DE2153238A1

DE2153238A1 - Brennstab-Verriegelungsbauteil für Brennelement-Bauteilgruppen von Kernreaktoren

Info

Publication number: DE2153238A1
Application number: DE19712153238
Authority: DE
Inventors: Leslie Blackpool Lancashire Clapham (Großbritannien)
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1970-10-29
Filing date: 1971-10-26
Publication date: 1972-06-29
Also published as: GB1324192A; BE774782A; NL170676B; ES396448A1; FR2111923A1; FR2111923B1; US3775249A; DE7140488U; SE369454B; NL170676C; NL7114659A; IT942758B

Description

PATENTANWALT 2153238 Telefon, (0271)32409

DIPL-ING. ERICH SCHUBERT Telegra_mm-Adr.: Patschub, Sieeen

Postscheckkonten: Köln 106931, Essen 20362

Bankkonten: Abs.: Patentanwalt Dipl.-Ina. SCHUBERT, 59 Sieaen, Eiserner Straße 227 Deutsche Bank AG., Filialen Siegen u. Oberhausen (RhId.)

71 0?4 Kü/Sch .

2 5. OKT. 1971

UlTITLD IZTITGDOM ATOMIC ENERGY AUTHORITY, 11, Charles II Street, London , S_eW„1, England

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Kr. 5'1595/70 vom 29° Oktober 1970 in Anspruch genommen«

Brenjistab-Verriegelungsbauteil für Brennelement-Bauteilgruppen von Kernreaktoren

Die Erfindung bezieht sich auf Kernreaktor-Brennelement-Bauteil gruppen und insbesondere auf diejenige Gattung von Brennelem^nt-Bauteilgruppen, die mehrere in Querrichtung auf Abstand angeordnete längliche Brennstäbe aufweist, die in einom Bündel gehalten sind, wobei deren Längsachsen parallel zueinander verlaufen«,

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Das Bündel von Brennstäben wird allgemein in einer an den Enden offenen rohrförmigen Umhüllung gehalten, wobei sich die Brennstäbe zwischen oberen undunteren Endfittings in der Umhüllung erstrecken. Die Brennstäbe können auch an Stellen zwischen ihren Enden durch Abstandsgitter gehalten werden, die dazu dienen, die richtige Seitenlage der Brennstäbe in der Bauteilgruppe relativ zueinander aufrechtzuerhalten=

Üblicherweise sitzen bei dieser Art von Brennelement-Bauteilgruppe die Enden der Brennstäbe mit Gleitsitz in Aussparungen in den oberen und unteren Endfittings, wobei auf diese Weise eine Wärmelängsausdehnung der Brennstäbe bei Anstieg der Temperatur von der Umgebungstemperatur auf Betriebstemperatur bei Verwendung der Brennelement-Bauteilgruppe in einem Kernreaktor ermöglicht wird„ Jedoch kann eine kleine Anzahl von Brennstäben mit ihren Enden an den oberen und unteren Endfittings befestigt werden, wobei auf diese Weise die End-Haltegitter in der Umhüllung miteinander verbunden werden. Bei einer besonderen Anordnung weisen diese Brennstäbe sich in Längsrichtung erstreckende Endzapfen auf, die in Ausnehmungen in den oberen und unteren Endfittings sitzen. Die Endzapfen an den unteren Enden der Brennstäbe werden in die Aussparungen im unteren Endfitting eingeschraubt. Die Endzapfen an den oberen Enden der Brennstäbe erstrecken sich durch die Aussparungen im oberen Endfitting hindurch und sind zur Aufnahme von Haltemuttern mit Gewinde versehen» wobei diese Muttern die Brennstäbe am oberen Endfitting befestigen.

Ein Problem entsteht bei Verwendung einer solchen Brennelement-Bauteilgruppe in einem Kernreaktor, Infolge von Vibration der Brennelement-Bauteilgruppe im Betrieb kann es vorkommen, daß sich die Brennstäbe aus den Ausnehmungen im unteren Fitting her au schrauben. Außerdem kann es vorkommen, daß sich die Haltemuttern auf den Gewindezapfen an den oberen Enden der Brennstäbe losschrauben.

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BAD ORJGfNAL

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verriegelungs- bzw. Siclierungs einrichtung zu schaffen, die der Doppel funkt ion des Verhinderns eines derartigen Herausschraubens der Brennstäbe aus dem unteren Ehdfitting und des Abschraubens der Haltemuttern auf dem Gewindezapfen an den oberen Enden der Brennstäbe dient.

Erfindungsgemäß ist bei einer Kernreaktor-Brennelement-Bauteilgruppe der vorgenannten Gattung, bei welcher die Enden eines benachbarten Paares von Brennstäben in das Endfitting am einen Ende der Brennelement-Bauteilgruppe eingesehraubt ist und bei welcher die anderen Enden des Paares von Brennstäben sich durch Ausnehmungen im zweiten Endfitting am anderen Ende der Brennelement-Bauteilgruppe hindurch erstrecken und mit aufgeschraubten Haltebauteilen versehen sind, welche die Enden der Brennstäbe mit dem zweiten Endfitting in Wirkverbindung bringen, ein Brennstab-Verriegelungsbauteil vorgesehen, der Endteile aufweist, welche jeden der aufgeschraubten Haltebauteile mit dem Ende des jeweiligen Brennstabes kuppelt, um ein Abschrauben der Haltebauteile von den Enden der Brennstäbe zu verhindern, xtfobei die Endteile des Verriegelungsbauteils zwischen den aufgeschraubten Haltebauteilen der Brennstäbe miteinander verbunden sind, derart, daß dadurch ein Abschrauben der Brennstäbe vom Endfitting am einen Ende der Brennelement-Bauteilgruppe durch den Verriegelungsbauteil verhindert wird, der außerdem eine Drehung der Brennstäbe relativ zueinander verhindert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei welcher Haltemuttern auf die mit Schraubengewinde versehenen Enden der Brennstäbe, welche sich durch Aussparungen im zweiten Endfitting hindurcherstrecken, aufgeschraubt sind, hat der Verriegelungsbauteil die Form eines U-förmigen Splintes, der gegabelte Arme bzw. Schenkel aufweist, welche sich durch entsprechende Querbohrungen in den Haltemuttern und den Enden der Brennstäbe innerhalb? der Haltemuttern erstrecken.

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Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher beschrieben, und zwar zeigen die-

Fign„ 1 und 2 im Längsschnitt das obere und untere Ende einer Kernreaktor-Brennelement-Bauteilgruppe, während

Fig„ 5 eine Draufsicht auf die Brennelement-Bauteilgruppe nach den Figno 1 und 2 wiedergibt»

Die in der Zeichnung dargestellte Kernreaktor-Brennelement-Bauteilgruppe weist ein Bündel von in Querrichtung auf Abstand gehaltenen zylindrischen Brennstäben 1 auf, die mit ihren Längsachsen parallel zueinander angeordnet sind. Die Brennstäbe 1 erstrecken sich im Innern einer rohrförmigen Umhüllung 2 zwischen einem oberen Endfitting 3 und einem unteren Endfitting 4, die an den Enden der rohrförmigen Umhüllung 2 sitzen»

Sowohl das obere als auch das untere Endfitting 3 bzw= 4 weist eine Reihe von rohrförmigen Ansätzen 5 auf, die über Querstreben 6 miteinander verbunden sind. Die Brennstäbe 1 weisen je einen rohrförmigen Metallmantel 7 auf, der spaltbares Brennstoffmaterial, wie beispielsweise Pellets 8 aus Urandioxid, enthält. Die Mäntel 7 der Brennstäbe 1 sind an federn Ende durch Endkappen 9 verschlossen, die einstückig angeformte Zapfen 10 aufweisen. Die Zapfen 10 an den unteren Enden der Brennstäbe 1 sitzen in den rohrförmigen Ansätzen 5 im unteren Endfitting 4. Die Zapfen 10 an den oberen Enden der Brennstäbe 1 sitzen mit Gleitsitz in den Ansätzen 5 im oberen Endfitting 4_O Druckfedern 11 sind auf den Zapfen 10 an den unteren Enden der Brennstäbe vorgesehen und wirken zwischen dem oberen Endfitting 4 und den Schultern der Endkappen 6 an den unteren Enden der Brennstäbe· 1.

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BAD ORIGINAL

Die Zapfen 10 von zwei benachbarten Brennstäben 1 auf jeder der vier Seiten der Brennstoff-Bauteilgruppe sind an ihren unteren Enden mit Gewinde versehen und in die entsprechenden Ansätze 5 im unteren Endfitting 4- eingeschraubt. Die Zapfen 10 an den unteren Enden dieser Brennstäbe 1 erstrecken sich durch die entsprechenden Ansätze 5 im oberen Endfitting 3 hindurch, wobei die Enden der Zapfen 10, die über die Ansätze 5 im oberen Endfitting 3 vorstehen, mit Gewinde und Haltemuttern 12 versehen sind. Eine Verriegelungsvorrichtung bzw« Sicherungsvorrichtung in Form eines U-förmigen Splintes 13 weist Arme 14- auf, die in Querbohrungen 15 der Haltemuttern 12 und Zapfen 10 jedes benachbarten Paares von Brennstäben 1 sitzen=

Die Splinte 13 führen zwei Funktionen aus: Erstens wird bei Verwendung des Brennstoffelementes ein Abschrauben der Haltemuttern 12 von den Zapfen 10 der Brennstäbe infolge Vibration der Brennelement-Bauteilgruppe durch die Splinte 13 verhindert. Außerdem verhindern die Splinte 13 ein Drehen der benachbarten Brennstäbe 1 in jedem Paar als Ganzes, und sie verhindern auf diese Weise ein Herausschrauben der mit Gewinde versehenen Zapfen 10 an den unteren Enden der Brennstäbe aus den Ansätzen 5 im unteren Endfitting 4-„

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Patentansprüche

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Claims

71 074 Kü/Sch 2 5. OKT. 1971

• ·'Ansprüche

Mo/Brennstab-Verriegelungsbauteil für eine Kernreaktor-Brennelement-Bauteilgruppe, die eine Vielzahl von in Querrichtung auf Abstand voneinander angeordneten länglichen Brennstäben aufweist, die sich zwischen oberen und unteren Endfittings in der Bauteilgruppe erstrecken, wobei ein benachbartes Paar von Brennstäben mit den Enden in das Endfitting am einen Ende der Bauteilgruppe eingeschraubt ist, während die anderen Enden des Paares von Brennstäben sich durch Ausnehmungen im zweiten Endfitting am anderen Ende der Bauteilgruppe hindurcherstrecken und mit Gewinde aufweisenden Haltebauteilen versehen sind , welche die Enden der Brennstäbe mit dem zweiten Endfitting in Wirkverbindung bringen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsbauteil Endteile aufweist, welche jeden der mit Gewinde versehenen Haltebauteile mit dem Ende des entsprechenden Brennstabes kuppelt, derart, daß ein Abschrauben der Haltebauteile von den Enden der Brennstäbe verhindert wird, wobei die Ehdteile des Brennstabd-Verriegelungsbauteils zwischen den mit Gewinde versehenen Haltebauteilen der Brennstäbe miteinander verbunden sind, derart, daß ein Herausschrauben der Brennstäbe aus dem Endfitting am einen Ende der Bauteilgruppe durch den Brennstab-Verriegelungsbauteil verhindert wird, der ferner eine Drehung der Brennstäbe relativ zueinander verhindert«,

2ο Verriegelungsbauteil nach Anspruch 1 für eine Kernreaktor-Brennelement-Bauteilgruppe, bei welcher die mit Gewinde versehenen Haltebauteile Muttern sind, welche auf die Gewindeenden der Brennstäbe, welche sich durch die Ausnehmungen im zweiten Endfitting hindurcherstrecken, aufgeschraubt sind, dadurch gekenn-

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BAD ORIQiNAL

zeichnet, daß der Verriegelungsbauteil ein IT-förmiger Splint ist, der gegabelte Arme bzw. Schenkel aufweist, xtf.elche sich durch entsprechende Querbohrungen in den Muttern und den Enden der Brennstäbe innerhalb der Muttern hindurcherstrecken.

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