DE1933319B2 - Abstandshaltegitter fuer ein kernreaktorbrennstoffelement - Google Patents

Description

führungsform, die sieh auf die Zeichnungen bezieht. Hierin zeigt

Fig. I schematisch schaubildlich teilweise weggeschnitten ein Abstandshaltegitter gemäß der Erfindung. Jedoch ist nur ein Teil dieses Gitters in der Figur sichtbar, während das gesamte Gitter entsprechend ausgebildet ist,

F i g. 2 in größerem Maßstab auseinandergezogen das Ineinandersetzen der das Gitter der Fig. I bildenden, mit Ausnehmungen versehenen Bleche,

F i g. 3 einen Schnitt längs I-I der F i g. 2 in kleinerem Maßstab.

Das Abstandshaltegitter, das die Stäbe von spaltbarem und brutfähigem Material eines Kernreaktorbrennstoffelements halten soll, besteht, wie die Fig. I gezeigt, aus einem Raster von Blechen 2, 4, die im rechten Winkel angeordnet sind und Hohlräume 6 von im wesentlichen quadratischem Querschnitt begrenzen. Diese Bleche 2, 4 sind jedes an ihren beiden Enden in einem aus vier, den Blechen 2 und 4 entsprechenden und untereinander verschweißten Blechen gebildeten Rahmen 8 befestigt. Ein Stab 7 aus spaltbarem oder brutfähigem Material kann so in jeden der Hohlräume 6 eingeführt werden und wird dort durch deren Wände gehalten.

Zu diesem Zweck besitzen die Bleche 2, 4 in ihrem Mittelbereich Ausnehmungen 10 von verhältnismäßig großen Abmessungen bezüglich der Oberfläche des Bleches selbst. Diese Ausnehmungen sind alle gleich und in regelmäßigen Abständen angeordnet und durch gerade gewellte Stege 12 getrennt, die beispielsweise, wie in F i g. 2 gezeigt, drei Buckel 13,

14 und 15 bilden, wobei der mittlere Buckel 14 nach der einen Seite des Blechs und die Buckel 13 und

15 nach der anderen Seite vorspringen.

Am oberen und am unteren Ende dieses gewellten Steges 12 oilden die oberen und unteren vollen Abschnitte des Blechs 2 oder 4 zwei gerade Bänder 2 a. 2 b oder 4 a. 4 b. die ebenfalls jedes mit einem Buckel

16 versehen sind, der zur gleichen Seite wie die Buckel 13 und 15 gerichtet ist. jedoch eine größere Höhe besitzt.

Zwiscnen diesen Buckeln 16 ist das obere Band 2(i in der Mittelachse jeder der Ausnehmungen 10 durch einen Schlitz 18 unterbrochen, während in den zu den Blechen 2 senkrechten Blechen 4 das Band 4/> durch einen im unteren Teil jeder Ausnehmung 10 angeordneten Sch'itz 20 unterbrochen ist. Die Bänder la und 4 b sind so in gleichmäßigen Abständen unterbrochen, und die Bleche 2 und 4 können gleitend ineinandeigeschobcn werden, wobei sich d'c Wände der Schütze 20 unterhalb der Ausnehmung IO beiderseits des Bleches 2 befinden, während der obere Teil des Bleches 4 im Schlitz 18 des Bleches 2 gehalten ist.

Die so ineinandergeschobenen Bleche können leicht durch Elektronenstrahlsehweißung, örtliches Löten, Widersiandsschweißung oder auf jede andere Weise befestigt und miteinander starr verbunden werden, so daß jede Verschiebung des einen bezüglich des anderen unmöglich ist.

Die Abmessung der Hohlräume wird so ohne

ίο komplizierten Zusammenbau und ohne kostspielige Arbeitsgänge mit großer Genauigkeit erhalten.

Jeder dieser Hohlräume 6 ist von vier Abschnitten des Bleches begrenzt, deren Mittelbereich aus einem gewellten Steg 12 besteht, während die Ecken ausgenommen sind, da sie durch Zusammenfügung der die Schlitze 18 oder 20 im Bereich der beiden Ausnehmungen 10 trennenden vollen Teile geformt sind.

Wie in Fig. 3 gezeigt, wira ^;eder Stab 7 vom Buckel 14 eines Blechs 4 und den Buckel 16 des benachbarten Blechs 4 einerseits und andererseits vom Buckel 14 eines Blechs 2 und den Buckeln 16 des benachbarten Blechs 2 berührt. Er wird so an regelmäßig über vier Mantellinien verteilten Punkten und an mehreren Punkten seiner Höhe gehalten.

Infolge der auf den Buckeln 13 und 15 beruhenden Elastizität des gewellten Stegs 12 können Verformungen absorbiert werden, während die Kühlflüssigkeit weiter zwischen dem berührenden Steg 12 und dem Stab strömen kann.

Die Bleche 2 sind wie die Bleche 4 an jedem ihrer Enden an einer der Seiten des Rahmens 8 befestigt, der ebenfalls aus mit Ausnehmungen versehenen Blechen besteht, deren Ausnehmungen durch gerade gewellte Stege 12 und mit Buckeln 16 versehene Bändei begrenzt sind.

Die Bleche des Rahmens sind außerdem in an sich bekannter Weise an ihrer Ober- und Unterseite verlängert durch Zähne 24 in Form abgerundeter Dreiecke (Fig. 1), die leicht zum Mittelpunkt des Abstandshaltegitters hin geneigt sind. Diese geneigten Zähne ermöglichen die Führung der Anordnung des Brennstoffelements bei seinem Einbau im Reaktor, während der von den vier seitlichen gezahnten, aneinander verschweißten Blechen gebildete Rahmen die Bleche 2 und 4 streng senkrecht hält und der Gesamtanordnung des Abstandshaltegitters eine gute Widerstandsfähigkeit gibt.

Die beschriebene Ausführungsform kann selbst-

ö> verständlich in verschiedener Weise abgewandelt werden, beispielsweise kann die Form der Wellungen des geraden berührenden Stegs im Rahmer, der Erfindung abgewandelt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 damit auch dieselben Nachteile aufweist wie das Patentansprüche" obengenannte Gitter, ist auch schon aus der USA.- Patentschrift 3 379 619 bekannt. Die Erfindung bezweckt die Behebung dieser Naeh-

1. Abstandshaltegitter für ein Kernreaktor- 5 teile durch ein Abstandshaltegitter, das gleichzeitig brennstoffelement, in dem ein Bündel von Stäben eine genügend große Zahl von Berührungspunkten spaltbaren oder brutfähigen Materials durch Ab- mit den Stäben und einen geringen DurCiflußwiderstandshaltegitter gehalten wird, die jeweils im stand füi das Kühlmedium besitzt. Diese Aufgabe Innern eines Rahmens ein Gitterwerk von mit wird bei einem Abstandshaltegitter der eingangs geSchlitzen ineinandergreifenden und Hohlräume ίο nannten Galtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, mit rechtwinkligem Querschnitt begrenzenden daß jedes Blech des Gitterwerks und des Rahmens Blechen enthalten, wobei in jeden dieser Hohl- durch zwei parallele, allein durch die gewellten Stege räume die Buckel von gewellten, fest mit den verbundene Bänder gebildet ist, daß die Stege durch Blechen verbundenen Stegen hineinragen, die der gegenüber ihrer Breite große Öffnungen voneinan-Abstützung der Spaltstolf- bzw. Brutstoffstäbe 15 der getrennt sind und daß die für das Ineinanderdienen, dadurch gekennzeichnet, daß greifen der Bänder vorgesehenen Schütze in der jedes Blech (2; 4) des Gitterwerks und des Rah- Mittelachse dieser Öffnungen angeordnet sind. Das mens durch, zwei parallele, allein durch die gewell- erfindungsgemäße Abstandshaltegitter zeichnet sich ten Stege (12) verbundene Bänder (2 a, 2 b; 4a, 4 b) weiterhin dadurch aus, daß von jedem Steg ein oberer gebildet ist, daß die Stege durch gegenüber ihrer 20 und ein unterer Buckel in die gleiche Richtung weisen Breite große Öffnungen 00) voneinander getrennt und ein dritter Buckel einen erheblichen Vorsprung sind und daß die für das Ineinandergreifen der in der zu den Buckeln entgegengesetzten Richtung Bänder vorgesehenen Schütze (20) in der Mittel- bildet.

achse dieser Öffnungen angeordnet sind. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung

2. Abstandshaltegitter nach Anspruch I. da- 25 ist an den Stellen der Bänder, an denen die Stege durch gekennzeichnet, daß von jedem Steg (12) in sie münden, ebenfalls je ein Buckel vorgesehen, ein oberer und ein unterer Buckel (13 bzw. 15) der zur gleichen Seite wie der obere und der untere in die gleMie Richtung weisen und ein dritter Buckel gerichtet ist. jedoch eine größere Höhe beBuckel einen erheblichen Vorsprung in der zu den sitzt.

Buckeln .ntgegeiiLiei-.etzten dichtung bildet. 30 Die zwischen den Bändern angeordneten gewellten

3. Abs.tandshaitccuto'· nach Anspruch 2. da- Stege dienen sowohl der Verbindung zwischen den durch gekennzeichnet, daß an den Stellen der oberen und unteren, ebenen Bändern als auch zum Bänder {la. 2b: 4a. 4/>). an denen die Stege (12) Abstützen der Kernbrennstoff- bzw. Brutstoffstäbe, in sie münden, ebenfalls je ein Buckel (16) vor- Dadurch, daß jedes der Bleche des Gitterwerks im gesehen ist. der zur gleichen Seite wie der obere 35 wesentlichen nur noch aus einem oberen und unteren und der untere Buckel (13: 15) gerichtet ist. je- Band und den diese Bänder ve-bindenden Stegen bedoch eine größere Höhe besitzt. steht, sind die Öffnungen so groß, daß das Kühlmedium frei um die Stege strömt und wirksam kühlt.

Durch die gelochte Form der Bleche erhält die 40 Gesamtanordnung des Abstandshaltegittcrs außerdem in allen Richtungen eine zur Absorption von Schwingungen und Ausdehnungen ausreichende Elastizität, so daß es als Halterung für den erfindungs-

Die Erfindung betrifft ein Abstandshaltegitter füi gemäßen Zweck geradezu in idealer Weise geeipcin Kcrnreaktorbrcnnstoffclemcnt. in dem ein Biin- 45 riet ist.

del von Stäben spaltbaren oder brutl'äliigen Ma- Jedes der ein/einen Bleche nach der Erfindung

terials durch Abstandshaltegitter gehalten wird, die wird durch eine Folge von Arbeitsgängen wie Stanjeweils im Innern eines Rahmens ein Gitterwerl von zen. Pressen und Biegen hergestellt, die billig sind mit Schlitzen ineinandergreifenden und Hohlräume und leicht in Serie ausgeführt werden können. Jeder mit rechtwinkligem Querschnitt begrenzenden 5° elastische Steg oder gegen den Stab drückende Flächen enthalten, wobei in jeden dieser Hohlräume Buckel hat cine gewisse Unabhängigkeit, was die Ausdie lUiekel \on gewellten, fest mit den Blechen ver- führung und den Gebrauch erleichtert und Verbundenen Stegen hineinragen, die der Abstützung der foriniingcn bei der Fabrikation vermeidet. Die Mon-Spaltsloff- bzw. Brutstoffsläbe dienen. tage der so erhaltenen, mit Ausnehmungen ver-

l-iii Abstandshaltcgitter dieser Art ist bereits aus 55 scheuen Bleche erfolgt anschließend durch Einsetzen der britischen Patentschrift I 116 106 bekannt. Bei von zwei Blechen ineinander und genaues Ausrichten diesem bekannten Gitter sind die Bleche des Gitter- und Befestigen durch Schweißen mittels Elektronenwerks zwischen den Stegen massiv und nur mit den strahl, wobei kein Arbeitsgang zum Beseitigen von für das Ineinandergreifen der jeweils senkrecht zu Verformungen nötig ist. Diese Montage ist besonders ihnen verlaufenden Bleche notwendigen Schlitzen 60 einfach, so daß die Herstellungskosten des Abstandsversehen, so daß sie hohe Druckverluste im Strom haltegitters gering sind.

des die Stabe umspülenden Kühlmediums und damit Die Bleche können beispielsweise aus einer

eine relativ schlechte Wärmeabfuhr bewirken. Nickel-Eisen-Chrom-Legierung, aus rostfreiem Stahl, Andererseits weisen sie eine zu geringe Zahl von einer Zirkonium-Legierung oder jedem anderen ent-Berlihrungspunkten mit jedem der Kernbrennstoff- 65 sprechenden Metall bestehen, bzw. Brutstoffstäbe auf, um Schwingungen und Ver- Verschiedene andere Vorteile und Eigenschaften

formungen derselben wirksam zu absorbieren. der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Be-

Ein ganz ähnliches Abstandshaltegitter, welches Schreibung einer nur als Beispiet angeführten Aus-