DE1933319C - Abstandshaltegitter für ein Kernreaktorbrennstoffelement - Google Patents

Description

Durch die gelochte Form der Bleche erhält die

40 Gesamtanordnung des Abstandshaltegitters 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 geeigein Kernreaktorbrennstoffelement, in dem ein Bün- 45 net ist.

del von Stäben spaltbaren oder brutfähigen Ma- Jedes der einzelnen Bleche nach der Erfindung

terials durch Abstandshaltegitter gehalten wird, die wird durch eine Folge von Arbeitsgängen wie Stanjeweils im Innern eines Rahmens ein Gitterwerk 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 eine gewisse Unabhängigkeit, was die Ausdie Buckel von gewellten, fest mit den Blechen ver- führung und den Gebrauch erleichtert und Verbundenen Stegen hineinragen, die der Abstützung der formungen bei der Fabrikation vermeidet. Die Mon-Spaltstoff- bzw. Brutstoffstäbe dienen. tage der so erhaltenen, mit Ausnehmungen ver-

Ein Abstandshaltegitter dieser Art ist bereits aus 55 sehenen Bleche erfolgt anschließend durch Einsetzen der britischen Patentschrift 1 116 106 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 Stäbe 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 entBerührungspunkten mit jedem der Kernbrennstoff- 65 sprechenden Metall bestehen.

bzw. Brutstoff stäbe 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 Beispiel angeführten Aus-

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führungsform, die sich auf die Zeichnungen bezieht. rend der obere Teil des Bleches A im Schlitz 18 des

Hierin zeigt Bleches 2 gehalten ist.

Fig. 1 schematisch schaubildlich teilweise weg- Die so ineinandergeschobenen Bleche können

geschnitten ein Abstandshaltegitter gemäß der Er- leicht durch Elektronenstrahlschweißung, örtliches

findung. Jedoch ist nur ein Teil dieses Gitters in der 5 Löten, Widerstandsschweißung oder auf jede andere

Figur sichtbar, während das gesamte Gitter ent- Weise befestigt und miteinander starr verbunden wer-

sprechend ausgebildet ist, den, so daß jede Verschiebung des einen bezüglich

F i g. 2 in größerem Maßstab auseinanttergezogen des anderen unmöglich ist.

das Ineinandersetzen der das Gitter der Fig. 1 bil- Die Abmessung der Hohlräume wird so ohne

denden, mit Ausnehmungen versehenen Bleche, io komplizierten Zusammenbau und ohne kostspielige

F i g. 3 einen Schnitt längs I-I der F i g. 2 in kleine- Arbeitsgänge mit großer Genauigkeit erhalten,

rem Maßstab. Jeder dieser Hohlräume 6 ist von vier Abschnitten

Das Abstandshaltegitter, das die Stäbe von spalt- des Bleches begrenzt, deren Mittelbereich aus einem barem und brutfähigem Material eines Kernreaktor- gewellten Steg 12 besteht, während die Ecken ausbrennstoflelements halten soll, besteht, wie in 15 genommen sind, da sie durch Zusammenfügung der F i g. 1 gezeigt, aus einem Raster von Blechen 2, 4, die Schlitze 18 oder 20 im Bereich der beiden die im rechten Winkel angeordnet sind und Hohl- Ausnehmungen 10 trennenden vollen Teile geraume 6 von im wesentlichen quadratischem Quer- formt sind.

schnitt begrenzen. Diese Bleche2, 4 sind jedes an Wie in Fig. 3 gezeigt, wird jeder Stab 7 vom ihren beiden Enden in einem aus vier, den Blechen 2 20 Buckel 14 eines Blechs 4 und den Buckel 16 des be- und 4 entsprechenden und untereinander verschweiß- nachbarten Blechs 4 einerseits und andererseits vom ten Blechen gebildeten Rahmen 8 befestigt. Ein Buckel 14 eines Blechs 2 und den Buckeln 16 des Stab 7 aus spaltbarem oder brutfähigem Material benachbarten Blechs 2 berührt. Er wird so an regelkann so in jeden der Hohlräume 6 eingeführt werden mäßig über vier Mantellinien verteilten Punkten und und wird dort durch deren Wände gehalten. 25 an mehreren Punkten seiner Höhe gehalten.

Zu diesem Zweck besitzen die Bleche 2, 4 in ihrem Infolge der auf den Buckeln 13 und 15 beruhenden

Mittelbereich Ausnehmungen 10 von verhältnis- Elastizität des gewellten Stegs 12 können Verformun-

mäßig großen Abmessungen bezüglich der Ober- gen absorbiert werden, während die Kühlflüssigkeit

fläche des Bleches selbst. Diese Ausnehmungen sind weiter zwischen dem berührenden Steg 12 und dem

alle gleich und in regelmäßigen Abständen angeord- 30 Stab strömen kann.

net und durch gerade gewellte Stege 12 getrennt, die Die Bleche 2 sind wie die Bleche 4 an jedem ihrer

beispielsweise, wie in Fig. 2 gezeigt, drei Buckei 13, Enden an einer der Seiten des Rahmens λ befestigt.

14 und 15 bilden, wobei der mittlere Buckel 34 nach der ebenfalls aus mit Ausnehmungen versehenen der einen Seite des Blechs und die Buckel 13 und Blechen besteht, deren Ausnehmungen durch gerade

15 nach der anderen Seite vorspringen. 35 gewellte Stege 12 und mit Buckeln 16 versehene Bän-Am oberen und am unteren Ende dieses gewellten der begrenzt sind.

Steges 12 bilden die oberen und unteren vollen Ab- Die Bleche des Rahmens sind außerdem in an

schnitte des Blechs 2 oder 4 zwei gerade Bänder la, sich bekannter Weise an ihrer Ober- und Unterseite

2 b oder 4 a, 4 b, die ebenfalls jedes mit einem Buckel verlängert durch Zähne 24 in Form abgerundeter

16 versehen sind, der zur gleichen Seite wie die 40 Dreiecke (Fig. 1), die leicht zum Mittelpunkt des Buckel 13 und 15 gerichtet ist, jedoch eine größere Abstandshaltegitters hin geneigt sind. Diese geneigten Höhe besitzt. Zähne ermöglichen die Führung der Anordnung des

Zwischen diesen Buckeln 16 ist das obere Band Brennstoffelements bei seinem Einbau im Reaktor,

2 α in der Mittelachse jeder der Ausnehmungen 10 während der von den vier seitlichen gezahnten, an-

durch einen Schlitz 18 unterbrochen, während in den 45 einander verschweißten Blechen gebildete Rahmen

zu den Blechen 2 senkrechten Blechen 4 das Band die Bleche 2 und 4 streng senkrecht hält und der

4 b durch einen im unteren Teil jeder Ausnehmung Gesamtanordnung des Abstandshaltegitters eine gute

10 angeordneten Schlitz 20 unterbrochen ist. Die Widerstandsfähigkeit gibt.

Bänder 2 α und 4 b sind so in gleichmäßigen Ab- Die beschriebene Ausführungsform kann selbstständen unterbrochen, und die Bleche 2 und 4 kön- 50 verständlich in verschiedener Weise abgewandelt wernen gleitend ineinandergeschoben werden, wobei sich den, beispielsweise kann die Form der Wellungen des die Wände der Schlitze 20 unterhalb der Aus- geraden berührenden Stegs im Rahmen der Erfindung nehmung 10 beiderseits des Bleches 2 befinden, wäh- 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 Nach-

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 Durchflußwiderstandshaltegitter gehalten wird, die jeweils im stand für das Kühlmedium besitzt. Diese Aufgabe Innern eines Rahmens ein Gitterwerk von mit wird bei einem Abstandshaltegitter der eingangs geSchlitzen ineinandergreifenden und Hohlräume io nannten Gattung 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, aHein 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 Spaltstoff- bzw. Brutstoffstäbe 15 der getrennt sind und daß die für das Ineinanderdienen, dadurch gekennzeichnet, daß greifen der Bänder vorgesehenen Schlitze 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 ft; 4a, 4 ft) 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 (10) 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 Schlitze (20) in der Mittel- bildet.

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

2. Abstandshaltegitter nach Anspruch 1, da- as 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 gleiche Richtung weisen und ein dritter Buckel gerichtet ist, jedoch eine größere Höhe beBuckel einen erheblichen Vorsprung in der zu den sitzt.

Buckeln entgegengesetzten Richtung bildet. 30 Die zwischen den Bändern angeordneten gewellten

3. Abstandshaltegitter 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 (2 a, 1 b\ 4 α, 4 6), 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 !st, je- Band und den diese Bänder verbindenden Stegen bedoch eine größere Höhe besitzt. steht, sind die öffnungen so groß, daß das Kühlmedium frei um die Stege strömt und wirksam kühlt.