DE19641322A1

DE19641322A1 - Wasserrohr für ein Brennelement eines Siedewasser-Kernreaktors

Info

Publication number: DE19641322A1
Application number: DE19641322A
Authority: DE
Inventors: Christian David Frederickson; Harold Bleckley King
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1995-10-12
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 1997-04-17
Also published as: SE9603591L; JPH09184895A; SE517867C2; SE9603591D0; US6226343B1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wasser rohr für ein Brennelement eines Siedewasser-Kernreaktors und mehr im besonderen auf ein Wasserrohr, das ohne einen Endstopfen direkt an der oberen und unteren Gitterplatte des Brennelementes befestigt werden kann.

HINTERGRUND

Ein Brennelement eines Kernreaktors schließt eine Ma trix paralleler Stäbe ein, die spaltbaren Brennstoff und/ oder Wasser-Kühlmittelströmung enthalten. Diese parallelen Rohre sind in einem festgelegten Abstand durch Abstandshal tergitter gehalten, die intermittierend entlang der Länge des Brennelementes angeordnet sind. Die Matrix von Brenn stäben ist an ihrem unteren Ende durch eine untere Gitter platte abgestützt, die auch die Endstopfen der Brennstäbe seitlich führt. Die untere Gitterplatte schließt auch Strö mungslöcher ein, um einen Einlaß für Kühlmittelströmung in das Brennelement zu schaffen. In ähnlicher Weise ist das obere Ende der Stabmatrix von einer oberen Gitterplatte ab gedeckt, die die oberen Endstopfen der Brennstäbe seitlich hält und Strömungslöcher für den Austritt von Kühlmittel aus dem Brennelement aufweist. Ein oder mehrere der Wasser und/oder Brennstoffstäbe werden als ein Bauteil benutzt, das sowohl an der unteren als auch der oberen Gitterplatte befestigt ist und dem Zweck dient, eine Strukturlast des Elementes zu tragen und einen festen Abstand zwischen der unteren und oberen Gitterplatte aufrechtzuerhalten.

Frühere Ausführungsformen, die das Wasserrohr als das Bauteil benutzten, haben typischerweise komplexe Baueinhei ten, einschließlich Teilen zum Übergang von einem großen zu einem geringeren Durchmesser und/oder Endarmaturen zum Be festigen an der unteren und oberen Gitterplatte, wie in Fig. 1 veranschaulicht. Selbst wenn das Wasserrohr nicht als Bauteil benutzt wird, ist die Baueinheit komplex mit vielen der gleichen Komponenten, wie in Fig. 2 gezeigt.

Unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 1 hat ein kon ventionelles Wasserrohr ein zentrales, zylindrisches Rohr 10, das zwischen einer oberen Gitterplatte 12 und einer un teren Gitterplatte 14 befestigt ist. Das zentrale Rohr 10 weist eine Vielzahl von Einlaß-Strömungslöchern 16 auf, die das Drücken von Wasser durch den Stab gestatten, wodurch moderierendes Material in die Brennstabmatrix eingeführt wird. Ein oberes Reduzierstück 18 und ein unteres Reduzier stück 20 sind an das obere bzw. untere Ende des zentralen Rohres 10 geschweißt. Die Reduzierstücke 18, 20 verringern den Durchmesser des zentralen Rohres 10 wirksam, um ihn an die Endarmaturen anzupassen. Eine obere Endarmatur 22 und eine untere Endarmatur 24 sind an das obere bzw. untere Re duzierstück 18, 20 geschweißt, und sie weisen eine solche Konfiguration auf, daß sie an der oberen bzw. unteren Git terplatte befestigt werden können.

Soll das Wasserrohr nicht das Bauteil für das Brenn element sein, dann sind, wie Fig. 2 zeigt, noch kompli ziertere Endarmaturen zur Verbindung mit der oberen und unteren Gitterplatte an das zentrale Rohr gekoppelt.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist demgemäß eine Aufgabe der Erfindung, ein Was serrohr für ein Brennelement eines Siedewasser-Kernreaktors zu schaffen, das einfach in der Konstruktion, billig herzu stellen ist und verringerte Inspektionsanforderungen be dingt. Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung ein Wasser rohr zu schaffen, das ohne einen Endstopfen direkt an eine Gitterplatte des Brennelementes befestigt werden kann.

Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden gelöst bzw. erzielt durch Schaffen eines Wasserroh res für ein Brennelement eines Siedewasser-Kernreaktors, das ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei minde stens eines des ersten und zweiten Endes ohne einen End stopfen direkt an einer Gitterplatte des Brennelementes be festigt werden kann. Das mindestens eine des ersten und zweiten Endes kann Gewinde einschließen, die von einer Ge windeöffnung in der Gitterplatte aufgenommen werden können. Das mindestens eine Ende kann verengt sein, so daß es einen engeren Durchmesser als der Rest des Wasserrohres aufweist. Das Ende kann erweitert sein, so daß es einen Durchmesser aufweist, der größer ist als ein Durchmesser einer Öffnung der Halteplatte, und/oder es kann verriegelt sein, um die Rotation des Wasserrohres zu verhindern, oder das Ende kann mit einem Einsteck- bzw. Fassungsteil einer Bajonett-Arma tur versehen sein, das vom Fassungs- bzw. Einsteckteil der Bajonett-Armatur in der Gitterplatte aufgenommen wird.

Ein Endeinsatz kann innerhalb des Wasserrohres an dem mindestens einen Ende angeordnet sein, und dieser Endein satz kann mit einer Vielzahl von durchgehenden Strömungs öffnungen versehen sein. Es kann auch eine Endkappe, die auf dem Ende befestigt werden kann, vorgesehen sein und, ähnlich dem Endeinsatz, kann die Endkappe mit einer Viel zahl durchgehender Strömungsöffnungen versehen sein.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Brennelement für einen Siedewasser-Kernreaktor geschaffen, der eine obere Gitterplatte, eine untere Gitterplatte, ei nen Wasserstab mit erstem und zweitem Ende einschließt, der zwischen der oberen und unteren Gitterplatte abgestützt ist, wobei mindestens eines des ersten und zweiten Endes direkt, ohne einen Endstopfen, an einer der oberen und un teren Gitterplatte befestigt werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Diese und andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden, detaillierten Beschrei bung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung deutlich, in der zeigen:

Fig. 1 ein konventionelles Wasserrohr, das als ein Bauteil im Brennelement benutzt wird,

Fig. 2 ein konventionelles Wasserrohr, das nicht als ein Bauteil im Brennelement benutzt wird,

Fig. 3 eine erste Ausführungsform des Wasserrohres gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform des Wasserrohres gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform des Wasserrohres gemäß′ der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 eine vierte Ausführungsform des Wasserrohres gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7 ein Wasserrohr gemäß der vorliegenden Erfin dung mit einem Endeinsatz und

Fig. 8 ein Wasserrohr gemäß der Erfindung mit einer Endkappe.

BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Fig. 3 veranschaulicht eine erste Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist eines oder sind beide Enden eines Wasserrohres 40 gemäß der Erfindung mit Gewinde 42 versehen. Das mit Gewinde versehene Ende des Wasserrohres 40 hat eine solche Konfiguration, daß es in einer mit Gewinde versehenen Öffnung 44 in einer Gitter platte 46 des Brennelementes aufgenommen werden kann. Das Gewinde 42 kann an den Enden des Wasserrohres in irgendei ner bekannten Weise gebildet werden.

Fig. 4 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform des Wasserrohres 40 gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausfüh rungsform ist eines oder sind beide Enden zu einem geringe ren Durchmesser als ihn der Rest des Wasserrohres 40 auf weist, verengt bzw. geschmiedet. Das verengte Ende oder die verengten Enden werden dann mit Gewinde zur Befestigung an der Gitterplatte 46 versehen.

In einer dritten Ausführungsform der Erfindung in Fig. 5 ist eines der Enden 48 des Wasserrohres erweitert, so daß sein Durchmesser größer ist als der der Öffnung 44 der Gitterplatte. Bei dieser Ausführungsform muß das Rohr 40 entweder von unten durch die untere Gitterplatte oder von oben durch die obere Gitterplatte eingeführt werden. Bei dieser Ausführungsform kann das Wasserrohr auch in einer bekannten Weise verriegelt werden, um das Rotieren des Was serrohres zu verhindern.

In einer vierten Ausführungsform der Erfindung in Fig. 6 kann eines oder können beide Enden des Wasserrohres 40 mit einer Bajonett-Armatur 50 versehen sein, die einen Schlitz 50a einschließt, der im Wasserrohr 40 ausgebildet ist und einen entsprechenden Stift 50b in der Öffnung 44 in der Halteplatte aufweist. Das Wasserrohr 40 kann natürlich auch mit dem Stift 50b versehen sein, und die Halteplatte kann so konfiguriert sein, daß sie den Stift in einem ent sprechenden Schlitz 50a aufnimmt.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung in Fig. 7 kann ein Endeinsatz 52 in das Wasserrohr eingeführt sein. Der Endeinsatz 52 kann in das Wasserrohr 40 eingeschraubt, eingepreßt und durch Reibung festgelegt oder in das Wasser rohr 40 geschweißt sein. Der Endeinsatz 52 kann eine solche Konfiguration haben, daß er das Strömen von Kühlmittel in das Wasserrohr 40 vollständig blockiert, oder er kann mit Strömungslöchern 54 versehen sein, um die Kühlmittelströ mung zu regulieren und/oder den Eintritt von Trümmerstück chen in das Wasserrohr zu verhindern. Der Endeinsatz kann weiter als ein Filter dienen, um den Eintritt einer größe ren Menge von Trümmerstückchen in das Wasserrohr zu verhin dern.

Fig. 8 veranschaulicht eine Alternative des in Ver bindung mit Fig. 7 beschriebenen, zusätzlichen Aspektes der Erfindung. Im besonderen veranschaulicht Fig. 8 eine Endkappe 56, die auf das Ende des Wasserrohres 40 gepreßt, geschweißt oder geschraubt ist. Ähnlich dem Endeinsatz 52, kann die Endkappe 56 verschlossen sein, um die Kühlmittel strömung durch das Wasserrohr 40 vollständig zu verhindern, oder die Endkappe 56 kann Strömungslöcher 54 einschließen und/oder als ein Filter für Trümmerstückchen dienen.

Während die Erfindung mit den derzeit als praktisch sten und bevorzugtesten angesehenen Ausführungsformen be schrieben wurde, sollte klar sein, daß die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsformen nicht beschränkt ist, sondern daß sie im Gegensatz verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdeckt, die in den Rahmen der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

1. Wasserrohr für ein Brennelement eines Siedewasser- Kernreaktors, das ein erstes Ende und ein zweites Ende um faßt, von denen mindestens eines direkt ohne einen End stopfen an einer Gitterplatte des Brennelementes befestigt werden kann.

2. Wasserrohr nach Anspruch 1, worin das mindestens eine des ersten und zweiten Endes Gewinde umfaßt, das von einer mit Gewinde versehenen Öffnung in der Gitterplatte aufge nommen werden kann.

3. Wasserrohr nach Anspruch 2, worin das mindestens eine des ersten und zweiten Endes zu einem geringeren Durchmes ser als dem des Restes des Wasserrohres verengt ist.

4. Wasserrohr nach Anspruch 1, worin das mindestens eine des ersten und zweiten Endes derart erweitert ist, daß es einen Durchmesser aufweist, der größer ist als ein Durch messer einer Öffnung der Gitterplatte.

5. Wasserrohr nach Anspruch 4, worin mindestens eines des ersten und zweiten Endes verriegelt ist, um die Rota tion des Wasserrohres zu verhindern.

6. Wasserrohr nach Anspruch 1, worin das mindestens eine des ersten und zweiten Endes einen Stecker- bzw. Fassungs teil einer Bajonett-Armatur umfaßt, der vom anderen Fas sungs- bzw. Steckerteil der Bajonett-Ausrüstung in der Git terplatte aufgenommen werden kann.

7. Wasserrohr nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Endeinsatz, der innerhalb des Wasserrohres an mindestens einem des ersten und zweiten Endes angeordnet ist.

8. Wasserrohr nach Anspruch 7, worin der Endeinsatz eine Vielzahl von durchgehenden Strömungsöffnungen aufweist.

9. Wasserrohr nach Anspruch 1, weiter umfassend eine Endkappe, die über mindestens einem des ersten und zweiten Endes befestigt werden kann.

10. Wasserrohr nach Anspruch 9, worin die Endkappe eine Vielzahl von durchgehenden Strömungsöffnungen aufweist.

11. Wasserrohr nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Filter, der an mindestens einem des ersten und zweiten En des befestigt ist.

12 Brennelement für einen Siedewasser-Kernreaktor, umfassend:
eine obere Gitterplatte,
eine untere Gitterplatte und
ein Wasserrohr mit einem ersten und zweiten Ende, das zwischen der oberen und unteren Gitterplatte abgestützt ist, wobei mindestens eines des ersten und zweiten Endes direkt ohne einen Endstopfen an einer entsprechenden der oberen und unteren Gitterplatte befestigt werden kann.