DE1589563B2 - Vorrichtung zum Festlegen von Kernbrennstoffplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Festlegen von Kernbrennstoffplatten in Einschnitten in die Kernbrennstoffplatten an gegenüberliegenden Seitenrändern umgreifenden stabförmigen Halterungen mittels partieller Verdrängung von Halterungsmaterial zwischen den Kernbrennstoffplatten, bestehend aus mehreren ineinandergreifenden und einander zu einer rechteckigen Scheibe von den Abstand zwischen den Halterungen geringfügig unterschreitender Höhe und den Abstand zwischen zwei benachbarten Kernbrennstoffplatten geringfügig unterschreitender Dicke ergänzenden Bauelementen, von denen ein erstes mindestens so lang ist wie die Kernbrennstoffplatten und eine Ausnehmung aufweist, in die ein zweites Bauelement mit einer vorstehenden Verdrängerkante zum Verdrängen von Halterungsmaterial um eine zu seiner Ebene senkrechte Achse drehbar eingesetzt ist.

Eine Festlegungsvorrichtung dieser Art ist in der französischen Patentschrift 238 158 beschrieben. Diese bekannte Festlegungsvorrichtung ist aus mehreren Bauelementen aufgebaut, die ineinandergreifen und einander zu einer Scheibe von im wesentlichen rechteckförmiger Gestalt ergänzen. Dabei liegt die Höhe der aus den Bauelementen aufgebauten Scheibe um ein geringes unter dem Abstand zwischen zwei einander gegenüberstehenden Halterungen, und die Dicke der Scheibe entspricht bis auf ein geringes Spiel dem Abstand zwischen zwei unmittelbar nebeneinander in die Halterungen eingesetzten Kembrennstoffplatten. Von den die Scheibe bildenden Bauelementen besitzt ein erstes eine die Länge der Kernbrennstoffplatten übersteigende Länge und mehrere Ausnehmungen. In diese Ausnehmungen sind jeweils weitere Bauelemente eingesetzt, die sich in diesen Ausnehmungen um eine zu ihrer Ebene senkrechte Achse verdrehen lassen und eine über den Umriß des ersten Bauelements nach außen vorstehende Kante besitzen, die als Verdrängerkante zum Verdrängen von Halterungsmaterial wirkt.

Bei der Ausführung der bekannten Festlegungsvorrichtung wird die räumliche Grundform bereits durch das erste und ausgedehnteste Bauelement im wesentlichen vorgegeben, und alle übrigen Bauelemente sind nur Kreisscheiben von vergleichsweise kleinem Durchmesser und entsprechend kleiner Fläche. Diese Kreisscheiben sind jeweils in ihrer Form entsprechende feste Ausnehmungen im ersten Bauelement eingesetzt, wobei jeweils ein Teil des Kreisscheibenrandes um ein festes Maß über die Seitenkante des ersten Bauelements nach außen vorsteht.

Bei der bekannten Festlegungsvorrichtung liegt also schon durch ihre äußere Formgebung das Ausmaß der mit ihrer Hilfe zu erzielenden Verdrängung von Halterungsmaterial ein für allemal fest, und eine Anpassung der Verdrängungsbedingungen an unterschiedliche Abmessungen oder unterschiedliche Materialkonstanten verschiedener Halterungen ist nicht möglich. Auch ein mehrstufiges Arbeiten mit allmählich zunehmender Tiefe des Verdrängungshubes kann nur mit Hilfe mehrerer verchieden gestalteter Festlegungsvorrichtungen dieser bekannten Bauart erfolgen.

Die bekannte Festlegungsvorrichtung ist also in ihren Einsatzbedingungen von vornherein genau bestimmt, und daher ist man gezwungen, für jeden Anwendungsfall ein dessen Arbeitsbedingungen angepaßtes Werkzeug in Vorrat zu halten. Diese Notwendigkeit führt aber einerseits zu gesteigerten Kosten für die Vorratshaltung und macht andererseits das Arbeiten mit der bekannten Vorrichtung selbst müh-

sam und zeitlich aufwendig, da man die verschiedenen Werkzeuge häufig austauschen muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sie eine Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen, wie sie durch unterschiedliche Materialkonstanten der zu bearbeitenden Halterungen und unterschiedliche Ausmaße der zu bewirkenden Verdrängungen gegeben sein können, ohne einen Austausch der eingesetzten Werkzeuge gestattet.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zweite Bauelement ein in die Ausnehmung des ersten Bauelements eingepaßter Exzenter ist, der zum einen einen mit einer ersten Längsseite des ersten Bauelements zum Fluchten zu bringenden und einen als Verdrängerkante wirkenden Sporn tragenden Ansatz und zum anderen einen über eine zur ersten Längsseite des ersten Bauelements parallele, jedoch gegenüber dieser zurückgesetzte zweite Längsseite dieses Bauelements hinausragenden hakenförmigen Vorsprung aufweist, der mit einem Haken an einem Ende eines dritten Bauelements in Eingriff steht, das als auf der zweiten Längsseite des ersten Bauelements gleitend verschiebbarer Flachstab ausgebildet ist.

Dank der erfindungsgemäßen Ausbildung der Festlegungsvorrichtung wird es durch Verschieben des als Flachstab ausgebildeten dritten Bauelements ohne weiteres möglich, den als Verdrängerkante für das Halterungsmaterial wirkenden Sporn mehr oder weniger weit über die erste Längsseite des ersten Bauelements vorspringen zu lassen und damit seine Arbeitshöhe zu ändern. Diese Änderung der Arbeitshöhe kann sogar während des betriebsmäßigen Vorschubs der Vorrichtung selbst vorgenommen werden, da die Verschiebung des dritten Bauelements im Prinzip völlig unabhängig von der der gesamten Vorrichtung erfolgen kann. Umgekehrt ist aber auch eine Kopplung zwischen beiden Verschiebungen möglich, mit deren Hilfe dann eine automatische Anpassung der Arbeitshöhe des Spornes an gegebenenfalls innerhalb eines einzelnen Halterungsbauteils wechselnde Verdrängungswiderstände erzielt werden kann.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Festlegungsvorrichtung zeichnet sich also einerseits durch einen einfachen Aufbau und andererseits durch eine große Elastizität gegenüber wechselnden Arbeitsbedingungen aus.

Die Verschiebung des dritten Bauelements gegenüber dem ersten und damit die Verdrehung des Exzenters erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in der Weise, daß das zweite Ende des dritten Bauelements mit einer Kurbel verkoppelt ist, deren Drehachse durch eine Bohrung im ersten Bauelement verläuft. Von Vorteil ist es dabei weiter, die Verkopplung zwischen der Kurbel und dem dritten Bauelement bzw. zwischen der Kurbel und dem ersten Bauelement in der Weise vorzunehmen, daß im ersten und im dritten Bauelement eine Mehrzahl jeweils auf einer Geraden liegender Bohrungen angeordnet sind, die im ersten Bauelement als Lager für die Drehachse der Kurbel und im dritten Bauelement als Führung für ein Koppelglied zwischen der Kurbel und dem dritten Bauelement dienen.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das erste Bauelement mit einem feststehenden Sporn versehen ist, der dem Sporn am Exzenter gegenüberliegt und gleichzeitig zu einer Verdrängung von Halterungsmaterial Verwendung finden kann. Um die einzelnen Bauelemente zusammenzuhalten, solange sie noch nicht zwischen Kernbrennstoffplatten eingeschoben sind, erweist sich die Verwendung einer Gabel als vorteilhaft, deren Wangen in Länge und Abstand so bemessen sind, daß sie die drei Bauelemente zu übergreifen und zusammenzuhalten vermögen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung näher beschrieben, das die Erfindung jedoch lediglich erläutern und in keiner Weise einschränken soll. Dabei ist in der Zeichnung:

Fig. 1 ein Querschnitt durch ein aus mehreren Brennstoff platten aufgebautes Brennstoffelement;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des einen Endes einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in ihrer Gesamtheit, die durch eine Gabel zusammengehalten ist;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines in Fig. 3 durch den Buchstaben^ bezeichneten Details;

F i g. 5 ein Querschnitt durch einen Sporn, der eine Materialverdrängung zwischen zwei Brennstoffplatten eines Brennstoffelementes durchzuführen gestattet; und

F i g. 6 eine Abwandlung des in der F i g. 5 gezeigten Sporns, bei der dieser aus dem Zentrum verschoben ist, um die Einfassung einer einzelnen Brennstoffplatte zu ermöglichen.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, besteht das Brennstoffelement aus einer Anzahl von rechteckigen Kernbrennstoffplatten 1 großer Länge und ziemlich geringer Wandstärke, zwischen denen der eigentliche Kernbrennstoff 3 eingeschlossen ist.

Die Platten 1 sind parallel zueinander angeordnet und bilden eine Gesamtheit, bei der zwischen benachbarten Platten jeweils ein schmaler Zwischenraum 5 verbleibt, in dem ein Kühlmittel strömen kann.

Um den Abstand 5 zwischen den Platten 1 konstant zu halten, werden diese an ihren Längsseiten 7 beidseitig und auf ihrer gesamten Länge von Halterungen 9 und 11 umfaßt, die mit Nuten 13 versehen sind, die die Plattenenden umgreifen. Die Breite der Nuten 13 ist so bemessen, daß eine leichte und mühelose Montage der Platten möglich ist, ohne daß ein Druck auf die Platten ausgeübt werden muß. Bei einer solchen Zusammenstellung eines Brennstoffelementes besteht der Nachteil, daß die Platten 1 während des Betriebes im Reaktor in Schwingung geraten können. Zur Abhilfe werden die Platten 1 in ihren Nuten 13 in der Weise gefaßt, daß das Material der Halterungen 9 und 11 auf beiden Seiten der Längsseiten 7 der Platten 1 zusammengedrückt wird.

Wie man aus F i g. 2 ersieht, weist die Vorrichtung zur Festlegung der Platten ein erstes Bauelement 15 auf, dessen Länge mindestens gleich der eines Brennstoffelementes, das gefaßt werden soll, ist. Das Bauelement 15 ist eine Platte, deren Dicke geringfügig unter der Größe des Abstandes 5 liegt, der zwischen zwei benachbarten Platten 1 vorhanden ist. An einem Ende des Bauelementes 15 ist eine Ausnehmung 17 eingearbeitet, die die Unterbringung eines zweiten entsprechend geformten Bauelementes 19 gestattet, das die Gestalt eines Exzenters besitzt, der eine partielle Drehbewegung um seine eigene Achse auszuführen vermag.

Ein Ansatz 21 des Exzenters 19 kann mit einer Längsseite 23 des ersten Bauelementes zum Fluchten gebracht werden und trägt einen Sporn 25, der über diese Längsseite hinaussteht. Dieser Sporn 25 dient, wie sich gleich zeigen wird, als das eigentliche Werkzeug zum Festlegen der Brennstoffplatten 1.

Die Drehbewegung des Exzenters 19 um seine Achse wird durch ein drittes Bauelement 27 gesteuert, das die Form eines Flachstabes besitzt und mit dem ersten Bauelement 15 längs einer Schmalseite 29 in Berührung steht, auf der es entlangzugleiten vermag.

Das eine Ende dieses dritten Bauelementes 27 ist in der Weise bearbeitet, daß es einen Haken 31 bildet, der sich um einen hakenförmigen Vorsprung 33 des Exzenters 19 herumlegt, der aus dem Exzenter durch eine Ausnehmung 35 herausgearbeitet ist.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, bilden die drei Bauelemente 15,19 und 27 zusammen ein Rechteck, dessen Breite um ein geringes kleiner ist als der Abstand zwischen den mit den Nuten 13 versehenen Halterungen 9 und 11 und dessen Länge mindestens die Länge der Kernstoffplatten erreicht. Alle drei Bauelemente haben die gleiche Dicke.

Mit Vorteil kann man gegenüber dem ersten Sporn 25 einen zweiten Sporn 37 (F i g. 4) anbringen, so daß man einen beweglichen Sporn 25 und einen feststehenden Sporn 37 hat, die beide zu einer Verdrängung von Material der Halterungen 9 und 11 benutzt werden können.

Die Handhabung der Vorrichtung geschieht mit Hilfe eines Hebels 39, dessen eines Ende eine Gabel 41 bildet, in deren Innerem die beiden Bauelemente 15 und 27 mit ihren Längsseiten aneinander anliegen. Der Hebel 39 ist am entgegengesetzten Ende der Vorrichtung wie die beiden Sporne 25 und 37 angebracht und er ist mittels einer Achse 43, die an dem ersten Bauelement 15 befestigt ist, angelenkt. Das die Drehung des Exzenters 19 steuernde Bauelement 27 besitzt eine Achse 45, deren beide Enden die Gabel 41 in Langlöchern 47 durchqueren, die eine für die Handhabung hinreichende Verschiebung zulassen.

Bei einer bevorzugten und vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die beiden Achsen 43 und 45 beweglich und können leicht entfernt werden. In diesem Falle sind in den Bauelementen 15 und 27 jeweils eine Reihe von identischen Bohrungen wie 49 und 51 angeordnet, die jeweils auf einer zu den Längsseiten der Bauelemente parallelen Geraden liegen und die Einstellung des Hebels 39 auf Zwischenstellungen zulassen. Auf diese Weise kann man auch Brennstoff platten sehr großer Länge ohne Schwierigkeit festlegen.

Wie man sieht, werden die drei Bauelemente durch die BrennstoSplatten zusammengehalten, zwischen denen sie gleiten. In manchen Fällen, nämlich dann, wenn die Brennstoffplatten 1 kürzer sind als die Halterungen 9 und 11, ist es schwierig, die drei Bauelemente in richtiger Weise zusammenzuhalten. Zur Erleichterung kann man in diesem Falle die drei Bauelemente vor ihrer Einführung zwischen die Brennstoffplatten durch eine Gabel 53 besonderer Form zusammenhalten. Die Gabel 53 hat etwa die Form eines Steigbügels 55 mit Wangen 57 auf dessen einer Seite, die länger sind und in ihrer Breite etwa der Gesamtbreite der drei Bauelemente entsprechen, und die ein Zusammenhalten der nicht von den Brennstoffplatten umschlossenen Teile der· Vorrichtung gestatten.

Die Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung geschieht in der folgenden Weise: Durch die aufgeschobene Gabel 53 zusammengehalten, werden die drei Bauelemente 15, 19 und 27 zwischen die Brennstoffplatten 1 eingeschoben. Sobald die drei Bauelemente genügenden Zusammenhalt haben, zieht man die Gabel 53 zurück und schiebt sie an das Ende des Aufbaues. Hat dann der Hebel 39 die in F i g. 3 dargestellte Stellung eingenommen, so genügt es, auf ihn einen Zug auszuüben, damit sich der Sporn 25 des Exzenters 19 mit Gewalt, beispielsweise an die Halterung 9 anlegt, und Material dieser Halterung verdrängt und in Richtung auf die anstoßenden Platten 1 staucht (F i g. 5).

In gleicher Weise kann man, wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, den Sporn 25 exzentrisch anbringen, so daß er näher an der Platte 1 α als an der Platte 1 b liegt und auf diese Weise allein die Platte 1 α in der Halterung 9 festgelegt wird.

Sobald die Vorrichtung eine bestimmte Länge zurückgelegt hat. empfiehlt es sich, den Angriffspunkt für den Hebel 39 zu wechseln und ihn so nahe wie möglich an die Brennstoffplatten heranzubringen. Mit dieser Vorsichtsmaßregel wird ein Knicken des Hauptstücks vermieden, das angesichts dessen geringer Dicke möglich wäre.

Sobald die Festlegung auf einer Seite beendet ist, führt man die Vorrichtung zurück, um die Festlegung auf der gegenüberliegenden Seite vorzunehmen. Bei Verwendung einer Vorrichtung mit zwei Spornen 25 und 37 ist die Vornahme dieses Manövers nicht unbedingt erforderlich, wenn sich auch trotz allem in der Praxis gezeigt hat, daß eine Festlegung mit Hilfe des Spornes 25 des Exzenters 19 besser wirkt als eine solche mit Hilfe des festen Spornes 37 an dem ersten Bauelement 15.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Festlegen von Kernbrennstoffplatten in Einschnitten in die Kernbrennstoffplatten an gegenüberliegenden Seitenrändern umgreifenden stabförmigen Halterungen mittels partieller Verdrängung von Halterungsmaterial zwischen den Kernbrennstoffplatten, bestehend aus mehreren ineinandergreifenden und einander zu einer rechteckigen Scheibe von den Abstand zwischen den Halterungen geringfügig unterschreitender Höhe und den Abstand zwischen zwei benachbarten Kernbrennstoffplatten geringfügig unterschreitender Dicke ergänzenden Bauelementen, von denen ein erstes mindestens so lang ist wie die Kernbrennstoffplatten und eine Ausnehmung aufweist, in die ein zweites Bauelement mit einer vorstehenden Verdrängerkante zum Verdrängen von Halterungsmaterial um eine zu seiner Ebene senkrechte Achse drehbar eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bauelement (19) ein in die Ausnehmung (17) des ersten Bauelements (15) eingepaßter Exzenter ist, der zum einen einen mit einer ersten Längsseite (23) des ersten Bauelements (15) zum Fluchten zu bringenden und einen als Verdrängerkante wirkenden Sporn (25) tragenden Ansatz und zum anderen einen über eine zur ersten Längsseite (23) des ersten Bauelements (15) parallele, jedoch gegenüber dieser zurückgesetzte zweite Längsseite (29) dieses Bauelements (15) hinausragenden hakenförmigen Vorsprung (33) aufweist, der mit einem Haken (31) an einem Ende eines dritten Bauelements (27) in Eingriff steht, das als auf der zweiten Längsseite (29) des ersten Bauelements (15) gleitend verschiebbarer Flachstab ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende des dritten Bauelements (27) mit einer Kurbel (39) verkoppelt ist, deren Drehachse (43) durch eine Bohrung (49) im ersten Bauelement (15) verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten und im dritten Bauelement (15 bzw. 27) eine Mehrzahl jeweils auf einer Geraden liegender Bohrungen (49 bzw. 51) angeordnet sind, die im ersten Bauelement (15) als Lager für die Drehachse (43) der Kurbel (39) und im dritten Bauelement (27) als Führung für ein Koppelglied (45) zwischen der Kurbel (39) und dem dritten Bauelement (27) dienen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauelement (15) mit einem feststehenden Sporn (37) versehen ist, der dem Sporn (25) am Exzenter (19) gegenüberliegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Gabel (53), deren Wangen (57) in Länge und Abstand so bemessen sind, daß sie die drei Bauelemente (15,19 und 27) zu übergreifen und zusammenzuhalten vermögen.