DE1514110C - Abstandshalterung für durchgehende Brennstoffstabe von Kernreaktoren - Google Patents

Description

Abstandshalterungen für durchgehende Brennstoffstäbe sind in mannigfaltigen Ausführungen bekanntgeworden. So ist z. B. durch die französische Patentschrift 1381787 eine Abstandshalterung für durchgehende Brennstoffstäbe von Kernreaktoren bekanntgeworden, die einen die gesamte Anordnung umfassenden rechteckigen Rahmen aufweist, der durch ineinandergesteckte Auflagestege für die Brennstoffstäbe gitterförmig unterteilt ist und Auflager besitzt, die direkt an der wärmeabgebenden Fläche der Brennstoffstäbe angreifen.

Bei dieser bekannten Abstandshalterung werden die Auflagestege unter mehreren Richtungen wellenförmig zwischen den einzelnen Brennstoffstäben hindurchgeführt. Es ergibt sich dadurch eine Konfiguration mit sechs mehr oder weniger starren gleichen Auflagern.

Diese bekannte Abstandshalterung hat daher neben dem Nachteil, daß das Gittermuster von relativ komplizierter geometrischer Gestalt ist und damit relativ schwierig herzustellen ist sowie daß die Brennstoffstäbe einen relativ großen Abstand voneinander haben, da jeweils zwischen vier Stäben zwei Leerfelder in der Gitterstruktur entstehen, was sich ungünstig auf die Brennelementauslegung auswirkt, den erheblichen Nachteil, daß sie nicht immer den mechanischen und dynamischen Bedingungen, die der Reaktorbetrieb erfordert, genügt. Letzteres gilt auch für eine andere bekannte Abstandshalterung, die in jedem Gitterraum ausschließlich elastische Auflager aufweist (französische Zusatzpatentschrift 83 644).
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen relativ einfachen, leicht herzustellenden Abstandshalter anzugeben, der gute mechanische und dynamische Bedingungen hinsichtlich seines Betriebsverhaltens sowie gute reaktorphysikalische

ίο Eigenschaften aufweist. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt ausgehend von einer Abstandshalterung für durchgehende . Brennstoffstäbe von Kernreaktoren mit einem die gesamte Anordnung umfassenden, rechteckigen Rahmen, der durch ineinandergesteckte Auflagestege für die Brennstoffstäbe gitterförmig unterteilt ist, mit Auflagern, die direkt an der wärmeabgebenden Fläche der Brennstoff stäbe angreifen, gemäß der Erfindung dadurch, daß jeder Gitterraum in gleicher Anzahl sowohl feste, von stark ausgebildeten Auflagestegen und dem Rahmen getragene als auch elastische Auflager aufweist.

Bei der erfindungsgemäßen Abstandshalterung werden somit die Brennstoff stäbe zwischen festen und flexiblen Auflagerpunkten gelagert. Diese Kombination besitzt folgende Vorteile: Zunächst ist es möglich, die Stäbe gut durch das Gitter einzuführen, da nur geringe Reibkräfte vorhanden sind. Weiterhin ist es möglich, infolge entsprechender Federcharakteristiken Schwingungen im Betrieb zu dämpfen als auch für eventuelle Durchmesserzunahmen der Brennstoffstäbe während des Betriebes des Reaktors Raum im Gitter zur Verfugung zu stellen und trotzdem eine geometrisch vorgegebene Teilung zu gewährleisten.

In einer weiteren Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die als feste Auflager vorgesehenen Stege stärker ausgeführt sind und ein herausgerücktes Profil aufweisen. Weiterhin ist es möglich, auf den festen Auflagerstegen Halteprofile

40. in Form von Rippen oder Nietreihen anzubringen. Für die federnden Auflagerungen sind Federelemente vorgesehen, die in Form von in sich geschlossenen oder einseitig offenen Bandfedern auf die entsprechenden Stege aufgezogen werden. Um diese Federelemente gegen seitliches Rutschen zu sichern, ist es möglich, die betreffenden Stege mit Aussparungen zu versehen, in die die Federn einrasten können. Zum besseren Durchtritt des Kühlmittels und zur Verringerung von neutronenabsorbierendem Material sind in üblicher Weise die Stege mit Durchgangslöchern versehen.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Die F i g, 1 zeigt das Prinzip der kombinierten Abstandshalterung der Brennstoff stäbe 3 durch jeweils zwei feste Auflager 1 und durch ebenso viele federnde Auflager 2. Der ganze so fixierte Block von Brennstoffstäben 3 wird von dem Rahmen 4 umfaßt. Die F i g. 1 zeigt nicht im einzelnen die Form der Stege, an denen sich die Auflager befinden. Diese Stege sind aus der F i g. 6 zu erkennen. Der Rahmen 4 ist mit gedrückten Profilen versehen, und zwar so, daß diese nach innen erhaben sind und am Brennelement anliegende feste Auflager 1 bilden. In gleicher Weise besitzen die Stege 5 die festen Auflager 1. An den Stegen 6 befinden sich die federnden Auflager 2, hier in Form von aufgeschobenen und eingerasteten Federn.

Zwei Ausführungsmöglichkeiten dieser Federelemente sind in den Fig.4 und 5 dargestellt. Die F i g. 4 zeigt dabei ein bandförmiges in sich geschlossenes Federelement 2, das auf dem zugeordneten Steg 6 aufgezogen ist. Bei dem Federelement nach Fig.5 ist dagegen die Bandfeder2' nicht in sich geschlossen und wird auf den Steg 6 aufgeschoben. Wie dabei aus F i g. 6 zu erkennen ist, sorgen Aussparungen in den Stegen 6 für ein Einrasten der Blattfedern.

Die Anzahl und die , Ausführung der herausgedrückten Profile 1 in den Stegen 5 bestimmt die Zahl der festen Auflager. Verwendet man wie in F i g. 6 zwei Ausprägungen, wobei hier eine nach rechts, die andere nach links erhaben ist, so erhält man eine Konfiguration gemäß F i g. 2, bei der jeweils ein festes Auflager pro Stab vorhanden ist. Es sind jedoch auch andere Konfigurationen möglich, z. B. die Anordnung gemäß F i g. 3, wobei es auch denkbar wäre, daß auf beiden Seiten des Steges 5 zwei Auflagerpunkte vorhanden sein können.

Die axiale Befestigung des Abstandshalters ist auf verschiedene Art und Weise möglich. So kann sich z.B. der Rahmen4 auf nur einen einzigen, geteilt ausgeführten Stab abstützen, den sogenannten Konnektorstab. Er kann aber auch durch an seinen vier Seiten befestigte Blechstreifen axial in seiner Lage gehalten werden, z.B. an den Brennelementhüllkästen. Im Fall der zentralen Befestigung mittels eines Konnektorstabes enthält das zugeordnete Gitterkästchen des Abstandshalters natürlich nicht die festen

ίο und federnden Auflagepunkte wie im anderen Teil des Abstandshalters, sondern es sind in diesem Feld mechanische Befestigungselemente vorgesehen.

Bei dem erfindungsgemäßen Abstandshalter für Brennstoffstäbe liegt ein Abstandshalter vor, der auch für langen Abbrand sowohl in bezug auf Einbau, Schwingungen und mögliche Durchmesserveränderungen der Brennstoffstäbe sowie Volumenzunahmen der Abstandshalterstrukturteile Geometrieveränderungen erleiden kann, ohne daß dabei auf diese Weise das mechanische oder dynamische Verhalten geändert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Abstandshalterung für durchgehende Brennstoffstäbe von Kernreaktoren mit einem die gesamte Anordnung umfassenden, rechteckigen Rahmen, der durch ineinandergesteckte Auflagestege für die Brennstoff stäbe gitterförmig unterteilt ist, mit Auflagern, die direkt an der wärmeabgebenden Fläche der Brennstoffstäbe angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gitterraum in gleicher Anzahl sowohl feste, von stark ausgebildeten Auflagestegen (5) und dem Rahmen (4) getragene als auch elastische Auflager (2) aufweist (F i g. 1).

2. Abstandshalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die starken Auflagestege (5) und/oder der Rahmen (4) herausgedrücktes Profil (1) als feste Auflager aufweisen (Fig. 6).

3. Abstandshalterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den starken Auflagestegen (5) und/oder dem Rahmen (4) Rippen oder Nietreihen angeordnet sind.

4. Abstandshalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Auflager Federelemente in Form von in sich geschlossenen oder einseitig offenen, auf die entsprechenden Stege aufgezogenen Bandfedern (2,2') sind.

5. Abstandshalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gitterraum keine Auflager sondern Befestigungsmittel für einen zentralen Konnektorstab aufweist.