DE1956053C3

DE1956053C3 - Abstandshaltergitter zur Halte rung von Kernbrennstoffstaben

Info

Publication number: DE1956053C3
Application number: DE1956053A
Authority: DE
Inventors: Felix S. Lynchburg Va. Jabsen (V.St.A.)
Original assignee: Babcock and Wilcox Co
Current assignee: Babcock and Wilcox Co
Priority date: 1968-11-07
Filing date: 1969-11-07
Publication date: 1973-10-25
Also published as: DE1956053A1; NL166149B; ES393980A1; FR2022780B1; JPS5512555B1; NL166149C; FR2022780A1; US3665586A; DE1956053B2; GB1264639A; CA932079A; NL6916828A; CH504077A; BE741457A; ES373332A1; SE335183B

Description

Die Erfindung betrifft ein Abstandshaltergitter, dessen Gitterstege aus starr miteinander verbundenen, geraden und im wesentlichen rechteckigen Metallstreifen bestehen, die eine Vielzahl von offenen Zellen zur Durchführung und Halterung von Kernbrennstoffstäben bilden, wobei wenigstens einige der Metallstreifen elastische Abschnitte aufweisen, die derart entlang des Metallstreifens angeordnet sind, daß wenigstens eine Wand jeder Zelle einen elastischen Abschnitt besitzt, der nach außen auslenkbar ist, um einen Brennstab in die Zelle einführen zu können. >

Will man eine optimale Energieverteilung in dem Core eines Kernreaktors erzielen, so muß man der Gestaltung und Verteilung der den Kernbrennstoff enthaltenden Behälter besondere Beachtung schenken. Da die durch den Brennstoff erzeugte Hitze von der unmittelbaren Umgebung des Brennstoffes in wirkungsvollerer Weise abgeleitet werden kann, wenn das Verhältnis der Oberfläche zu dem Volumen des den Kernbrennstoff enthaltenden Behälters groß ist, werden heutzutage in den Reaktoren eine Vielzahl dünner, langgestreckter Brennstäbe verwendet, von denen jeder aus einem länglichen Stück Brennstoff

besteht, das einen metallischen Überzug in Form eines relativ dünnwandigen, kreisförmigen Rohres aufweist. Eine Anzahl derartiger Brennstäbe wird zu einer Gruppe zusammengefügt, die als Brennelement bezeichne' wird, während eine Vielzahl derartiger

ίο Brennelemente das Core bilden. Wie auch immer die Anordnung zur Halterung der einzelnen Brennstabe und deren Positionierung zueinander aussehen mag, sie muß eine gute mechanische Stabilität wegen des schlanken Aufbaues der Brennstäbe aufweisen und sie muß die Fähigkeit besitzen, geringe Differenzen in den Quersohnittsdimensionen der einzelnen Brennstäbe auf Grund der Fertigungstoleranzen auszugleichen. Damit der Brennstab dem Kühlmittel die größtmögliche Oberfläche aussetzen kann, ist zusatz-

Hch erforderlich, daß der Kontakt zwischen der Halterung und dem Brennstab und die Störungen fur den

• Kühlmittelfluß um den Brennstab herum so klein wie möglich gehalten werden.

Unter Beachtung dieser Forderungen wurden

schon verschiedene gitterförmige Brennstabhalterungen entwickelt. Beispielsweise ist durch die USA.-Patentschrift 3 255 090 ein Haltergitter fur em Brennelement bekannt geworden, das aus einer Vielzahl von offenen, rohrförmigen Halteabschnitten be-

steht, von denen jeder Abschnitt einen Brennstab aufnehmen kann. Jeder rohrförmige Abschnitt dieser Halterung weist eine Zacke auf, die in die elastische Seitenwand eingedrückt ist. Die Zacken weisen in das Innere des rohrförmigen Abschnittes in Richtung auf

seine Längsachse, klemmen den Brennstab fest und hallten ihn fest an seinem Platz. Das primäre Kuhlmittel umfließt den Brennstab frei durch den langgestreckten, ringförmigen Raum, der zwischen dem Stab und den Wänaen des rohrförmigen Abschnittes gebildet wird, mit Ausnahme derjenigen Punkte, wo der Stab durch die Zacken kontaktiert wird. Da die Wände des rohrförmigen Abschnittes elastisch sind, können sie geringfügige Unterschiede im Durchmesser der Brennstäbe aufnehmen und ihnen eine seitliche Kraft aufdrücken, deren Größe ausreicht, die Stäbe in einer aufrechten Stellung im Core des Kernreaktors zu halten.

Beim Zusammenbau derartiger bekannter Haltevorrichtungen wird jeder Brennstab in seinen entsprechenden Abschnitt gescoßen oder gezogen. Der Brennstab selbst wird dabei dazu benutzt, die elastischen Teile, wie zum Beispiel die elastischen Wände der rohrförmigen Abschnitte nach der USA.-Patentschrift 3 255 090 oder federnde Vorsprünge in starren Wänden oder ähnliche elastische bewegbare Klemmteile aus dem Durchgangsweg des Brennstabes zu drücken, damit der Durchtritt des Stabes durch die Haltevorrichtung in die gewünschte Position möglich ist. Hierfür sind Kräfte bis zu 200 kp erforderlich. Da für das Einbringen der Brennstäbe in die Haltegitter gewöhnlich hochspezialisierte und komplizierte Ladeeinrichtungen erforderlich sind, werden die Brennelemente üblicherweise in der Fabrik zusammengebaut und als Einheiten zum Reaktorort transportiert.

Der Zusammenbau der Brennelemente verursacht deshalb nicht nur Kosten und Zeitaufwand, sondern führt auch noch zu einem Abrieb des Brennstabüberzuges, wodurch der Brennstab selbst beschädigt

werden kann.

Ferner sind durch die schweizerische Patentschrift 451 335 und die französische Patentschrift 1495 658 Abstandshaltergitter zur Halterung von Kernbrennstoffstäben bekanntgeworden, die elastische Abschnitte als Anlageelemente für den Brennstab aufweisen. Beide Anordnungen besitzen jedoch ebenfalls den entscheidenden Nachteil, daß die Brennstäbe bei ihrer Bewegung in der Zelle einem Abrieb unterliegen und beschädigt werden können. Die Anordnung nach der schweizerischen Patentschrift 451 335 weist darüber hinaus den Nachteil auf, daß sie lose, federnde Anlageelemente enthält, die einerseits schwer manipulierbar sind und andererseits wirkungslos werden, wenn nicht beide benachbarten Zellen, in die sich die federnden Enden eines Anlageelementes erstrecken, besetzt sind. Bei der Entnahme eines Brennstabes wird also gleichzeitig der benachbarte Brennstab aus seiner elastischen Halterung frei. Dies ist ein entscheidender Mangel.

Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Abstandshaltergi.ter zu entwikkeln, das einerseits die Brennstäbe sicher hält und das in einfacher Weise am Reaktorort mit Brennstäben bestückt werden kann, ohne daß dazu komplizierte Einrichtungen benötigt werden. Gleichzeitig sollte bei dem gesuchten Haltergitter das Abriebproblem bei der Einführung der Brennstäbe in die Halterung gelöst werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Abstandshaltergitter der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Metallstreifen in jedem Gitterititervall einen länglichen Schlitz zwischen ihren und senkrecht zu ihren Längskanten aufweisen, der in jeder Ecke jeder Zelle eine öffnung bildet, durch die ein Werkzeug zur Auslenkung der elastischen Wandabschnitte steckbar ist.

Während der Auslenkung der elastischen Teile des Rahmes wird der Weg für den Brennstab also freigegeben, so daß der Brennstab ungehindert und ohne Reibung in den Halterahmen eingeführt oder aus ihm herausgezogen werden kann. Damit werden auch komplizierte Einführvorrichtungen überflüssig.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Metallstreifen sich gegenseitig rechtwinklig durchkreuzen und Zellen mit quadratischem Querschnitt bilden. Erfindungsgemäß wi^rkt wenigstens eine i'f*r Wände als elastisches Teil, die ihrerseits ein Teilstück aufweist, das nach innen in die Zelle und damit in den Durchtrittsweg des Brennstabes hineinragt, wodurch eine Bewegung des Brennstabes in der Zelle verhindert wird. Durch d^.s Werkzeug ist dieser Teil der Wand nach außen bewegbar, so daß der Durchtrittsweg für den Brennstab vergrößert wird und dieser ohne Hinderung durch die Zelle hindurchgeführt werden kann.

Eine besonders vorteilhafte Anordnung wird nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch erzielt, daß jede Zelle zwei sich gegenüberliegende elastische Wandabschnitte besitzt.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zwei Werkzeuge derart durch die Schlitze steckbar sind, daß je ein Werkzeug mit je einem der beiden sich in einer ZeJIe gegenüberstehenden elastischen Abschnitte in Eingriff bringbar ist, so daß jeder elastische. Abschnitt nach außen ausgelenkt wird.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Werkzeug mindestens einen Nocken aufweist, der, wenn er mit einem der elastischen Abschnitte in Eingriff steht, diesen nach außen auslenkt, so daß der Brennstab in die Zelle einführbar ist.

Die Erfindung erlaubt ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Einführung eines Brennstabes in das erfindungsgemäße Abstandshaltergitter. Wie bereits erwähnt, besteht der große Vorteil dieses Verfahrens darin, daß der Brennstab in dem Abstandshaltergittcr

ίο bewegt werden kann, ohne daß der Brennstabüberzug abgerieben, abgekratzt oder auf sonst eine Art beschädigt wird. Das Verfahren besteht im wesentlichen aus folgenden Schritten: Auslenkung der elastischen Teile, um den Stab in eine vorbestimmte Lage innerhalb des Abstandshaltergitters zu bringen, ohne daß er dadurch durch Reibung abgenutzt wird, Freigabe des elastischen Teils und Rückkehr in seine ursprüngliche Lage, in der es den Stab in seiner Position festhält. Befindet sich der Brennstab bereits in seiner Position innerhalb des Haltergitters, so schließt das Verfahren folgende Schritte eu'.: Auslenkung des elastischen Teils, Zurückziehen de.* Stabes und Freigabe des elastischen Teils; oder: Auslenkung des elastischen Teils, Zurückziehen des Stabes, Einbringen eines anderen Stabes in die Position und anschließende Freigabe des elastischen Teils.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung werden nachstehend an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungs-

beispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine maßstäbliche Darstellung eines Teils eines teilweise zerlegten Haltegitters gemäß der Erfindung, und zwar eine Zwischenaufbaustufe aus drei Gitterteilen,

Fig. 2 eine Seitenansicht des zusammengesetzten Teils des Haltegitters,

F i g. 3 eine Aufsicht auf einen repräsentativen Teil eines zusammengesetzten HaUegitUrs mit Brennstäben und Elementen zur Auslenkung,

Fig. 4 die Seitenansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Gitterwand,

Fig. 5 einen Schnitt gemäß Linie 5-5 in Fig. 4, Fig. 6 eine Seitenansicht eines Teils einer anderen erfindungsgemäßen Gitterwand,

Fig. 7 eine räumliche Seitenansicht eines Brennstabes, bei der die Kräfte idealisiert dargestellt sind, die von der Gitterzelle gemäß Fig. 3 seitlich auf den Brennstab ausgeübt werden, um ihn in seiner Lage zu halten,

Fig. 8 eine Aufsicht auf den Brennstab gemäß Fig. 7,

Fig. 9 ein Bild eines typischen erfindungsgemäßen Auslenkungselementes,

Fig. lü einen Schnitt gemäß I inie 10-10 in Fig. 3

Fig. 11 den Schnitt eines Teils von Fig. 3 in vergrößerter Darstellung, bei der sich das Auslenkungselement oemäß der Erfindung in der Stellung vor dei Drehung befindet und

Fig. 12 einen Schnitt ähnlich wie Fig. 11, bei derr das Auslenkungselement nach dei Drehung dargestellt ist, und zwar entlang der Linie 12-12 nacl Fig. 10.

In der ^dehnung sind gleiche oder gleichwirkend« Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Da Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 enthält eil Haltergitter 10 für ein Brennstoffelement, durch da eine Vielzahl von Kernreaktorbrennstäben 12 ii räumlich paralleler Anordnung zueinander gehaltei

werden. Das Kaltergitter 10 ist ein vielzelliger Metallrahmen, der aus einer Vielzahl von annähernd flachen, langgestreckten Wänden 14 zusammengesetzt ist, die aus einem schweißbaren und einigermaßen elastischen Metall bestehen. Dieses Metall muß einen Aufenthalt in einem Kernreaktor überstehen, ohne daß eine einschneidende Veränderung seiner Elastizitätseigenschaft eintritt. Die Brennstäbe 12 bestehen aus einem Kernbrennstoffmaterial, das mit einer dünnwandigen, schlanken, langgestreckten Metallhülle umgeben ist, deren Ausdehnungskoeffizient annähernd gleich demjenigen des Metalls ist, aus dem der Rahmen 10 hergestellt ist. Dadurch wird eine unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen dem Rahmen 10 und den Brennstäben 12 vermieden, was ein häufiger Grund für die Reibung und/oder das Aufkratzen der Stabumhüllung und/oder die Zerstörung des Rahmens während des normalen Reaktorbetriebes ist.

Jede der Gitterwände 14 ist von der gleichen Bauart, um eine leichte Herstellung der Rahmen 10 zu ermöglichen. Eine besonders zweckmäßige Gitterwand 14 besteht aus einem Metallstreifen oder -band mit längs verlaufenden Flächen 15 und Rändern 16. Eine Vielzahl von kleinen, gleich großen Einschnitten 18 in jedem der beiden Ränder 16 sind annähernd im gleichen Abstand voneinander entlang des Randes 16 angebracht, wobei jeweils einem Einschnitt 18 ein direkt gegenüberliegender, korrespondierender Einschnitt auf dem anderen Rand zugeordnet ist. Jeder Einschnitt 18 weist einen Absatz 17 auf. So liegt zum Beispiel der tinschnitt 18/i, direkt gegenüber dem Einschnitt 18S₁, der Einschnitt 18/I₂ direkt gegenüber dem Einschnitt 18B₂ usw. Jeder Einschnitt 18/I_n liegt einem korrespondierenden Abschnitt 18B_n gegenüber, wobei η eine ganze Zahl ist. Zur Vereinfachung der weiteren Beschreibung wird jeder Teil der Gitterwand 14, der durch die durch benachbarte Paare von gegenüberliegenden Einschnitten 18/1„ bis 18B_n und 18/I_n+1 bis 18B_n+1 gezogenen Mittellinien 19 begrenzt wird, als eine Wand 20 bezeichnet. Eine Gitterwand 14 kann somit als aus einer Kette von im allgemeinen rechtwinklig geformten Wänden 20 bestehend beschrieben werden.

Zusätzlich zu den Einschnitten 18 sind eine Reihe von gleich großen und annähernd gleich weit voneinander entfernten, schaufeiförmigen Ausschnitten 22 in Längsrichtung der Gittenvand 14 vorgesehen. Die Anzahl der Ausschnitte 22 ist gleich der Anzahl der Paare gegenüberliegender Einschnitte 18/I_n bis 18B_n. Zweckmäßigerweise liegt jeder Ausschnitt 22 axial auf einer der obenerwähnten Mittellinien 19 und weist einen engen Schlitz 24 auf, der sich von dem Absatz 17desEinschnittes 18zurLängsachse dci Gittenvand 14 hin erstreckt, und der durch eine symmetrisch geformte öffnung 26 begrenzt wird, deren Achse ebenfalls vorzugsweise in der Mittellinie 19 liegt. Die Schlitze 24 dienen zum Zusammenfügen zweier Gitterwände 14. Im zusammengefügten Zustand bilden die Einschnitte 18 eine Aussparung, in die Schweißmaterial zur Fixierung des Gitters eingefügt werden kann, und die öffnungen 26 dienen als Zutrittsöffnungen in das zusammengebaute, vielzellige Hakergitter 10.

Eine bevorzugte Ausführung8form der Gitterwand 14 weist eine Vielzahl von Zacken 28 auf, die in unterteilten Intervallen über die Länge und Breite so gebildet sind, daß jede der Wände 20 mit drei Zacken 28 versehen ist, wobei die Zacken in gleichen Abständen voneinander auf einer Zentrumslinie liegen, die parallel zur der Mittellinie 19 verläuft. Wie in Fig. 1 dargestellt, drückt jede Zacke 28 ein begrenztes Teilstück der Gittenvand 14 winkelförmig nach der Seite in Breite und Länge heraus. Vorzugsweise drücken zwei der Zacken 28/1 und 28ß in einer Wand 20 jeweils ein Teilstück des freien Randes 16 der Wand in einer Richtung heraus, während die dritte Zacke 28C das Zentrum der Wand 20 in der entgegengesetzten Richtung herausdrückt. Die Zacken 28 selbst sind starr im Vergleich zu den elastischen Gitterwänden 14 und den relativ steifen Wänden 20. Der Scheitel 32 jeder Zacke 28 ist ein Linienstück, das senkrecht zur Längsachse der Gittenvand 14 verläuft.

»5 Wie bereits erwähnt, wird die Gittenvand 14 aus. einem elastischen Metallstreifen hergestellt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird vorausgesetzt, daß die Gittenvand 14 eine ausreichende Elastizität besitzt, daß wenigstens eine der Wände 20 ohne äußeren Zwang in ihre vorherige Lage zurückkehren wird, wenn ihr Zentrum in bezug auf ihre Ränder in der Richtung der Ausrückung der Zacken 28/1 und 28B derselben Wand ausgebogen wird.

Das Zusammenfügen zweier Gitterwände 14 wurde

»5 bereits beschrieben. Selbstverständlich umfaßt die vorliegende Erfindung nicht nur das Zusammenfügen zweier viitterwände 14, sondern erstreckt sich auch auf den Aufbau eines Haltergitters 10, das aus beliebig vielen Gitterwänden 14 aufgebaut ist, die eine Vielzahl von Zellen 35 mit einer Vielzahl von Wänden 20 bilden, wobei jede der Wände 20 s!s eine Seite wenigstens einer Zelle 35 wirkt und wenigstens eine Zacke 28 in jeder Wand 20 in eine Zelle 35 hineinragt. Das derart gebildete Haltergitter 10 enthält eine Vielzahl von offenen Zellen 35, die in parallelen Reihen angeordnet sind, die ihrerseits eine rechtwinklig angeordnete Formation von Zellen bilden, die durch äußere Gitterwände 14D, 14£, 14F und 14G begrenzt sind. Zum Abschluß des Zusammenbaues des Haltergitiers 10 wird in jede durch die Einschnitte 18 gebildete Aussparung eine Schweißperle 36 gelegt, um die Ränder 16 der Gitterstäbe 14 starr miteinander, zu verbinden. Genauer gesagt verbindet die Schweißperle 36 natürlich nur die Kreuzungspunkte der

Ränder 16 miteinander.

Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Alle Einzelheiten bleiben hier dieselben wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, led^:-;lich die Einschnitte 18 sind weggefallen und somit sind nur die schaufeiförmigen Ausschnitte 22 und die Zacken 28 in jeder Gittenvand 14 vorgesehen. Die Schlitze 24 erstrecken sich dann bis zum Rand 16. Der Zusammenbau des Haltergitters 10 wird in derselben Weise bewerkstelligt wie bei dem ersten Ausführungsbei-

spiel. Er schließt damit ab, daß auf jedem Kreuzungspunkt der Ränder 16 der Gitterwände 14 ein Schweißpunkt gelegt wird u< id somit die Wände untereinander fest verbunden werden.

Die Brennstäbe 12 in Fig. 3 sind in der ihnen je-

weils zugeordneten Zelle durch eine Vielzahl von Zacken 28 in einer vorbestimmten Position gehaltert. Dft seitlichen Kräfte, die dabei auf einen Brennstab durch die gegenüberstehenden Wände 20 auf dem Wege über deren Zacken 28 drücken, reichen aus, den Stab an seinen) Platz in einer aufrechten Stellung innerhalb der Zelle zu halten. In beiden Ausführungsbeispielen enthält jede Zelle 35 jeweils sechs nach innen gerichtete Zacken 28. Jedes Paar von parallel

_gcgenUbeHie_gendenWänden20weistdreiZa_Cken28

auf. Diese Zalken sind im gleichen Abstand| vornanander entlang der longitudinal«* Achse der Zelleι ge

messen angeordnet, ^ «™ ^JS^^SS Zacken und die andere Wand einen Zacken aufwe^ Dc.igemäß weisen zwei Wände 20 einer jedenZeiie eine einzige Zacke 28 ,die in die «le hjjay nchtei ist, auf. Deswegen sind die Wände 20ι mit derκJben Anzahl von Zacken 28 in einer Zelle rechtwinklig zu einander und benachbart angeordnet, nicht aber etwa parallel und gegenüberstehend

I„ Fi g. 3 sind sämtliche p'^k*ⁿ ** = ™[_e Du'ch eine gemeinsame Ebene gelegt. Der kleinste Durcn messer »rf« eines langgestreckten,,gerade",Dun* ,ri.tsweges, der durch die Wände 20 einer Zelle 35

festgelegt wird und der sich in.^^^J?™ die Zelle erstreckt, ist gegeben ^d«^ *«JSJ^eJJ₀ rade Linie, die man durch die Achse «' «"f "™ zwischen den in eine V^^^^f * Zacken 28 von gegenüberliegenden Wanjcn JU ziehen kann. Ein langgestreckter, gerader Bre»instab

12 mit einem ^f^Gjg größer als die Größe »d« ist, kann nicht J tungdurch eine Zelle ^ minimale Durchmesser des ßcrl wird. Bei den vorbekannten Anordnunge c'n Ende eines Brennstabes in die Zelle eingeführt „nd als Keil ode; Hebel benutztem em oder mehrere -i„.:.„u„ t„;ia uiip heisnielswcise ein oder mehrere ei«.^; Wä^de; elastische Wände mit Vorsprung elastische Vorsprünge, elastische Zacken ,^«[ ahn !,ehe elastische, bewegbare Brennstabklemm.ttel mit CiewaltvonderAchsederZdlenachauswartswegu bewegen, oder um den Durchtnttsweg durch_d.e ZcHe _7U veFgrößern, damit das eine Ende des Stab«> d.. ch dic Zelle hindurch geführt werden kann und der Stab sclbst dort in die richtige Position gebrach^ werden kann Folglich werden die sorgfälUg Gearbeiteten^u Bcrcn Oberflächen der ^B.^rennstabe abgeneben «r kratzt, eingeschnitten, eingekerbt ode in ano^erer Weise durch die elastischer,TeUe Ji^^g. ^d« «»« Stabe mit Gewalt in die vorherbestimmte P«£°?'" ihrer Zelle gebracht werden müssen -Außerdem werden die Stäbe zusätzlich zerkratzt «^ abgeneben

usw., wenn sie aus ihren Zellen J^erau?g^e^?!" werden. Infolgedessen ist es ein besonderes Kennze^

chen der vorliegenden Erfindung, ^^ß "«^r **™J .g schaffen worden sind, um eine kurzze tige rung des Durchtrittsweges ai enoeten Brennstäbe sich frei in ^ihrem _f ^D kennen, wodurch das 8«nite F löst worden ist. Im Unterschied Einrichtungen dieser Art wird hier als Mrtte J zwingung der Vergrößerung des Durchtnttsweges nicht der Brennstab selbst benutzt.

In den hier beschriebenen A-JJ wirken alle Wände 20 als elastisch^1

für wenigstens einen Brennstab nut nigen Gitterwände 14D und 14E, die

' Außenseiten des Haltergitters »^"^ Gitterwänden ragen die Zacken 2ÄC nam außen. In der Praxis wirken jedoch "« "£'J"

: 20 einer jeden Zelle 35 als elastische

! 2n SS.£i«, 12, nämlich ^«»|^ • Wände, die nur eine einzige Zacke MC

die in die in Frage stehende Zeile hineinragt J<-de dieser Wände 20 ^™^J£g&£S^Z

übt auf oen

^ Zelle 35 hineinragen. Die Zacken

28/4 und 281) sind nicht bewegbar. Es ist bereits ausgeführt worden, daß die Gitterwände 14 i;n den Kreu zungspunkten ihrer Ränder 16 starr durch Schweißung miteinander verbunden sind. Dagegen ist das MittelstUck einer Wand 20 in bezug auf den Rand 16 dieser Wand elastisch bewegbar. Es ist beispiels- ' ίο weise nach außen aus der Zelle heraus bewegbar und nimmt dabei den Zacken 28C mit. Dadurch wird die Durchtrittsöffnung der betrachteten Zelle vergrößert. Wenn die Mittelteile beider Wände 20 einer Zelle 35, die nur eine einzige Zacke 28 aufweisen, die in das is Innere der Zelle gerichtet ist, nach außen ausgelenkt werden, so vergrößert sich die Durchtrittsö'fnung durch die besagte Zelle noch mehr. Folglich bestehen die Mittel zur kurzzeitigen Vergrößerung des Durchtrittsweges durch eine Zelle aus folgendem: einem so Alislenkungsmittel zur Bewegung der elastischen Brennstabhalterungen in eine auswärts, von der Achse der Zelle weggerichtete Richtung. Das Auslenkungsmittel schließt zweckmäßigerweise ein Element zur Betätigung des Auslenkungsmittels ein, aber dieser as Gesichtspunkt ist nicht wesentlich.

Angenommen, ein Brennstab soll in eine Gitterzelle eingeführt werden. Dann brauchen - wie beschrieben - die Mittelteile zweier Wände 20 lediglich soweit nach außen gelenkt zu werden, daß der Brennstab die Durchtrittsöffnung durch die 7-elle frei pas sieren kann. Das Wort »frei« wird in diesem Zusammenhang in dem Sinne benutzt, daß die beschriebene ng des Brennstabes »ohne Hemmnis«, »ohne ;rnis« oder »ohne Behinderung« in der Zelle oder der Durchtrittsöffnung vor sich gehen kann. Auch »ohne Wechselwirkung« zwischen dem Brenn-' stab und den elastischen Teilen soll darunter verstanden werden, wenn der Stab durch die Zelle hindurch, gleich in welcher Richtung, bewegt wird. Wenn der Stab in diesem Sinne »frei« bewegt wird, dann sollte es möglich sein, ihn ohne Berührung der Zacken 28/1, 28S und 28C zu bewegen. In jedem Falle ist die Bewegung des Stabes aber nicht von einem Abrieb der äußeren Oberfläche des Stabes begleitet. Wenn 45 der Stab auf diese Weise in seine Position gebracht worden ist, bewirken die Auslenkungsmittel eine Freigabe der elastischen Teile, wodurch es den Wänden 20 möglich ist, elastisch in ihre alte Lage zurückzukehren und damit die Zacke 28C wiederum in 50 die Zelle hinein zu drücken und den Brennstab seitlich gegen die Zacken 28/1 und 28B in den gegenüberliegenden Wänden zu klemmen. Bei der Entnahme eine« Stabes aus einer Zelle ist der Vorgang der gleiche die Wände werden ausgelenkt, der Stab wird heraus 55 gezogen und die Wände werden wieder freigegeben In Fig. 7 und 8 ist dargestellt, wie sich die seitlid auf einen Brennstab 12 wirkenden Haltekräfte ent lang der Länge des Stabes verteilen. Der Einfachhei wegen stimmen die Bezugszahlen, die die Kräfte be 6o zeichnen sollen, mit denjenigen Bezugszahlei überein, welche die Zacken bezeichnen, die die jewei lige Kraft auf den Brennstab ausüben. Es sei aus drücklich darauf hingewiesen, daß die Paare de Kraftvektoren 28/1 und 28 ß nicht einander gegen 65 überstehen. Sie sind auf jeden Fall weniger als gegeneinander versetzt.

Wie in den Fig. 9 bis 12 dargestellt, bestehen di in den Ausführungsbeispielen bevorzugt verwendete

er

ίο

Mittel zur Auslenkung aus zwei länglichen, stangenähnlichen Elementen 40 mit einer Einrichtung zur Bewegung der elastischen Teile eines Haltergitters, das wenigstens eine Zelle aufweist, deren Durchtrittsöffnung für den Brennstab vergrößert werden kann. Jedes der beiden Elemente 40 weist ein Teilstück 42 seiner Länge auf, das aus der Rotationsachse des Elementes ausgekröpft ist und als ein Nocken für die Bewegung der elastischen Teile wirkt. Das Element 40 weist an dem anderen Endstück ein im rechten Winkel »° zu der Achse des Elementes stehendes Betätigungsstück 44 in Form eines Hebelarmes auf.

Wenn das Haltergitter 10 zusammengebaut ist, liegen die öffnungen 26 in den Gitterwänden 14 übereinander und bilden ein Paar von offenen Ka- »5 nälen 45, wobei jeder Kanal an je einer Gitterwand anliegt und sich longitudinal durch die Länge des Haltegitters 10 erstreckt. Dabei liegt ein Teilkanal 45/4 auf der einen und der andere Teilkanal 45ß auf der anderen Seite der zugehörigen Gitterwand 14. Die »° Mitte des Teilkanals 45/1 wird durch die in diesen Bereich hineinragenden Zacken 28C versperrt. Dagegen ist der andere Teilkanal 45 B unversperrt. Um einen Brennstab 12 in eine bestimmte Zelle 35 einführen zu können, müssen zuerst diejenigen Gitter- ^a5 wände 14 identifiziert werden, die eine zentral angeordnete Zacke 28 C aufweisen, die in das Innere dieser Zelle gerichtet ist. Diese Bestimmung ergibt, daß das gerade die Seitenfläche 15 der Gitterwände 14 sind, an denen die Teükanälc 45/4 anliegen. Das freie EnH-stück des Elementes 40 wird nunmehr durch den entsprechenden Teilkanal 4SA in das Haltergitter 10 so eingeführt, daß das ausgekröpfte Teilstück 42 in die gewünschte Zelle zu liegen kommt. Beim Einführen des Elementes 40 muß darauf geachtet werden, daß das ausgekröpfte Teilstück 42 des Elementes in einer näherungsweise parallelen Ebene zu der Ebene der Gitterwand liegt. Dann wird das Element 40 um eine viertel Umdrehung entweder im Uhrzeigersinne oder im Gegensinne gedreht, in jedem Fall aber in derjenigen Richtung, in der sich das gekröpfte Teilstück 42 aus der Durchtrittsöffnung der betrachteten Zelle herausbewegt, wodurch die Zellenwand 20, die die Zacke 28 C trägt, aus der Durchtrittsöffnung herausgebogen wird. Die Stellungen der Zacke 28C vor und nach der Drehung des Elementes 40 sind in den Fig. 11 und 12 dargestellt. Derselbe Vorgang wird benutzt, um die andere, in die Zelle hineinragende 2'acke 28C aus der betrachteten Zelle herauszubewegen. Dazu wird ein anderes Element 40 in den entsprechenden Teilkanal ASA eingeführt, der rechtwinklig zu dem ersten Teilkanal 45/1 liegt, wie ebenfalls aus den Fig. 11 und 12 hervorgeht.

Im Hinblick auf das oben Gesagte muß erwähnt werden, daß andere vielzellige Haltergitter mit elastischen Teilen versehen sein können, bei denen jede Zelle nur eine elastische Wand zur Halterung des Kernbrennstoffbehälters aufweist. Beispielsweise kann ein Haltergitter wenigstens eine Zelle besitzen, liie durch drei anstatt vier zusammenhängende Wände gebildet ist und somit eine dreieckförmige Zelle mit cinei Wand als dem elastischen Teil zur Halterung des Kernbrennstoffbehälters darstellt, wobei die elastische Wand derart eingerichtet ist, daß sie den Brennstab gegen die anderen Wände oder Vorsprünge derselben klemmt. In diesem Falle kann ein einziges Auslenkungselement 40 benutzt werden, um die Durchtrittsöffnung durch die Zelle zu vergrößern. Infolgedessen ist die vorliegende Erfindung darauf abgestellt, daß mindestens ein drehbares Auslenkungselement 40 in Längsrichtung in das Haltergitter einführbar ist, wobei das Haltergitter wenigstens eine, durch eine Mehrzahl vor Wänden gebildete Zelle aufweist, in der nur eine der Wände oder ein Vorsprung derselben als elastischer Teil wirkt, der dem Brennstab ermöglicht, sich frei in der durch die Zelle gebildeten Durchtrittsöffnung zu bewegen.

Es kann besonders zweckmäßig sein, daß ein oder mehrere Auslenkungselemente mit einer Vielzahl von abgekröpften Teilstücken 42 versehen sind, die entlang der Längsrichtung des Auslenkungselementes verteilt sind, damit die elastischen Teile von mehr als einer Zelle gleichzeitig ausgelenkt werden können. In diesem Falle wird den Zentren der benachbarten, abgekröpften Teilstücke ein Abstand gegeben, der gleich dem Abstand zwischen den Zentren von benachbarten Zellen in demselben Haltergitter oder ein Vielfaches dieses Abstandes ist. Auf diese Weise kann einer Vielzahl von Brennstäben gleichzeitig die Möglichkeit zur freien Bewegung in ihrer Zelle gegeben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abstandshaltergitter, dessen Gitterstege aus starr miteinander verbundenen, geraden und im wesentlichen rechteckigen Metallstreifen bestehen, die eine Vielzahl von offenen Zellen zur Durchführung und Halterung von Kernbrennstoffstäben bilden, wobei wenigstens einige der Metallstreifen elastische Abschnitte aufweisen, die derart entlang des Metallstreifens angeordnet sind, daß wenigstens eine Wand jeder Zelle einen elastischen Abschnitt besitzt, der nach außen auslenkbar ist, um einen Brennstab in die Zelle einführen zu können, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstreifen (14) in jedem Gitterintervall einen länglichen Schlitz (26) zwischen ihren und senkrecht zu ihren Längskanten (16) aufweisen, der in jeder Ecke jeder Zelle (35) eine öffnung bildet, durch die ein Werkzeug (40) zur Auslenkung der elastischen Wandabschnitte steckbar ist.

2. Abstandshaltergitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstreifen (14) sich gegenseitig rechtwinklig durchkreuzen und Zellen (35) mit quadratischem Querschnitt bilden.

3. Abstandshaltergitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zelle (35) zwei sich gegenüberliegende elastische Wandabschnitte besitzt.

4. AbstarHshaltergitter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Werkzeuge (40) derart durcn die Schlitze (2ö) steckbar sind, daß je ein Werkzeug mit je einem der beiden sich in einer Zelle (35) gegenübersitzenden elastischen Abschnitte in Eingriff bringbar ist, so daß jeder elastische Abschnitt nach außen ausgelenkt wird.

5. Abstandshaltergitter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (40) mindestens einen Nocken (42) aufweist, der, wenn er mit einem der elastischen Abschnitte in Eingriff steht, diesen nach auCen auslenkt, so daß der Brennstab (12) in die Zelle einführbar ist.