DE1514993B2

DE1514993B2 - NUCLEAR FUEL ELEMENT WITH A BUNCH OF PARALLEL FUEL RODS

Info

Publication number: DE1514993B2
Application number: DE1965U0012257
Authority: DE
Inventors: Derek; Butterfield Colin Edgar; Butterfield Roy Stuart; London Macfall
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1964-12-10
Filing date: 1965-12-09
Publication date: 1976-05-13
Also published as: FR1473035A; DE1514993A1; BE673524A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kernreaktor-Brennelemente mit einem Bündel von parallelen Brennstoffstäben, die in einer äußeren Hülle aus Strukturmaterial untergebracht sind, mit einem zentralen, in Längsrichtung verlaufenden Haltestab, ferner mit einer Halteeinrichtung, die sowohl das untere Ende der Hülle als auch dasjenige der Brennstoffstäbe abstützt, sowie mit Seitenabstandsbauteilen, in denen die Brennstoffstäbe an dem Haltestab verschiebbar angebracht sind, um die Brennstoffstäbe seitlich zu positionieren.The invention relates to nuclear reactor fuel assemblies with a bundle of parallel fuel rods, housed in an outer shell made of structural material, with a central one in the longitudinal direction extending holding rod, further with a holding device, which both the lower end of the shell and that supports the fuel rods, as well as with side spacer members in which the fuel rods are slidably attached to the support rod to position the fuel rods laterally.

Ein solches Brennelement ist aus der FR-PS 13 65 475 bekannt.Such a fuel assembly is from FR-PS 13 65 475 known.

Brennelemente, die außer der äußeren Hülle auch eine innere Hülle im Abstand von der äußeren aufweisen, zeigen beispielsweise die FR-PS 12 46 699 und die FR-PS 13 22 485. Der Ein- und Ausbau der Brennelementbündel ist schwierig, auch im Hinblick auf die Gewichtsbelastung der äußeren Hülle.Fuel elements that, in addition to the outer shell, also have an inner shell at a distance from the outer one have, for example, the FR-PS 12 46 699 and the FR-PS 13 22 485. The installation and removal of the Fuel assembly is difficult, also with regard to the weight load on the outer shell.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kernreaktor-Brennelement zu schaffen, bei dem alle Teile vor Gebrauch zusammengebaut und nach Gebrauch auseinandergenommen werden können und bei dem während des Gebrauchs eine relative Axialbewegung zwischen den Teilen verhindert, trotzdem aber weder die Halteeinrichtung noch das seitliche Lokalisierungssystem bei unterschiedlicher Ausdehnung verschiedener Brennstoffstäbe belastet wird.The invention is based on the object to provide a nuclear reactor fuel assembly in which all Parts can be assembled before use and disassembled after use and which prevents relative axial movement between the parts during use, anyway but neither the holding device nor the lateral localization system with different dimensions different fuel rods is loaded.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Brennelement erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise eine weitere innere Hülle, die auf dem größten Teil ihrer Länge im Abstand von der äußeren Hülle angeordnet ist, vorhanden ist, daß diese innere Hülle ebenfalls in an sich bekannter Weise von der Halteeinrichtung getragen wird, und daß die innere Hülle und die Halteeinrichtung Teilstücke aufweisen, die für den Eingriff in Bajonettschlitze im unteren Endteilstück der äußeren Hülle zur Lokalisierung und Hinderung der Axialbewegung zwischen dieser inneren Hülle, der äußeren Hülle und der HalteeinrichtungThis object is achieved according to the invention in the fuel assembly mentioned at the outset in that in per se known manner another inner shell, which for most of its length at a distance from the outer shell is arranged, there is that this inner shell also in a manner known per se from the holding device is carried, and that the inner shell and the holding device have portions that for engaging bayonet slots in the lower end portion of the outer shell for location and Preventing axial movement between this inner shell, the outer shell and the holding device

ausgebildet sind.are trained.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher beschrieben, und zwar zeigtThe invention will now be described in more detail with reference to the drawing showing it as an example, namely shows

F i g. 1 die Seitenansicht eines Kernreaktor-Brennelements im Mittelschnitt,F i g. 1 is a side view of a nuclear reactor fuel assembly in a central section,

F i g. 2 eine Draufsicht im Schnitt nach der Linie H-II in Fig. 1,F i g. 2 is a plan view in section along the line H-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1,Fig. 3 is a section along the line III-III in Fig. 1,

F i g. 4 eine Teilseitenansicht einer Einzelheit,F i g. 4 is a partial side view of a detail;

F i g. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer weiteren Einzelheit,F i g. 5 is a partially sectioned side view of a further detail;

Fig.6 eine vergrößerte Seitenansicht einer anderen Einzelheit,Fig. 6 is an enlarged side view of another Detail,

F i g. 7 eine vergrößerte Teildraufsicht eines weiteren Details, währendF i g. 7 is an enlarged partial plan view of a further detail, while FIG

F i g. 8 eine vergrößerte Teildraufsicht noch einer anderen Einzelheit wiedergibt.F i g. Figure 8 shows an enlarged partial plan view of still another detail.

In der Zeichnung ist ein Kernreaktor-Brennelement dargestellt, das insbesondere, aber nicht ausschließlich, für einen gasgekühlten, graphitmoderierten Kernreaktor geeignet ist und ein Bündel von Brennstoffstäben 1 aufweist, welches innerhalb einer Graphithülle 2 untergebracht ist. Die Brennstoffstäbe 1 bestehen jeweils aus einer röhrenförmigen zylindrischen Metallhülle 3, die mit einer Außenaufrauhung entweder in Form eines befestigten Drahtwendeis oder, wie gezeigt, in Form von schraubenförmig oder rund umlaufenden Rippen 4 versehen ist. Jede Hülle 3 enthält einen Stapel von zylindrischen spaltbaren Keramikpellets (z. B. UO2) 5, von denen jedes eine Vertiefung 6 an jedem Ende hat. Die Vertiefungen 6 der Pellets 5 bilden bei gestapelten Pellets eine Folge von Zwischenräumen 7 entlang jedem Brennstoffstab. Eine becherförmige, angeschweißte Endkappe 8 verschließt das obere Ende jeder Hülle 3, und eine verschweißte Endkappe 9 mit vorstehenden Mittelzapfen 10 verschließt das untere Ende jeder Hülle 3. Eine nicht-spaltbare Scheibe 11 zur Wärmeisolierung (z. B. Aluminiumoxid) ist zwischen jede Endkappe 8, 9 und die angrenzenden Pellets 5 des Stapels eingefügt. Jeder Brennstoffstab 1 ist etwas kürzer als die Hülle 2, und die Hüllen 3 erstrecken sich ohne Unterteilung über die ganze Länge der Brennstoffstäbe.In the drawing, a nuclear reactor fuel assembly is shown, which in particular, but not exclusively, is suitable for a gas-cooled, graphite-moderated nuclear reactor and a bundle of fuel rods 1 which is housed within a graphite shell 2. The fuel rods 1 are made each of a tubular cylindrical metal shell 3, which with an external roughening either in In the form of a fixed wire or, as shown, in the form of a helix or a circumferential one Ribs 4 is provided. Each shell 3 contains a stack of cylindrical fissile ceramic pellets (e.g. UO2) 5, each of which has a recess 6 at each end. The wells 6 of the pellets 5 form when stacked Pellets a series of spaces 7 along each fuel rod. A cup-shaped, welded one End cap 8 closes the upper end of each shell 3, and a welded end cap 9 with protruding Central pin 10 closes the lower end of each shell 3. A non-splittable disc 11 for thermal insulation (e.g. alumina) is inserted between each end cap 8, 9 and the adjacent pellets 5 of the stack. Each fuel rod 1 is slightly shorter than the sheath 2, and the sheaths 3 extend over without subdivision the full length of the fuel rods.

Die unteren Enden der Brennstoffstäbe 1 werden von dem Brennstabstützteil 12 eines Haltegitters getragen bzw. gehalten, wobei der Teil 12 vier konzentrische Ringe 13 aufweist, die aus gebogenem, gedoppeltem Bandmaterial (z. B. aus Edelstahl) geformt sind, das hochkant steht und so ausgebildet ist, daß öffnungen 14 gebildet werden, die gleichmäßig über die Ringe 13 verteilt sind. Die öffnungen 14 werden durch sich genau gegenüberstehende bogenförmige Teilstücke 15 des Bandmaterials gebildet, und die übrigen Teilstücke 16 der Ringe werden durch Schweißen oder Hartlöten der gedoppelten Bänder gebildet. Die Ringe werden von einem lasttragenden Teil des Haltegitters getragen, der sechs radiale Stützen aus jeweils zwei parallelen Schenkeln 17 aufweist, die aus Bandmaterial (2. B. aus Edelstahl) bestehen und hochkant unter den Ringen 13The lower ends of the fuel rods 1 are supported by the fuel rod support part 12 of a support grid or held, wherein the part 12 has four concentric rings 13, which are made of curved, doubled Band material (e.g. made of stainless steel) are formed, which stands on edge and is designed so that openings 14 which are evenly distributed over the rings 13. The openings 14 are precise by themselves opposing arcuate sections 15 of the strip material are formed, and the remaining sections 16 the rings are formed by welding or brazing the doubled bands. The rings are made by carried by a load-bearing part of the retaining grid, the six radial supports each from two parallel Has legs 17, which are made of strip material (2. B. from Stainless steel) and upright under the rings 13

O₀ angeordnet sind. Letztere sind in flache Schlitze 18 der Schenkel 17 eingelassen und werden durch umgekehrte längliche U-Bügel 19 gehalten, die an die Schenkel 17 punktgeschweißt sind, wie in F i g. 4 angedeutet Zwei sich gegenüberliegende Paare von Schenkeln 17 weisen am inneren Ende bogenförmige Teilstücke 20 ( F i g. 2) auf, an denen ein kurzes Rohr 21 zentrisch zum Gitter 12 angeschweißt oder hartgelötet ist. Das Rohr 21 hat eine ringförmige Innenschulter 22, auf der sich das EndeO ₀ are arranged. The latter are let into shallow slots 18 in the legs 17 and are held in place by inverted elongated U-brackets 19 which are spot-welded to the legs 17, as shown in FIG. 4 indicated. Two opposing pairs of legs 17 have arcuate sections 20 (FIG. 2) at the inner end, to which a short tube 21 is welded or brazed centrally to the grid 12. The tube 21 has an annular inner shoulder 22 on which the end

eines langen zentralen Rohres 23 abstützt, das an das Rohr 21 angeschweißt ist. Die übrigen Paare der Schenkel 17 sind durch Schweißen oder Hartlöten mit dem einen oder anderen der sich gegenüberliegenden Schenkel 17 mit den bogenförmigen Teilstücken 20 verbunden, und die benachbarten Paare sind außerdem aneinander befestigt, wie in F i g. 2 gezeigt.a long central tube 23 which is welded to the tube 21. The remaining pairs of the Legs 17 are by welding or brazing with one or the other of the opposite Legs 17 are connected to the arcuate sections 20, and the adjacent pairs are also attached to each other as shown in FIG. 2 shown.

Die äußeren Enden der Schenkel 17 sind abgewinkelt und an die oberen Teilstücke einer ringförmigen Halteeinrichtung 24 angeschweißt oder hartgelötet. Die Halteeinrichtung 24 wird von zwei mit Flanschen versehenen Ringen gebildet, die entlang ihren Flanschen so zusammengeschweißt oder hartgelötet sind, daß sie ein oberes umlaufendes Teilstück 25, einen gemeinsamen Flansch 26 und ein unteres umlaufendes Teilstück 27. bilden (vgl. F i g. 5, die eine Seitenansicht — teilweise im Mittelschnitt — des Haltegitters und der Halteeinrichtung 24 ist). Das Teilstück 25 der Halteeinrichtung 24 ist mit drei U-förmigen Ringsegmenten 28 versehen, die je zwei gesonderte, teilweise umlaufende rippenartige Teilstücke bilden. Die Ringsegmente 28 sind gleichmäßig über den Umfang des Teilstücks 25 verteilt. Jedes Ringsegment 28 hat außerdem einen nach unten herausragenden Endanschlag 28' (F i g. 2 und 5), jedoch nur an einem Ende. Zwischen zwei der drei rippenförmigen Ringsegmente 28 ist das Material des Teilstücks 25 ausgestanzt, um zwei Paare von nach innen vorstehenden Zungen 29 zu bilden ( F i g. 5 und 2).The outer ends of the legs 17 are angled and attached to the upper sections of an annular Holding device 24 welded on or brazed. The retainer 24 is flanged by two provided rings which are welded or brazed together along their flanges in such a way that that they have an upper circumferential portion 25, a common flange 26 and a lower circumferential Part 27 form (see. Fig. 5, which is a side view - partially in the middle section - of the holding grid and the holding device 24). The section 25 of the holding device 24 is provided with three U-shaped ring segments 28, each of which has two separate, partially circumferential Form rib-like sections. The ring segments 28 are uniform over the circumference of the section 25 distributed. Each ring segment 28 also has a downwardly protruding end stop 28 '(Figs. 2 and 5), but only at one end. Between two of the three rib-shaped ring segments 28 is the material of the Part 25 punched out to form two pairs of inwardly protruding tongues 29 (Figs. 5 and 2).

Die Brennstoffstäbe 1 sind jeweils über die zentralen in den Öffnungen 14 des Gitters 12 sitzenden Zapfen 10 der unteren Endkappen 9 an dem Teilstück 16 des Stützgitters 12 so befestigt, daß sie dadurch getragen werden. Das untere Ende jedes Zapfens 10 ist bei 20' ringförmig genutet ( F i g. 1), und in diese Nut greift eine verformbare Klammer 50 ( Fig.8 vergrößert gezeigt) ein, deren Schenkel 51 durch ein entsprechendes Werkzeug nach innen verformt werden können, wodurch der jeweilige Brennstoffstab 1 in seiner abgestützten Stellung festgehalten wird; er kann aber auch durch Spreizen der Klammer 50 mittels eines geeigneten Werkzeugs und Herausziehen aus der Nut 20' bei Demontage des Brennelementes nach der Bestrahlung entfernt werden.The fuel rods 1 are in each case via the central pegs 10 seated in the openings 14 of the grid 12 the lower end caps 9 attached to the section 16 of the support grid 12 so that they are supported thereby will. The lower end of each pin 10 is annularly grooved at 20 '(FIG. 1), and one engages in this groove deformable clamp 50 (Fig. 8 shown enlarged) one, the legs 51 of which can be deformed inward by a suitable tool, whereby the respective fuel rod 1 is held in its supported position; but he can also by spreading the clamp 50 using a suitable tool and pulling it out of the groove 20 'can be removed when dismantling the fuel assembly after irradiation.

Auf dem Flansch 26 der Halteeinrichtung 24 sitzt ein äußerer Graphitmantel 31 der Hülle 2 mit dem unteren Ende auf. Eine innere Hülle 32 aus Graphit wird durch das Teilstück 25 der Halteeinrichtung 24 gehalten. Die innere Hülle 32 ist von dem Graphit-Außenmantel 31 der Hülle 2 durch einen Zwischenraum getrennt, ausgenommen dort, wo vier Umfangs-Teilstücke 33 des Mantels 32 von größerem Außendurchmesser (eins an jedem Ende und die anderen zwei mit gleichem Abstand in der Mitte liegend) die innere Oberfläche des Mantels 3t berühren. Die Abstände zwischen den Mänteln 31 und 32 bilden statische Gasspalte, die die Wärmeisolierung des Mantels 31 gegen die durch die Brennstoffstäbe während der Bestrahlung in einem Kernreaktor erzeugte Wärme unterstützen.On the flange 26 of the holding device 24 sits an outer graphite jacket 31 of the shell 2 with the lower one End on. An inner casing 32 made of graphite is held by the section 25 of the holding device 24. the inner shell 32 is separated from the graphite outer shell 31 of the shell 2 by a gap, except where four circumferential sections 33 of the jacket 32 of larger outer diameter (one on each end and the other two equally spaced in the middle) the inner surface of the mantle 3t touch. The distances between the jackets 31 and 32 form static gas gaps that provide thermal insulation of the jacket 31 against the by the fuel rods during irradiation in a nuclear reactor support generated heat.

Der innere Mantel 32 weist außerdem drei nach außen vorstehende Rippen 34 (F i g. 1 und 2) auf, die um sein unteres Ende herum gleichmäßig verteilt sind und radial weiter als die untersten Teilstücke 33 vorragen. Die Rippen 34 greifen zusammen mit den Ringsegmenten 28 der Halteeinrichtung 24 in einen Bajonettschlitz 35 in der inneren unteren Endfläche des Mantels 31 ein. Dieses Eingreifen dient zur Arretierung und Sicherung gegen relative axiale Bewegung der Mäntel 31 und 32 und der Halteeinrichtung 24, zusammen mit dem Haltegitter 12, das an letzterer befestigt ist. Wenn der Mantel 32 und die Halteeinrichtung 24 in die Führung des Bajonettschlitzes 35 des Mantels 31 eingeführt sind und dann die Rippen 34 und die Ringsegmente 28 zum Eingreifen in den Bajonettschlitz 35 gedreht worden sind, wird die Verriegelung in dieser Stellung vollendet durch Einsetzen eines Bauteils 29' (in F i g. 6 vergrößert und in F i g. 2 eingebaut gezeigt) in Flucht mit dem entsprechenden Paar von Zungen 29 und Zusammenbiegen der letzteren zum Eingreifen des Bauteils 29', der dann am einen Ende des Bajonettschlitzes 35 angreift, während der Anschlag 28' am anderen Ende des Bajonettschlitzes 35 angreift, und damit ist die Halteeinrichtung 24 in ihrer Stellung fixiert. '■'■■■■ The inner jacket 32 also has three outwardly projecting ribs 34 (FIGS. 1 and 2) which are evenly distributed around its lower end and which project radially further than the lowermost sections 33. The ribs 34, together with the ring segments 28 of the holding device 24, engage in a bayonet slot 35 in the inner lower end surface of the jacket 31. This engagement serves to lock and secure against relative axial movement of the shells 31 and 32 and the holding device 24, together with the holding grid 12 which is attached to the latter. When the jacket 32 and the holding device 24 have been inserted into the guide of the bayonet slot 35 of the jacket 31 and then the ribs 34 and the ring segments 28 have been rotated to engage in the bayonet slot 35, the locking in this position is completed by inserting a component 29 '(shown enlarged in Fig. 6 and installed in Fig. 2) in alignment with the corresponding pair of tongues 29 and bending the latter together to engage component 29' which then engages one end of bayonet slot 35 while the stop 28 'engages the other end of the bayonet slot 35, and the holding device 24 is thus fixed in its position. '■' ■■■■

Um die oberen Enden der Brennstoffstäbe 1 auf richtigem Seitenabstand innerhalb der Mäntel 31 und 32 zu halten, ist ein Abstandsgitter 36 ( F i g. 1,3 und 7) am zentralen Rohr 23 befestigt, und zwar mit einer Hülse 37, die an das Rohr 23 angeschweißt ist und eine Umfangsnut 38 aufweist, in welche verschweißte oder hartgelötete bogenförmige Teilstücke 39 ( F i g. 7) des Abstandsgitters 36 eingreifen. Das Abstandsgitter 36 weist eine Vielzahl von röhrenförmigen Bauteilen 40, beispielsweise aus Edelstahl, auf, die jeweils eine Vielzahl (z. B. wie in F i g. 3 gezeigt, fünf) nach innen gerichteter Vorsprünge 41 haben, am besten mit dem Ausdruck »Grübchen« beschrieben, die gleichmäßig über den inneren Umfang des jeweiligen röhrenförmigen Bauteils 40 verteilt und durch Prägen geformt sind. Die röhrenförmigen Bauteile 40 können entweder von gleichbleibendem Durchmesser sein (wie gezeigt) oder alternativ einen sich über ihre Länge ändernden Querschnitt haben, so daß sie in ihrer Mitte den kleinsten und an ihren beiden Enden den größten Querschnitt aufweisen, um die Montage zu erleichtern. Die röhrenförmigen Bauteile 40 sind zueinander in der richtigen Stellung über Stege 42 aus hochkant angeordnetem Bandmaterial (z. B. aus Edelstahl) gesichert, um sie der konzentrischen Teilung des Haltegitters 12 anzupassen. Jeder dieser Stege 42 hat bogenförmige Teilstücke 43, die an die röhrenförmigen Bauteile 40 geschweißt oder hartgelötet sind, und gerade Teilstücke 44, die sich zwischen den röhrenförmigen Bauteilen erstrecken. Die geraden Teilstücke 44 sind jeweils an ein entsprechendes Teilstück 44 eines benachbarten Steges 42 geschweißt oder hartgelötet, so daß Verbindungsstücke von doppelter Materialdicke gebildet werden. Das Abstandsgitter 36 ist durch einen Ring 46 aus hochkant angeordnetem Bandmaterial (z. B. Edelstahl) vervollständigt, an den bogenförmige Teilstücke der äußeren Stege 42 geschweißt oder hartgelötet sind.Around the upper ends of the fuel rods 1 at the correct lateral distance within the jackets 31 and 32 To hold, a spacer grid 36 (Figs. 1, 3 and 7) is attached to the central tube 23 with a sleeve 37, which is welded to the tube 23 and has a circumferential groove 38 in which welded or Brazed arcuate sections 39 (FIG. 7) of the spacer grid 36 engage. The spacer grid 36 has a plurality of tubular components 40, for example made of stainless steel, each one Have a plurality (e.g., five as shown in FIG. 3) inwardly directed protrusions 41, preferably with the The term "dimple" is used to describe evenly around the inner circumference of each tubular Component 40 are distributed and shaped by embossing. The tubular members 40 can either be of constant diameter (as shown) or alternatively one that changes over its length Have a cross-section so that they have the smallest in their center and the largest at both ends Have cross-section to facilitate assembly. The tubular members 40 are in relation to one another Correct position secured by webs 42 made of edgewise strip material (e.g. made of stainless steel), in order to adapt them to the concentric division of the holding grid 12. Each of these webs 42 has arcuate sections 43 welded or brazed to tubular members 40, and straight sections 44 extending between the tubular members. The straight sections 44 are each welded or brazed to a corresponding section 44 of an adjacent web 42, see above that connectors are formed from twice the material thickness. The spacer grid 36 is through a Ring 46 made of edgewise arranged strip material (e.g. stainless steel) completed on the arcuate sections of the outer webs 42 are welded or brazed.

Das obere Abstandsgitter 36 ist etwas unterhalb der Oberkante der Brennstoffstäbe 1 angeordnet und fluchtet mit dem oberen umlaufenden Teilstück 33 des Mantels 32. Die dazwischen liegenden Abstandsgitter 36, ähnlich dem oberen Abstandsgitter 36, sind jeweils in Höhe der zwei dazwischen liegenden umlaufenden Teilstücke 33 des Mantels 32 angeordnet. Die Brennstoffstäbe 1 können sich in den röhrenförmigen Bauteilen 40 der Abstandsgitter 36 (die nur durch die nach innen gerichteten Vorsprünge 41 berührt werden) zur Aufnahme unterschiedlicher Wärmeausdehnung axial bewegen, während sie seitlich durch die Vorsprünge gehalten werden. Zum gleichen Zweck können sich die Abstandsgitter 36 relativ zum Mantel 32 bewegen, bedingt durch das Ausmaß der unterschiedlichen Wärmeausdehnung zwischen dem Zentralrohr 23 undThe upper spacer grid 36 is arranged slightly below the upper edge of the fuel rods 1 and is aligned with the upper circumferential section 33 of the shell 32. The spacer grids in between 36, similar to the upper spacer grid 36, are each at the level of the two circumferential spacers lying in between Sections 33 of the jacket 32 are arranged. The fuel rods 1 can be in the tubular Components 40 of the spacer grids 36 (which are only touched by the inwardly directed protrusions 41) move axially to accommodate different thermal expansion while moving laterally through the projections being held. For the same purpose, the spacer grids 36 can move relative to the shell 32, due to the extent of the different thermal expansion between the central tube 23 and

dem Graphitmantel 32.the graphite jacket 32.

Das obere Ende des Graphitmantels 32 endet unter dem oberen Ende des Graphitmantels 31, damit im oberen Endteilstück des Mantels 31 das untere umlaufende Teilstück 27 der Halteeinrichtung 24 eines darüber liegenden Brennelementes (nicht gezeigt) aufgenommen wird. Das obere Ende des Mantels 31 ist bei 45 abgeschrägt, um das Einführen zu erleichtern. Die · seitliche Lokalisierung zwischen benachbarten Brennelementen ist, wenn sie in einem Brennelementkanal gestapelt werden, dadurch gewährleistet. Das Gewicht vom einen Brennelement auf das nächstuntere Brennelement wird über den Flansch 26 der Halteeinrichtung 24 übertragen, indem dieser sich auf die Oberkante der äußeren Hülle 2 des nächstunteren Brennelementes aufsetzt. Das unterste Brennelement wird durch seinen Flansch 26 getragen, der auf einem (nicht gezeigten) Haltesockel im Boden des entsprechenden Brennstoffkanals sitzt.The upper end of the graphite jacket 32 ends below the upper end of the graphite jacket 31 so that the lower circumferential section 27 of the holding device 24 of an overlying fuel assembly (not shown) is received in the upper end section of the jacket 31 . The upper end of the jacket 31 is chamfered at 45 to facilitate insertion. The lateral localization between adjacent fuel assemblies is guaranteed when they are stacked in a fuel assembly channel. The weight from one fuel assembly to the next lower fuel assembly is transferred via the flange 26 of the holding device 24 in that the latter rests on the upper edge of the outer shell 2 of the next lower fuel assembly. The lowermost fuel assembly is carried by its flange 26, which sits on a support base (not shown) in the bottom of the corresponding fuel channel.

Das zentrale Rohr 23 bewirkt die Aufnahme eines Hebe- und Senkgestänges (nicht dargestellt), an dem ein Stapel Brennelemente befestigt werden kann, wobei das Hebe- und Senkgestänge an der Halteeinrichtung 24 des untersten Brennelementes des Stapels befestigt wird. Im typischen Fall können sechs Brennelemente in einem Stapel vorgesehen sein.The central tube 23 causes the inclusion of a lifting and lowering rod (not shown) on which a Stack of fuel assemblies can be attached, the lifting and lowering rods on the holding device 24 of the is attached to the lowest fuel assembly of the stack. Typically there can be six fuel bundles in one Stack be provided.

Das Brennelement ist insofern vorteilhaft, als die Einzelteile alle von unten durch eine einzige Halteeinrichtung (24) gehalten werden und daß das Gewicht der Einzelteile auf die unteren Brennelemente im Stapel über die äußeren Graphithüllen weitergeleitet wird.The fuel assembly is advantageous in that the individual parts are all held from below by a single holding device (24) are held and that the weight of the individual parts on the lower fuel assemblies in the stack is passed on via the outer graphite shells.

Dadurch stehen die äußeren Graphithüllen eines Brennelementstapel nicht nur während des Betriebes unter Druckbelastung, sondern auch sowohl während des Heraushebens aus einem Brennelementkanal als auch während des Hineinsenkens in einen bei Beschickungsvorgängen. Somit wird verhindert, daß die Graphitmäntel zu irgendeinem Zeitpunkt während des Betriebs oder bei der Beschickung auf Zug beansprucht werden. Die Zugfestigkeit von Graphit ist bekanntlich nicht so hoch wie seine Druckfestigkeit.As a result, the outer graphite shells of a fuel element stack are not only in place during operation under pressure, but also both during lifting out of a fuel assembly channel as also while lowering into one during loading processes. This prevents the Graphite jackets stressed in tension at any point during operation or loading will. It is well known that the tensile strength of graphite is not as high as its compressive strength.

Weiterhin bewirkt die Konstruktion, daß unterschiedliche Ausdehnungen zwischen den verschiedenen Brennstoffstäben eines Brennelementes weder zu Beanspruchungen des Stütz- und seitlichen Lokalisierungssystems noch der Brennstoffstäbe selbst führen.Furthermore, the construction causes different expansions between the different Fuel rods of a fuel assembly neither cause stress on the support and lateral localization system nor the fuel rods themselves lead.

Ein weiterer Vorteil ist die relative Einfachheit des Brennstoffstab-Wechsels während der Fabrikationszeit, wenn sich dieser infolge aufgetretener Schäden oder anderweitiger Fehler als notwendig erweist, um die Herstellungs- oder Prüfungsvorschriften zu erfüllen. Das untere Ende des Brennstoffstabes braucht nur gelöst zu werden, dann kann der Brennstoffstab axial nach oben herausgezogen und leicht durch einen anderen ersetzt werden. Bei früheren Ausführungen, die das Schweißen eines Brennstoffstabes an beiden Enden desselben in seiner Stellung in den Halterungen mit sich brachte, war das notwendige Entfernen ein schwieriger und zeitraubender Ausschneideprozeß, und außerdem war das erneute Verschweißen eines Ersatzstabes erforderlich.Another advantage is the relative ease of changing the fuel rod during the manufacturing period, if this proves to be necessary as a result of damage or other errors in order to maintain the To meet manufacturing or testing regulations. The lower end of the fuel rod only needs to be released, then the fuel rod can be pulled axially upwards and easily through a others to be replaced. Earlier designs involved welding a fuel rod at both ends the same in its position in the brackets with it, the necessary removal was a difficult one and time consuming cutting out process, and also the rewelding of a replacement rod necessary.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Claim:

Nuclear reactor fuel assembly with a bundle of parallel fuel rods in an outer Shell made of structural material are housed, with a central, longitudinally extending Holding rod, further with a holding device, which both the lower end of the shell and that the fuel rods is supported, as well as with side spacers in which the fuel rods to slidably attached to the support rod to position the fuel rods laterally, thereby characterized in that in a known manner, a further inner shell (32), which is on the most of its length is arranged at a distance from the outer shell (2), there is that this inner shell (32) is carried by the holding device (24) in a manner also known per se, and that the inner shell (32) and the holding device (24) have sections (34 and 28, respectively) which are for the engagement in bayonet slots (35) in the lower end portion of the outer shell (2) for localization and preventing axial movement between said inner shell (32), the outer shell (2) and the Holding device (24) are formed.