DE1489941C3 - Stabbündel-Brennelement für Kernreaktoren - Google Patents

Description

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daß dieser Haltesteg bzw. diese Haltestege an ihren richtung verlaufende Schlitze auf, wobei die so gebil-

den Bolzen abgewendeten Enden auf einem weiteren deten, zungenförmigen Stegenden 3 in Aussparungen

Bolzen aufgereiht sind, wobei der Bolzen mit einem der Saltstoffelementenden hineingreifen. Zur axialen

als Tragvorrichtung dienenden Greifpilz verbunden Sicherung der Spaltstoffelemente 1 sind die zungen-

ist. Dabei sind sämtliche Spaltstoffelemente von 5 förmigen Stegenden an dem einen Ende der Spalt-

einem gemeinsamen, das Kühlmittel führenden Hüll- Stoffelemente mit zahnförmigen Profilen 4 versehen,

rohr umgeben und ist das Hüllrohr an dem Bolzen die in korrespondierende Profile in den Aussparun-

aufgehängt. Vorzugsweise sind die Haltestege wenig- gen der Spaltstoffelementenden hineingreifen, wäh-

stens teilweise als Leitkörper für das Kühlmittel aus- rend an dem anderen Ende der Spaltstoffelemente 1

gebildet und ist für je eine Reihe von Spaltstoffele- io die zungenförmigen Stegenden 3 unprofiliert sind,

menten ein gemeinsamer Haltesteg vorgesehen, der Gegen seitliches Verschieben sind die Stegenden über

an dem den Spaltstoffelementen zugewandten Ende Querstifte 5 mit den Spaltstoffelementen gekoppelt,

in Strömungsrichtung verlaufende Schlitze aufweist, Um eine Verschiebung einzelner Spaltstoffelemente

wobei die so gebildeten, zungenförmigen Stegenden auf Grund unterschiedlicher Wärmeausdehnungen in

in Aussparungen der Spaltstoffelementenden hinein- 15 Längsrichtung zu ermöglichen, weisen die unprofi-

greifen. lierten zungenförmigen Stegenden Langlöcher 6 auf,

Die zungenförmigen Stegenden weisen in vorteil- durch die die mit den Spaltstoffelementen verbundehafter Weise an dem einen Ende der Spaltstoffele- nen Querstifte 5 hindurchgreifen.
mente zahnförmige Profile auf, die in korrespondie- Wie aus der F i g. 2 hervorgeht, sind auf den BoI-rende Profile in den Aussparungen der Spaltstoffele- 20 zen 7 bzw. 9 zwischen den einzelnen Haltestegen Abmentenden hineingreifen, während an dem anderen Standsbüchsen 8 angeordnet, so daß die an den Hai-Ende der Spaltstoffelemente die Stegenden unprofi- testegen befestigten Spaltstoffelemente eine vorgegeliert sind. Die Stegenden sind zum Schutz gegen seit- bene geometrische Anordnung bilden,
liches Verschieben über Querstifte mit den Spalt- Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind Stoffelementen gekoppelt und weisen an ihrer unpro- 25 die Bolzen in mehreren Ebenen angeordnet und unfilierten, zungenförmigen Seite Langlöcher auf, durch tereinander durch mindestens einen Haltesteg verdie die Querstifte hindurchgreifen. Durch diesen bunden, wobei vorteilhafterweise an dem obersten Vorschlag der Erfindung ergibt sich eine besonders Bolzen 9 der als Tragvorrichtung dienenden Greifpilz einfache Konstruktion. 10 und das Hüllrohr 11 befestigt sind. Die Enden der

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im fol- 30 übrigen Bolzen weisen als Sicherung gegen axiales

genden an Hand der F i g. 1 bis 4 näher erläutert. Es Verschieben Nuten zur Aufnahme von Sicherungs-

zeigt blechen 12 auf.

F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Brennelement Die besonderen Vorteil der Erfindung bestehen

in einer zu der Ebene der Haltestege parallelen darin, daß die Haltekräfte von der Tragvorrichtung

Ebene, 35 einerseits auf das Bündel und andererseits auf das

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 1, Hüllrohr getrennt voneinander übertragen werden.

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie II-II der Da zwischen Hüllrohr und Bündel nur elastische

Fig. 1, Glieder vorhanden sind, besitzt das Brennelement-

F i g. 4 die Aufhängung eines Brennstoffelementes bündel eine gewisse Flexibilität, die einen Ausgleich

an einem Haltesteg. 40 der verschiedenen Dehnungen im Bündel ermöglicht.

Wie aus der F i g. 1 hervorgeht, ist für je eine Die Erfindung ist nicht auf das hier dargestellte

Gruppe von Spaltstoffelementen 1 ein gemeinsamer Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es z. B. mög-

Haltesteg2 vorgesehen. Um den Strömungsquer- lieh, die Spaltstoffelementhülle selbst als Haltesteg

schnitt zwischen benachbarten Spaltstoffelementen auszubilden, indem man diese oder Teile derselben

nicht einzuengen, weist der Haltesteg 2 an den Spalt- 45 über den mit Spaltstoff gefüllten Teil hinausragen

Stoffelementen 1 zugewandten Enden in Strömungs- läßt und an dem Bolzen aufreiht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1 2 Die Erfindung betrifft ein Stabbündel-Brennele- Patentansprüche: ment für Kernreaktoren mit einer Vielzahl von stab- förmigen Spaltstoffelementen, deren Enden auf BoI-

1. Stabbündel-Brennelement für Kernreaktoren zen aufgereiht sind.

mit einer Vielzahl von stabförmigen Spaltstoffele- 5 Eine einwandfreie Kühlung der Spaltzonenelementen, deren Enden auf Bolzen aufgereiht sind, mente verlangt, daß diese möglichst allseitig und stedadurch gekennzeichnet, daß die tig vom Kühlmittel umströmt werden. Sie müssen Spaltstoffelemente (1) an ihren Enden Stege (3) deshalb in gewissen, meist kleinem Abstand voneinaufweisen, über die sie in einer Reihe auf den ander gehalten werden. Gleichzeitig sollen sie zumin-Bolzen (7) aufgereiht sind, daß dabei am oberen io dest in Grenzen gegeneinander verschiebbar sein, da-Ende des Brennelementes auf den Bolzen (7) mit die unterschiedliche Wärmedehnung einzelner zwischen den Stegen (3) mindestens ein Haltesteg Stäbe nicht gehemmt wird. Außerdem sollen die (2) von größerer Länge als die Stege (3) aufge- Bauelemente für die Halterung und die Kühlmittelreiht ist und daß dieser Haltesteg bzw. diese führung der Spaltstoffelemente möglichst einfach und Haltestege (2) an ihren den Bolzen (7) abgewen- 15 so ausgebildet sein, daß der Kühlmittelfluß so wenig deten Enden auf einem weiteren Bolzen (9) auf- wie möglich beeinträchtigt und das ferngesteuerte gereiht sind, wobei der Bolzen (9) mit einem als Fassen und Manipulieren des Brennelements ermög-Tragvorrichtung dienenden Greifpilz (10) ver- licht wird,
bunden ist. Es ist bekannt, als Abstandshalterung ζ. B. wen-

2. Stabbündel-Brennelement nach Anspruch 2, 20 delförmig angebrachte Drähte oder Rippen, die die dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Spalt- Spaltstoffelemente umschließen und als axiale Haltestoffelemente (1) von einem gemeinsamen, das rung für die Spaltstoffelemente Lochplatten, die Kühlmittel führenden Hüllrohr (11) umgeben meist an einer oder an beiden Stirnseiten des Brennsind und daß das Hüllrohr (11) an dem Bolzen elements angebracht sind, zu verwenden. Derartige (9) aufgehängt ist. 25 Halteelemente haben jedoch den Nachteil, daß sie

3. Stabbündel-Brennelement nach Anspruch 1 eine relativ große Fläche des freien Strömungsqueroder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte- schnittes einnehmen und dadurch die Kühlung beeinstege (2, 3) wenigstens teilweise als Leitkörper trächtigen. Außerdem sind dann bei Spaltstoffstäben für das Kühlmittel ausgebildet sind. mit kreisförmigem Querschnitt, die z. B. drehfest in-

4. Stabbündel-Brennelement nach einem der 30 nerhalb des Stabbündel-Brennelements befestigt sein Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß müssen, zusätzliche Drehsicherungen notwendig.

für je eine Reihe von Spaltstoffelementen (1) ein Stabbündel-Brennelemente für Kernreaktoren mit

gemeinsamer Haltesteg (2, 3) vorgesehen ist, der einer Vielzahl von stabförmigen Spaltstoffelementen,

an dem den Spaltstoffelementen zugewandten die an ihren Enden Haltestege aufweisen, die auf

Ende in Strömungsrichtung verlaufende Schlitze 35 Bolzen aufgereiht und über diese mit einer gemeinsa-

aufweist, wobei die so gebildeten, zungenförmi- men Tragvorrichtung verbunden sind, sind aus der

gen Stegenden in Aussparungen der Spaltstoffele- USA.-Patentschrift 3 105 026 bekannt. Die einzelnen

mentenden hineingreifen. Brennstäbe sind jedoch durch Abstandshalter mitein-

5. Stabbündel-Brennelement nach Anspruch 4, ander verbunden. An ihrem oberen Ende sind die dadurch gekennzeichnet, daß die zungenförmigen 40 Brennstäbe praktisch starr und ohne elastische Zwi-Stegenden an dem einen Ende der Spaltstoffele- schenglieder direkt mit der Aufhängung bzw. in mente (1) zahnförmige Profile (4) aufweisen, die einem steifen Adapter verbunden. Ein Hüllrohr für in korrespondierende Profile in den Aussparun- das Brennstabbündel ist nicht vorhanden, da.dieses gen der Spaltstoffelementenden hineingreifen, für einen Wasserreaktor vorgesehen ist. Das Brennwährend einem anderen Ende der Spaltstoffele- 45 elementbündel ist relativ steif und ermöglicht keine mente (1) die Stegenden unprofiliert sind. Bewegung der einzelnen Elemente des Bündels ge-

6. Stabbündel-Brennelement nach einem der geneinander.

Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Aus der USA.-Patentschrift 3 150 057 ist weiterhin

die Stegenden zum Schutz gegen seitliches Ver- bekannt, stabförmige Spaltstoffelemente auf Stege

schieben über Querstifte (5) mit den Spaltstoff- 50 aufzureihen, wobei die Befestigung auf den Stegen

elementen (1) gekoppelt sind. durch Haltestücke erfolgt, die entsprechend dem

7. Stabbündel-Brennelement nach Anspruch 6, Profil der Stege ausgespart sind, um auf die Stege dadurch gekennzeichnet, daß die unprofilierten, aufgereiht werden zu können.

zungenförmigen Stegenden Langlöcher (6) auf- Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, ein Stabbün-

weisen, durch die die Querstifte (5) hindurchgrei- 55 del-Brennelement der eingangs beschriebenen Art zu

fen. schaffen, welches bei geometrisch genauer Fixierung

8. Stabbündel-Brennelement nach einem der der Stäbe gegeneinander eine möglichst große Flexi-Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bilität des Stabbündels wegen der verschiedenen auf den Bolzen (7, 9) zwischen den einzelnen Dehnungen im Bündel ermöglicht. Dabei sollte der Haltestegen (2) bzw. (3) Abstandsbüchsen (8) an- 60 Strömungsquerschnitt möglichst wenig eingeengt und geordnet sind. eine leichte Herstellbarkeit der Halterung möglich sein.

9. Stabbündel-Brennelement nach einem der Gemäß der hier vorliegenden Erfindung wird diese Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Aufgabenstellung dadurch gelöst, daß die Spaltstoffdie Enden der Bolzen (7) Nuten zur Aufnahme elemente an ihren Enden Stege aufweisen, über die von Sicherungsblechen (12) aufweisen. 65 sie in einer Reihe auf den Bolzen aufgereiht sind, daß

dabei am oberen Ende des Brennelementes auf den

Bolzen zwischen den Stegen mindestens ein Haltesteg

von größerer Länge als die Stege aufgereiht ist und