DE1564434A1 - Abstandshalter fuer Brennelemente mit einer Vielzahl von Brennstoffstaeben - Google Patents

Description

• Abstandshalter für Brennelemente mit einer Vielzahl von Brennstoffstäben.
• Brennelemente von wassergekühlten Reaktoren bestehen meist aus einer Vielzahl von Brennstoffstäben in quadratischer Anordnung, die zu einem Bündel zusammengefasst und an den Stirnseiten fixiert sind. Aus der Tatsache, dass die relativ langen Stäbe im Betrieb zum Durchbiegen und zu Schwingungen neigen, ergibt sich die Forderung, mehrere Abstandshalterungen über die Länge des Bündels verteilt anzubringen. Bekannte Ausführungen von Abstandshalterungen bestehen beispielsweise aus rasterförmigen Stegnittern, deren Stege mit federnden Zungen versehen sind. Forner gibt es Halterungen, bei denen quadratische Klemmstücke zu einem Gitter zusammengefasst sind, wobei jedes dieser Klemmstückg einen Drennstoffstab umschliesst und federnd in der vorgegebenen Lage festhält. Weitere Formen sind z.B. runde Rohrabschnitte, die zwischen je vier Drennstotfstäben angeordnet und über Stege miteinander verbunden sind.
• Von Abstandshaltern wird verlangt, dass sie einen,geringen Strömungswiderstand-und eine geringe Masse aufweisen sowie einen einfachen Zusammenbau des Drennefementes ermöglichen. Neben einer sicheren Fixierung in der Querrichtung soll eine axiale Ausdehnungsmöglichkeit der Brennstoffstäbe bestehen. Die ausgeführten bzw., beschriebenen Abstandshalterkonstruktionen erfüllen diese Forderungen nur teiilaeise. So bestehen bei der Ausführung mit runden Rohrabschni"zen wegen ihrer Starrheit Schwierigkeiten bei der Montage unu bei der axialen Dehnung der Brennstoffstäbe, während der aus einzelnen Klemmstücken bestehende Abstandshalter eine relativ grosse >lasse aufweist. Die Erfindung geht nun von der Aufgabe aus, auf der Grundlage der an sich bekannten Konstruktion mit Rohrabschnitten einen Abstandshalter zu schaffen, der bei geringer Masse eine fodornde Fixierung der Brennstoffstäbe und einen einfachen Zusammenhau des Drennstoffelementes ermöglicht. 'Die Lösung besteht darin, dass zwischen je vier benachbarte Drennstoffstäbe quadratische Rohrabschnitte angeordnet werden, die über schmale dünne Stege miteinander verbunden werden und dass sich an den Seitenflächen der quadratischen Rohrabschnitte nach aussen wirkende Biegefedern befinden. Damit wird jeder Brennstoffstab von vier Federn in der vorgegebenen Lage fixiert. Die Federn erlauben sowohl ein einfaches Einschieben der Stäbe als auch deren Dehnung in axialer Richtung während des Reaktorbetriebes. Bei einem eventuellen Versagen der Federn nach längerem Betrieb best,.zt keine Gefahr einer unzulässigen Stabauslenkung, da der Brennstoffstab in diesem Fallƒ an den Seitenflächen der quadratischen Rohrabschnitte zur Anlage kommt. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist das Zusammenwirken von Diegefedern und relativ starren Anschlägen mit dem Ziel, auf den Drennstoffstab Momente auszuüben, die einer Durchbiegung der Stäbe unter dem Einfluss von Schwingungen entgegenwirken. Auf diese Weise kann die Federkraft und damit die Dicke der quadratischen Rohrabschnitte klein gehalten werden. Die Zeichnungen veranschaulichen beispielhaft und vereinfacht die Ausführungen.
• Es zeigt Fig. 1 ausschnittsweise einen erfindungsgemässen Abstandshalter in perspektivischer Darstellung, Fig. 2 die Seitenansicht eines quadratischen Rohrabschnittes für einen Abstandshalter gemäss Figur 1, Fig: 3 ausschnittsweise die Ansicht einer zweiten Variante, Fig. 4 ausschnittsweise einen Schnitt entlang der 'Linie A-A durch einen Abstandshalter gemäss Figur 3, Fig. 5 ausschnittsweise die Ansieht einer weiteren Variante, fig. 6 ausschnittsweise einen Schnitt entlang der Linie A-A durch einen Abstandshalter gemäss gemäss Figur 5.
• Gemäss Figur 1 und Figur 2 besteht eine erste Ausführungsform des erfindungsgeniiissen Abstandshalters aus quadratischen Rohrabschnitten 1, die mit Biegefedern 2 versehen und über Stege 3 miteinander verbunden sind. Die quadratischen Rohrabschnitte sitzen zwischen je vier benachbarten Brennstoffstäben li. Dadurch wirken je vier Biegefedern 2 auf einen Brennstoffstab,ji und halten diesen in der vorgegebenen Position. Die Biegefedern 2 sind aus den Seitenflächen der quadratischen Rohrabschnitte 1 ausgestanzt und weisen in der Mitte Eine nach aussen gekrümmte Nase 5 auf, die über die ganze Breite der Feder ausgeprägt ist.
• Die Figuren 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform,bei der qiiadrat Asche Rohrabschnitte 6 an beiden Enden in` der Verlängerung der Seitenflächen mit trapezförmigen Biegefedern 7 versehen sind. Jeder Brennstoffstab 4 wird also von acht Federn fixiert. Da sich die Kraftangriffspunkte der Federn in zwei übereinander liegenden Ebenen befinden, wirken auf die Brennstoffstäbe Momente, die einer Auslenkung unter dem Einfluss des strömenden Kühlmittels entgegenwirken.
• Die Figuren 5 und 6 stellen eine dritte Ausführungsform dar, bei der ebenfalls hemmende Momente der Durchbiegung der Brennstoffstz:äe entgegenwirken. Es finden zwei Ausführungen von quadrati@;chen Rohrabschnitten Verwendung. Abschnitte mit Biegefedern 1, 2 wechseln im Stegraster ab mit quadratischen-Rohrabschnitten 8, denen an allen Seitenflächen oben und unten Nocken 9 ausgeprägt sind. Im Raster Wird an den Kreuzungsstellen der Stege abwechselnd eine Reihe mit Abschnitten 1 und S besetzt. Dadurch liegen in jeder-B-rennstoffstabposition in zwei senkrecht zueinander liegenden Ebenen Zwei Biegefedern 2 gegenüber je zwei Nocken 9, die um einen gewissen Abstand gegenüber dem Kraftangriffspunkt der Biegefedern, d.1. also der Nase 5, versetzt sind.

Claims (1)

1. . PATLNTANSPRÜCflE '1, Abstandshalter für Brennelemente mit einer Vielzahl von Brennstoffstäben in quadratischer Anordnung, bestehend aus über Stege verbundenen Rohrabschnitten, die zwischen je vier benachbarten Brennstoffstäben angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrabschnitte 1 und 6 einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweisen und an den Seitenflächen mit Biegefedern 2 und 7 versehen sind. 2. Abstandshalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefedern 2 aus den Seitenflächen der im wesentlichen quadratischen Rohrabschnitte ausgestanzt und/ode-r geprägt sind. , 3. Abstandshalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die quadratischen Rohrabschnitte an beiden Enden in der Ver- längerung der Seitenflächen mit je vier trapezförmigen Biege- federn 7 versehen sind. 4. Abstandshalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Stegraster abwechselnd quadratische Rohrabschnitte mit Biegefedern 2 und quadratische Rohrabschnitte mit relativ starren Anschlägen in Form von Nocken 9 so angeordnet sind, dass jeder Brennstoffstab von zwei senkrecht zueinander stehenden Federn 2 gegen je zwei gegenüber dem Kraft- angriffspunkt der Federn versetzte Nocken 9 gedrückt wird.