DE2020382C3 - Kupplung für Kernreaktorbrennelemente - Google Patents
Kupplung für KernreaktorbrennelementeInfo
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- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C5/00—Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
- G21C5/02—Details
- G21C5/06—Means for locating or supporting fuel elements
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
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- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
- G21C3/06—Casings; Jackets
- G21C3/14—Means forming part of the element for inserting it into, or removing it from, the core; Means for coupling adjacent elements, e.g. to form a stringer
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Description
30
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verdrehungssichere
und spielfreie Kupplung zwischen übereinanderliegenden Kernreaktorbrcnnelemenien
sowie Gestängen und Füllkörpern innerhalb von Kühlkanälen eines Kernreaktors.
Infolge der oftmals sehr hohen Kühlmittelgeschwindigkeit in den Kühlkanälen eines Kernreaktors besteht
die Möglichkeit der Ausbildung von Vertikalschwingungen des Brennelementes sowie seiner Halterungsorgane.
Zur letzten zählen z. B. die Gestänge aber auch Füllkörper, die mit diesem starr verbunden bzw. über
Kupplungen verbunden sind und unter anderem auch der Strahlungsabschirmung dienen. Schwingungserscheinungen
in einem derartigen Gebilde müssen aber unter allen Umständen vermieden werden, da sie auf
die Dauer gesehen zu einer Beschädigung der beteiligten Brennelemente führen könnten.
Aus dem Stande der Technik sind bereits verschiedene Möglichkeiten bekanntgeworden, solche Schwingungen
zu verhindern. Es wird dazu auf die deutsche Auslegeschrift 12 38 119, die deutsche Auslegeschrift
11 12 212, die französische Patentschrift 12 81 808 verwiesen.
In allen Fällen gleiten die Kernbrennstoffeinsätze auf den abgeschrägten Enden gegeneinander bis
zu einer Anlage an den Kühlkanälen, so daß dadurch, im Verein mit dem aufeinander lastenden Gewichten
der einzelnen Brennstoffeinsätze eine gegenüber der Kühlmittelströmung verhältnismäßig schwingungssichere
Halterung erzielt wird. Eine Kupplung der beteiligten Brennstoffeinsätze ist aus keiner der genannten
Patentschrift bekanntgeworden. Denn durch die schwalbenschwanzartige Führung gemäß der französischen
Patentschrift wird nur ein konisches Führungsteil an das untere Ende des oberen Brennelementes angekuppelt,
wobei dann dieses Führungsteil in ein komple- 6;
mentäres Führungsteil des unteren Brennelementes ohne Kupplungswirkung zentrierend eingreift. Eine
Kupplung der beiden übereinanderliegenden Brennele
mente kommt also nicht zustande.
Eine gegenseitige Zentrierung übereinander angeordneter Brennstoffeinsätze ist aus der britischen Patentschrift
10 17 401 zu entnehmen, diese ist jedoch ebenfalls nicht geeignet, axiale Kräfte, d. h. eine Kupp.
Iungswirkung zu übertragen. Spezielle Maßnahmen zur Verhinderung einer Schwingung in der Brennstoffsäule
sind hier nicht vorgesehen.
In allen diesen Fällen besteht die Möglichkeit einer Beschädigung der Kühlkanalwandung, die auf die
Dauer gesehen zu schweren Folgeschäden in einer Kernreakioranlage führen könnte. Auch eine Reparatur
wäre wegen der Unzugänglichkeit dieser Stellen im Reaktorkern nur mit allergrößten Schwierigkeiten verbunden.
Es stellte sich daher die Aufgabe, eine praktisch spielfreie und verdrehungssichere Kupplung an den
Verbindungsstellen zwischen Brennelementgestänge und Füllkörpern sowie Brennelementen zu suchen, deren
Trennung innerhalb des Kühlkanals eines Kernreaktors unmöglich ist und die eine sichere Handhabung
des in einem Kühlkanal eines Kernreaktors eingesetzten Brennelementes samt seiner Halterungsgestänge
erlaubt.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß bei der eingangs genannten Kupplung dadurch erreicht, daß beide
Kupplungshälften über schräge Gleitflächen durch seitliche Verschiebung in eine gegenseitige axiale Halterung
eingreifen, daß diese Hälften in dieser Halterung durch einen zentralen federbelasteten, an seinem freien
Ende konischen Stab gehalten werden und daß dieser Stab auf die untere Kupplungshälfte eine in Schließrichtung
wirkende seitliche Kraft ausübt. Die seitliche Kraft wird dadurch erzeugt, daß das konische Ende des
Stabes in eine konische Bohrung der unteren Kupplungshälfte eingreift, deren Mittelachse geringfügig,
z. B. 1 mm zur Seite versetzt ist. Durch den ständigen Druck des federbelasteten Stabes werden die entsprechend
dimensionierten Kupplungshälften so ineinandergedrückt, daß Spielfreiheit herrscht.
Andererseits ist es nach Anheben dieses Stabes durch seitliche Verschiebung der Kupplungshälften
leicht möglich, diese voneinander zu trennen.
Zur näheren Veranschaulichung dieses Erfindungsgedankens sei auf die F i g. 1 bis 6 verwiesen, in denen ein
mögliches Ausführungsbeispiel in weiteren Einzelheiten näher dargestellt ist.
F i g. 1 und 2 zeigen in zwei Ansichten das Oberteil der Kupplung, die
F i g. 3 und 4 das Unterteil desselben und die
F i g. 5 und 6 ein einfaches Werkzeug zum Öffnen dei geschlossenen Kupplung.
In F i g. 1 und 2 ist das Oberteil der Kupplung 1 dargestellt.
Der Kupplungskörper ist mit 1 bezeichnet und hat an seinem unteren Ende eine schräge Gleitfläche
13, deren Neigungswinkel z. B. 15° betragen kann. Diese Gleitfläche wird in der dargestellten Weise von
einem Halbring 12 umfaßt, in dessen nach innen vorspringender Schulter das entsprechende Teil der unteren
Kupplungshälfte eingreift. Im Inneren dieses Kupplungsstückes 1 befindet sich ein durch die Feder 15 vorgespannter
Stab 14, dessen unteres Ende konisch angeschrägt ist. Dieser Stab 14 ist an seinem oberen Ende
mit einem Querstab 16 für den Angriff des Kupplungswerkzeuges gemäß F i g. 5 und 6 versehen. Für den Eingriff
dieses Werkzeuges ist das Oberteil H entsprechend F i g. 2 gestaltet. Der Stab 16 ragt durch den
Schlitz 17 dieses Teiles 11 nach außen. Am Umfang
dieses Bauelementes sind drei Gleitschuhe 19 angeordnet,
von denen wenigstens einer federnd in an sich bekannter Weise ausgestaltet sein kann. Diese Gleitschuhe
haben die Aufgabe, die Kupplung mit den daran befestigten Brennelementteilen im Kühlkanal zu führen.
Für die Befestigung dieses Kupplungsteiles 1 am Brennelement bzw. am Gestänge oder einem anderen
Bauteil ist die Verliefung 18 mit zugehörigen seitlichen Bob.-ungen am oberen Ende vorgesehen.
F i g. 3 zeigt die Seitenansicht des Kupplungsunterteiles 2 und Fig.4 dasselbe in einer Draufsicht. Der
Kupplungskörper 21 ist hier ebenfalls mit einer schrägen Gleitfläche 23 versehen. Der Halbring 22 ist mn
einer einwärts gerichteten Schulter 22;j versehen, die bei geschlossener Kupplung in die Ringnut 13,-i des
oberen Bauteils 1 eingreift. Das Bauteil 21 ist mit einer konischen Bohrung 24 versehen, dessen Mittellinie 25«?
etwas neben der Achse der Kupplung 25 liegt. Für das Schließen der Kupplung werden die beiden Bauteile
seitlich ineinandergeschoben und anschließend der Stab 14 freigegeben. Dieser wird durch die Feder 15 in
das Kupplungsteil 2 hineingedrückt, seine konischen Stirnseiten kommen dabei in Eingriff mit der konischen
Bohrung 24 des unteren Teiles, die in der Zeichnung nach rechts versetzt ist, so daß dadurch eine seitliche
Kraft auf das Unterteil in Schließrichtung bewirkt wird. Die Neigung der konischen Flächen 24 kann dabei so
gewählt sein, daß diese Verbindung selbsthemmend wirkt, also nicht von allein etwa durch Erschütterungen
aufgehen kann. Durch die schrägen Gleitflächen 13 bzw. 23 wirken die beiden Kupplungsteile wie zwei aufeinandergleitende
Keile, die durch den Stab 14 bzw. die Konusbohrung 24 im Unterteil 2 der Kupplung in der
Endstellung spielfrei zusammjngespannt sind.
Die schrägen Gleitflächen haben auch noch den Vorteil,
daß beim Ineinanderschieben der beiden Kupp- !ungshälften automatisch eine Ausrichtung aufeinander
stattfindet, weiterhin ist eine Verdrehung der Hälften im offenen, wie auch im geschlossenen Zustand der
Kupplung nicht möglich. Dies ist wichtig für die Betätigung dieser Einrichtung, die auf Grund ihrer Einfachhch
maschinell, aber auch von Hand, durchgeführt werden kann. Für die Handbetätigung der Kupplung ist ein
einfaches gabelförmiges Werkzeug entsprechend F i g. 5 und 6 vorgesehen. Die beiden Zinken der Gabel
31 sind entsprechend F i g. 5 abgeschrägt, s. Bezugszeichen 32, und werden mit Hilfe des Handgriffes 34 unter
die Stäbe 16, s. F i g. 2, eingeschoben. Dadurch hebt sich der innere Stab solange, bis der Querslab 16 in die
leichte Auswölbung 33 der Gabel einrastet. In dieser Stellung können die beiden Kupplungsteile mit den
2S daranhängenden Bauelementen durch seitliche Verschiebung
voneinander ohne jeden Kraftaufwand getrennt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verdrehungssichere und spielfreie Kupplung zwischen übereinander angeordneten Kernreaktorbrennelementen
sowie Gestängen und Füllkörpern oder anderen Bauteilen innerhalb von Kühlkanälen
eines Kernreaktors, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kupplungshälften (1 und 2) über
schräge Gleitflächen (13 und 23) durch seitliche Verschiebung in eine gegenseitige axiale Halterung
(12 und 22) eingreifen, daß diese Hälften (1 und 2) m dieser Halterung durch einen zentralen federbelasteten,
an seinem freien Ende konischen Stab (14) gehalten werden und daß dieser Stab (14) auf die
untere Kupplungshälfte (2) eine in Schließrichtung wirkende seitliche Kraft ausübt.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie nach Anheben des Stabes durch seitliche Verschiebung der Kupplungshälften trennbar
ist.
3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verklinkung in beiden Kupplungshälften
halbringartige Halleelemente (12, 22) mit nach innen vorspringenden Schultern vorgesehen
sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2020382A DE2020382C3 (de) | 1970-04-25 | 1970-04-25 | Kupplung für Kernreaktorbrennelemente |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2020382A DE2020382C3 (de) | 1970-04-25 | 1970-04-25 | Kupplung für Kernreaktorbrennelemente |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2020382A1 DE2020382A1 (de) | 1971-11-11 |
DE2020382B2 DE2020382B2 (de) | 1975-03-20 |
DE2020382C3 true DE2020382C3 (de) | 1975-11-06 |
Family
ID=5769431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2020382A Expired DE2020382C3 (de) | 1970-04-25 | 1970-04-25 | Kupplung für Kernreaktorbrennelemente |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
AR (1) | AR219885A1 (de) |
DE (1) | DE2020382C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4208249A (en) * | 1977-12-15 | 1980-06-17 | The Babcock & Wilcox Company | Hydraulic seismic support for nuclear fuel assembly |
-
1970
- 1970-04-25 DE DE2020382A patent/DE2020382C3/de not_active Expired
-
1971
- 1971-03-25 AR AR234691A patent/AR219885A1/es active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2020382A1 (de) | 1971-11-11 |
AR219885A1 (es) | 1980-09-30 |
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