DE1464934B2 - Brennelementanordnung in einem kernreaktor - Google Patents
Brennelementanordnung in einem kernreaktorInfo
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- G21C3/04—Constructional details
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- G21C5/02—Details
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brennelementanordnung in einem Kernreaktor mit über je einen Auflagerbund
am Ende einer Brennelementhaltestange am Ende einer Tragplatte im .Reaktor aufgehängten
Brennelementen, wobei die Tragplatte für jeweils eine Gruppe von Brennelementen eine gemeinsame,
von oben zu beschickende und dem größten Brennelementquerschnitt entsprechende Einlaßöffnung aufweist,
von der schmale, mit Einschnürungen an den Brennelementhaltestangen korrespierende Schlitze
ausgehen.
Man ist bestrebt, die Brennelemente im Spaltraum, insbesondere von schnellen Reaktoren, möglichst
kompakt anzuordnen, weil damit der Reaktor und auch die kritische Brennstoffmenge kleiner werden.
Um auszuschließen, daß Brennelemente durch das Kühlgas angehoben werden, läßt man das Kühlgas
von oben nach unten durch die Spaltzone strömen. Aus naheligenden Gründen sollen aber auch sowohl
die Belademaschine als auch die Tragplatte für die Brennelemente auf der kühleren Seite der Spaltzone,
d. h. also auf der Kühlgaseintrittsseite, angeordnet sein. Deshalb müssen die Brennelemente bzw. zu sogenannten
»Subassemblies« zusammengefaßte Brennelementbündel, die an der Tragplatte aufgehängt
und einzeln auswechselbar sind, durch die Tragplatte hindurch aus dem Reaktor herausgenommen werden
können. In der Tragplatte müssen also entsprechend große öffnungen vorgesehen sein. Um die Tragplatte
als tragfähiges Gerüst zu erhalten, müssen die öffnungen deshalb einen relativ großen Abstand voneinander
besitzen. Dadurch entstehen zwischen den einzelnen Brennelementen aber verhältnismäßig große
Zwischenräume.
In der USA.-Patentschrift 3 109 802 ist eine Halterung der eingangs genannten Art für Kernreaktorbrennelemente
beschrieben, bei welcher die Brennelemente an mehreren nebeneinander angeordneten
Profilschienen aufgereiht sind. Dabei werden außer einem gemeinsamen Hebezeug zum Absenken der
Brennelemente in die Spaltzone zusätzlich für jede Profilschiene zwei Querschiebemechanismen zum
ao Auffädeln und zum Entlangführen der Elemente benötigt.
Mit dieser Brennelementhalterung ist jedoch keine von oben gesteuerte Bewegung der Brennelemente
in allen drei Dimensionen möglich, da die Tragplatte als Halte- und Führungselement dient.
Dadurch besteht eine gewisse Gefahr des Verklemmens oder Verkantens einzelner Elemente.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennelementanordnung bzw. Brennelementhalterung zu schaffen, bei welcher die Brennelemente mit nur einem gemeinsamen Transportmittel von oben in die Spaltzone hineingeführt und zu vorgegebenen Positionen in einer Tragplatte gebracht werden, wobei zwischen den einzelnen Brennelementen nur sehr kleine Zwischenräume verbleiben sollen. =
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennelementanordnung bzw. Brennelementhalterung zu schaffen, bei welcher die Brennelemente mit nur einem gemeinsamen Transportmittel von oben in die Spaltzone hineingeführt und zu vorgegebenen Positionen in einer Tragplatte gebracht werden, wobei zwischen den einzelnen Brennelementen nur sehr kleine Zwischenräume verbleiben sollen. =
Wenn im folgenden von Brennelementen gesprochen wird, so sollen darunter sowohl einzelne Brennelemente
als auch Brennelementbündel verstanden
werden.
Die Aufgabenstellung wird bei einer wie eingangs beschriebenen Brennelementanordnung dadurch gelöst,
daß die Haltestangen zwischen einem Auflagerbund und Einschnürungen mindestens einen erweiterten,
vorzugsweise kreiszylindrischen Abschnitt aufweisen und daß die Schlitze in der Tragplatte mit
den Abschniten zugeordneten Erweiterungen versehen sind, in welche die Haltestangen bis zum Anschlag
mit dem Auflagerbund absenkbar sind. Dabei besteht die Tragplatte vorteilhafterweise aus einer
Ober- und einer gleichartigen Unterplatte, die durch Stege mit der Oberplatte fluchtend verbunden ist. Die
Schlitze verlaufen von der quadratischen Querschnitt aufweisenden Einlaßöffnung aus senkrecht auf deren
Seitenflächen zu den vier benachbarten Erweiterungen und führen von diesen jeweils im gleichen Sinne
rechtwinklig abgebogen zu je einer weiteren Erweiterung. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, daß die für
die Stelle der Einlaßöffnungen vorgesehenen Brennelemente zu deren größeren Querschnitt passende
Halteeinrichtungen aufweisen.
Ein gemäß diesen Merkmalen ausgebildetes Brennelement kann, nachdem es durch die Einlaßöffnung
in den Reaktor hineingebracht ist, in den Schlitzen seitwärts auf seine vorgesehene Position gefahren
werden. Da die Schlitze im Verhältnis zum Durchmesser der Brennelemente schmal sind, bleibt von der
Tragplatte genügend Gerüstmaterial zum Tragen der Brennelemente übrig, auch wenn die einzelnen Brennelemente
im Reaktor sehr nahe zusammenstehen.
Lediglich im Bereich der Einlaßöffnung ist die Tragplatte
geschwächt. Daher sind die Einlaßöffnungen vorzugsweise versetzt angeordnet. Weitere Einzelheiten
werden im folgenden an Hand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Ausschnitt aus der Tragplatte im Schrägriß,
F i g. 2 eine Brennelement-Haltestange,
F i g. 3 einen Schnitt durch die Tragplatte.
Gemäß Fig. 1 besteht die Tragplatte aus einem Oberteil 1 und einem gleichartigen Unterteil 2. Beide
Teile sind durch Stege 3, die zusammen eine steife Gitterstruktur bilden, miteinander verbunden. Innerhalb
einer Gitterzelle sind jeweils kreisförmige Öffnungen 4 um eine zentrale quadratische öffnung 5 angeordnet,
durch die die quadratischen Brennelemente bzw. Brennelementbündel in den Reaktor hineingelassen
werden können. Von der zentralen quadratischen Öffnung 5 führen Schlitze 6 zu den kreisförmigen
Öffnungen 4. Durch diese Schlitze können die Brennelemente auf ihre Betriebspositionen gebracht
werden. Hierzu sind die Brennelemente (F i g. 2) mit besonderen Haltestangen 9 ausgestattet. Sie besitzen
im gleichen Abstand, den Ober- und Unterteil der Tragplatte 1 und 2 voneinander haben, Einschnürungen
11 und 12, so daß der verbleibende Teil durch die Schlitze 6 in der Tragplatte paßt. Oberhalb der
Einschnürungen, die gemäß der Fig. 2 quadratischen Querschnitt besitzen, weil das Brennelement beim
Schieben durch die Schlitze 6 dann in seiner Richtung festgehalten wird, besitzt die Haltestange je einen
kreisförmigen Querschnittsbereich 15 bzw. 14, der mit nur geringem Spiel in die öffnungen in der Tragplatte
hineinpaßt. Wenn der Brennelementkopf so weit angehoben ist, daß die Einschnürungen 11 und
12 jeweils auf die gleiche Höhe kommen wie das Ober- bzw. Unterteil der Tragplatte, so kann der
Brennelementkopf von der zentralen quadratischen Öffnung 5 durch die Schlitze 6 seitwärts in die runden
öffnungen 4 geführt werden. Wird das Brennelement
dort völlig abgesenkt, so dringen die runden Abschnitte 15 und 14 der Haltestange in die runden Öffnungen
4 hinein und geben ihm festen seitlichen Halt. Die Öffnungen besitzen am oberen Ende noch eine
Phase 7, damit der Brennelementkopf leicht in sie hineingleitet. Gleichzeitig stützt er sich dort mit dem
am oberen Ende angebrachten konischen Bund 13 ab.
Alle Brennelementbündel bestehen aus den gleichen Bauelementen. Nur das zentrale Element besitzt
ein besonders quadratisches Kopfstück, durch das es in der quadratischen Öffnung 5 gehalten wird. Man
kann an der quadratischen Öffnung 5 aber auch nicht näher dargestellte ausfahrbare Haltevorrichtungen
anbringen, so daß auch der normale Haltekopf verwendet werden kann.
An Hand der F i g. 3 werden noch einige Einzelheiten über die Ausbildung der Brennelementhaltestange
beschrieben, die speziell für einen gasgekühlten Reaktor konstruiert ist, bei dem das Kühlgas von
5 oben in das Core hineingeblasen wird. Da das Kühlmittel durch die Haltestange nach unten in das Brennelementbündel
strömen muß, ist die Haltestange aus Röhren zusammengesetzt. An strömungsgünstig gestalteten
Rippen 17 ist ein Kegelstumpf 16 zum Fassen der Brennelemente mit Hilfe eines Greifers befestigt.
Zur Bildung der Einschnürung sind zwischen den runden Abschnitten 14 und 15 der Haltestange
quadratische Rohrstücke 11 und 12 eingesetzt. Beide sind an den Kanten 18 und 19 teilweise abgeschrägt,
um möglichst viel Strömungsquerschnitt für den Kühlgasstrom zu erhalten. Die untere Einschnürung
11 ist in gleicher Weise ausgebildet. Hier ist das quadratische Zwischenstück jedoch direkt mit dem Brennelementbehälter
10 verbunden. In ihrer endgültigen
ao Lage im Reaktor werden die Brennelementbehälter ζ. Β. durch nicht näher dargestellte, Abstand haltende
Nocken gegeneinander fixiert. Diese stehen einander nur in der Endlage des Brennelements gegenüber,
so daß das Brennelement, wenn es leicht angehoben ist, zum Nachbarelement einen kleinen Spielraum
besitzt. Durch entsprechende Gestaltung der Nocken, z.B. durch Abstufungen, werden die Brennelemente
daran gehindert, aus dem Verband auszuscheren und den Einführvorgang zu stören.
Es bestehen noch weitere Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung. Zum Beispiel ist es manchmal zweckmäßig,
wenn alle Brennelementhalterungen, die von der Einfüllöffnung beschickt werden, in einer Reihe liegen,
weil die Belademaschine dann in einer Richtung weiterfahren kann. Zum Halten der Brennelemente
genügt es im Prinzip, wenn die Haltestange nur in einer Ebene geführt ist. Die Unterseite der Tragplatte
und auch die unteren Einschnürungen an den Haltestangen der Brennelemente sind infolgedessen nicht
unbedingt erforderlich. Als Ersatz können z. B. am Boden der Brennelementbehälter Zapfen angebracht
sein, die beim Absetzen der Brennelemente in öffnungen am Boden der Spaltzone hineingreifen.
Die mit der Erfindung verbundenen Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine von oben gesteuerte
Bewegung der Brennelemente in allen drei Dimensionen ermöglicht wird, während die Tragplatte nur als
Führungselement dient, was die Gefahr des Verklemmens oder Verkantens einzelner Elemente wesentlich
verringert. Erst nach dem Absinken der Elemente in die vorgegebenen Positionen übernimmt die Tragplatte
deren Last. Ein wesentlicher weiterer Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß die Brennelemente
nach dem Absenken gegenüber der Tragplatte — dann damit auch gegeneinander — selbsttätig
verriegelt sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Brennelementanordnung in einem Kernreaktor mit über je einen Auf lagerbund am Ende einer
Brennelementhaltestange an einer Tragplatte im Reaktor aufgehängten Brennelementen, wobei die
Tragplatte für jeweils eine Gruppe von Brennelementen eine gemeinsame, von oben zu beschikkende
und dem größten Brennelementquerschnitt entsprechende Einlaßöffnung aufweist, von der
schmale, mit Einschnürungen an den Brennelementhaltestangen korrespondierende Schlitze ausgehen, dadurch gekennzeichnet, daß die
Haltestangen (9) zwischen einem Auflagerbund (13) und Einschnürungen (11) bzw. (12) mindestens
einen erweiterten, vorzugsweise kreiszylindrischen Abschnitt (14 bzw. 15) aufweisen und daß
die Schlitze (6) in der Tragplatte (1, 2) mit den Abschnitten (14 bzw. 15) zugeordneten Erweiterungen
(4) versehen sind, in weiche die Haltestangen (9) bis zum Anschlag mit dem Auflagerbund
(13) absenkbar sind.
2. Brennelementanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte aus
einer Ober- (1) und einer gleichartigen Unterplatte (2), die durch Stege (3) mit der Oberplatte
(1) fluchtend verbunden ist, besteht.
3. Brennelementanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze
(6) von der quadratischen Querschnitt aufweisenden Einlaßöffnung (5) aus senkrecht auf deren
Seitenflächen zu den vier benachbarten Erweiterungen (4) verlaufen und von diesen jeweils im
gleichen Sinn rechtwinklig abgebogen zu je einer weiteren Erweiterung führen.
4. Brennelementanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die für die Stelle der Einlaßöffnungen (5) vorgesehenen Brennelemente zu deren größeren Querschnitt
passende Halteeinrichtungen aufweisen.
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
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FR7014A FR1432836A (fr) | 1964-02-25 | 1965-02-25 | Réacteur nucléaire |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE1464934A1 DE1464934A1 (de) | 1969-06-04 |
DE1464934B2 true DE1464934B2 (de) | 1972-05-18 |
Family
ID=7126280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1964G0039937 Pending DE1464934B2 (de) | 1964-02-25 | 1964-02-25 | Brennelementanordnung in einem kernreaktor |
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BE (1) | BE660071A (de) |
DE (1) | DE1464934B2 (de) |
FR (1) | FR1432836A (de) |
GB (1) | GB1071982A (de) |
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US5019327A (en) * | 1990-01-25 | 1991-05-28 | General Electric Company | Fuel assembly transfer basket for pool type nuclear reactor vessels |
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1965
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- 1965-02-22 BE BE660071A patent/BE660071A/xx unknown
- 1965-02-25 FR FR7014A patent/FR1432836A/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE660071A (de) | 1965-06-16 |
GB1071982A (en) | 1967-06-14 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 |