DE1539651A1

DE1539651A1 - Abstandshalter fuer die Brennstoffstaebe in einer Brennstoffkassette und Verfahren zur Herstellung eines solchen Abstandshalters

Info

Publication number: DE1539651A1
Application number: DE19661539651
Authority: DE
Inventors: Constan Glandin; Aart Van Santen; Bjoern Widell
Original assignee: ASEA AB; Allmanna Svenska Elektriska AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1965-07-02
Filing date: 1966-06-29
Publication date: 1970-09-24
Also published as: DE1539651B2; BE683351A; NL6609152A; SE312612B; FI45905C; US3405033A; GB1147233A; FI45905B

Description

Abstandshalter für die Brennstoffstäbe in einer Brennstoffkassette und Verfahren aur Herstellung eines solchen Abstandhalten

Die Erfindung betrifft einen Abstandshalter t\lr die Brennstoffstäbe in einer Kernbrennstoffkassette, bestehend aus einem Abstandshaltergestell mit einem äußeren Rahmen und swei.parallelen, in Abstand voneinander angeordneten und ua Rahmen befestigten Grittern mit mehreren polygonalen Gliedern, die, je nur einen Brennstoffstabin der Brennstoffkassette umsohließen, und aus vom Abstandshaltergestell getragenen Haltefedern, die sioh »wischen diesen Gittern erstrecken, an diesen befestigt sind und von denselben gestützt werden.

Bekannte Abstandshalter der angegebenen Art, siehe z.B. die brit. Patentschrift 968 321, haben, obwohl oie eine exakte Fixierung der einzelnen Brennstoffstäbe ergeben und bedeutende Vorteile vom '. ontagegesichtspunkt aus bieten, mehrere Naohteile. Sie haben meist eine unnötig große Menge von neutronenabsorbierendem oder teurem Material und einen ebenfalls unnötig

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großen dcrömungawiderstand für daa Kühlmittel, «eil daB Varhältnia von freier und blocKierter .uersohnittsflache ungünstig ist. Ihr größter Maohteil ist aber ihre ni^ht ausreichende Feuerwirkung, d^enn sie bieten nur eine radiale (aeitliohe) federung. Da aber ein Brennstoffs tab auoh axial (in der Längsrichtung) und tangential (wobei der Mittelpunkt des Stabaa einen Kreis beschreibt) aufgrund der Zwanguumwälzung des KUhI-P mittels vibrieren kann, führt dies bei fehlender Federung zu einem starken Abrieb, der die Brennstoffhülse beschädigt und den Brennstoffstab zerstört.

Die Erfindung ist eine Weiterentwicklung des bekannten Abstandahalters. iiin Zweck der Erfindung 1st, einan Abstandshalter zu schaffen, der die obengenannten Nachteile vermeidet und außerdem einfach und billig herzu3tellen ist. Die3 wird dadurch ermöglicht, daß der Abstandshalter gemäß der Erfln-. dung schmale und langgestreckte iialtefedern auf.'/eist, die an beiden Gittern an den Ecken der ?ol?/gonalen Glieder befestigt sind. Duroh diese Ausführung wird der Abstandshalter -sehr leioht, aber trotzdem stabil und zuverlässig und ergibt eine besonders zufriedenstellende IPederv/irkung. Die Haltefedern werden zweckmäßig so ausgeführt, daß sie im wesentlichen frei von den die Gitter in einer zu diesen winkelrechten Richtung belastenden Spannungen sind. Die beiden Gitter bekommen dann eine gewisse Stütze durch die Haltefedern und bilden gleichzeitig Befestigungspunkte für dieselben. Pur ein Abstandshaltergestell der obengenannten Art werden die Iialtefedern vor-

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- teilhaft so ausgeführt, daß sie aua bandförmigen Federeleraenten berstehon, die in der Hauptsache winkelrecht zur 3bene der Gitter verlaufen und an ihr'm Mittelteil mit im wepentlichen parallel zu den Gittern herausrufenden, den brennstoffetabpositionen dee iVbatandshalters zugekehrte tuebushtungen oder Anlagekorpern vereehen sind.* Die Sitter selbst können aus mehreren polygonalen ringförmigen Gliedern zusammengesetat sin, die miteinander beispielsweise durch Schweißen oder Löten verbunden werden, doch können die Gitter auch daduroh hergestellt werden, daß einander kreuzende Leisten über den äußeren iiahiaen dee Abotandshaltergestelle gelegt werden.

Naoh einem weiteren Vorschlag der Erfindung werden Abetandshalter bo .-lerges teilt, daß naoh Anspruch 6, bei dem die zwei polygonalen ringförmigen Glieder und die Ilaltefedern, die einer beliebigen Brennstoffatdbpoalfcion angehören, in einem ottick ausgebildet sind. Dies wird daduroh erreiant, daß die polygonalen ringförmigen Glieder der jitter ait dazugehörigen Haltefedern | durch iusetaiiien oder dergleioiien iue einem flachen 31ech hergestellt werden, daa zum iusbilden der federnden, zur Anlage gegen die irenuotoff.itibe vorgesehenen Ausbuchtung der Haitefedern in einem vorzugs.voiae abgerund(2ten -inkel hHuptoichlich um eeinen Mittelteil, danach in entgegengecetzter liichtung su beiden · eiten der eretgenannten Biegung uni danach iia vie-eatliclien winkelreoht zu den erstgenannt on Biegungen gebogen wird, so dai3

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die zum Gitter gehörenden ringförmigen Glieder ^xb5 gebildet werden. Die durch das Verfahren hergestellten Abstandahalterelemente werden schließlich so zusammengefügt, daß dadurch auoh zwei Gitter gebildet werden.

Die Jirfindung ist im folgenden anhand der Zeiohnung näher beschrieben, in dieser zeigen

Fig. 1 eine Aufsicht eines Teils eines erfindungagemäßen Abetandshalters,

<'ig. 2 eine perspektivische Darstellung einer etwas abweichenden Ausführungsform der Erfindung,

fig. 3 einen diagonalen Schnitt durch eine Brennstoffstabposition und

Fig. 4 ein ausgestanztes Bleohstüok für eine BrennBtoffstabposition naoh Fig. 3.

In den Figuren bezeichnet 1 den äußeren Rahmen des Abstandshalter und 2 die inneren Zwischenwände, die die Brennstoffstabpositionen im Abstandshalter bilden. Ib Abstandshalter nach Fig. 1 werden die Zwischenräume 2 aus mehreren separaten ringförmigen Gliedern mit quadratischer Grundform gebildet, von denen jedes einen in.der Figur angedeuteten Brennstoffstab 3 umschließt. Die ringförmigen Glieder sind fest miteinander verbunden, vorzugsweise zusammengeschweißt, und sind in den icken mit einer Abkantung 4 versehen, die einen Befestigungs- oder ^neatzpunkt für die Haltefedern 5 bildet. Die Zwischenwände 2 bilden ein Gitter

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und der Abstandshalter naoh der Erfindung umfaßt zwei solche Gitter, die in Abstand voneinander in der Axialdichtung der Brennstoffstäbe angeordnet und beide an dem gemeinsamen äußeren Rahmen 1 befestigt sind. Jede Brennstoffatabposition umfaßt somit zwei ringförmige Glieder untereinander und zwischen diesen angebrachte vier Haltefedern 5. Die Haltefeder!* bestehen in der gezeigten Ausführungsform aus getrennten Elementen, die über die Eckkanten der brennstoffStabpositionen f gebogen und eventuell mit Hilfe von Schweißen oder Löten gesichert sind.

Um daa Gewicht des Abstandshalters zu vermindern, werden die Seiten der im wesentlichen quadratischen ringförmigen Glieder so geschliffen, daß die «Vanddioke in den Seiten geringer wird als in den Eckkanten 4. Die Eoken verlangen eine größere •Yanddicke, weil sie die Haltefedern 5 tragen.

In S¹Ig. 2 iat eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Zwischenwände 2 aus einander kreuzenden Leisten bestehen, die vom in.Fig.. 2 nicht gezeigten äußeren Rahmen 1 getragen werden. Die Leisten sind mit Ausnehmungen versehen, so daß sie sich in den Schnittpunkten in derselben Ebene kreuzen können. In der Ausführungsform nach Pig, 2 bestehen die Haltefedern 5 aus bandförmigen Pederelementen, die diagonal über die Schnittpunkte der Zwischenwände gelegt sind. Die Federbänder 5 können bei der Montage mit Vorteil zu geschlossenen Einheiten zusammengefügt werden. Ungefähr zwischen dem oberen und dem unteren Gitter sind die

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Haltefedern mit Ausbuchtungen 6 versehen, die Anlngekörper für die 3rennstoffstäbe bilden. Eventuell können die Ausbuchtungen 6 durch feste Anlagekörper ersetzt v/erden. '¹Ie Federn 5 werden zweckmäßig so bemessen, daß normalerweise Keine //imcelrecnt gegen die Gitterebene wirkende Kraft erhalten wird. Ia der Figur ist nur ein diagonal gestelltes .Federband gezeigt. In einem vollständigen Abstandehalter wird natürlich auch ein zweites ifederband winkelrecht zu dem gezeigten angeordnet.

?ig. 3 zeigt eine erennatoffstibposition in diagonalem Schnitt, d.h. der 3ohnitt ist axial und diagonal über das im wesentlichen quadratische ilbstandshalterelement gelegt. Im Gegensatz zu der Ausfünrungsform nach Fig. 1 3ind die Haltefedern in der Ausführungsform naoh Fig. 3 in einem üttick mit dem übrigen Abstandehalterelement ausgeführt. Die Herstellung eines solchen Abstandshalterelements wird so durchgeführt, daß m&n von einem flachen Blech ausgeht und ein iUück mit dor in ^ig. 4 gezeigten Form ausstanzt» Danach wird das flache ilechweräsfcfick lings der Mittellinie 7 ia i?±g· 4 vorzugsweise abgerundet gebojea. üann werden zwei Biegungen, in entgegengesetzter Richtung auf jeder ueite der ersten 3iegung ausgeführt, wie mit gestrichelten Linien 8 in Fig. 4 angedeutet 1st. Danach wird das ßleöh/ierkotück zu al·» nem geschlossenen, im wesentlichen quadratischen abstandshalter·» element mit abgeseiirägten Ecken gebogen ₉ was d«rcli biegen läaga der gesfcriohslten Linien 9 erreicht wird. Nachdem diese letzt® Biegung ausgeführt ist, werden - wann srwünschfe «=■ die aneinander

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atoßenden Enden 10 und 11 durch johweißen zusammengefügt, wobei die in JFig. 3 gezeigte Fuge 12 erhalten wird. Die derart hergestellten Abstandshalterelemente werden in derselben -eise wie in der Ausführungsform nach Pig. 1 zu einem Abstandshalter zusammengefügt«

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Claims

Patentansprüohe ι

1. Abstandshalter für die Brennstoffetäbe in einer Kernbrennstoffkassette, bestehend aus einem Abstandshaltergeetell mit einem äußeren Rahmen und zwei parallelen» in Abstand voneinander angeordneten und am Rahmen befestigten Gittern mit mehreren polygonalen Gliedern, die je nur einen Brennstoffstab in der Brennstoffkassette umschließen, und aus vom Abatandahaltergestell getragenen Haltefedern, die sich zwischen diesen Gittern erstrecken, an diesen befestigt sind und von denselben gestützt werden, daduroh gekennzeichnet, daß jede Haltefeder (*?) sohmal und langgestreckt und an beiden Gittern (2) an den Ecken der polygonalen Glieder befestigt ist«

2. Abstandshalter nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Haltefedern (5) so ausgebildet sind, daß sie im wesentlichen frei von den die Gitter (2) in einer au diesen winkelreohten Richtung belastenden Spannungen sind,

3* Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefedern (6) aus bandförmigen Federelernenten (5) bestehen, die im wesentlichen winkelreoht zur Ebene der Gitter (2) verlaufen und an ihrem Hittelteil mit im wesentlichen parallel zu den Gittern (2) heraueragenden, den Brennstoffetabpositionen der Gitter (2) zugekehrten Ausbuchtungen (6) versehen sind.

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4. Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gitter aus mehreren polygonalen ringförmigen Gliedern (2) zusammengesetzt ist, die fest miteinander verbunden sind.

5. Abstandshalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der polygonalen ringförmigen Glieder (2) von jedem der beiden Gitter zusammen mit den zugehörigen Haltefedern (5) eine " Brennstoffatabpoeitioa bildet.

6. Abstandshalter^aoh einem der Ansprüche 4-5, dadurch gekennzeichnet, daß aiei polygonale ringförmige Glieder (2), die einer beliebigen Brennstoffstabposition zugehören, und die Haltefedern (5)» die derselben Brennstoffstabposition zugehören, in einem Stück ausgebildet sind.

7. Abstandshalter nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekenn— | zeichnet, daß die polygonalen ringförmigen Glieder (2) eine im wesentlichen quadratische Grundfora mit abgeschrägten Eoktn haben, die den Befeetigungs- bzw. Ansatzpunkt für die Haltefedern

(5) bilden.

.8. Abstandshalter naoh Anapruoh T, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen quadratischen ringförmigen Glieder (2) tin· größere Dicke in den Ecken haben als an den Seiten.

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9. Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter aus einander kreuzenden leisteiförmigen, gruppenweise im wesentlichen parallelen Elementen beate&en.

10. Abstandshalter naoh Anepruoh 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefedern aus bandförmigen Elementen (5) bestehen, die als geschlossene Profile ausgebildet sind und diagonal über die Schnittpunkte der die Critter bildenden leietenfcrmigen Elemente verlaufen.

11. Verfahren bei Herstellung eines Abstandehaltera naoh Anspruch 6, dadurch gekenmelchnet, daß die polygonalen ringförmigen Glieder (2) der Gitter mit dazugenörigen Haltefeder» (5) durch Ausstanzen oder dergleichen aus einem riechen Blech hergestellt werden, das zum Ausbilden der federnden, zur Anlage gegen die Brennstoff stäbe (3) vorgs a shenen ;iaabuchtung (6) der Haltefedern (5) in einem vorzugsweise abgerundeten Winkel hauptsächlich um seinen Mittelteil (7)» danach in entgegengesetzter Richtung xu beiden Seiten (8) der erstgenannten Biegung und danach im wesentlichen winkelrecht (9) zu den erstgenannten Biegungen (7, 8) gebogen wird, so daß die zum ^ Gitter gehörenden ringförmigen Glieder (2) gebildet werden.

12. Verfahren naoh Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß naoh dem Bilden der polygonalen ringförmigen Glieder (2) die Endpartien (10, 11) des fertiggebogenen Bieöhteils miteinander verbunden werden. 00983 9/0217

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