DE1614930B2

DE1614930B2 - Abstandsgitter von vieleckform fuer kernreaktor-brennstoffgruppen

Info

Publication number: DE1614930B2
Application number: DE1967U0014073
Authority: DE
Inventors: John; Jones Cecil Henry; London Chetter
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1966-07-21
Filing date: 1967-07-19
Publication date: 1976-09-30
Also published as: DE1614930A1; US3442763A; GB1186518A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Abstandsgitter von Vieleckform für Kernreaktor-Brennstoffgruppen für die Beabstandung einer Vielzahl von langgestreckten Brennstoffstäben, die in einem Bündel mit parallel verlaufenden Längsachsen abgestützt sind, wobei das Abstandsgitter einen zellenartigen Gitteraufbau aufweist, der eine Berührung mit dem Brennstoffstab an drei auf den Umfang jedes Stabes verteilten Stellen festlegt, wobei an einer dieser Stellen ein Federbauteil vorgesehen ist, um einen Brennstoffstab gegen andere feste Anschläge an den Gitterstegen zu drücken, und wobei die Dreipunktberührung durch ortsfeste Anschläge an den Grundecken eines gleichschenkeligen Dreiecks und eine Feder am Scheitel dieses Dreiecks gebildet ist, welche den Brennstoffstab gegen die beiden ortsfesten Anschläge drückt.

Nach einem älteren Vorschlag (deutsches Patent 15 14 560) ist die den dritten Anschlag bildende, relativ steife Feder praktisch ein einstückiger Teil des Abstandsgitters und überträgt ihre Federkraft auf die Abstandsgitterstege. Einstückig an Gitterstege angeformte Federelemente zeigen auch die BE-PS 6 25 589 und FR-PS 13 66 575.

Es sind zwar separate Federelemente aus der FR-PS 14 36 977 zum Abstützen von Brennstoffstäben bekannt, diese bewirken aber, da jeweils vier Stück derselben an einem Brennstoffstab angreifen, eine ungenaue Fixierung der Brennstoffstäbe.

Separate, auf Gitterstege aufgeschobene Federelemente zeigt das ältere deutsche Patent 15 14 110; aber auch hier, wie bei den meisten anderen bekannten Einrichtungen, sind vier Anschläge, nämlich zwei feste und zwei federnde, für jeden Brennstoffstab vorgesehen, was sich auch ungünstig im Hinblick auf die Kühlmittelströmung auswirken kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach herzustellendes Abstandsgitter zu schaffen, das eine genaue, aber hochgradig flexible Lokalisierung der Brennstoffstäbe ohne wesentliche Behinderung der

Kühlmittelströmung gewährleistet.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise die Feder die Form eines Federbügels aufweist, welcher ohne Übertragung von Kräften auf die Gitterstege, über diese hinweg, in Form einer Schleife gelegt ist und auf je zwei Brennstoffstäbe wirkt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr an Hand der Zeichnung ausführlicher beschrieben, und ίο zwar zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Abstandsgitter für eine Kernreaktor-Brennelementgruppe,

F i g. 2 eine Frontansicht auf das Gitter nach F i g. 1,

F i g. 3 eine Endansicht, teilweise im Schnitt nach der Linie Ill-IIIder Fig. 1,

F i g. 4 einen losgelösten Schnitt einer Einzelheit nach der Linie IV-IVder Fig. 3,

F i g. 5 eine perspektivische Teilansicht einer weiteren Einzelheit,

F i g. 6 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Abstandsgitters für eine Kernreaktor- Brennstoff gruppe,

Fig. 7 in näheren Einzelheiten den durch das strichpunktierte Rechteck VII in Fig.6 umgrenzten Bereich,

F i g. 8 eine perspektivische Teilansicht des durch das strichpunktierte Rechteck VIII in Fig. 7 umgrenzten Bereichs,

F i g. 9 eine perspektivische Teilansicht des durch das strichpunktierte Rechteck IX in F i g. 7 umgrenzten Bereichs,

Fig. 10 eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform eines Abstandsgitters für eine Kernreaktor-Brennstoffgruppe,

F i g. 11 einen Teilschnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 10,

F i g. 12 eine losgelöste Draufsicht auf ein abgeändertes Merkmal der in den Fig. 1, 6 und 10 dargestellten Abstandsgitter, während
F i g. 13 eine Seitenansicht auf F i g. 11 wiedergibt.

Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen von Abstandsgittern sind für eine Kernreaktor-Brennstoff gruppe bestimmt, die vom kastenartigen Typ ist, der dazu dient, in Aggregation mit anderen Bauteilgruppen verwendet zu werden, um den Kern eines Wasserreaktors zu bilden. Bei der Brennstoffelement-Bauteilgruppe werden Stifte verwendet, die parallel zueinander in einem Bündel angeordnet sind, wobei jeder Brennstoffstift die volle Kernhöhe hat und aus einem Stapel von Pellets aus keramischem Spaltmaterial besteht, welches in einer Hülle aus einem entsprechenden metallischen Material, wie beispielsweise einer Legierung auf Zirkoniümbasis, eingeschlossen ist.

Das in den F i g. 1 bis 5 dargestellte Abstandsgitter hält eine Bauteilgruppe von Brennstoffstiften 1 in ihren richtigen seitlichen Lagen, wobei außerdem ein oberes und ein unteres Haltegitter (nicht dargestellt) zum Tragen des Gewichtes des Brennstoffs und zum Halten der Stifte 1 in ihrer richtigen Axiallage vorhanden sind. Das Abstandsgitter 2, von dem mehr als eines vorhanden sein kann, weist einen im allgemeinen quadratischen Rahmen 3 auf, der aus vier Teilen hergestellt wird, wobei zwei Teile 4 ebene Seitenteile und die anderen beiden Teile 5 Seiten- und Eckteile sind, wobei die vier Teile bei 6 zusammengeschweißt sind, wie aus den Fig. 1 und 3 hervorgeht. Die Teile 5 haben gekrümmte Enden von reduziertem Durchmesser, die

gerundete Ecken des Rahmens 3 bilden. Alle Rahmenteile sind mit in Abstand angeordneten Außenwülsten 7 versehen, welche den Kasten der Bauteilgruppe (nicht dargestellt) berühren und das Gitter 2 von den Wänden desselben auf Abstand halten. Die gekrümmten Enden der Teile 5 sind jeweils in der Mitte etwa auf der Hälfte der Krümmung eingedrückt, wodurch nach innen vorstehende Vorsprünge 14 gebildet werden. Außerdem sind die Rahmenteile 5 jeweils an zwei in Abstand angeordneten Stellen und in zwei Höhenlagen gespalten, und das Material ist tiefgezogen, um nach innen vorstehende Schleifen 15 zu bilden, die im Querschnitt gekrümmt sind, wie aus den Fig. 1, 2 und 3 klar hervorgeht. Die Rahmenteile 4 und 5 bestehen aus Edelstahlstreifen, wobei die Kanten in Richtung der Kühlmittelströmung liegen.

Der Rahmen 3 trägt eine Vielzahl von Streifen gleicher Breite (jedoch weniger als der Hälfte der Hauptbreite des Rahmenstreifenmaterials), welche sich über den Rahmen hinweg parallel zu den Seiten desselben erstrecken. An den Kreuzungspunkten der Streifen ist jeder Streifen geschlitzt (s. F i g. 5), und zwar bis zur Hälfte seiner Breite, so daß die Streifen sich in der gleichen Höhe nach Art einer Eierkiste kreuzen können, wobei die Streifen an den Kreuzungspunkten durch Heftschweißung aneinander befestigt werden. Die Enden der Streifen werden in Schlitzen im Rahmen gehalten, so daß sie mit der Außenoberfläche desselben bündig enden, und sind daran festgeschweißt. Es sind obere und untere Sätze von Streifen vorhanden, um eine Halterung für jeden Brennstoffstift an zwei in Abstand angeordneten Stellen zu bilden.

Im einzelnen bestehen die Streifen 8, die sich in zwei Höhenlagen über den Rahmen zwischen den Rahmenteilen 4 erstrecken, jeweils aus Edelstahl, wobei die 35· Kanten |n Richtung der Kühlmittelströmung liegen, und sind in Längsrichtung in der Mitte an ihren Enden und an zwei Zwischenstellen gespalten und geöffnet, um Gabeln 9 an den Enden und obere und untere Schleifen 10 an den Zwischenstellen zu bilden, wobei die Gabeln 9 und die Schleifen 10 sich nach außen von den Seiten des Streifens 8 erstrecken und im Querschnitt gekrümmt sind, wie aus F i g. 5 hervorgeht. Fünf in gleichem Abstand angeordnete Streifen 8 sind in jeder der beiden Höhenlagen vorhanden.

Drei Streifen 11, ebenfalls aus Edelstahl und mit den Kanten in Richtung der Kühlmittelströmung, erstrecken sich in jeder der beiden Höhenlagen über den Rahmen 3 hinweg zwischen den Rahmenteilen 5. Die Streifen 11 sind so in Abstand angeordnet, daß sie sich zwischen der ersten und zweiten, dritten und vierten und fünften und sechsten Reihe von Brennstoffstiften 1 erstrecken (wobei sechsunddreißig Brennstoffstifte in einem 6 χ 6-Quadrat angeordnet sind), während sich die Streifen 8 zwischen jeder der sechs Reihen von Brennstoffstiften in senkrechter Richtung erstrecken. Die Streifen 11 sind mit Aussparungen 12 an sechs in gleichem Abstand voneinander angeordneten Stellen entlang ihrer Länge versehen, wobei jede dieser Stellen mit der Mitte eines Brennstoffstiftes fluchtet. Die Aussparungen 12 befinden sich in den oberen Kanten der oberen Höhenlage der Streifen 11 und in den unteren Kanten der unteren Höhenlage der Streifen 11. Die fluchtenden Aussparungen 12 in beiden Höhenlagen an jeder beabstandeten Stelle dienen dazu, einen schleifenförmigen Federbauteil 13 aufzunehmen und zu lokalisieren, der insbesondere in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellt ist, sich von den Seiten der Streifen 11 nach außen erstreckt und als doppelte Blattfeder fungiert. Das für den Federbauteil verwendete Material ist beispielsweise die unter dem Namen »Inconel« bekannte Nickellegierung.

Aus F i g. 3 ergibt sich insbesondere, daß die beschriebene Anordnung eine Halterung bzw. Abstützung für jeden Brennstoffstift 1 in zwei Höhenlagen bildet. Betrachtet man beispielsweise einen Brennstoffstift 1 im mittleren Bereich des Gitters, wie in Fig. 1 dargestellt, so ergibt sich, daß der Stift durch einen Federbauteil 13 gegen zwei im Abstand angeordnete Anschläge in zwei Höhenlagen gedrückt wird, die durch die Schleifen 10 der benachbarten Streifen 8 gebildet werden. Der gleiche Federbauteil 13 drückt auch einen benachbarten Stift gegen ein weiteres Paar von Schleifen 10 in zwei Höhenlagen der gleichen benachbarten Streifen. Der Federbauteil 13 liegt an den Brennstoffstiften in einer Höhe zwischen den Höhen an, an weichen die Schleifen 10 die Stifte berühren. Diese Anordnung dient dazu, die Berührung der Stifte von der Berührung nur einer einzigen oder doppelten Höhe zu »spreizen«, und dadurch wird die Möglichkeit eines Heißstellen-Versagens des Hüllenmaterials der Stifte vermindert. Die Außenreihen der Brennstoffstifte in der Nähe der Rahmenteile 4 werden durch Federbauteile 13 gegen Schenkel von benachbarten Gabeln 9 in zwei Höhenlagen oder im Falle der Eck-Brennstoffstifte gegen einen Schenkel einer Gabel 9 in zwei Höhenlagen und gegen den Vorsprung 14 in einer einzigen Höhenlage gedrückt. Die Brennstoffstifte in den Außenreihen von Brennstoffstiften in der Nähe der Rahmenteile 5 werden jeweils durch einen Federbauteil 13 gegen eine Schleife 10 eines Streifens 8 in zwei Höhenlagen und gegen eine Schleife 15 des Rahmenteils 5, ebenfalls in zwei Höherilagen, gedrückt. Das Abstandsgitter kann relativ zum Kasten der jeweiligen Brennelement-Bauteilgruppe befestigt oder lokalisiert werden. Alternativ kann das Abstandsgitter auch an einer ausgewählten Anzahl von Brennstoffstiften, z. B. an den Eck-Brennstoffstiften, befestigt werden, wobei in diesem Falle die hier beschriebenen und dargestellten Mittel zum Anordnen der Eck-Brennstoffstifte durch entsprechende Befestigungs-Hilfsmittel ersetzt werden. Zum Beispiel durch diejenigen, die in der zugehörigen britischen Patentanmeldung 20 221/65 beschrieben und dargestellt sind.

Die zweite Ausführungsform für ein Abstandsgitter, wie sie in den Fig.6, 7, 8 und 9 dargestellt ist, weist einen im allgemeinen quadratischen Rahmen auf, der ebenfalls aus vier Seitenteilen 17 und vier gekrümmten Eckteilen 18 hergestellt wird, wobei die Seitenteile 17 mit den Eckteilen 18 durch Zusammenschweißen von sich überlappenden Enden 19 verbunden werden, wie aus Fig.6 hervorgeht. Der Rahmen trägt eine Vielzahl von Streifen 20, 21, 22, 23 und 24, die sich über den Rahmen parallel zu den Seiten desselben erstrecken. An den Kreuzungspunkten der Streifen ist jeder Streifen bis zur Hälfte seiner Breite geschlitzt, so daß die Streifen sich in der gleichen Höhe nach Art einer Eierkiste kreuzen, wobei die Streifen an den Kreuzungspunkten durch Heftschweißung aneinander befestigt werden. Die Enden der Streifen werden in Schlitzen des Rahmens gehalten, so daß sie mit der Außenoberfläche desselben bündig enden, und sind daran festgeschweißt.

Im einzelnen bestehen die Streifen 20 aus Edelstahl, wobei die Kanten in Richtung der Kühlmittelströmung liegen, und haben die gleiche Tiefe wie die Tiefe der Rahmenteile 17 und 18. Die Streifen 20 sind an in

Abstand angeordneten Stellen ihrer Länge gespalten, und das Material ist an jeder Stelle auf jeder Seite des Streifens in zwei Höhenlagen tiefgezogen, um Schleifen 25 zu bilden, die sich von jeder Seite der Streifen 20 weg erstrecken. Die Schleifen 25 sind im Querschnitt gekrümmt, wie aus F i g. 9 hervorgeht. Die Streifen 21 sind ähnlich den Streifen 20, wobei sie in ähnlicher Weise vorstehende Schleifen 25 aufweisen. Wie aus Fig.8 hervorgeht, hat jedoch jeder der Streifen 21 einen zentralen plättchenförmigen Abschnitt 26, der in der Tiefe größer als die Tiefe der Streifen 21 ist. Der zentrale Abschnitt 26 jedes Streifens 21 weist in seiner oberen und unteren Längskante Aussparungen 27 auf. Die Aussparungen 27 dienen dazu, einen schleifenförmigen Federbauteil 28 aufzunehmen und zu lokalisieren, der in F i g. 8 dargestellt ist und zwei bogenförmige Federn aufweist, die an ihren Enden punktgeschweißt sind, wobei sich je eine der Bogenfedern auf jeder Seite des zentralen Abschnitts 26 des Streifens 21 erstreckt. Das für den Federbauteil 28 verwendete Material ist beispielsweise die unter dem Namen »Inconel« bekannte Nickellegierung. Wie in F i g. 9 dargestellt, weisen die Streifen 22 eine Reihe von zusammenhängenden plättchenförmigen Abschnitten 29 auf, die den zentralen Abschnitten 26 der Streifen 21 ähnlich sind. Wie die zentralen Abschnitte 26 der Streifen 21 haben die Abschnitte 29 der Streifen 22 Aussparungen 30 in ihren oberen und unteren Kanten, die dazu dienen, schleifenförmige Federbauteile 31 aufzunehmen und zu lokalisieren. Jeder der Abschnitte 29 der Streifen 22 ist in Längsrichtung geschlitzt, und das Material ist tiefgezogen, um zwei Schleifen 32 zu bilden, die sich von gegenüberliegenden Flächen der Abschnitte 29 der Streifen 22 weg erstrecken. Die Schleifen 32 dienen als Spreizer für die Federbauteile 31. Die Streifen 23 haben eine ebene Form, und die Streifen 24 sind ebenfalls grundsätzlich eben, sind jedoch an in Abstand angeordneten Stellen entlang ihrer Länge gespalten, und das Material ist auf der einen Seite des Spaltes tiefgezogen, um Schleifen 33 zu bilden, die von der einen Seite der Streifen 24 vorragen. Wie aus F i g. 8 hervorgeht, haben die Schleifen 33 einen gekrümmten Querschnitt.

In der einen Richtung quer über den Aufbau sind die Streifen wie folgt angeordnet: Ein Streifen 21, ein Streifen 20, ein Streifen 21, zwei Streifen 20, ein Streifen 21, ein Streifen 20 und schließlich ein Streifen 21. In der anderen Richtung über den Aufbau sind die Streifen wie folgt angeordnet: Ein Streifen 22, ein ebener Streifen 23, ein Streifen 22, zwei Streifen 24, ein Streifen 22, ein ebener Streifen 23 und ein Streifen 22. Die Streifen bilden 81 Zellen, von denen jede von einem Brennstoffstift 34 durchdrungen ist. Die Hauptmasse der Zellen wird durch die vier Streifen 20, 21, 22 und 23 gebildet. Zum Beispiel wird die zweite Zelle in der zweiten horizontalen Reihe des Aufbaus, wie in F i g. 6 dargestellt, die typisch für die Hauptmasse der Zellen in dem Aufbau ist, zwischen zwei parallelen Streifen 20 und 21 gebildet, die von zwei parallelen Streifen 22 und 23 gekreuzt werden. Der Brennstoffstift 34, der diese Zellen durchdringt, wird durch den zugeordneten schleifenförmigen Federbauteil 31 des Streifens 22 gegen die zugeordneten Schleifen 25 der Streifen 20 und 21 lokalisiert.

Die mittlere horizontale Reihe von Zellen in dem in Fig.6 dargestellten Aufbau wird durch die beiden parallelen Streifen 24 gebildet, die abwechselnd von den Streifen 20 und 21 gekreuzt werden. Zum Beispiel wird die zweite Zelle in der zentralen horizontalen Reihe der Zellen zwischen den beiden parallelen Streifen 24 gebildet, die von einem Streifen 21 und einem Streifen

20 gekreuzt werden. Der Brennstoffstift 34, der diese Zelle durchdringt, wird gegen die zugeordneten Schleifen 33 der parallelen Streifen 24 durch den schleifenförmigen Federbauteil 28 lokalisiert, der vom Streifen 21 getragen wird.

Die Brennstoffstifte 34, welche die Eckzellen des Rahmens 16 durchdringen, werden durch den End-Federbauteil 31 des zugeordneten Streifens 22 lokalisiert. Der Federbauteil 31 lokalisiert den Brennstoffstift 34 gegen die Endschleife 25 am zugeordneten Streifen

21 sowie eine Schleife 35, die nach innen vom zugeordneten Eckstück 18 des Rahmens 16 vorsteht.

Die Brennstoffstifte 34, welche die äußeren Reihen von Zellen, die an die beiden vertikalen Seitenteile 17 des Rahmens 16 in F i g. 6 angrenzen, werden durch die End-Federbauteile 31 der Streifen 22 lokalisiert. Die Federbauteile 31 lokalisieren die Brennstoffstifte 34 gegen die zugeordneten Schleifen 25 der Streifen 21, die parallel zu den Seitenteilen 17 des Rahmens 16 verlaufen, und gegen Schleifen 36, die so geformt sind, daß sie nach innen von den Seitenteilen 17 vorstehen.

Es ist ein charakteristisches Merkmal des in den F i g. 6 bis 9 dargestellten Abstandsgitters, daß jeder Brennstoffstift 34 durch einen schleifenförmigen Federbauteil gegen zwei ortsfest angeordnete Schleifenbauteile lokalisiert wird, die durch die strukturellen Bauteile des Gitters gebildet werden, wobei der schleifenförmige Federbauteil am Scheitelpunkt und die beiden ortsfesten Schleifenbauteile an den Grundecken eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind.

Die dritte Ausführungsform von Abstandsgitter, die in den Fig. 10 und 11 dargestellt ist, weist einen quadratischen Rahmen 40 auf, der aus zwei Bauteilen 41 hergestellt ist. Die Bauteile 41 weisen Seiten 42 und Arme 43 auf und sind durch Überlappung und Hartlöten der Arme 43 miteinander verbunden. Vier parallele Streifen 44 erstrecken sich über den Rahmen 40 in der einen Richtung und vier parallele Streifen 45 erstrecken sich über den Rahmen 40 in der anderen Richtung. An den Kreuzungspunkten der Streifen 44 und 45 ist jeder Streifen bis zur Hälfte seiner Breite geschlitzt, so daß sich die Streifen 44 und 45 in der gleichen Höhe nach Art einer Eierkiste kreuzen, wobei das Befestigen der Streifen an ihren Kreuzungspunkten durch Heftschweißung erfolgt. An ihren Enden sind die Streifen 44 und 45 am Rahmen 40 durch Hartlöten befestigt. Die Streifen 44 und 45 bilden eine Anzahl rechteckiger Zellen im Rahmen 40, und jede der Zellen ist mit einer Anzahl von rohrförmigen Hülsen 46 versehen. Die Hülsen 46 stehen in den Zellen miteinander in Punktberührung, und die Streifen 44 und 45 haben Schlitze 47, so daß sich benachbarte Hülsen 46 in angrenzenden Zellen berühren. Durch den ganzen Aufbau hindurch sind benachbarte Hülsen 46 an ihren Berührungspunkten miteinander hartverlötet. Wie' in F i g. 11 dargestellt, weisen die Streifen 44 Aussparungen 48 auf, die sich in den oberen und unteren Längskanten befinden. Die Aussparungen 48 dienen dazu, schleifenförmige Federbauteile 49 aufzunehmen und zu lokalisieren. Jeder Federbauteil 49 weist zwei Bogenfedern auf, und zwar eine auf jeder Seite des Streifenbauteils 44, wobei diese Bogenfedern an ihren Enden miteinander punktverschweißt sind. Die Bogenfedern jedes Federbauteils 49 erstrecken sich durch die zugeordneten Hülsen 46 auf jeder Seite der Streifenbau-

teile 44 hindurch. Die Streifenbauteile 45 sind eben, jedoch ist jede mit einem Federbauteil 49 in der Mitte versehen. Vier Eindrückungen stehen in jeder Hülse 46 nach innen vor, wobei zwei große Eindrückungen 50 gegenüber den Federbauteilen 49, die von den Streifen 44 getragen werden und zwei kleinere Eindrückungen 51 nahe den Federbauteilen 49 vorhanden sind. Die Hülsen 46, die den Federbauteilen 49 zugeordnet sind, welche in der Mitte der Streifen 45 getragen werden, sind um 90° gedreht, so daß im Falle dieser Hülsen ebenfalls die großen Eindrückungen 50 den Federbauteilen 48, welche von den Streifen 45 getragen werden, gegenüberliegen und die kleinen Eindrückungen 51 den Federbauteilen 48 benachbart sind.

Jede der Hülsen 46 wird von einem Brennstoffstift 52 durchdrungen. Die Brennstoffstifte 52 werden durch den Federbauteil 48, der jeder Hülse 46 zugeordnet ist, lokalisiert. Die Federbauteile 49 halten die Brennstoffstifte 52 gegen die großen Eindrückungen 50 der zugeordneten Hülsen 46 in ihrer Lage. Die kleinen Eindrückungen in den Hülsen 46 dienen dazu, die Bewegung der Brennstoffstifte 52 entgegen der Wirkung der Federbauteile 48 zu begrenzen. Die Hülsen 46 der mittleren Zelle sitzen um eine mittlere achteckige Hülse 53, wobei diese mittlere Hülse 53 keinen Brennstoffstift aufnimmt.

Bei den drei oben beschriebenen Ausführungsformen von Abstandsgittern haben die in den F i g. 1 bis 5, 6 bis 9, 10 und 11 dargestellten Federbauteile die Form einer doppelten Bogenfeder, welche auf zwei benachbarte Brennstoffstifte in der Brennstoffgruppe wirksam sind. Die Federbauteile sind symmetrische, doppelelliptische Federn von konstanter Dicke.

Es ist daran gedacht, daß, wenn sie auch hinsichtlich der Erzielung der gewünschten Lokalisierung der Brennstoffstifte im Abstandsgitter zufriedenstellend ist, die doppelelliptische Feder von konstanter Dicke zu Problemen führen kann, welche eine Interferenz mit dem Kühlmittelströmungsmuster mit sich bringen, insbesondere die Bildung eines Kühlmittel-Leerraumes in Abwärtsströmungsrichtung von der Berührungsstelle zwischen Stift und Feder, wodurch eine lokale Heißstelle in der Hülle des Brennstoffstiftes erzeugt werden könnte, was unerwünscht wäre, da sie die Unversehrtheit der Hülle in diesem Bereich materialmäßig beeinträchtigen würde.

Die Fig. 12 und 13 zeigen eine Alternativ-Ausführungsform eines Federbauteils. Der Federbauteil besteht aus einer doppelschenkligen Feder 60, welche, wie dargestellt, die Form einer Einzellänge, deren Enden anliegen, haben kann oder alternativ eine geschlossene Schleife sein kann, wie in den Fig. 1 bis 5 dargestellt, oder die Form von zwei Bogenfedern haben kann, die an ihren Enden, wie in den Fig.6 bis 9 dargestellt, punktgeschweißt sind. Die Feder 60 umgibt einen genuteten Streifen des Gitteraufbaus und hat an jedem Schenkel 61 ein Paar von sich nach der Seite erstreckenden, einstückig angeformten Armen 62, von denen jeder mit gekrümmten Berührungsflächen 63 versehen ist, die einen Oberflächenkontakt mit den Hüllen eines Paares von angrenzenden Brennstoffstiften herstellen. Die Berührungsbereiche liegen außerhalb der Breite der Schenkel 61 der Feder 60 und bilden auf diese Weise Durchgänge 64 für das Kühlmittel, so daß dieses zwischen den Schenkeln 61 und den Hüllen der Brennstoffstifte strömen kann.

Ein Reibungsschluß zwischen den Berührungsflächen 63 und den Brennstoffstifthüllen soll verhindern, daß die Stifte relativ zu den Federn 60 gleiten; der Umstand, daß die Federn 60 sich in Längsrichtung relativ zu den genuteten Teilen des Gitteraufbaus bewegen können, gestattet Wärmeausdehnungen und -zusammenziehungen der Brennstoffstifte relativ zum ortsfest angeordneten Gitter.

Da die Berührungsstellen des Federbauteils mit dem jeweiligen Brennstoffstift um mehr als die Breite des Hauptkörpers der Feder getrennt sind, kann ein kontinuierlicher Kühlmittelfilm zwischen dem Hauptkörper der Feder und der Oberfläche des Brennstoffstiftes aufrechterhalten werden, wodurch die unerwünschten Einwirkungen vermieden werden, die sich aus einer Interferenz mit dem Kühlmittelströmungsmuster in Abwärtsströmungsrichtung vom Federbauteil weg ergeben.

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen 609 540/12

Claims

Patentanspruch:

Abstandsgitter von Vieleckform für Kernreaktor-Brennstoffgruppen für die Beabstandung einer Vielzahl von langgestreckten Brennstoffstäben, die in einem Bündel mit parallel verlaufenden Längsachsen abgestützt sind, wobei das Abstandsgitter einen zellenartigen Gitteraufbau aufweist, der eine Berührung mit dem Brennstoffstab an drei auf den Umfang jedes Stabes verteilten Stellen festlegt, wobei an einer dieser Stellen ein Federbauteil vorgesehen ist, um einen Brennstoffstab gegen andere feste Anschläge an den Gitterstegen zu drücken, und wobei die Dreipunktberührung durch ortsfeste Anschläge an den Grundecken eines gleichschenkeligen Dreiecks und eine Feder am Scheitel dieses Dreiecks gebildet ist, welche den Brennstoffstab gegen die beiden ortsfesten Anschläge drückt, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Feder (13) die Form eines Federbügels aufweist, welcher ohne Übertragung von Kräften auf die Gitterstege, über diese hinweg, in Form einer Schleife gelegt ist und auf je zwei Brennstoffstäbe (1) wirkt.