DE1764625A1 - Abstandshalter fuer Brennelemente mit einer Vielzahl von Brennstoffstaeben - Google Patents

Description

• Abstandshalter für Brennelemente mit einer Vielzahl von Brennstoffstäben Brennelemente für flüssigkeitsgekühlte Reaktoren bestehen iiieist aus einer Vielzahl von Brennstoffstäben, die zu einem Bündel zusammenefaßt und an den Stirnseiten befestigt oder ;-eführt sind. Aus der Tatsache, daß die relativ langen Stäbe im Betrieb zum Durchbiegen oder zu Schwingungen neigen, ergibt sich die Forderung, mehrere Abstandshalter über die Stablänge verteilt anzubringen.
• Von Abstandshaltern wird verlangt, daß sie einerseits die Brennstoffstäbe in der gegenseitigen Zage fixieren, andererseits deren axiale Verschiebung infolge unterschiedlicher Wärmedehnung zulassen. Weiter ist von Bedeutung, daß die Abstandshalter im strömenden Kühlmittel nur einen r, ,eringeri Druckverlust hervorrufen, einen geringen Einfangquerschnitt für thermische Neutronen aufweisen sowie einen einfachen Zusammenbau des Brennelementes ermöglichen.
• Es ist der Zweck der vorliegenden Erfindung, für BrennelecnenLe mit zentrisch um einen Mittelstab angeordneten Brennstoffstäben Abstandshalterungen zu schaffen, die vorgenannte Anforderungen in optimaler Weise erfüllen.
• Die Aufgabe wird in einer ersten Ausführungsform dadurch ;eLöst, daß der kbstandshalter aus gewellten Ringen aufgeb-ut isL. Der innere Wellring, der den zentralen Stab des Bündels wngibt, ist relativ starr. Der äußere Wellring ist federnd und drückt di_e sechs äußeren Stäbe des Bündels gegen den Innenring. Zur Verbesserung der Neutronenökonomie kann der Innenring aus einer Zirkonlegierung gefertigt werden; wällSnd der federnde Außenring einen aushärtbaren Werkstoff auf Ni-Cr-Basis erfordert. Die@beiden Wellrinöe müssen gegen eine Verschiebung in axialer Richtung gesichert werden. 2u diesem Zweck wird ein äLeg oder eine V-förmige Spange aus Blech oder Draht durch Bohrungen in den Wellringen und im Zwischenstopfen des zentralen Stabes gesteckt. Eine zweite Ausführungsform besteht aus Rohrabschnitten mit iai wesentlichen hexagonalem Querschnitt, die durch Schweißen oder Löten miteinander verbunden sind. Aus den Rohrabschnitten sind Federn und starre Anlagepunkte ausgestanzt bzw. geprägt. Die Federn können die Form von Zungen oder beidseitig eingespannten Stegen haben, die sich parallel zur Achse der Brennstoffstäbe erstrecken. Als weitere Variante kann man einen Teil des Umfanges der hexagonalen Rohrabschnitte in seiner Höhe verringern und diesen Teil als senkrecht zur Brennstoffstab-Achse wirkende Feder ausbilden. Die Befestigung des Abstandshalters erfolgt am zentralen Stab in der Weise, daB Ausprägungen der hexagonalen Rohrabschnitte in eine umlaufende Nut der in der Höhe der Abstandshalter angeordneten Zwischenstopfen einrasten.
• Die Zeichnungen veranschaulichen beispielhaft und vereinfacht verschiedene Ausführungsformen. Es zeigt Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Abstandshalter in der Aufsicht, Fig. 2 einen Schnitt durch den Abstandsh alter nach Fig. 1 entlang der Linie A-A, Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines erfindunCsgemäßen Abstandshalters in der Aufsicht, Fig. 4 ein Einzelteil des Abstandshalters nach 2irg. :: in perspektivischer Darstellun, Fig. 5 ein Einzelteil des Abstandshalters nach Fig. #, in einer weiteren Ausführungsform, Fig. 6 ein Einzelteil des,likbstatadshalters nach Fig. 3 in einer dritten Ausführungsform.

  Gerl"iß Zig. 1 und 2 besteht die neue Abstandshalterkonstruktion

  aus einem relativ starren inneren Wellriiig 1, der den zentralen

  Brennstoffstab eng@wnschließt. Der äußere Wellring 3, der els

  2eüer wirkt, drückt die äußeren Brennstoffstäbe 4 gegen den

  Innenring 'l. Ein Steg oder eine u-förmige Span=e 5 wird. durch

  Bohrungen in den beiden Wellringen und dem zentralen Brennstoff-

  stab 2 hindurchgesteckt. Zu diesem Zweck weist der Zentralstab

  in der Höhe des hbstandshalters einen Zwischenstopfen 6 auf,

  in dem Querbohrungen ? zur Aufnahme eines Steges bezw. einer

  Spange und Längsbohrungen 8 für den Durchtritt von Spaltgasen

  ann-ebracht sind.

  Eiire zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abstands- -

  halters besteht gemäß Fig.3 aus Rohrabschnitten mit hexagonülem

  Querschnitt 9, die durch Schweißen oder Löten miteinander ver-

  bunden sind. Die Halterung der Brennstoffstäbe 4 erfolgt (##"-.(:urch,

  daß am Umfange des äbstündshalters angeordnete Federn '10 (1310

  Brennstoffstäbe gegen starre Anlagepunkte 11 drucken, die z-r. den

  Berührungsflächen zweier Rohrabschnitte ausgeprägt sind.

  Mindestens 3 der insgesamt 6 Rohrabschnitte eines Abstaricis-

  halters weisen t'Iuswölbungen 12 auf, die in eine umlaufen tiu Nut 13

  des Zwischenstopfens 6 einrasten und dadurch die axiale r'i::ieruag

  des iibstandshalters sicherstellen.

  Für die Gestaltung der Rohrabschnitte 9 und Federn 10 werden

  3 Ausführungsformen vorgeschlagen, die in den Fig. 4 - 6 d,«-,r-

  gestellt sind.

  Nach Fis. 4 besitzt jeder Sechskant-Rohrabschnitt eine Bie;e-

  feder 10ä, die parallel zur Brennelement-Achse angeordnet ist.

  Eine Variante des Abstandshalters nach FiG. 3 weist gemäß Fi g.5

  in jedem Rohrabschnitt zwei übereinanderliegende Federunken 10b

  auf, während die starren anlagepunkte '11 in einer Ebene z;r@:-chen

  den Kraftangriffspunkten der Federn liege-:.

  Eine zweite Variante des l#.bstai@Kshal%-#@rs ri@3ch

  Fi. g. 6 so ausgebildet, da13 die freiliel:,ende Iiil f tE@ ds r1:::@':-, ;es

  der Iiohrabsc:hriitte in ihrer Höhe reduzi ert iot »:i{i (U recht zur Elementachse als relativ steife 13i.cE;efe(ier '1u c:: @:, i;,

Claims (1)

1. !Ansprüche 1. Abstandshalter für Brennelemente mit zentrisch tun einen Mittelstab angeordneten Brennstoffstäben, d.(., äaß wn den zentralen Stab des Stabbündels ein relativ starrer gewellter Ring(1)angeordnet ist, während ein federnder Wellring 3 das Stäbbündel umfaßt und die äußeren Brenn- stoffstäbe gegen den relativ starren inneren Wellring drückt. 2. Abstandshalter nach Anspruch 1, d.g.,.daB ein Steg oder eine U-förmige Spange durch Bohrungen in den Wellringen und in dem Zwischenstopfen des zentralen Stabes gesteckt wird, um die Wellringe gegen eine Verschiebung in axialer Richtung zu sichern. 3. Abstandshalter für Brennelemente mit zentrisch um einen . Mittelstab angeordneten Brennstoffstäben, d.g., daß die äußeren Brennstoffstäbe von im wesentlichen sechskant- förmigen Rohrabschnitten umgeben werden, die miteinander verbunden sind, wobei jeder äußere BrennstoffstLib von Biegefedern(10a, 10b, 10c) gegen an. den BerühruiiGsl.'1 t?ch('tl der Rohrabschnitte angeordnete starre Anlagepunlcte 11 :r(!- drückt wird. 4. Abstandshalter nach Anspruch 3, d.g., daß zur Fixierwin- des Zentralstabes und gleichzeitig zur Sicherung des äb- standshalters gegen eine Verschiebung in axialer Richtung mindestens drei Rohrabschnitte Auswölbungen 12 aufweisen, die in die umlaufende Nut eines Zwischenstopfens im zen- tralen Stab einrasten.