DE1489632B2 - Abstandshaltergestell zur parallelen fuehrung und halterung der brennstoffstaebe in einer brennstoffpatrone - Google Patents

Description

wird eine stabile Abstandshalterkonstruktion er- Die Befestigung der Abstandshaltefedern geht reicht, die Schwingungen in der Brennstoffpatrone deutlich aus der F i g. 3 hervor. In der gezeigten Ausentgegenwirkt, führungsform ist die Abstandshaltefeder 4 auf der

Die Abstandshaltefedern können gemäß der Er- Außenseite des Rohrelementes 3 befestigt, der AnIa-

findung aus voneinander getrennten Federelementen 5 gekörper8 erstreckt sich durch die genannte öff-

bestehen, von welchen mindestens drei, vorzugsweise nung 6.

vier, so angeordnet sind, daß sie an ein und demsel- In F i g. 4 ist in größerem Maßstabe die Abstandsben Brennstoffstab anliegen, und welche bei dem Zu- haltefeder nach F i g. 1 und 3, von der Seite gesehen, sammenmontieren der Brennstoffpatrone auf das gezeigt. Die Feder 4 besteht aus einem gebogenen Abstandshaltergestell aufgezogen werden. Die Fe- io Blechstreifen aus einem geeigneten Federmaterial, dem können auch mit dem Abstandshaltergestell fest z. B. einer gehärteten Nickel-Chrom-Eisenlegierung, verbunden und so angeordnet sein, daß sie an der Der Anlagekörper 8 bildet in der Ausführungsform Seite ihrer Anlagepunkte an den Brennstoffstäben nach der F i g. 4 einen abgebogenen Teil des Federmit einem Klemmwerkzeug zusammengedrückt wer- blechs. Durch diese Ausführung gewinnt man den den können, um ein freies Einsetzen oder Heraus- 15 Vorteil, daß auch der Anlagekörper selbst federnd nehmen eines Brennstoffstabes zu ermöglichen. Das wird und daß kleinere Bewegungen sowohl in axialer Abstandshaltergestell kann mit Vorteil von kreisför- als auch in radialer Richtung von der Abstandshaltemigen Rohrelementen aufgebaut werden, doch sind feder aufgenommen werden können, ohne daß ein auch andere Querschnitte der Rohrelemente denk- Gleiten an der Anlagefläche am Brennstoffstab entbar. Rohrelemente mit einem vierseitigen polygona- 20 steht. Damit die Abstandshaltefeder axiale Bewegunlen Querschnitt können z. B. einfach dadurch erhal- gen aufnehmen kann, ist es wesentlich, daß die Verten werden, daß ein Rahmen mit mehreren einander bindung zwischen dem Anlagekörper 8 und dem kreuzenden, vorzugsweise gruppenweise parallelen Hauptteil der Feder verhältnismäßig weich wird. Zwischenwänden versehen wird. Dies ist in der Ausführungsform nach der F i g. 4 da-

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der 25 durch erreicht, daß man dem Anlagekörper 8 eine

Zeichnung näher beschrieben, die schematisch /ver- pilzartige Form gegeben hat. Dadurch wird der AnIa-

schiedene Ausführungsformen der Erfindung zeigt. gekörper außerdem in radialer Richtung federnd. Es

Im einzelnen zeigt ist natürlich auch denkbar, die Abstandshaltefeder

F i g. 1 eine axiale Ansicht eines Abstandshalters mit einem gesonderten Anlagekörper an Stelle der

nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, 30 Ausbiegung 8 auszuführen, falls sich dies in irgendei-

F i g. 2 eine Seitenansicht eines der Rohrelemente nem Fall als günstig erweist. Die Abstandshaltefeder

des in F i g. 1 gezeigten Abstandshalters, ist in ihren Enden mit Haken 9 versehen, von denen

Fig. 3 den Schnitt A-A in Fig. 1, eine gewöhnlich erst bei der Montage in die richtige

F i g. 4 in größerem Maßstabe eine Seitenansicht Lage gebogen wird. In solchen Fällen hat die Feder,

eines Typs von Abstandshaltefedern, 35 ehe sie auf das Rohrelement des Abstandshalters

Fig. 5 und6 Abstandshaltefedern eines anderen aufmontiert wird, die Form, die mit gestrichelten Li-

Typs, nien bei 10 gezeigt ist. Falls die Ausbiegung 8 zuläßt,

F i g. 7 eine axiale Ansicht eines Abstandshalters, daß die Abstandshaltefeder axial ausgezogen werden

der für Abstandshaltefedern nach F i g. 6 geeignet ist. kann, ist es möglich, daß die beiden Haken 9 vor

In den Figuren bezeichnet 1 die Brennstoffstäbe 40 dem Montieren fertig sein können. Das Montieren

und 2 den äußeren Rahmen des Abstandshalterge- der Federelemente bei einer Brennstabposition kann

steiles. Innerhalb des Rahmens 2 sind mehrere runde, erfolgen, nachdem der Brennstoffstab in diese Posi-

rechteckige oder quadratische Rohrelemente 3 an- tion eingesetzt worden ist, oder die Brennstoffstäbe

geordnet, die in winkelrecht zueinander verlaufenden können auch nahher in den kompletten Abstandshal-

Reihen liegen und an Kontaktpunkten aneinander 45 ter eingeschoben werden. Das letzte Verfahren erfor-

gelötet oder geschweißt und in derselben Weise mit dert jedoch, daß die Brennstoffstäbe gegen Beschädi-

dem Rahmen2 verbunden sind. Die Lötung wird gungen geschützt werden, z.B. durch Verwendung

zweckmäßig durch Ofenlötung erreicht. Die Rohrele- von schützenden Zwischenlagen aus Kunststoff

mente 3 sind in den F i g. 1 und 7 rund. od. dgl., die nach vollendeter Montage entfernt wer-

In der F i g. 1 sind nur wenige Brennstoff stäbe 1 50 den. Es kann auch zweckmäßig sein, die Befestigung

in ihren Rohrelementen eingezeichnet. Die Stäbe 1 der Federn durch Löten oder eventuell Schweißen zu

werden im Zentrum der Rohrelemente 3 mit Hilfe sichern.

von Abstandshaltefedern 4 fixiert, von denen vier F i g. 5 zeigt eine Abstandshaltefeder von anderer

Stück in jedem Rohrelement befestigt sind. Das Ab- Konstruktion. Diese Feder ist vorgesehen, auf das

Standshaltergestell wird zweckmäßig aus einem Ma- 55 Rohrelement aufgezogen zu werden. Diese Feder-

terial mit niedriger Neutronenabsorbierfähigkeit her- form kann leicht so abgeändert werden, daß sie, wie

gestellt, z.B. aus der bekannten Zirkonlegierung mit in Fig. 6 gezeigt ist, zweiseitig wirkt. Die Feder ist

einem Zusatz von 1,5 % Zinn, 0,12 % Eisen, hier mit zwei Anlagekörpern 8 α und 8 & in der Form

0,1 % Chrom und 0,05% Nickel. Auch rostfreier von Wölbungen ausgeführt. Dieser Federtyp wird

Stahl ist in gewissen Reaktortypen ein geeignetes 60 zweckmäßig in solchen Fällen verwendet, in denen

Material. die Feder an der Kontaktlinie zwischen zwei anein-

In F i g. 2 ist ein Rohrelement 3 von der Seite gese- ander liegenden Rohrelementen 3 α und 3 b angehen gezeigt. In der einen Kante des Rohres gibt es bracht wird. Ein Beispiel eines Abstandshalters dieeine Ausnehmung S für peripherische Fixierung der ses Typs ist in F i g. 7 gezeigt. Besonders bei diesem Abstandshaltefedern. In der Mitte des Rohrelemen- 65 Typ von Abstandshaltern können andere Querschnitte tes ist eine Öffnung 6 angebracht, die ein auf der Ab- der Rohrelemente als die kreisförmigen zweckmäßig standshaltefeder4 angeordneter Anlagekörper für sein, z.B. ergibt eine sechseckige Form ein verhältden Brennstoffstab 1 durchsetzt. nismäßig steifes Abstandshaltergestell.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche· ■ .steht..In Brennstoffpatronen mit mehreren parallelen

   Brennstoff stäben müssen die Enden der Stäbe und

   1. Abstandshaltergestell zur parallelen Füh- oft auch mehrere Punkte zwischen den Enden der rung und Halterung^der Brennstoffstäbe in einer Stäbe mit Hilfe von sogenannten Abstandshaltern fi-Brennstoffpatrone für Kernreaktoren, das aus mit 5 xiert werden, damit der Abstand zwischen den Stä-Abstandshaltefedern versehenen Rohrelementen ben längs der ganzen' Länge der Stäbe konstant ge- und einem diese umgebenden Rahmen besteht, halten wird. Im Betrieb sind die Stäbe Vibrationen dadurch gekennzeichnet, daß das aus ausgesetzt, und die Abstandshalter müssen deshalb dem Rahmen (2) und den Rohrelementen (3) be- eine verhältnismäßig robuste Konstruktion haben, stehende Abstandshaltergestell starr ausgebildet io Um scheuernde Vibrationsbewegungen zwischen den ist und an den Rohrelementen (3) besondere Ab- Brennstoffstäben und Abstandshaltern zu vermeiden, standshaltefedern(4^befestigt..sind. ..'V'-'- muß weiter ein gewisser federnder Anlagedruck zwi-

   2. Abstandshaltergestell nach Anspruch 1, da- sehen ihnen aufrechterhalten werden. Bei der Mondurch ^gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) und tage darf die Anlage zwischen den Abstandshaltern die Rohrelemente (3.) aus einem Material mit 15 und den Brennstoffstäben nicht zu Verletzungen der niedriger Neutronenabsorption und die Federele- Hüllen der Brennstoffstäbe führen. Die Kontaktmente(4) aus einem? Material mit, guten Federei- fläche zwischen den Brennstoffstäben und den Abgenschaften bestehen. ... .. " Standshaltern darf auch nicht allzu groß sein, denn

   3. Abstandshaltergestell nach Anspruch 1 sonst kann die Kühlmittelzufuhr zu diesem Punkt beoder2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab- 20 hindert werden und lokale Uberhitzungen entstehen, standshaltefedern (4) aus voneinander getrennten Der Kühlmittelstrom um die Brennstoffstäbe soll Federelementen bestehen, von welchen minde- auch in anderer Hinsicht nicht nennenswert durch stens drei an ein und demselben Brennstoffstab die Abstandshalter gehindert werden. Bekannte Abanliegen. Standshalterkonstruktionen erfüllen nicht vollständig

   4. Abstandshaltergestell nach Anspruch 1,2 25 die oben genannten Anforderungen und sind außer- oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrele- dem oft verhältnismäßig kompliziert und teuer in der mente (3) kreisförmig sind. Herstellung. Aus den französischen Patentschriften

   5. Abstandshaltergestell nach Anspruch 1,2 ' 1285 670, 1324 796 und 1339 914 sind aus Rohroder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrele- elementen aufgebaute Abstandshaltergestelle bemente (3) in zueinander winkelrecht verlaufenden 30 kannt, bei denen die Abstandsfedern aus den Wän-Reihen angeordnet and. den der Rohrelemente herausgepreßt worden sind.

   -6. Abstandshaltergestell nach einem der An- — Das bedeutet, daß bei einer ausreichenden-Steifigkeit

   ,.Sprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Rohrelemente die Federn „selbst zu steif werden

   Abstandshaltefedern (4) auf der Außenseite der und nicht den gewünschten Stützdruck erzeugen kön-

   Rohrelemente (3) angebracht und mit einem An- 35 nen. Wenn man andererseits die Rohrelemente so

   lagekörper (8) versehen sind, der sich durch eine wählt, daß die Federn einen Stützdruck gewünschter

   Öffnung (6) im Rohrelement (3) in dessen Inneres Elastizität erzeugen, dann fehlt der Rohrelementen-

   erstreckt(Fig.2bis4). konstruktion, d.h. dem Abstandshaltergestell, die

   7. Abstandshaltergestell nach Anspruch 6, da- wünschenswerte Steifigkeit, so daß die oben erwähndurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltefe- 40 ten Schwierigkeiten auftreten können.

   der aus einem gebogenen Blechband aus Feder- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zumaterial besteht, das in seiner Mitte mit dem An- gründe, ein Abstandshaltergestell der eingangs erlagekörper (8) in Form einer federnden Ausbie- wähnten Art derart weiterzuentwickeln, daß die Fegung des Bandmaterials und an seinen Enden je- dem einen optimalen Stützdruck aufbringen, ohne weils mit einem Haken (9, 10) versehen ist, der 45 daß das Abstandshalterstativ mechanisch zu weich die Kante eines Rohrelementes umgreift. wird und daß das Abstandshaltergestell in thermi-

   8. Abstandshaltergestell nach einem der An- scher Hinsicht die Brennstoffstäbe schont und nur in Sprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die sehr geringem Maße die Kühlwasserströmung durch Abstandshaltefedern .wie Klemmen ausgebildet dieBrennstoffpatronebehindert.

   und über den Mantel der Rohrelemerite gezogen so Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Abstandssind (F i g. 5 und 6). ' haltegestell der eingangs erwähnten Art vorgeschla-

   9. Abstandshaltergestell nach einem der An- gen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das aus - Sprüche 1 bis8,-dadurch gekennzeichnet, daß-die- dem Rahmen und den Rohrelementen bestehende

   Rohrelemente (3) an ihren Endkanten mit axialen Abstandshaltergestell starr ausgebildet ist und an den Einschnitten für die-peripherische"Fixierung der"55 Rohrelelrieiiten besondere Abstandshaltefedern befe-

   Abstandshaltefedern (4) versehen sind. stigt sind. Gemäß der Erfindung werden der Rahmen

   10. Abstandshaltergestell nach einem der An- und die Rohrelemente vorzugsweise aus einem Matesprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die rial mit niedriger Neutronenabsorption und die Abstandshaltefedern (4) am Abstandshaltergestell Federelemente aus einem Material mit guten Federfestgelötet oder festgeschweißt sind. 60 eigenschaften hergestellt.

   Die Erfindung gestattet es, die Abstandshaltefe-

   dem so zu bemessen, daß ein optimaler Stützdruck

   ausgeübt wird. Durch die Erfindung wird femer der

   Die Erfindung betrifft ein Abstandshaltergestell Vorteil erreicht, daß Fehler in einem Teil des Abzu parallelen Führung und Halterung der Brennstoff- 65 Standshalters in den meisten Fällen nur dazu führen stäbe in einer Brennstoffpatrone für Kernreaktoren, können, daß der eine der Brennstoffstäbe etwas loser das aus mit Abstandshaltefedern versehenen Rohr- gehalten wird, während die Halterung der übrigen elementen und einem diese umgebenden Rahmen be- Brennstoffstäbe nicht beeinflußt wird. Außerdem