DE1295714B

DE1295714B - Vorrichtung zum Festhalten von in vertikalen Kanaelen eines Kernreaktors befindlichen Brennstoffelementen

Info

Publication number: DE1295714B
Application number: DEE24359A
Authority: DE
Inventors: Vitry Pierre
Original assignee: EUROPAEISCHE ATMOGEMEINSCHAFT; European Atomic Energy Community Euratom
Current assignee: EUROPAEISCHE ATMOGEMEINSCHAFT; European Atomic Energy Community Euratom
Priority date: 1962-03-01
Filing date: 1963-02-19
Publication date: 1969-05-22
Also published as: BE628579A; GB978375A; FR1323700A; NL289408A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung elemente 4 angeordnet, wobei der Kanal 1 an seinem zum Festhalten von in vertikalen Kanälen eines / unteren Abschnitt und an seinem oberen Abschnitt Kernreaktors befindlichen Brennstoffelementen, die mit zwei Abschlußorganen 5 bzw. 6 versehen ist, die unter dem Einfluß eines von unten nach oben durch insbesondere den Zugang von Greifermitteln für den die Kanäle fließenden Kühlmittels nach oben ge- 5 Transport oder die Handhabung der Brennstoffdrückt werden, bei der ein Teil des Kühlmittels an elemente 4 ermöglichen.

der Kühhnitteleintrittsseite des Kanals entnommen Erfindungsgemäß ist der Kanal 1 oberhalb der

und über eine Umgehungsleitung dem Kanal ober- Auslaßleitung 3 für das Kühlmittel mit einer Erhalb der Brennstoffelemente wieder zugeführt wird. Weiterung 7 versehen, auf der der Absatz S₁ eines Bei strömungsmittelgekühlten Kanälen für Brenn- io Stopfens 8 zu ruhen kommt. Der Durchmesser der Stoffelemente in Kernreaktoren besteht stets die Unterseite 8₃ dieses Stopfens ist ganz geringfügig Gefahr, daß die Brennstoffelemente bei stärkeren"_; ί ,kleiner als der des Kanals 1, wobei der Durchmesser Druckunterschieden zwischen dem unten gelegenen der Oberseite 8₂" wesentlich größer ist als der des Eintritt und. dem oben gelegenen _; Austritt des die Brennstoffelemente enthaltenen Abschnitts des Strömungsmittels nach oben herausgedrückt und 15 Kanals 1.

dabei entweder selbst beschädigt werden oder die Andererseits ist der Stopfen 8 an seinem unteren

Kanäle beschädigen. Abschnitt mit einem Zapfen 9 versehen, gegen den

Es sind bereits Vorachtungen bekannt, bei denen sich das obere Element der in dem Kanal angeorddie Brennstoffelemente mechanisch am Gehäuse bzw. neten Brennstoffelement-Gruppe anlegt, wenn diese an den Kanälen verankert werden (deutsche Auslege- 20 Gruppe den Bewegungen des Kühlmittels folgen will, schrift 1075231, ffanzösischePatentschrift 1203858, Schließlich ist als Nebenleitung zu dem Kanal 1

USA.-Patentschrift 2 848 404). eine Leitung 10 mit geringem Durchmesser ange-

Es ist auch bereits eine Vorrichtung bekannt, bei bracht, deren; unterer. Abschnitt in der Nähe des der während des Einfahrens bzw. Herausnehmens der Einlaßstutzens 2 für das Kühlmittel und deren oberer Brennstoffelemente über einen Seitenkanal unter 25 Abschnitt oberhalb der Oberseite 8₂ des Stopfens an Druck stehendes Strömungsmittel an das obere Ende den Kanal 1 angeschlossen sind. Diese Nebenleitung des die Brennstoffelemente aufnehmenden Kanals 10 hat im wesentlichen den Zweck, den in dem geleitet und damit das Druckgefälle auf ein zulässiges. \ Kanal 1 unterhalb der Brennstoffelemente herrschen-Maß reduziert wird (deutsches Patent 1194 991). ,,>:den Druck, d. h. im wesentlichen den Druck, mit

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Verriegelungs- ^:30' dem das Kühlmittel in den" Kanal 1 eintritt, an die vorrichtung für Brennstoffelemente zu schaffen, die Oberseite 8₂ des Stopfens 8 gelangen zu lassen..; ohne die in der Herstellung und in der Bedienung .. Es sei bemerkt, daß in der Zeichnung die Nebennicht problemlosen mechanischen Verankerungen leitung 10 an einen einzigen Kanal angeschlossen auskommt und im Gegensatz zu der zuletzt genannt'· ^dargestellt ist, während-es zweckmäßiger ist,ilsie an ten Vorrichtung auch während des Betriebs ein'en^s· sämtliche Kanäle des Reaktors anzuschließen, stetigen, einfach und genau zu steuernden Druck auf Es sind nunmehr die Bedingungen zu erörtern,

die Brennstoffelemente sicherzustellen vermag. unter denen die Gruppe von Brennstoffelementen 4

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, in dem Kanal 1 in ihrer, regulären Position bleibt, daß die Umgehungsleitung oberhalb der Kühlmittel- d. h. die Bedingungen, bei deren Einhaltung das austrittsleitung mündet, daß am Kanal zwischen der 40 Forttragen der Brennstpffpatronen aus dem jKanal Kühlmittelaustrittsleitung und der oberen Mündung verhindert wird.

der Umgehungsleitung eine Erweiterung .angebracht·.; =■·:" Die Gruppe der Brennstoffelemente wird 5 unter ist, auf der ein nach oben frei beweglicher Stopfen dem dynamischen Druck des hochsteigenden Kühlmit einem Absatz aufsitzt, wobei der Stopfen so mittels nicht fortgetragen, wenn die Summe der von !gestaltet· ist, daß: ;seine Querschnittsfläche pberhalb, 0 oben nach unten gerichteten und auf die aus dem des Absatzes wesentlich größer ist als seine Quer-/ .-Stopfen 8 und den Brennstoffelementen4 bestehende Schnittsfläche unterhalb des Absatzes und diese* ' "Einheit ausgeübten Kräfte größer ist als die Summe ihrerseits etwas kleiner als die Querschnittsfläche des der von unten nach oben gerichteten, ebenfalls auf unteren Teiles des Kanals ist. . ,diese Einheit einwirkenden Kräfte.

Dabei kann die Umgehungsleitung für die 'ver-so- ■ Bezeichnet'manimt ~ ·. - -..0

schiedenen Kanäle des Reaktors gemeinsam sein.

Der Stopfen wird zweckmäßigerweise an seinem P_E den Einlaßdruck des über die Leitung 2 in

unteren Abschnitt durch einen Zapfen verlängert, der ...... den Kanal 1 eingelassenen Kühlmittels,

mit seinem Ende mit der Oberseite unmittelbar unter

demStopfenHegenäerBrennstoffelementezusammen-i.-ss·?.:: ^pa <ien_: Auslaßdruck des über die Leitung 3 aus wirkt ,--.,.-■ ' dem Kanal 1 entleerten Kühlmittel,

Die Erfindung wird nachstehend" an Hand eines in _Δ _den Druckverlust zwischen der Unterseite und

der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels _der Oberseite,der-Brennstoffelement-Gruppe,

näher erläutert werden. Die Figur zeigt einen Längs- - - ■-

schnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 60 T die Querschnittsfläche der Brennstoffelemente,

In dieser Figur ist einer der Kaänle eines Kern- „ ,. _n„ , im. ·<. ο j ο» * ο

reaktors mit 1 bezeichnet und an seinem unteren ^{S dlQ} ^{Haclie m der Oberseite 8}* ^{des St0}P^{fens 8}'

Abschnitt sowie an seinem oberen Abschnitt an eine j die Fläche an der Unterseite 8₃ des Stopfens,

Einlaßleitung 2 bzw. eine Auslaßleitung 3 aage- die übrigens im wesentlichen gleich der Querschlossen, die zu einem Kühlmittelkreis gehören. 65 schnittsfläche des Kanals 1 ist,

Die Umlaufrichtung des Kühlmittels in dem

Kanal 1 ist durch die Pfeile / angegeben. so" kann man den verschiedenen Kräften des Systems

Im Inneren des Kanals 1 sind mehrere Brennstoff- die nachstehenden Werte geben:

Von oben nach unten gerichtete Kräfte:

P_e · S = auf die Oberseite 8₂ des Stopfens 8 ausgeübte Kraft,

Π = scheinbares Gewicht der Einheit Stopfen-Brennstoffelemente,

von unten nach oben gerichtete Kräfte:

P_A · s = auf die Unterseite 8₃ des Stopfens ausgeübte

Kraft,

Α,,-Τ— auf die Brennstoffelemente wirkende, aufwärtsgerichtete Kraft.

Die Brennstoffelemente in dem Kanal 1 bleiben also in ihrer regulären Position, wenn

P_E · S + Π > P_A · s + Ap · T. (I)

Es ist aber

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da der Querschnitt eines Brennstoffelements stets kleiner als der Querschnitt des Kanals 1 ist; dies insbesondere dann, wenn jedes der Brennstoffelemente aus einer Traube von miteinander vereinten Brennstoffelementen besteht.

Indem man in (I) Γ durch s ersetzt, ergibt sich, daß die Brennstoffelemente in dem Kanal, insbesondere dann in ihrer regulären Position bleiben, wenn

P_B-S + n>P_A-s+\A_p-s. (II)

Indem man in (Π) Δ_ρ durch P_E — P_A ersetzt, erhält an

³⁵ Diese Bedingung wird stets eingehalten, da die Oberseite des Stopfens S größer gewählt wurde als die Querschnittsfläche s des Kanals 1.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Festhalten von in vertikalen Kanälen eines Kernreaktors befindlichen Brennstoffelementen, die unter dem Einfluß eines von unten nach oben durch die Kanäle fließenden Kühlmittels nach oben gedrückt werden, bei der ein Teil des Kühlmittels an der Kühlmitteleintrittsseite des Kanals entnommen und über eine Umgehungsleitung dem Kanal oberhalb der Brennstoffelemente wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgehungsleitung (10) oberhalb der Kühlmittelaustrittsleitung (3) mündet, daß am Kanal (1) zwischen der Kühhnittelaustrittsleitung (3) und der oberen Mündung der Umgehungsleitung (10) eine Erweiterung (7) angebracht ist, auf der ein nach oben frei beweglicher Stopfen (8) mit einem Ansatz (8^) aufsitzt, wobei der Stopfen (8) so gestaltet ist daß seine Querschnittsfläche (8₂) oberhalb des Absatzes (S₁) wesentlich größer ist als seine Querschnittsfläche (8₃) unterhalb des Absatzes (S₁) und diese ihrerseits etwas kleiner als die Querschnittsfläche des unteren Teiles des Kanals (1) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgehungsleitung (10) für die verschiedenen Kanäle des Reaktors gemeinsam ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (8) an seinem unteren Abschnitt durch einen Zapfen (9) verlängert ist, der mit seinem Ende mit der Oberseite des unmittelbar unter dem Stopfen liegenden Brennstoffelements zusammenwirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen