircaloy-Abstandhalter verwendet.Zircaloy spacers require due to the smaller mechanical stability of this material thicker walls, erge therefore have a greater flow resistance. This is at Pressurized water reactors are less problematic than with boiling water water reactors, since there is practically only a single-phase flow lies, which is not in a fuel assembly box, and therefore better the flow resistance of the spacers can dodge. In pressurized water reactors are therefore also Full zircaloy spacers used.

Die Distanzelemente können zu Beschädigungen des Brennstab- Hüllrohrs durch Reib-Korrosion zwischen Brennstäben und Di stanzelementen führen ("Fretting"). Fretting wird noch begün stigt durch eine Schrumpfung der Hüllrohrwand des Brennstabs unter den Betriebsbedingungen (sogenanntes "Kriechen") und durch ein strahlungsbedingtes Nachlassen der Einspannkräfte der Zircaloy-Distanzelemente; die Brennstäbe sind also nur noch locker gehalten und ihre Vibration im Kühlmittelstrom ist schwächer gedämpft, so daß höhere Reibung zu befürchten ist.The spacer elements can damage the fuel rod Cladding tube due to frictional corrosion between fuel rods and Di lead punching elements ("fretting"). Fretting is still beginning due to shrinkage of the cladding tube wall of the fuel rod under the operating conditions (so-called "creep") and due to a reduction in the clamping forces due to radiation the Zircaloy spacers; so the fuel rods are just kept loose and their vibration in the coolant flow is weaker damped, so fear of higher friction is.

Üblich sind Distanzelemente, bei denen entweder eine Feder diagonal in eine quadratische Abstandhalter-Masche ragt und den Brennstab auf zwei Paare jeweils übereinander liegender Noppen drückt (Fünf-Punkt-Lagerung), oder zwei Federn den Stab auf jeweils ein Paar übereinander liegender Noppen drüc ken (Sechs-Punkt-Lagerung). In Druckwasser-Reaktoren ist auch eine Lagerung bekannt, bei denen ein langgestrecktes Distanz element benutzt wird, das von zwei zueinander und zum Brenn stab parallele, eng benachbarte Federn gebildet ist. Diese Federn sind aus den Zirkaloy-Stegen des Abstandhalters ausge prägt. Der Brennstab liegt dabei überhaupt an keinen Noppen an, sondern wird gegen ein gleichartiges, auf der gleichen Ebene aber diametral gegenüberliegend angeordnetes, langge strecktes Feder-Paar (Distanzelement) drückt. Es liegt also eine Acht-Punkt-Lagerung vor. Bei dieser Konstruktion beo bachtet man kaum Frettingschäden.Spacers are common, in which either a spring protrudes diagonally into a square spacer mesh and the fuel rod on top of each other in two pairs Nub presses (five-point bearing) or two springs Push the stick onto a pair of knobs on top of each other ken (six-point bearing). In pressurized water reactors too a storage known in which an elongated distance element that is used by two to each other and for burning rod parallel, closely adjacent springs is formed. This Springs are made from the Zirkaloy bars of the spacer impressed. The fuel rod is not on any pimples at, but is against a like, on the same Level but diametrically opposed, langge stretched pair of springs (spacer) presses. So it is an eight-point bearing. With this construction beo you hardly notice fretting damage.

Daher ist auch schon eine Drei-Punkt- oder Vier-Punkt-Lage rung vorgeschlagen worden (WO 96/10829), bei der am Brennstab drei oder vier Distanzelemente angreifen, die in einer ge meinsamen Ebene liegen. Dadurch werden Verbiegungskräfte, die auf den Brennstab übertragen werden könnten, vermieden.Therefore, there is already a three-point or four-point position tion has been proposed (WO 96/10829), in the case of the fuel rod attack three or four spacers that are in a ge common level. This causes bending forces that could be transferred to the fuel rod avoided.

Die Geometrie einer Sechs-Punkt-Lagerung ist verhältnismäßig einfach, denn die zwei Federn liegen auf einem mittleren axi alen Niveau des Abstandhalters, während zwei Noppen in einer darüber liegenden Ebene und symmetrisch dazu zwei weitere Noppen in einer darunter liegenden Ebene angeordnet sind. Da her kann in der Mitte eines Steges einer Abstandhalter-Masche eine Feder ausgeformt und auf den Brennstab gerichtet werden, der auf der einen Seite des Steges sitzt, während auf den auf der anderen Seite dieses Steges sitzenden Brennstab eine dar über sitzende und eine darunter sitzende Noppe gerichtet sind, die ebenfalls aus dem Steg ausgeformt werden können. Diese Geometrie führt zu einer nahezu punktförmigen Auflage des Stabs an den Federn, da zwischen den übereinander liegen den Noppen wenig Platz für die Federn ist.The geometry of a six-point bearing is relative easy, because the two springs lie on a middle axi alen level of the spacer, while two knobs in one level above and symmetrically two more Knobs are arranged in an underlying level. because A spacer mesh can be found in the middle of a web a spring is shaped and directed onto the fuel rod, who sits on one side of the jetty while on the one on the other side of this bridge is a fuel rod directed over a seated knob and a knob underneath it are, which can also be formed from the web. This geometry leads to an almost punctiform support of the rod on the springs, because they lie one above the other there is little space for the springs on the knobs.

Bei der beschriebenen Acht-Punkt-Lagerung greifen jedoch alle Federn in der gleichen Ebene an den Brennstäben an. Daher ist es nicht möglich, aus einem Steg nach beiden Seiten gerich tete langgestreckte Distanzelemente zu formen. Bei diesen Druckwasser-Reaktor-Brennelementen verwendet man daher Dop pelsteg-Konstruktionen, d. h. das Abstandhalter-Gitter wird jeweils von Doppelstegen gebildet, wobei die Einzel-Stege je des Doppelstegs flächig aneinander liegen und aus jedem Ein zel-Steg ein langgestrecktes Distanzelement geformt ist. Die Federn liegen mit einer größeren Auflagefläche, die zumindest linienförmig ist, am Brennstab an.With the eight-point bearing described, however, everyone takes action Springs on the fuel rods in the same plane. thats why it is not possible to judge from both sides of a jetty to form elongated spacer elements. With these Pressurized water reactor fuel elements are therefore used in Dop pelsteg constructions, d. H. the spacer grid will each formed by double webs, the single webs each of the double web lie flat against each other and from each on zel web is an elongated spacer element is formed. The Springs lie with a larger contact area, at least is linear, on the fuel rod.

Bei Siedewasserreaktoren tritt eine sogenannte "Spaltkorro sion" auf, die möglicherweise auf die veränderte Kühlwasser- Chemie zurückzuführen ist: Tritt zwischen zwei flächig anein ander liegenden Zircaloy-Teilen Wasser ein, so bildet sich ein Keil aus Korrosionsprodukten, der den Abstandhalter auf weitet (schwächere Halterung der Stäbe) und schließlich zur Desintegration der Struktur führen kann. Außerdem ist bei Siedewasserreaktoren auch der Druckabfall an den Doppelwänden problematisch. Daher scheidet bei Siedewasser-Brennelementen die erwähnte Acht-Punkt-Lagerung praktisch aus.In boiling water reactors, a so-called "gap corrosion" occurs sion ", which may be due to the changed cooling water Chemistry is due: occurs between two areas other Zircaloy parts water, so forms a wedge of corrosion products that the spacer on expands (weaker holder of the rods) and finally to Disintegration of the structure can result. In addition, at Boiling water reactors also the pressure drop on the double walls problematic. Therefore, there is a difference in boiling water fuel elements the mentioned eight-point bearing practically.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Brennelemente, insbesondere von Siedewasserreaktoren, einen Abstandhalter mit geringer Neutronen-Absorption, geringem Druckabfall, ge ringem Fretting und ohne Gefahr von Spalt- oder Shadow-Korro sion zu schaffen.The invention is based, for fuel elements, especially of boiling water reactors, a spacer with low neutron absorption, low pressure drop, ge ring fretting and no risk of crevice or shadow corrosion sion to create.

Die Erfindung löst diese Aufgabe allgemein durch die Verwen dung von Abstandhaltern, bei denen die jeweils diametral ge genüberliegenden Distanzelemente - bezogen auf den an ihnen abgestützten Brennstab - in derselben, zur Längsachse des Brennstabs senkrechten Ebene am Brennstab angreifen und bei denen alle Blechteile - einschließlich der aus den Blechtei len ausgeformten Distanzelemente - aus dem gleichen Material, z. B. Zircaloy, bestehen und derart zusammengesetzt sind, daß die Blechteile in den Bereichen, in denen sie sich berühren, auch aneinander befestigt sind.The invention solves this problem in general by using it of spacers, in which the diametrically ge opposite spacer elements - based on the on them supported fuel rod - in the same, to the longitudinal axis of the Engage the fuel rod vertical plane on the fuel rod and at which all sheet metal parts - including those from the sheet metal part len molded spacer elements - made of the same material, z. B. Zircaloy, exist and are composed such that the sheet metal parts in the areas where they touch, are also attached to each other.

Da hierbei z. B. nur Zircaloy verwendet und keine eingesetzten Federn aus Inconel benötigt sind, wird keine Shadow-Korrosion beobachtet und die Neutronenabsorption ist gering. Außerdem führt die beschriebene Anordnung der Distanzelemente zu einer praktisch frettingfreien Lagerung der Brennstäbe.Because here z. B. only Zircaloy used and no used Springs from Inconel are required, there will be no shadow corrosion observed and the neutron absorption is low. Moreover leads to the described arrangement of the spacer elements practically fretting-free storage of the fuel rods.

Eine Vibration des Brennstabs kann nämlich als eine Kippung oder Drehschwingung des Stabs um eine zur Brennstab-Achse senkrechte Dreh-Achse aufgefaßt werden. Greifen alle Distanz elemente in der gleichen Ebene an, so liegt auch die Dreh achse in dieser Ebene und die Relativbewegung zwischen dem vibrierenden Stab und den Distanzelementen ist minimiert. Da durch wird die Reibung vermindert; allerdings könnte sich auch die Vibrationsdämpfung verringern. Vorteilhaft ist daher eine hohe Zahl der Auflageflächen (d. h. der Distanzelemente), also insbesondere die erwähnte Acht-Punkt-Lagerung, bei der jedes Distanzelement aus zwei Einzelelementen besteht. Die Dämpfung wird außerdem erhöht und das Fretting erniedrigt, wenn alle Distanzelemente elastisch am Brennstab anliegen, also als Federn ausgebildet sind (Verzicht auf starre Nop pen). Insbesondere ist es vorteilhaft, daß hierbei genügend Platz für langgestreckte Federn besteht, die daher verhält nismäßig großflächig (also nicht punktförmig, sondern zumin dest linienförmig) am Brennstab anliegen können. Dies scheint für eine Minimierung des Frettings wichtig zu sein.A vibration of the fuel rod can namely as a tilt or torsional vibration of the rod about a to the fuel rod axis vertical axis of rotation. Grasp all distance elements on the same level, so is the rotation axis in this plane and the relative movement between the vibrating rod and the spacer elements is minimized. because through the friction is reduced; however, could also reduce vibration damping. It is therefore advantageous a large number of contact surfaces (i.e. the spacer elements), in particular the aforementioned eight-point bearing, in which each spacer consists of two individual elements. The Attenuation is also increased and fretting is reduced, when all spacer elements rest elastically on the fuel rod, are designed as feathers (no rigid nop pen). In particular, it is advantageous that this is sufficient There is room for elongated springs, which therefore behaves in terms of large areas (i.e. not punctiform, but at least least linear) can rest on the fuel rod. This seems to be important for minimizing fretting.

Dadurch, daß sich die Blechteile der Abstandhalter nur in den Bereichen berühren, in denen ein Blechteil an einem anderen Blechteil befestigt ist, d. h. insbesondere keine Doppelsteg- Konstruktionen verwendet werden, wird sowohl eine Spaltkorro sion als auch ein übermäßiger Druckabfall verhindert. Die Erfindung führt zu drei verschiedene Versionen der Kon struktion von derartigen Abstandhaltern.The fact that the sheet metal parts of the spacers only in the Touch areas where one sheet metal part is on another Sheet metal part is attached, d. H. especially no double bridge Constructions used are both a split corro prevents excessive pressure drop. The invention leads to three different versions of the Kon structure of such spacers.

Bei Abstandhaltern nach der ersten Version befindet sich ein Brennstab, der von vier benachbarten Brennstäben umgeben ist, im Inneren eines Blechteils, das zu einem Rohrstück mit einem praktisch achteckigen Querschnitt und mit an den acht Ecken nach außen ragenden Vorsprüngen gebogen ist. An den Vorsprün gen sind andere, die benachbarten Brennstäbe abstützende Rohrstücke befestigt. Aus einander paarweise gegenüberliegen den Seiten des achteckigen Rohrstücks sind die Distanzele mente geformt.There is a spacer after the first version Fuel rod surrounded by four neighboring fuel rods, inside a sheet metal part that becomes a piece of pipe with a practically octagonal cross-section and with at the eight corners outward protrusions is bent. On the ledge are other, supporting the neighboring fuel rods Pipe pieces attached. Face each other in pairs the sides of the octagonal pipe section are the spacer elements elements shaped.

Bei dieser Konstruktion ist die Blechwand, die zwei Brenn stäbe trennt, zwar doppelt, so daß beide Brennstäbe durch aus dieser Wand geformte, langgestreckte Distanzelemente abge stützt werden können, die in derselben, zur Längsachse des Brennstabs senkrechten Ebene an den Brennstäben angreifen. Es kann jedoch keine Spaltkorrosion auftreten, da die rohrförmi gen Blechteile sich nur jeweils an den nach außen ragenden Vorsprüngen berühren und diese Berührungsstellen z. B. fest miteinander verschweißt sind, also vor Korrosion durch zutre tendes Wasser geschützt sind.In this construction, the sheet metal wall is the two focal rods separates, twice, so that both fuel rods through out this wall shaped, elongated spacers abge can be supported, in the same, to the longitudinal axis of the Engage the fuel rod vertical plane on the fuel rods. It However, crevice corrosion cannot occur because the tubular sheet metal parts only on the protruding parts Touch projections and these points of contact z. B. firmly are welded together, i.e. against corrosion by accidental water are protected.

Bei Abstandhaltern nach der zweiten Version ist eine Gruppe von Blechteilen mit U-förmigem Querschnitt vorhanden, die als Basisteile mit jeweils zwei abgebogenen Schenkeln ausgebildet sind. An die Basisteile dieser U-förmigen Blechteile sind die den Brennstab stützenden Distanzelemente angeformt. Die Schenkel der U-förmigen Blechteile sind an einer Gruppe steg förmiger, zwischen den Brennstäben angeordneter Blechteile befestigt.With spacers according to the second version there is a group of sheet metal parts with a U-shaped cross section available as Base parts each formed with two bent legs are. On the base parts of these U-shaped sheet metal parts are the molded spacer elements supporting the fuel rod. The Legs of the U-shaped sheet metal parts are on a group web shaped sheet metal parts arranged between the fuel rods attached.

Bei dieser Konstruktion sind keine doppelten Blechwände zwi schen den Brennstäben mehr nötig. Die U-förmigen Teile sind Träger von Distanzelementen, während die stegförmigen Teile in bekannter Weise ein Gitter (z. B. mit quadratischen Ma schen) bilden und die U-förmigen Teile tragen. Dabei können auch aus den Stegteilen noch Distanzelemente zum Abstützen benachbarter Brennstäbe ausgeformt sein.With this construction there are no double sheet metal walls between fuel rods more necessary. The U-shaped parts are Beam spacers, while the web-shaped parts a grid in a known manner (e.g. with a square dimension form) and carry the U-shaped parts. You can also spacer elements from the web parts to support neighboring fuel rods are formed.

Bei Abstandhaltern nach der dritten Version bildet ebenfalls in bekannter Weise eine Gruppe von stegförmigen Blechteilen ein Steggitter mit quadratischen, jeweils von vier Maschen seiten begrenzten Gittermaschen. Eine andere Gruppe von Blechteilen besteht aus Rohrstücken, wobei ein Rohrstück je weils nicht nur zur Abstützung eines einzelnen Brennstabs dient. Vielmehr sind aus jedem Rohrstück jeweils an zwei dia metral gegenüberliegenden Stellen seiner Außenseite Distanz elemente für den Brennstab und einen benachbarten Brennstab geformt. Die Rohrstücke sind jeweils in eine Ausnehmung einer Maschenseite eingesetzt und etwa in der Mitte zwischen den zwei zu Distanzelementen geformten Stellen an einem stegför migen Blechteil befestigt.With spacers after the third version also forms in a known manner a group of web-shaped sheet metal parts a web grid with square, each of four stitches sides of limited mesh. Another group of Sheet metal parts consists of pipe sections, one pipe section each because not only to support a single fuel rod serves. Rather, there are two dia metrically opposite places on its outside distance elements for the fuel rod and an adjacent fuel rod shaped. The pipe sections are each in a recess Mesh side inserted and approximately in the middle between the two points formed into spacer elements on one web attached sheet metal part.

Auch bei dieser Version treten keine engen Spalte zwischen Blechteilen auf.In this version, too, there are no narrow gaps Sheet metal parts.

Ein Abstandhalter kann bekanntlich dazu verwendet werden, die Kühlung der Brennstäbe zu verbessern, indem man dem Kühlmit telstrom, der innerhalb des Kastens entlang den Brennstäben fließt, eine quergerichtete Geschwindigkeitskomponente ver leiht. Hierzu dienen Fahnen, die an der stromabwärts weisen den Seite des Abstandhalters angeordnet sind. Diese Fahnen sitzen bei den erfindungsgemäßen Abstandhaltern an den ent sprechenden, stromabwärts weisenden Kanten einiger Blech teile. Vorteilhaft sind sie so gerichtet, daß sie im Zwi schenraum zwischen vier benachbarten Brennstäben einen Drall erzeugen, der Flüssigkeitströpfchen in dem Wasser/Dampf-Ge misch des Siedewasserreaktors an die Brennstäbe befördert.As is known, a spacer can be used for the Improve cooling of the fuel rods by using the coolant telstrom, which is inside the box along the fuel rods flows, a transverse velocity component ver borrows. For this purpose there are flags that point downstream the side of the spacer are arranged. These flags sit with the spacers according to the invention on the ent speaking, downstream edges of some sheet metal parts. They are advantageously directed in such a way that they space between four neighboring fuel rods generate the liquid droplets in the water / vapor Ge mixed of the boiling water reactor to the fuel rods.

Solche Flüssigkeitströpfchen schlagen sich aus dem durch das Brennelement fließenden Gemisch auch an den Stegen der Ab standhalter nieder. Es ist vorteilhaft, diese Tröpfchen zu sammeln und dahin zu leiten, wo sie für die Kühlung der Stäbe gebraucht werden. Daher sind vorteilhaft Blechteile des Ab standhalters mit Kanten versehen, die schräg auf die erwähn ten Fahnen zulaufen, so daß der Film, der von den niederge schlagenen Tröpfchen gebildet wird, vom Kühlmittelstrom ent lang der Kanten zu diesen Fahnen geschoben und dort von den Blechteilen abgelöst wird. Das Abscheiden der Tröpfchen wird noch verstärkt, wenn sich die Blechteile in den Kühlmit telstrom hinein wölben. Die gewünschte Bewegungsrichtung kann dem Film auf den Seitenflächen der Blechteile noch durch Schlitze zusätzlich aufgezwungen werden.Such liquid droplets are reflected in the through the Fuel flow mixture also on the webs of the Ab stand down. It is beneficial to get these droplets too collect and direct to where they are used for cooling the rods to be needed. Therefore, sheet metal parts of the Ab are advantageous stand holder provided with edges that are oblique to those mentioned th flags so that the film made by the formed droplet is formed by the coolant flow ent pushed along the edges to these flags and there by the Sheet metal parts is detached. The droplets will separate reinforced when the sheet metal parts are in the coolant arch the telstrom. The desired direction of movement can the film on the side surfaces of the sheet metal parts Slots are additionally forced.

Diese und weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This and other advantageous developments of the invention are marked in the subclaims.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden mehrere Ausfüh rungsbeispiele und Figuren beschrieben. Es zeigen:For a better understanding of the invention, several embodiments are described Example and figures described. Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Eckbereich eines Ab standhalters nach einem Ausführungsbeispiel der ers ten Version der Erfindung, Fig. 1 shows a cross section through a corner area of a Ab article holder according to an embodiment of the ers th version of the invention,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines den Brennstab umhüllenden Rohrstücks aus dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, FIG. 2 shows a perspective illustration of a tube piece encasing the fuel rod from the exemplary embodiment according to FIG. 1, FIG.

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Eckbereich eines Ab standhalters nach einem Ausführungsbeispiel der zwei ten Version der Erfindung, Fig. 3 shows a cross section through a corner area of a Ab article holder according to an embodiment of the two-th version of the invention,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Maschenseite des Steggitters aus Fig. 3, wobei die Biegeachse des U-förmigen Blechteils parallel zur Brennstab-Achse verläuft, Fig. 4 is a side view of a mesh grid side of the web of FIG. 3, wherein the bending axis of the U-shaped sheet metal part is parallel to the fuel rod axis,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer Maschenseite des Steggitters aus Fig. 3, wobei die Biegeachse des U-förmigen Blechteils senkrecht zur Brennstab-Achse steht, Fig stands. 5 is a side view of a mesh grid side of the web of FIG. 3, wherein the bending axis of the U-shaped sheet metal part perpendicular to the fuel rod axis,

Fig. 6 einen Eckbereich eines Abstandhalters nach einem wei teren Ausführungsbeispiel der zweiten Version der Er findung im Querschnitt, Fig. 6 shows a corner area of a spacer for a wei more advanced embodiment of the second version of he invention in cross-section,

Fig. 7 eine Seitenansicht eines Ausschnittes des Außenstegs und ein U-förmiges Blechteil aus Fig. 6, Fig. 7 is a side view of a section of the outer web and a U-shaped sheet metal part of FIG. 6,

Fig. 8 einen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Ab standhalters nach einem Ausführungsbeispiel der drit ten Version der Erfindung, Fig. 8 shows a cross section through a section of an Ab article holder according to an embodiment of the drit th version of the invention,

Fig. 9 eine Seitenansicht einer Maschenseite aus Fig. 8, Fig. 9 is a side view of a stitched side of Fig. 8,

Fig. 10 eine Seitenansicht einer Maschenseite eines Abstand halters nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der dritten Version der Erfindung, Fig. 10 is a side view of a stitched side of a spacer according to a further embodiment of the third version of the invention,

Fig. 11 einen Längsschnitt durch die Maschenseite aus Fig. 10, Fig. 11 is a longitudinal section through the mesh side of Fig. 10,

Fig. 12 einen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Ab standhalters nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der dritten Version der Erfindung, Fig. 12 is a cross section through a detail of a third version from the article holder according to a further embodiment of the invention,

Fig. 13 eine Seitenansicht einer Maschenseite aus Fig. 12, Fig. 13 is a side view of a stitched side of FIG. 12,

Fig. 14 einen Querschnitt eines als Noppe ausgebildeten Di stanzelementes, Fig. 14 is a cross-section of a Di formed as a knob punch element,

Fig. 15 eine Seitenansicht einer Maschenseite mit Fahnen, Fig. 15 is a side view of a stitched side with flags,

Fig. 16 einen Querschnitt eines Steggitters mit Maschenseiten nach Fig. 15. Fig. 16 is a cross section of a web lattice with mesh bars according to Fig. 15.

Die seitliche Begrenzung eines Abstandhalters bildet übli cherweise ein Außensteg 1, der bei Siedewasserreaktoren über Noppen 2 an einem Brennelement-Kasten 3 eines Brennelements anliegt (Fig. 1). Innerhalb des Kastens befinden sich in ei nem schachbrettartigen Muster angeordnete Brennstäbe, von de nen jeder von einem Rohrstück 4 mit praktisch achteckigem Querschnitt und an den acht Ecken nach außen ragenden Vor sprüngen 5 umgeben ist. Bei einem Brennstab 6, der von vier benachbarten Brennstäben 7 umgeben ist, sind die Vorsprünge des zugehörigen Rohrstücks jeweils über Schweißnähte mit den jenigen Rohrstücken verbunden, in deren Innenraum sich die benachbarten Brennstäbe befinden.The lateral boundary of a spacer usually forms an outer web 1 , which bears in boiling water reactors 2 on a fuel assembly box 3 of a fuel assembly ( Fig. 1). Inside the box there are fuel rods arranged in a checkerboard-like pattern, each of which is surrounded by a tube section 4 with a practically octagonal cross-section and at the eight corners protruding from jumps 5 . In the case of a fuel rod 6 , which is surrounded by four adjacent fuel rods 7 , the projections of the associated tube piece are each connected to the tube pieces in the interior of which the adjacent fuel rods are located by means of weld seams.

Der Brennstab ist über Distanzelemente 8, die aus den Seiten der Rohrstücke geformt sind, an vier äquidistant über den Um fang des Brennstabs verteilten Stützstellen am Abstandhalter abgestützt.The fuel rod is supported by spacers 8 , which are formed from the sides of the pipe pieces, at four equidistantly distributed support points on the spacer around the circumference of the fuel rod.

Ein am Außensteg 1 sitzender Brennstab ("Randstab") oder ein einem inneren Wasserrohr benachbarter Brennstab kann eben falls in einem solchen Rohrstück sitzen, das dann am Außen steg befestigt ist, er kann aber auch auf andere Weise am Au ßensteg bzw. Wasserrohr abgestützt sein.A fuel rod sitting on the outer web 1 ("edge rod") or a fuel rod adjacent to an inner water pipe can just sit in such a piece of pipe, which is then attached to the outer web, but it can also be supported in a different manner on the outer web or water pipe ,

Nach Fig. 2 sind aus vier Seiten des Rohrstücks 4 Distanz elemente ausgeformt, die als einfache Blattfedern 8 ausgebil det sind. Die Rohrwand ist an diesen Seiten mit zwei paralle len Schlitzen 9 versehen und das Wandstück zwischen den Schlitzen ist als Federblatt in das Innere des Rohrstücks ge bogen.According to Fig. 2 of the tubular piece are made of four sides of the spacer elements 4 are formed, which are det ausgebil as simple leaf springs 8. The tube wall is provided on these sides with two parallel slots 9 and the wall piece between the slots is bent as a spring leaf into the interior of the tube piece.

In Fig. 2 ist außerdem am Beispiel der Seite 10 des Rohr stücks 4 gezeigt, daß vorteilhaft an der Oberseite des Ab standhalters 4 Strömungsleitflächen 11 vorgesehen sind, die von überstehenden Laschen der Blechteile gebildet werden und schräg in den von unten nach oben durch das Brennelement mit den Abstandhaltern geführten Kühlmittelstrom ragen. Solche Strömungsleitfahnen verleihen allgemein dem Kühlmittelstrom eine horizontale Geschwindigkeitskomponente, die bei Druck wasser-Reaktoren dazu verwendet wird, um Kühlwasser aus hei ßeren Bereichen des Reaktorkerns mit Kühlwasser aus kühleren Bereichen zu vermischen. Bei Siedewasserreaktoren werden sol che Leitflächen zur Separation von dampfförmigem und flüs sigem Kühlmittel verwendet.In Fig. 2 is also shown using the example of page 10 of the pipe piece 4 that 4 flow baffles 11 are advantageously provided at the top of the spacer, which are formed by protruding tabs of the sheet metal parts and obliquely in the bottom up through the fuel assembly project with the coolant flow guided by the spacers. Such flow guides generally give the coolant flow a horizontal velocity component, which is used in pressurized water reactors to mix cooling water from hot areas of the reactor core with cooling water from cooler areas. In the case of boiling water reactors, such surfaces are used to separate vaporous and liquid coolants.

In Fig. 2 ist die Strömungsleitfläche 11 von einer Lasche gebildet, die um eine Längsachse des Brennelements verdrillt ist.In FIG. 2, the flow guide surface 11 is formed by a tab that is twisted around a longitudinal axis of the fuel assembly.

In Fig. 1 ist ein Zwischenraum 12 zwischen vier einander be nachbarten Brennstäben gezeigt, in dem alle vier benachbarten Rohrstücke eine derart verdrillte Lasche 13 tragen. Die Ver drillungen sind derart rotationssymmetrisch ausgerichtet, daß dem Kühlmittel, das vertikal durch diesen Zwischenraum 12 strömt, ein Drall (Pfeil 15) eingeprägt wird, um durch die Zentrifugalkraft die Flüssigkeitströpfchen an die Brennstäbe zu schleudern und den Dampf in der Mitte des Zwischenraums zu sammeln.In Fig. 1, an intermediate space 12 between four mutually adjacent fuel rods is shown, in which all four adjacent pipe sections carry such a twisted tab 13 . The holes are aligned rotationally symmetrically such that the coolant flowing vertically through this space 12 , a swirl (arrow 15 ) is impressed in order to throw the liquid droplets onto the fuel rods by centrifugal force and to collect the steam in the middle of the space ,

Außerdem ist in Fig. 2 noch ein Profil 18 angedeutet, das noch später erläutert wird.In addition, a profile 18 is indicated in FIG. 2, which will be explained later.

Fig. 3 zeigt einen ähnlichen Querschnitt wie Fig. 1 für einen Abstandhalter nach der zweiten Version der Erfindung. Dabei bilden stegförmige Blechteile 104 ein Steggitter mit quadratischen Maschen. Die äußere Begrenzung des Steggitters bildet der Außensteg 101. Im Inneren der Gittermaschen befin den sich die Brennstäbe 106, 107. Jeder von vier benachbarten Brennstäben umgebene Brennstab (also alle "inneren" Brenn stäbe, die nicht unmittelbar am Außensteg oder einem an einer oder mehreren Stabpositionen im Inneren des Brennstab-Bündels angeordneten Kühlmittelrohr sitzen) ist an vier äquidistant über den Umfang des Brennstabs verteilten Stützstellen am Ab standhalter abgestützt. Zu diesem Zweck sind an jedem steg förmigen Blechteil 104, das den inneren Brennstab 106 von ei nem benachbarten Brennstab 107 trennt, zwei U-förmige Blech teile 105, 115 spiegelsymmetrisch zueinander angebracht: je weils das eine Blechteil 105 an der Seite, die dem inneren Brennstab 106 selbst zugekehrt ist und das andere Blechteil 115 an der Seite, die dem benachbarten Brennstab 107 zuge kehrt ist. Fig. 3 shows a cross section similar to Fig. 1 for a spacer according to the second version of the invention. Web-shaped sheet metal parts 104 form a web grid with square meshes. The outer boundary of the land grid forms the outer web one hundred and first The fuel rods 106 , 107 are located inside the mesh. Each fuel rod surrounded by four neighboring fuel rods (i.e. all "inner" fuel rods that are not directly on the outer web or a coolant tube arranged at one or more rod positions inside the fuel rod bundle) is at four support points distributed equidistantly over the circumference of the fuel rod Supported from stand. For this purpose, two U-shaped sheet metal parts 105 , 115 are attached to each web-shaped sheet metal part 104 , which separates the inner fuel rod 106 from an adjacent fuel rod 107 , mirror-symmetrically to one another: each because the one sheet metal part 105 on the side facing the inner one Fuel rod 106 is facing itself and the other sheet metal part 115 on the side facing the adjacent fuel rod 107 .

Diese U-förmigen Blechteile 105, 115 sind als Basisteile 110 mit jeweils zwei abgebogenen Schenkeln 111 ausgebildet. Aus den Basisteilen 110 sind die Distanzelemente (Fig. 4) ge formt. Die Schenkel 111 dienen zur Befestigung der U-förmigen Blechteile an den stegförmigen Blechteilen.These U-shaped sheet metal parts 105 , 115 are designed as base parts 110 , each with two bent legs 111 . The spacer elements ( FIG. 4) are formed from the base parts 110 . The legs 111 serve to fasten the U-shaped sheet metal parts to the web-shaped sheet metal parts.

Fig. 4 zeigt Details dieser Befestigung, wobei die Schenkel 111 des U-förmigen Bauteils in diesem Fall um eine zu der Längsachse der Brennstäbe parallele Biegeachse 112 gebogen sind. Fig. 4 shows details of this mounting, the legs 111 of the U-shaped member are bent in this case, about an axis parallel to the longitudinal axis of the fuel rods bending axis 112.

Die Schenkel der U-förmigen Blechteile sind bis auf seitliche Füße 113, über die das U-förmige Blechteil an den Befesti gungsstellen angebracht ist, ausgespart. An ihren äußeren En den sind die Füße 113 zu Schuhen 114 gebogen, die an den stegförmigen Bauteilen angesetzt und befestigt sind.The legs of the U-shaped sheet metal parts are recessed except for lateral feet 113 , via which the U-shaped sheet metal part is attached to the fastening points. At their outer ends, the feet 113 are bent into shoes 114 , which are attached and fastened to the web-shaped components.

Zur Ausformung der Distanzelemente sind die Basisteile mit drei oder vier parallelen, in Richtung der Brennstab-Achse verlaufenden Schlitzen 109 derart versehen, daß ein Paar pa ralleler Blattfedern 108 entsteht, das als Distanzelement dient.To form the spacer elements, the base parts are provided with three or four parallel slots 109 extending in the direction of the fuel rod axis in such a way that a pair of parallel leaf springs 108 is formed which serves as a spacer element.

Fig. 5 zeigt die Befestigung eines U-förmigen Blechteils 125 mit einer zur Längsachse der Brennstäbe senkrechten Biege achse 122 an einem stegförmigen Blechteil 104. Fig. 5 shows the mounting of a U-shaped sheet metal part 125 with a vertical to the longitudinal axis of the fuel rods bending axis 122 at a web-shaped sheet member 104.

Wie in dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel sind auch hier die Schenkel 121 des U-förmigen Blechteils 125 bis auf seit liche Füße 123 ausgespart, die so gebogen sind, daß sie mit entsprechenden Schuhen 124 an den stegförmigen Blechteilen 104 anliegen. Das aus dem Basisteil 120 des U-förmigen Blech teils 125 geformte Distanzelement ist wie in Fig. 4 als Paar von parallelen Blattfedern 128 ausgebildet.As in the example shown in FIG. 4, the legs 121 of the U-shaped sheet metal part 125 are also recessed here except for feet 123 which are bent so that they rest against the web-shaped sheet metal parts 104 with corresponding shoes 124 . The spacer element formed from the base part 120 of the U-shaped sheet metal part 125 is formed as in FIG. 4 as a pair of parallel leaf springs 128 .

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt eines anderen Ausführungsbei spiels für einen Abstandhalter nach der zweiten Version der Erfindung. Wie in Fig. 3 bilden stegförmige Blechteile 104 ein Gitter von quadratischen Maschen, dessen Begrenzung von einem Außensteg 101 gebildet wird. Auch hier ist einer von vier benachbarten Brennstäben 137 umgebener Brennstab 136 an vier äquidistant über den Umfang des Brennstabs verteilten Stützstellen am Abstandhalter abgestützt. Fig. 6 shows a cross section of another game Ausführungsbei for a spacer according to the second version of the invention. As in FIG. 3, web-shaped sheet metal parts 104 form a grid of square meshes, the boundary of which is formed by an outer web 101 . Here too, a fuel rod 136 surrounded by four adjacent fuel rods 137 is supported on four spacer points distributed equidistantly over the circumference of the fuel rod.

Anders als in dem in Fig. 3 abgebildeten Ausführungsbeispiel ist bei dem hier gezeigten Beispiel an einem eine Maschen seite bildenden stegförmigen Blechteil 104 nur auf der zum Brennstab 136 zeigenden Seite ein U-förmiges Blechteil 135 befestigt. Wie die U-förmigen Blechteile 105 im Beispiel nach Fig. 3 sind auch hier die U-förmigen Blechteile 135 als mit Distanzelementen versehene Basisteile 130 mit Schenkeln 131 ausgebildet, die an Befestigungsstellen an den stegförmigen Blechteilen 104 angesetzt sind. Die Distanzelemente zur Ab stützung des benachbarten Brennstabs 137 werden - abweichend von Fig. 3 - von einer Ausformung 135' des stegförmigen Blechteils 104 gebildet, das zwischen den Befestigungsstellen des U-förmigen Blechteils 135 praktisch spiegelsymmetrisch zu diesem in Richtung des benachbarten Brennstabs 137 gewölbt ist. Fig. 3 und Fig. 6 zeigen auch, daß derartige U-förmige Blechteile auch an den Außensteg angesetzt sein können, um die Randstäbe abzustützen.In contrast to the exemplary embodiment depicted in FIG. 3, in the example shown here, a U-shaped sheet metal part 135 is fastened to a web-shaped sheet metal part 104 forming a mesh side only on the side facing the fuel rod 136 . Like the U-shaped sheet metal parts 105 in the example according to FIG. 3, the U-shaped sheet metal parts 135 are also formed here as base parts 130 provided with spacer elements with legs 131 which are attached to the web-shaped sheet metal parts 104 at fastening points. The spacer elements for supporting the adjacent fuel rod 137 are - in deviation from FIG. 3 - from a shape 135 'of the web-shaped sheet metal part 104 , which is curved between the fastening points of the U-shaped sheet metal part 135 practically mirror-symmetrically to this in the direction of the adjacent fuel rod 137 , Fig. 3 and Fig. 6 also show that such U-shaped sheet metal parts can also be attached to the outer web to support the edge bars.

Fig. 7 zeigt Details einer vorteilhaften Befestigung eines U-förmigen Blechteils an einem Steg (z. B. dem Außensteg 101). Aus dem Basisteil 130 ist als Distanzelement ein Paar von pa rallelen, in Richtung der Brennstab-Achse langgestreckten Blattfedern 138 ausgeformt. Die Schenkel 131 des U-förmigen Blechteils 135 sind bis auf seitliche Füße 133 ausgespart, die senkrecht in Einkerbungen 134 des Stegs eingreifen. Fig. 7 shows details of an advantageous attachment of a U-shaped sheet-metal part on a web (eg. As the outer web 101). A pair of parallel leaf springs 138, which are elongated in the direction of the fuel rod axis, are formed from the base part 130 as a spacer element. The legs 131 of the U-shaped sheet metal part 135 are recessed except for lateral feet 133 which engage vertically in notches 134 in the web.

Dabei ist rechts ein U-förmiges Blechteil 130 isoliert vom Steg 101 dargestellt, um erkennbar zu machen, daß die Füße 133 eine Lasche a bilden, die in die Ausnehmung 134 des Ste ges 101 eingreift und dort verschweißt ist. Daneben ist auch ein zurückgesetzter Bereich der Kante an den Füßen 133 sicht bar. Dieser Bereich steht senkrecht auf der Seitenfläche des Steges auf. Diese Befestigungsart ermöglicht auch, an beiden Seiten eines Steges ein derartiges U-förmiges Blechteil ent sprechend Fig. 3 anzusetzen, wobei das andere Blechteil le diglich derart um 180° gedreht ist, daß dessen Lasche a in den zurückgesetzten Bereich b des hierzu spiegelbildlichen U- förmigen Blechteils eingreift.Here, a U-shaped sheet-metal part 130 is shown on the right isolated from the bridge 101 to make recognizable that the feet 133 form a tab A which engages ges in the recess 134 of the Ste 101 and there is welded. In addition, a recessed area of the edge on the feet 133 is visible. This area is perpendicular to the side surface of the web. This type of fastening also allows such a U-shaped sheet metal part to be attached accordingly on both sides of a web, FIG. 3, the other sheet metal part being diglich rotated by 180 ° in such a way that its tab a in the recessed area b of the mirror-image U- shaped sheet metal part engages.

Fig. 8 zeigt im Querschnitt einen Ausschnitt eines Abstand halters nach der dritten Version der Erfindung. Stegförmige Blechteile 204 bilden ein Gitter mit quadratischem Quer schnitt. Im Inneren der Gittermaschen befinden sich die Brennstäbe. Ein von vier benachbarten Brennstäben 207 umgebe ner Brennstab 206 ist an vier äquidistant über den Umfang des Brennstabs verteilten Stützstellen seitlich am Abstandhalter abgestützt. Fig. 8 shows in cross section a section of a spacer according to the third version of the invention. Web-shaped sheet metal parts 204 form a grid with a square cross-section. The fuel rods are located inside the mesh. One of four adjacent fuel rods 207 surrounded by fuel rod 206 is supported laterally on the spacer at four support points distributed equidistantly over the circumference of the fuel rod.

Zu diesem Zweck sind als Rohrstücke 205 geformte und mit Di stanzelementen versehene Blechteile in fensterförmige Ausneh mungen 210 der die Maschenseiten des Gitters bildenden steg förmigen Blechteile 204 eingesetzt. Dabei ist die Achse 212 des Rohrstücks 205 parallel zu der Längsachse des Brennstabs 206, und die Ausdehnung der Fensterausnehmung in dieser Rich tung entspricht praktisch der axialen Länge des Rohrstücks. Die Ausdehnung des Fensters 210 in der dazu senkrechten Rich tung entspricht dem Durchmesser des Rohrstücks 205. Die Di stanzelemente sind an zwei diametral gegenüberliegenden Stel len 209 aus der Außenseite des Rohrstücks ausgeformt. In der Mitte zwischen den zu Distanzelementen geformten Stellen ist die Außenwand des Rohrstücks über zwei Schweißnähte 211 je weils an einer Kante der Fensterausnehmung 210 befestigt.For this purpose, pipe pieces 205 formed and provided with punching elements are used in window-shaped recesses 210 of the web-shaped sheet-metal parts 204 forming the mesh sides of the grid. The axis 212 of the pipe section 205 is parallel to the longitudinal axis of the fuel rod 206 , and the extent of the window recess in this direction corresponds practically to the axial length of the pipe section. The extension of the window 210 in the direction perpendicular thereto corresponds to the diameter of the tube piece 205 . The Di punching elements are formed at two diametrically opposite Stel len 209 from the outside of the pipe section. In the middle between the locations formed into spacer elements, the outer wall of the tube piece is fastened to an edge of the window recess 210 via two weld seams 211 each.

Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht einer Maschenseite. Als je weils ein aus dem Rohrstück 205 ausgeformtes Distanzelement ist ein Paar von parallelen, in Richtung der Brennstab-Achse langgestreckten Blattfedern 208 verwendet. Fig. 9 shows a side view of a stitched side. A pair of parallel leaf springs 208, which are elongated in the direction of the fuel rod axis, are used as a spacer element formed from the tube piece 205 .

Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht einer Maschenseite eines anderen Ausführungsbeispiels der auch in Fig. 8 und Fig. 9 dargestellten dritten Version der Erfindung. Auch hier ist ein Rohrstück 225 in eine fensterförmige Ausnehmung 220 eines stegartigen Blechteils 224 eingepaßt. Die Längsachse 222 des Rohrstücks 225 liegt auch beim hier dargestellten Beispiel in der Ebene der Maschenseite, steht jedoch senkrecht auf der Längsachse des Brennstabs. Daher ist die Ausdehnung der Aus nehmung 220 in der zum Brennstab parallelen Richtung beim hier dargestellten Beispiel dem Durchmesser des Rohrstücks angepasst und die dazu senkrechte Ausdehnung entspricht min destens der Länge des Rohrstücks. An zwei gegenüberliegenden Stellen der Außenwand des Rohres sind die Distanzelemente als in Richtung der Brennstab-Achse langgestreckte Federn 228 ausgeformt. In der Mitte zwischen den zu Distanzelementen ge formten Stellen ist die Außenwand des Rohrstücks über zwei zum Brennstab senkrechte Schweißnähte 221 jeweils an einer Kante der Ausnehmung 220 befestigt. Außerdem zeigt Fig. 10, daß das Rohrstück 229 Aussparungen 229' besitzen kann, die den Durchtritt des Kühlmittels erleichtern und den Strömungs widerstand erniedrigen. Fig. 10 is a side view of a stitched side shows a different embodiment which also in Fig. 8 and Fig. 9 illustrated third version of the invention. Here, too, a piece of pipe 225 is fitted into a window-shaped recess 220 in a web-like sheet metal part 224 . The longitudinal axis 222 of the tube piece 225 also lies in the plane of the mesh side in the example shown here, but is perpendicular to the longitudinal axis of the fuel rod. Therefore, the extent of the recess 220 in the direction parallel to the fuel rod in the example shown here is adapted to the diameter of the pipe section and the perpendicular extension corresponds to at least the length of the pipe section. At two opposite points on the outer wall of the tube, the spacer elements are shaped as springs 228 elongated in the direction of the fuel rod axis. In the middle between the locations formed to form spacers, the outer wall of the pipe section is fastened to one edge of the recess 220 via two weld seams 221 perpendicular to the fuel rod. In addition, Fig. 10 shows that the pipe section 229 may have recesses 229 ', which facilitate the passage of the coolant and reduce the flow resistance.

Im Interesse einer guten Federcharakteristik sind die Dimen sionen des Rohrstücks in der Längsrichtung der Federn 228 verhältnismäßig lang und ermöglichen eine langgestreckte Zunge als Feder, während in der dazu senkrechten Richtung nur eine kurze Ausdehnung des Rohrstücks erforderlich ist. Da allgemein die Distanzelemente bevorzugt langgestreckt und pa rallel zum Brennstab gerichtet sind, ergeben sich auch cha rakteristische Abmessungen der Blechteile in den Fig. 1 bis 10.In the interest of a good spring characteristic, the dimensions of the pipe section in the longitudinal direction of the springs 228 are relatively long and allow an elongated tongue as a spring, while only a short extension of the pipe section is required in the direction perpendicular thereto. Since in general the spacer elements are preferably elongated and directed parallel to the fuel rod, there are also characteristic dimensions of the sheet metal parts in FIGS . 1 to 10.

Fig. 11 zeigt einen Längsschnitt der in Fig. 10 dargestell ten Maschenseite. Das Rohrstück 225 hat einen langgestreckten Querschnitt mit einer Querschnittslängsachse 223, die in der Ebene der Maschenseite liegt, und zwar parallel zum Brenn stab. FIG. 11 shows a longitudinal section of the stitch side shown in FIG. 10. The tube piece 225 has an elongated cross section with a cross-sectional longitudinal axis 223 , which lies in the plane of the mesh side, parallel to the fuel rod.

Fig. 12 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Abstandhalters nach einem anderen Ausführungsbeispiel der in den Fig. 8 bis 11 schon dargestellten dritten Version der Erfindung. FIG. 12 shows a cross section through a section of a spacer according to another exemplary embodiment of the third version of the invention already shown in FIGS. 8 to 11.

Stegförmige Blechteile 244 bilden ein Gitter mit quadrati schem Querschnitt. Im Inneren der Gittermaschen befindet sich jeweils ein Brennstab 246, 247. Ein von vier benachbarten Brennstäben 247 umgebener Brennstab 246 ist an vier äquidi stant über den Umfang des Brennstabs verteilten Stützstellen seitlich am Abstandhalter abgestützt. Zu diesem Zweck sind rohrförmige, an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen 249 ihrer Außenwand zu Distanzelementen ausgeformte Blechteile 245 in Ausnehmungen 240 der die Maschenseiten des Gitters bildenden stegförmigen Blechteile 244 eingesetzt, wobei die Längsachse 242 der Rohrstücke 245 jeweils parallel zu der Längsachse des Brennstabs ist.Web-shaped sheet metal parts 244 form a grid with a square cross section. A fuel rod 246 , 247 is located inside each of the meshes . A fuel rod 246 surrounded by four adjacent fuel rods 247 is supported laterally on the spacer at four equidistant support points distributed over the circumference of the fuel rod. For this purpose, tubular sheet metal parts 245 formed at two diametrically opposite points 249 of their outer wall to form spacing elements are inserted into recesses 240 of the web-shaped sheet metal parts 244 forming the mesh sides of the grid, the longitudinal axis 242 of the tube pieces 245 being in each case parallel to the longitudinal axis of the fuel rod.

Im Gegensatz zu den bisher dargestellten Varianten ist die Ausnehmung 240 hier nicht fensterförmig, sondern ist zwischen den Enden von zwei stegförmigen Blechteilen 244 und 244', die zusammen eine Maschenseite bilden, angeordnet. In der Mitte zwischen den zu Distanzelementen geformten Stellen ist die Außenwand des Rohrstücks über zwei Schweißnähte 241 an der angrenzenden Kante des jeweils benachbarten stegförmigen Blechteils befestigt. In contrast to the variants shown so far, the recess 240 is not window-shaped here, but is arranged between the ends of two web-shaped sheet metal parts 244 and 244 ', which together form a mesh side. In the middle between the locations formed into spacer elements, the outer wall of the pipe section is fastened to the adjacent edge of the respectively adjacent web-shaped sheet metal part via two weld seams 241 .

Fig. 13 zeigt eine Seitenansicht einer Maschenseite des in Fig. 12 dargestellten Abstandhalters. Die Distanzelemente sind als Paare von Blattfedern 248 ausgebildet. FIG. 13 shows a side view of a mesh side of the spacer shown in FIG. 12. The spacer elements are designed as pairs of leaf springs 248 .

Fig. 14 zeigt ein als starre Noppe 408 ausgebildetes Dis tanzelement mit einem Profil 409, das dem Querschnitt eines Brennstabs 406 in einer zum Stab senkrechten Ebene angepaßt ist. Bei Vibrationen des Stabs entsteht ständig ein schmaler Spalt zwischen dem Brennstab und dem zur Noppe gebogenen Blechteil, der sofort wieder verschwindet. In diesem verän derlichen Spalt entsteht ein ständiger Wechsel aus einer Saugwirkung und Druckwirkung des den Brennstab umgebenden Wassers, das deshalb die Vibration dämpft. Das Profil 409 ist daher so ausgebildet, daß der Brennstab an zwei zueinander parallelen, zumindest linienförmigen Auflageflächen an einer Noppe abgestützt ist. Fig. 14 shows a formed as a rigid knob 408 Dis dance element with a profile 409 , which is adapted to the cross section of a fuel rod 406 in a plane perpendicular to the rod. If the rod vibrates, there is always a small gap between the fuel rod and the sheet metal part bent towards the knob, which immediately disappears. In this changing gap there is a constant change from a suction and pressure effect of the water surrounding the fuel rod, which therefore dampens the vibration. The profile 409 is therefore designed in such a way that the fuel rod is supported on two studs that are parallel to one another and at least linear in shape on a knob.

Eine solche Mehrfach-Auflage, bei der ein Brennstab an mehre ren, dicht nebeneinander der verlaufenden, praktisch linien förmigen Auflageflächen von dem Distanzelement abgestützt wird, kann allgemein als vorteilhaft angesehen werden. Dies entspricht der Verwendung von einem Paar zueinander paralle ler Blattfedern als Distanzelement. Bei vier solchen Distanz elementen entsteht dann also eine Acht-Punkt-Lagerung, die aus Noppen/Feder-Kombinationen bestehen kann. Es kann sogar möglich werden, nur noch Noppen zu verwenden; bevorzugt wer den jedoch ausschließlich federnde Distanzelemente.Such a multiple edition, in which a fuel rod on more the closely spaced practical lines shaped support surfaces supported by the spacer can generally be considered advantageous. This corresponds to the use of a pair parallel to each other Leaf springs as a spacer. At four such distances So an eight-point bearing is created can consist of nubs / spring combinations. It can even become possible to use only pimples; preferred who the only resilient spacers.

Fig. 15 zeigt eine Seitenansicht einer Maschenseite und Fig. 16 eine Aufsicht auf einen Ausschnitt eines Steggitters. Kanten 505 der stegförmigen Blechteile 504, die die Maschen seiten bilden, sind mit Strömungsleitflächen 501 versehen, die so ausgerichtet sind, daß sie im Kühlmittel enthaltene Flüssigkeitströpfchen zu den Brennstäben 506 befördern. Die Kanten 505 der stegförmigen Blechteile 504 an der die Fahnen 501 tragenden Seite sind so geformt, daß sie schräg auf die Fahnen zulaufen. Im von unten kommenden Kühlmittelstrom bewe gen sich Tröpfchen (oder ein Wasserfilm), die auf dem Blech teil abgeschieden sind, entlang dieser Kanten 505 zu den Strömungsleitfahnen 501. Sie sammeln sich dort, werden von der Blechteil-Oberfläche abgerissen und von den Leitfahnen 501, die einen Drall im Kühlmittel erzeugen (Pfeil 502 in Fig. 16), auf Grund der Zentrifugalkraft auf die Oberfläche der Brennstäbe geschleudert. FIG. 15 shows a side view of a mesh side and FIG. 16 shows a plan view of a section of a web grid. Edges 505 of the web-shaped sheet metal parts 504 , which form the mesh sides, are provided with flow guide surfaces 501 , which are oriented such that they convey liquid droplets contained in the coolant to the fuel rods 506 . The edges 505 of the web-shaped sheet metal parts 504 on the side carrying the flags 501 are shaped such that they run obliquely towards the flags. In the coolant flow coming from below, droplets (or a film of water), which are deposited on the sheet metal, move along these edges 505 to the flow guide 501 . They collect there, are torn off the sheet metal part surface and are flung onto the surface of the fuel rods by the guide vanes 501 , which generate a swirl in the coolant (arrow 502 in FIG. 16), due to the centrifugal force.

Oberhalb und seitlich eines Distanzelements 508, in diesem Fall eines Paares langgestreckter Federn besitzt das Blech teil 504 ein Profil 502 mit wellenförmigen Wölbungen. Diese Wölbungen entstehen dadurch, dass das Blechteil im Bereich des Profils nach einer Seite aus der Ebene des Gittersteges gewölbt ist, woran sich in Richtung des Kühlmittelstroms eine Wölbung nach der anderen Seite anschließt. Die wellenförmigen Wölbungen 507 verstärken die Abscheidung von Flüssigkeits tröpfchen aus dem Kühlmittelstrom. Ein solches Profil ist auch an Position 18 der Fig. 2 vorgesehen.Above and to the side of a spacer 508 , in this case a pair of elongated springs, the sheet metal part 504 has a profile 502 with undulating curvatures. These curvatures result from the fact that the sheet metal part in the area of the profile is curved on one side out of the plane of the lattice web, which is followed by a curvature on the other side in the direction of the coolant flow. The undulating bulges 507 enhance the separation of droplets of liquid from the coolant flow. Such a profile is also provided at position 18 in FIG. 2.

Außerdem kann die Wanderung der im Kühlmittelstrom entlang der Blechteile kriechenden Flüssigkeitströpfchen durch Rillen oder schmale Schlitze 503 verstärkt und in die gewünschte Richtung gelenkt werden, wie Fig. 15 ebenfalls zeigt.In addition, the migration of the liquid droplets creeping along the sheet metal parts in the coolant flow can be increased by grooves or narrow slots 503 and directed in the desired direction, as also shown in FIG. 15.

Die verschiedenen Versionen des Abstandhalters haben gemein sam, daß sich die einzelnen Blechteile nur in schmalen Berei chen berühren. An diesen Berührungsbereichen kann praktisch keine desintegrierende Spaltkorrosion auftreten, und das Ein dringen von Wasser ist weitgehend vermieden, da die Blech teile in diesen schmalen Bereichen miteinander verschweißt sind. Großflächige Anlageflächen, in denen eine durch Korro sion entstehende Oxidschicht die Blechteile keilförmig aus einander treiben könnte, sind also vermieden. Gleichzeitig ist genügend Platz, um aus den Blechteilen langgestreckte Di stanzelemente mit relativ großen Anlageflächen für die Brenn stäbe zu schaffen. Dabei besteht der ganze Abstandhalter aus einem einheitlichen Material, vorzugsweise schwach legiertem Zirkonium.The different versions of the spacer have in common sam that the individual sheet metal parts are only in narrow areas touch chen. These areas of contact can be practical no disintegrating crevice corrosion occur, and the on water penetration is largely avoided since the sheet metal parts welded together in these narrow areas are. Large contact surfaces, in which one by Korro The resulting oxide layer wedges the sheet metal parts could drive each other are avoided. simultaneously there is enough space to cut Di from the sheet metal parts stamping elements with relatively large contact surfaces for the burning creating bars. The entire spacer consists of a uniform material, preferably weakly alloyed Zirconium.

Claims

1. From several sheet metal parts ( 4 ) fastened to one another to form a spacer for a boiling water reactor fuel element with a square cross-section and a fuel rod bundle surrounded on the side by a box ( 3 ), in which fuel rods are arranged in a checkerboard pattern and one each of all four Sides of adjacent fuel rods ( 7 ) surrounded fuel rod ( 6 ) via spacers ( 8 ), which are formed from some of the sheet metal parts ( 4 ), are supported at four equidistantly distributed support points along its circumference since Lich on the spacer, each having the diametric opposing spacer elements ( 8 ) in the same, perpendicular to the longitudinal axis of the fuel rod attack on the fuel rod, and wherein the sheet metal parts ( 4 ) are all made of the same material, for. B. Zircaloy, and are composed such that the sheet metal parts ( 4 ) in the areas in which they touch, are also attached to each other, the fuel rod ( 6 ) being surrounded by a sheet metal part ( 4 ), which is a piece of pipe ( 4 ) with a practically octagonal cross-section and is bent with projections ( 5 ) projecting outwards at the eight corners, and with these projections ( 5 ) other, the adjacent fuel rods ( 7 ) supporting pipe pieces are fastened, and furthermore the Di stamping elements ( 8 ) are formed from pairs of opposite sides of the octagonal pipe section ( 4 ).

2. From several sheet metal parts fastened together spacers for a boiling water reactor fuel element with a square cross-section and a fuel rod bundle laterally surrounded by a box, in which fuel rods are arranged in a checkerboard pattern and one on all four sides of adjacent fuel rods ( 107 , 137 ) surrounded fuel rod ( 106 , 136 ) on spacer elements, which are formed from some of the sheet metal parts, is supported at four equidistantly distributed support points along its circumference on the side of the spacer, each with the diametrically opposite spacer elements in the same, to the longitudinal axis attack the fuel rod vertical plane on the fuel rod, and wherein the sheet metal parts are all made of the same material, for. B. Zircaloy, and are composed such that the sheet metal parts in the areas in which they touch, are also attached to each other, with a group of sheet metal parts ( 105 , 115 , 125 , 135 ) with a U-shaped cross section as base parts ( 110 , 120 , 130 ) are each formed with two bent legs ( 111 , 121 , 131 ), and with the spacer elements formed on the base parts of these U-shaped sheet metal parts and the legs of the U-shaped sheet metal parts on sheet metal parts of a web-shaped group between the fuel rods are attached to sheet metal parts ( 104 ).

3. Spacer according to claim 2, characterized in that in each case two U-shaped sheet metal parts ( 105 , 115 ) approximately mirror-symmetrically to each other on both sides of a common stegför shaped sheet metal part ( 104 ) are attached.

4. Distance holder according to claim 2, characterized in that the two legs (131) supply provide a U-shaped sheet metal part (135) to Fixed To mounted on one side of a web-shaped sheet metal part (104), between which the web-shaped sheet metal part (104) about is bent mirror-symmetrically to the U-shaped component ( 135 ) and carries an integrally formed spacer element for an adjacent fuel rod ( 137 ).

5. Spacer according to one of claims 2 to 4, characterized in that the legs ( 111 ) of a U-shaped sheet metal part ( 105 ) are bent about a parallel to the fuel rods ( 106 , 107 ) bending axis ( 112 ).

6. Spacer according to one of claims 2 to 4, characterized in that the legs ( 121 ) of a U-shaped sheet metal part ( 125 ) are bent about a perpendicular to the fuel rods bending axis ( 122 ).

7. Spacer according to one of claims 2 to 6, characterized in that the angle ( 111 , 121 , 131 ) of the U-shaped sheet metal parts ( 105 , 125 , 135 ) except for lateral feet ( 113 , 123 , 133 ), about which the U-shaped sheet metal part is attached to the attachment points, are saved.

8. Spacer according to one of claims 2 to 7, characterized in that the Schen are bent at their outer ends so that they are flat rest and are attached to the web-shaped sheet metal parts.

9. Spacer according to one of claims 2 to 7, characterized in that the legs ( 131 ) are perpendicular to the web-shaped components ( 104 ) and are in notches ( 134 ) of the web-shaped components are fastened.

10. From several sheet metal parts fastened together spacers for a boiling water reactor fuel element with a square cross-section and a fuel rod bundle laterally surrounded by a box, in which fuel rods are arranged in a checkerboard pattern and one on all four sides of adjacent fuel rods ( 207 ) surrounded fuel rod ( 206 ) over spacer elements, which are formed from some of the sheet metal parts, is supported laterally at four spacing points distributed equidistantly over its circumference, the respective diametrically opposite spacer elements in the same plane perpendicular to the longitudinal axis of the fuel rod attack the fuel rod, and the sheet metal parts are all made of the same material, e.g. B. Zircaloy, and are composed such that the sheet metal parts touch only in the areas where a sheet metal part is attached to another sheet metal part, with a group of web-shaped sheet metal parts ( 204 , 224 , 244 ) a web grid with quadra tables , each formed by four mesh sides limited lattice mesh, another group of sheet metal parts consists of pieces of pipe ( 205 , 225 , 245 ), each of which has two diametrically opposed locations ( 209 , 229 , 249 ) on the outside of the outside to form spacers for the fuel rod ( 206 , 246 ) and a neighboring fuel rod ( 207 , 247 ) are formed, and the pipe pieces ( 205 , 225 , 245 ) are each inserted into a recess ( 210 , 220 , 240 ) on one side of the mesh and approximately in the middle between the two locations formed into spacer elements are fastened to a web-shaped sheet metal part ( 204 , 224 , 244 ).

11. Spacer according to claim 10, characterized in that the axis ( 212 , 222 , 242 ) of the pipe section lies in one plane with the mesh side.

12. Spacer according to claim 11, characterized in that the axis ( 222 ) of the pipe section ( 225 ) is aligned perpendicular to the longitudinal axis of the fuel rod and the pipe section ( 225 ) has an elongated cross section with a cross-sectional longitudinal axis ( 223 ) which in the plane of Mesh side lies.

13. Spacer according to claim 11, characterized in that the axis ( 212 , 242 ) of the pipe section ( 205 , 245 ) is aligned parallel to the longitudinal axis of the fuel rod.

14. Spacer according to one of claims 10 to 13, characterized in that the recess ( 210 , 220 ) is a window in a web-shaped sheet metal part ( 204 , 224 ).

15. Spacer according to claim 13, characterized in that the recess ( 240 ) between the ends of two web-shaped Blechtei len ( 244 ), which together form a mesh side, is arranged and the tube piece ( 245 ) is attached to each of these ends.

16. Spacer according to one of claims 1 to 15, characterized in that all or some of the fastenings are welds.

17. Spacer according to one of claims 1 to 16, characterized in that at least two of the spacer elements as elongated in the direction of the fuel rod axis leaf springs, in particular simple Blattfe countries ( 8 ) or pairs of parallel leaf springs ( 128 , 208 , 248 ), formed are.

18. Spacer according to claim 17, characterized in that all Di stamping elements are designed as springs.

19. Spacer according to one of claims 1 to 17, characterized in that at least two spacer elements are designed as rigid knobs ( 408 ).

20. Spacer according to one of claims 1 to 19, characterized in that the di punching elements in a plane perpendicular to the fuel rod to the radius of the fuel rod ( 406 ) adapted profile ( 409 ).

21. Spacer according to one of claims 1 to 19, characterized in that the Di stamping elements two each parallel to the fuel rod, next to mutually extending linear contact surfaces for the Form fuel rod.

22. Spacer according to one of claims 1 to 21, characterized in that on a downstream side of the spacer, based on a coolant flow flowing along the fuel rod, flags ( 501 ) are attached to edges ( 505 ) of sheet metal parts ( 504 ), which impress the coolant with a velocity component perpendicular to this direction.

23. Spacer according to claim 22, characterized in that the flags ( 501 ) are oriented such that liquid droplets contained in the coolant are conveyed to the fuel rod ( 506 ) and to the neighboring fuel rods.

24. Spacer according to claim 22 or 23, characterized in that edges ( 505 ) of the sheet metal parts ( 504 ) on the flags ( 501 ) carrying side of the spacer obliquely on the flags ( 501 ) fen.

25. Spacer according to one of claims 22 to 24, characterized in that at least one sheet metal part has a wavy curvature ( 502 ) as an enlarged te collecting surface for drops.

26. Spacer according to one of claims 1 to 25, characterized in that the upper surface of the spacer with slots ( 503 ) is favorably affect the adhesive properties and direction of movement of the droplets.