DE2001327A1 - Abstandshalter fuer Kernbrennstoffstaebe - Google Patents

Abstandshalter fuer Kernbrennstoffstaebe

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DE2001327A1
DE2001327A1 DE19702001327 DE2001327A DE2001327A1 DE 2001327 A1 DE2001327 A1 DE 2001327A1 DE 19702001327 DE19702001327 DE 19702001327 DE 2001327 A DE2001327 A DE 2001327A DE 2001327 A1 DE2001327 A1 DE 2001327A1
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nuclear fuel
fuel rods
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spacer
fuel rod
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Claude Ringot
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/34—Spacer grids
    • G21C3/3408—Compact spacer grids, e.g. made of a plate or a blade
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description

PATE-NTANWALT D β MÖNCHEN 2, OTTOSTRASSE 1 a TELEGRAMME: MAYPATENT MÖNCHEN
TELEFON CO811} 0830 82
B 3065.3 PG
CP 318/806 München, η lan CG 318/8O6a Dr.M./mj IOlüän·
Commissariat ä I1Energie Atomique in Paris/Frankreich
Abstandshalter für rernbrennstoffstäbe
Die Erfindung betrifft Kernbrennstoffelemente, insbesondere die sogenannten gebündelten lembrennstoffelemente, die aus einer Anordnung zylindrischer Stäbe aus spaltbarem oder brutfähigem Material von länglicher Form bestehen, außen umhüllt und parallel zueinander gemäß einem bestimmten geometrischen Netz angeordnet sind, sie sind in dieser Weise durch Haltegitter gehalten, die an den Enden dieser Stäbe vorgesehen sind und Durchtrittsöffnungen besitzen, in velche diese Kernbrennstoffstäbe eingesetzt sind, vährend die Gitter selbst an den Enden eines die Gesamtheit der Brennstäbe umgebenden Tingförmigen Mantels befestigt sind·
Zur veiteren Sicherung des Betriebs und der Unterhaltung der Gesamt anordnung, inibesondere venn die Brennstäbe eine erhebliche Läng· besitzen, wirken diese in bekannter Weise mit in der Mitte jedes Brennstabs oder auf mehreren bestimmten Niveaus desselben
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angeordneten Abstandshaltern zusammen, die aus verschiedenen geformten Ketallstttclcen bestehen» welche sich wechselseitig an der äußeren Flüche der benachbarten Brennstäbe und so inner veiter bis sur Innenwand des Mantels abstützen.
Während des Betriebs sind die Kernbrennstoffstäbe in einem Kernreaktor jeder für sich einer bestimmten Zahl von Beanspruchungen unterworfen, die teilweise, im Fall eines waagerechten Elements» von ihrem Bigengewicht und in allgemeiner Sicht von einem über ihren Umfang vorhandenen Värmegradienten abhängen, unter diesen Bedingungen können die Brennstäbe mit einem erheblichen Druck gegen ihre Abstandshalter drücken. Bei der Folge der Värmesyklen dehnen sich außerdem die Brennstäbe und schrumpfen dann wieder, sodaS die mit den Abstandshaltern in Berührung kommenden Bereiche einer Vechselbevegung unterworfen sind, die sum Festfressen und eine« Bruch der B(IlIe der Brennstlbe führen kann, wenn keine Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden.
Die Erfindung bezweckt einen Abstandshalter tVtr Kernbrennstoffstäbe, der jedes Festfressen zwischen diesen beiden Teilen vermeidet, insbesondere wenn die Hülle jedes Kernbrennstoffstabs aus rostfreiem Stahl,Zirkonium oder Zirkoniumlegierungen, Beryllium oder Berylliumlegierungen hergestellt ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient erfindungsgemäß ein Abstandshalter, der in seinem Berührungsbereich mit einem Kernbrennstoffstab so bearbeitet ist, daß er dort einen Kreisbogen mit einem etwas grö-Beren Ertlmmungsradiu» als der des Kernbrennstoffstabs bildet.
Irfindungsgtm&e erhält man so «wischen Jedem Kernbrennstoffstab und dem oder den ihm zugehörigen Abstandshaltern eine Berührung längs einer wesentlich begrenzten Oberfläche, etwa entsprechend
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der, die in bekannter Weise zwischen einer rotierenden Welle und einer Lagerschale ausgebildet wird.
Die folgende Beschreibung erläutert die Erfindung an Hand einer nur als Beispiel angegebenen Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Hierin zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Querschnitt des Abstandshalters für Kernbrennstoffstäbe; die
Fig.2 und Fig.3 Ausschnitte diese Abstandshalters in größerem Maßstab, jeweils vor und nach der erfindungsgemäßen Gestaltung desselben. M
In Fig. 1 ist ein Teil des als durchbrochenes Element ausgebildeten Abstandhalters gezeigt, durch den ein Kernbrennstoffstab 2 geführt ist, der a\ißen mit einer Hülle aus rostfreiem Stahl ummantelt ist» Diese Abstands-halter hält in an sich bekannter Weise eine Anordnung solcher Kernbrennstoffstäbe zueinander parallel. Zu diesem Zveck besitzt er Berührungsbuckel 3, gegen die die Kernbrennstoffstäbe sich mit der Außenfläche ihrer Hülle abstützen.
Der Abstandshalter 1 kann in üblicher Weise durch Elektro-Abtragung eines Metallstücks hergestellt verden, wodurch man einen Rohling erhält, dessen für den Durchtritt der umhüllten Kernbrennstoffstäbe 2 bestimmte Durchlaßöffnungen absichtlich und systematisch kleiner als die tatsächlichen Durchmesser der Kernbrennstoffstäbe sind. Die Berührungsbuckel 3 verden dann so bearbeitet, daß sie eine gekrümmte Fläche 4 erhalten, deren Krümmungsradius erfindungsgemäß etvas größer als der der Kernbrennstoffstäbe in ihren Berührungsbereichen ist, wobei im übrigen selbstverständlich die Kuppen der Buckel 3 genügend veit abgetragen verden, um das Einsetzen der Kernbrennstoffstäbe zu ermöglichen. Die Zahl der Kern-
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brennstoffstäbe kann verschieden sein. Die Figuren 2 und 3 zeigen jeweils das Profil eines solchen Buckels vor und nach der erfindungsgeaäßen Bearbeitung.
In jeden BerUhrungsbereich mit einem Buckel 3drückt der betrachtete Kernbrennstoffstab 2 nur längs einer sehr kleinen Fläche gegen die gekrümmte Fläche 4, wodurch die auf dieb intensions Veränderungen des Kernbrennstoffstabs während des Betriebs zurückzuführende Reibung begrenzt wird. Die Kalibrierung jedes Buckels ermöglicht im übrigen die Hestellung von Berührungsbereichen mit einem bemerkenswert guten Oberflächenzustand, beispielsweise entsprechend dem Standard LCA 14 (LCA » Line Center Average). Als Beispiel sei angegeben, daß der Abstandshalter vorzugsweise aus Stahl der' Sorte Z8 CNNB 20 χ 2$ hergestellt ist. Die Hülle der Kernbrennstoffstäbe besitzt eine Dicke von 0,3 ■■ und ist ebenfalls aas Stahl der Sorte 18 χ 10 Typ 347 hergestellt. Die Teeperaturbedingungen sind bei der Noraalperiode 5OO°C tür den Abstandshalter und 6500C Sür die HUlIe der Kernb-rennstoffstäbe.
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Claims (3)

Patent ansprüche
1.J Abstandshalter für zylindrische Kernbrennstoffstäbe aus spaltbarem oder brut fähigem Material von länglicher Form, die außen umhüllt und parallel zueinander angeordnet sind» vobei sich der Abstandshalter senkrecht zu den Kernbrennstoffstäben erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dad er in seinem BerUhrungsbereich mit einem Kernbrennstoffstab gemäß einem Kreisbogen mit einem etwas größeren Krümmungsradius als der des Kernbrennstoffstabes bearbeitet ist. . "
2. Abstandshalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß der Berührungsbereich mit einem Kernbrennstoffstab in einem Buckel reliefartig ausgearbeitet ist.
3. Abstandshalter nach Anspruch 1 oder S, dadurch gek daß er aus einem Metallstück durch Blektro-Abtr&jung hergestellt
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e e
(0
r s e i te
DE19702001327 1969-01-14 1970-01-13 Abstandhalter fuer kernbrennstoffstaebe und verfahren zu seiner herstellung Pending DE2001327B2 (de)

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DE2001327B2 DE2001327B2 (de) 1972-09-07

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FR2028039A1 (en) 1970-10-09

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