DE1188220B - Kernreaktor-Brennelement mit radial verstellbaren Halterungsbauteilen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G 21

Deutsche Kl.: 21g-21/20

Nummer: 1188 220

Aktenzeichen: U 7811 VIII c/21 g

Anmeldetag: 18. Februar 1961

Auslegetag: 4. März 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kernreaktor-Brennelement von länglicher Form, dessen Enden so ausgebildet sind, daß in einem Reaktorkanal eine Anzahl von Brennelementen übereinandergestapelt werden können, und an dessen einem Ende mehrere radial verstellbare Halterungsbauteile an einem Endfixierungsbauteil drehbar angeordnet und durch das Gewicht eines darüberliegenden Brennelementes in eine maximale Spreizstellung überführbar sind. Derart gestapelte Brennelemente werden gewöhnlich durch das im Reaktorkanal aufwärtsströmende Kühlmittel in Schwingung versetzt, was sich nachteilig auswirkt (z. B. Bruchgefahr).

Bekannte Brennelemente sind mit radialen Halterungen von Armkreuz-Form oder mit Längsspalterrippen zu Zentrierzwecken versehen. Um jedoch das Einbringen und Herausnehmen der Brennelemente zu erleichtern, muß zwischen derartigen Halterungen und den Wänden des Reaktorkanals Spiel gelassen werden, so daß das Brennelement Schwingungen unterworfen ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zum Schutz der Brennelemente vor Schwingungen in den Reaktorkanälen.

Es ist bereits in Vorschlag gebracht worden, Brennelemente im Reaktorkanal dadurch zu fixieren, daß sie einzeln auf drehbaren Streben gehalten werden, welche mit Ansätzen in die Kanalwand eingreifen, und die Drehgelenke durch das Gewicht eines darüberliegenden Brennelementes zu betätigen. Es ist ebenfalls vorgeschlagen worden, ein Brennelement an einer zwischengelegenen Stelle seiner Länge durch mit Federkraft betätigte Keile zu fixieren, welche in Nuten verkeilt sind, die in den Wänden des Reaktorkanals vorgesehen sind. Sowohl der eine als auch der andere Vorschlag hat jedoch den Nachteil, daß eine Kanalwand verformt werden muß, wodurch der Kühlmittelstrom behindert wird, und daß zwischen der Fixierungsstelle an bzw. in der Kanalwand und der Stellung des Brennelementes eine gewisse Abhängigkeit besteht. Die Drehgelenke haben außerdem den Nachteil, daß sie erst dann wirksam sind, wenn ein weiteres Brennelement über ihnen eingebracht wird; dies bedeutet wiederum, daß ein Reaktor nicht wieder beschickt werden kann, während er bei voller Leistung arbeitet, d. h. während das Kühlmittel ihn mit der normalen Strömungsgeschwindigkeit durchströmt. Ein anderer Nachteil der bekannten Federanordnung besteht darin, daß die Feder unter der Bestrahlung ihre Spannkraft verlieren und demzufolge die Fixierung des Brennelementes im Reaktorkanal im Hinblick Kernreaktor-Brennelement mit radial verstellbaren Halterungsbauteilen

Anmelder:

United Kingdom Atomic Energy Authority,

London

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,

Siegen, Eiserner Str. 227

Als Erfinder benannt:

James Benn,

Frank Butler,

Kenneth Henry Dent,

Arthur Cheswort,

Kenneth Foster,

William Charles Leonard Kent,

Brendan Orrell,

William Selwyn Robson,

Thomas Arthur Seeley,

Ernest Smith, London

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 2. März 1960 (7371, 7372),
vom 10. Oktober 1960 (34 658),
vom 14. Oktober 1960 (35 394)

auf die Kraft des über das Brennelement strömenden Kühlmittels nicht mehr gewährleisten kann.

Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß am Endfixierungsbauteil zusätzlieh eine Federeinrichtung vorgesehen ist, welche die Halterungsbauteile vorübergehend in einer das Schwingen des betreffenden Brennelementes verhindernden Spreizstellung hält. Hierdurch ist es möglich, einen glatten Reaktorkanal zu verwenden und das Brennelement mittels der nachgiebigen Einrichtung bereits von Anfang an im Brennelementkanal zu stabilisieren; hierdurch wird die Beschickung des Reaktors bei voller Leistung ermöglicht.

Die Stabilisierung des Brennelementes über seine

5c ganze Lebensdauer hinweg hängt jedoch nicht von der Federeinrichtung, sondern von dem Gewicht des darüber angeordneten Brennelementes ab.

509 517/331

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Brennelementes im Mittelschnitt und Fig. 2 einen Grundriß von Fig. 1.

Die F ig. 1 und 2 zeigen einen kelchförmigen Endlokalisierungsbauteil 1 zur Befestigung am oberen Ende eines Brennelementes. Der Bauteil 1 ist mit drei gleichweit voneinander entfernten Gabeln 2 ver- sehen. Zwischen jeder der Gabehi 2 sitzt ein Ann 3, der an einem durch eine Aussparung in den Gabehi 2 hindurchführenden Bolzen 4 drehbar gelagert ist. Jeder der Arme 3 ist mit einem Schuh 8 und einer gezahnten Kante 9 versehen. Eine Blattfeder 6, die durch eine Schraube 7 gehalten wird, welche in den Endfixierungsbauteil 1 eingeschraubt ist, drückt jeden der Arme 3 nach außen. Sobald ein Brennelement, an dem der Bauteil 1 befestigt ist, in einem Brenn elementkanal 10 gestapelt wird, kommt der Schuh 8 ao mit den Wänden des Kanals in Kontaktberührung und stabilisiert somit das Element. Die Federn 6 sind nur dazu erforderlich, das Element während des Ein- führens des nächsten Brennelementes in den Stapel zu stabilisieren. Das untere Ende jedes Brennelementes ist mit einem kegelförmigen Endfixierungsbauteil versehen, welcher mit den gezahnten Kanten 9 der Anne 3 eingreift und die Schuhe 8 in Kontaktberührung mit der Wand des Kanals 10 unabhängig von den Federn 6 hält. Während des Einführens eines Brennelementes können die Arme 3 durch einen Beschickungsgreifer gegen die Wirkung der Feder 6 zurückgehalten werden, oder die Schuhe 8 können so geformt sein, daß sie entlang dem Kanal 10 gleiten.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kernreaktor-Brennelement von länglicher Form, dessen Enden so ausgebildet sind, daß in einem Reaktorkanal eine Anzahl von Brennelementen übereinandergestapelt werden können, und an dessen einem Ende mehrere radial verstellbare Halterungsbauteile an einem Endfixierungsbauteil drehbar angeordnet und durch das Gewicht eines darüberliegenden Brennelementes in eine maximale Spreizstellung überführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß am Endfixierungsbauteil (1) zusätzlich eine Federeinrichtung (6) vorgesehen ist, welche die Halterungsbauteile (3) vorübergehend in einer das Schwingen des betreffenden Brennelementes verhindernden Spreizstellung hält.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 061452,
   1064161;
   französische Patentschrift Nr. 1166 835.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   509 517/331 2.65 © Bundesdruckerei Berlin