DE1220044B - Vorrichtung zum Befestigen von Brennstoffelementbuendeln in Kernreaktoren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G21c

Deutsche Kl.: 21g-21/20

Nummer: 1220 044

Aktenzeichen: C 25188 VIII c/21 g

Anmeldetag: 3. Oktober 1961

Auslegetag: 30. Juni 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Befestigen von Brennstoffelementbündeln in Kernreaktoren mit einem oberen Gitter, an dem die Bündel gehaltert sind, und einem unteren Gitter, in dessen Öffnungen die Bündel frei eingreifen, wobei 5 der mit einer Längsbohrung versehene, durch eine Öffnung des oberen Gitters ragende Tragkopf jedes Bündels einen Kragen aufweist, der sich auf dem oberen Gitter abstützt.

Eine derartige Ausführung ermöglicht eine freie Ausdehnung der Brennstoffelementbündel nach unten, so daß sich auch bei großen Temperaturänderungen, wie sie im Betrieb von Kernreaktoren häufig auftreten, keine unerwünschten mechanischen Beanspruchungen ergeben.

Bei den bekannten Vorrichtungen der genannten Art ist keine besondere Befestigung der Bündel am oberen Gitter vorgesehen. Der Tragkopf jedes Bündels stützt sich vielmehr unter dem Gewicht des Bündels einfach auf der Oberseite des oberen Gitters ab. Eine derartige Halterung ist für viele Anwendungsfälle von Kernreaktoren unzureichend. Dies gilt vor allem dann, wenn im Betrieb gelegentlich Stöße auftreten, wie dies beispielsweise bei Schiffen der Fall ist. a₅

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Befestigen von Brennstoffelementbündeln zu entwickeln, die eine starre, jedoch leicht, insbesondere durch einfaches Bewegen in Achsrichtung, herstellbare Halterung der Bündel am oberen Gitter gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am unteren Ende des Tragkopfes schwenkbar gelagerte Sperrhebel angebracht sind und daß ein in die Längsbohrung des Tragkopfes einschiebbarer, durch Verriegelungselemente am Tragkopf sicherbarer Spannkörper zum Betätigen der Sperrhebel, vorgesehen ist.

Eine derartige Befestigung zeichnet sich durch besondere Einfachheit und Zuverlässigkeit aus. Der Tragkopf des Brennstoffelementbündels wird durch den auf der Oberseite des oberen Gitters aufliegenden Kragen und die sich an der Unterseite dieses Gitters abstützenden Sperrhebel festgeklemmt. Die Klemmstellung wird dabei durch bloßes Einschieben eines Spannkörpers in den Tragkopf erreicht. Der Spannkörper selbst ist in der Befestigungslage durch Verriegelungselemente gegen ein zufälliges Lösen gesichert.

Ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt

Vorrichtung zum Befestigen von
Brennstoffelementbündeln in Kernreaktoren

Anmelder:

Commissariat ä l'Energie Atomique, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz

und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte,

München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:

Claude Hespel, Limours, Seine-et-Oise;

Joseph Olivier, Clamart, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 14. Oktober 1960 (841209)

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung (längs der Linie I-I der Fig. 2),

F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II der

F i g. 3 einen Querschnitt längs der Linie IH-III der Fig.l,

Fig.4 ein Detail aus der Fig. 1 vor Einführung des Spannkörpers.

Ein zylindrisches Rohr 1, das an seinem oberen Ende kranzförmig angeordnete Flügel 2 aufweist, ist mit seinem unteren Bereich in ein zur Aufnahme eines Steuerstabes dienendes Führungsrohr 3 eingepaßt, das zugleich einen Spannkörper bildet. Das Führungsrohr 3 ist im Durchmesser abgesetzt und weist infolgedessen eine innere Stufe 4 und eine äußere Stufe 5 auf. Die aus den Rohren 1 und 3 bestehende Baueinheit enthält ferner vier Nocken 6 zur Handhabung.

Das Führungsrohr 3 umschließt einen durch dünne Wände 8 begrenzten kreuzförmigen Kanal 7. In den Wänden 8 sind Öffnungen 9 zum Durchtritt eines Kühlmittels vorgesehen. Die Steifigkeit der Wände 8 ist durch Verbindungsplatten 10 erhöht, die Öffnungen 11 aufweisen. Die Zentrierung erfolgt mittels Rippen 12 eines an das untere Ende des Führungsrohres 3 angeschweißten Ringes 13.

Der Tragkopf 14 des Brennstoffelementbündels weist einen quadratischen Querschnitt auf, der dem

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Querschnitt einer im oberen Gitter 15 des Kernreaktors vorgesehenen Öffnung entspricht, durch die der Tragkopf 14 hindurchragt. Der Tragkopf 14 weist einen Kragen 18 auf, mit dem er sich auf dem Gitter

15 abstützt.

Weiterhin enthält der Tragkopf 14 einen oberen zylindrischen Ansatz 16, in dem zwei diametral einander gegenüberliegende Ausnehmungen 17 vorgesehen sind. Ansatz 16 und Ausnehmungen 17 bilden eine Bajonettfassung zum Eingriff zweier am äußeren Umfang des Führungsrohres 3 vorgesehener Vorsprünge 33. Zwischen der äußeren Stufe 5 des Führangsrohres 3 und dem oberen Rand 35 des Ansatzes

16 des Tragkopfes 14 ist eine Feder 34 vorgesehen, die die Verriegelungslage des von den Vorsprüngen 33 und den Ausnehmungen 17 gebildeten Bajonettverschlusses sichert.

Am unteren Ende des Tragkopfes 14 sind zwei Sperrhebel 19 angebracht, die um horizontale Achsen 20 schwenkbar gelagert sind. Der eine Arm 30 der Sperrhebel 19 ist schwerer als der andere Arm 31, so daß die Sperrhebel 19 dann, wenn das Führungsrohr 3 nicht in den Tragkopf 14 eingeführt ist, die aus der F i g. 4 ersichtliche Lage einnehmen. Unterhalb der Sperrhebel 19 ist der Tragkopf 14 des Brenn-Stoffelementbündels durch einen Flansch 21 begrenzt, an dem über Bolzen 22 das Brennstoffelementbündel 23 aufgehängt ist.

Die Befestigung des Brennstoffelementbündels im Kernreaktor geschieht folgendermaßen:

Man führt das am Tragkopf 14 hängende Brennstoffelementbündel 23 durch das obere Gitter 15 hindurch, bis der Kragen 18 des Tragkopfes 14 zur Auflage auf dem Gitter 15 kommt. Das Brennstoffelementbündel 23 greift dann mit seinem nicht dargestellten unteren Ende frei in ein gleichfalls nicht veranschaulichtes unteres Gitter des Kernreaktors ein.

Führt man nun das als Spannkörper dienende Führungsrohr 3 in die Längsbohrung des Tragkopfes 14 ein, so werden - die Sperrhebel 19 durch das untere Ende des Führungsrohres 3 so geschwenkt, daß sich die Arme 31 aus der Stellung gemäß der Fi g. 4 nach unten und die Arme 30 nach oben bewegen (vgl. Fig. 1). Die Arme 30 kommen infolgedessen zur Anlage an der unteren Kante 32 des Gitters 15. Gleichzeitig sind die am Führungsrohr 2> vorgesehenen Vorsprünge 33 so tief in die Bajonettverschlußausnehmungen 17 des Tragkopfes 14 eingetreten, daß sich das Führungsrohr 3 etwas um seine Längsachse drehen läßt, so daß die Bajonettverschlußverriegelung zwischen dem Führungsrohr 3 und dem Tragkopf 14 hergestellt wird. Der Tragkopf 14 ist auf diese Weise durch den Kragen 18 und die Sperrhebel 19 starr am Gitter 15 befestigt. Das Lösen der Befestigung erfolgt in einfacher Weise durch Zurückdrehen des Führungsrohres 3, so daß die Bajonettverschluß verbindung zwischen den Vorsprüngen 33 und den Ausnehmungen 17 aufgehoben wird, und anschließendes Herausziehen des Führungsrohres 3 in axialer Richtung aus dem Tragkopf 14, wobei die Sperrhebel 19 unter der Wirkung ihres Eigengewichts wieder in die Lage gemäß der F i g. 4 zurückkehren, in der sich der Tragkopf 14 mit dem daranhängenden Brennstoffelementbündel 23 frei aus dem Gitter 15 nach oben herausziehen läßt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Befestigen von Brennstoffelementbündeln in Kernreaktoren mit einem oberen Gitter, an dem die Bündel gehaltert sind, .und einem unteren Gitter, in dessen Öffnungen die Bündel frei eingreifen, wobei der mit einer-Längsbohrung versehene, durch eine Öffnung des. oberen Gitters ragende Tragkopf jedes Bündelseinen Kragen aufweist, der sich auf dem oberen Gitter abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Tragkopfes (14) schwenkbar gelagerte Sperrhebel (19) angebracht sind und daß ein in die Längsbohrung des Tragkopfes einschiebbarer, durch Verriegelungselemente (17, 33, 34) am Tragkopf sicherbarer Spannkörper (3) zum Betätigen der Sperrhebel • vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Art eines Bajonett-' Verschlusses wirkenden Verriegelungselemente aus Vorsprüngen (33) am Spannkörper (3) und· Ausnehmungen (17) am Tragkopf (14) sowie aus einer die Verriegelungslage sichernden Feder (34) bestehen. ^

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkörper als ein' zur Aufnahme eines Steuerstabes dienendes Führungsrohr (3) ausgebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1055 141,
1058165;

französische Patentschrift Nr. 1203 858;
britische Patentschrift Nr. 822180.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

6U9 587/339 6.66 © Bundesdruckerei Berlin