DE2214529C3

DE2214529C3 - Abstandsgitter und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2214529C3
Application number: DE2214529A
Authority: DE
Inventors: Christiaan Gustaaf Adolf Alkmaar Scholtus
Original assignee: Energieonderzoek Centrum Nederland ECN
Current assignee: Energieonderzoek Centrum Nederland ECN
Priority date: 1971-03-26
Filing date: 1972-03-24
Publication date: 1982-01-28
Also published as: FR2130657A1; FR2130657B1; DE2214529A1; SE381074B; IT952379B; BE780985A; NO134396C; GB1382884A; NO134396B; CA947439A; NL7104076A; DE2214529B2; US3889438A; DK135254B; DK135254C

Description

Die Erfindung betrifft ein Abstandsgitter zum Halten eines an einem Wärmeaustauschprozesses beteiligten Stabbündels, bestehend aus zwei sich kreuzenden Reihen von Streifen, die kammartige, sich bis zur halben Streifenbreite erstreckende Einschnitte aufweisen und ineinander greifen, so daß Zellen entstehen, in denen je ein Stab des Bündels gehaltert ist, wie es aus der DE-OS 15 89051 bekannt ist, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Abstandsgitters.

Die bisher bekannten derartigen Abstandsgitter sind so ausgebildet, daß die Verbindung der sich kreuzenden Streifen durch Löten oder Schweißen insbesondere unter Verwendung von beispielsweise U-förmigen Verbindungsstücken erfolgen muß, so daß die Herstellung derartiger Gitter zeitraubend und mit hohen Kosten verbunden ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, ein Abstandsgitter der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sein Zusammenbau mit Hilfe eines einfachen Schweißverfahrens, beispielsweise durch Punktschweißen, erfolgen kann, was eine Zeit- und Kostenersparnis bedeutet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ränder der Streifen auf ihren beiden Seiten an den kammartigen Einschnitten mit Haltezungen versehen sind, die aus den Rändern der Streifen ausgestanzt und in die Ebene des Gitters gebogen sind, und daß die sich kreuzenden Streifen durch diese Haltezungen starr miteinander verbunden sind.

Vorzugsweise sind die Haltezungen mit den Querstreifen durch je eine Punktschweißung verbunden, und sind die sich an gegenüberliegenden Rändern befindenden Zungen in entgegengesetzte Richtungen ausgebogen, wobei insbesondere die sich gegenüberliegenden Zungen in Ebenen ausgebogen sind, die unmittelbar an die Wände des kammartigen Einschnitts angrenzen.

Die an einem Rand des Kammstreifens angeordneten Zungen können länger als die am anderen Rand angeordneten Zungen sein.

Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abstandsgitters befinden sich bei mindestens einem Satz von parallelen Streifen zwischen jedem Satz von kammartigen Einschnitten zwei als Abstandshalter bzw. als Druckfedern in den Zellen dienende Zusatzzungen, von denen die eine zur einen Seite des Streifens und die andere zur anderen Seite des Streifens ausgebogen ist.

Bei dieser Ausbildung kann ein Satz von parallelen Streifen auf der durch die kammartigen Einschnitte unterteilten Hälfte in Längsrichtung des Streifens und quer dazu in dem Bereich verstärkt sein, aus dem die Zusatzzungen ausgestanzt und nach außen gebogen sind, so daß die Zungen stärker als die Querstreifen sind.

Weiterhin kann in den Zellen eine mehrfach gewölbte Blattfeder an der den Enden der Zusatzzuneen

gegenüberligenden Wandfläche angebracht sein unä können in den Zellen zylindrische Kernreaktorbrennstäbe von mehrfach gewölbten Blattfedern und auf einer Seite von Zusatzzungen gehalten sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines derartigen Abstandsgitters besteht darin, daß die an den Streifen und an den Querstreifen vorgesehenen Halte- oder Zusatzzungen in die richtige Lage ausgebogen werden, anschließend die Streifen und Querstreifen zusammengesetzt werden, danach die Haltezungen durch Punktschweißen mit den Querstreifen verbunden werden, daraufhin die Enden der verstärkten Zusatzzungen entweder mechanisch durch Fräsen oder Schleifen unter Verwendung eines den gleichen Durchmesser wie der Brennstab aufweisenden Fräsers bzw. einer Schleifscheibe oder aber durch Funkenerosion fertig bearbeitet werden, so daß die Zusatzzungen mit Enden versehen werden, die der Oberfläche des Brennstabes genau angepaßt sind, und daß schließlich die mehrfach gewölbte Feder eingesetzt und durch Punktschweißen befestigt wird.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Abstandsgitters näher erläutert.

Fig. 1, 2 und 3 zeigen perspektivische Ansichten zweier sich kreuzender Reihen von Streifen vor und nach dem Zusammenbau.

F i g. 4 zeigt eine Seitenansicht eines Streifens mit kammartigen Einschnitten und ausgebogenen Zusatzzungen.

Fig.4a zeigt eine Draufsicht auf die in i-'ig.4 dargestellten Streifen mit kammartigen Einschnitten.

Fig.5 zeigt eine Seitenansicht eines Streifens mit kammartigen Einschnitten ohne Zusatzzungen.

F i g. 5a zeigt eine Draufsicht auf den in F i g. 5 dargestellten Streifen.

F i g. 6 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Abstandsgitters.

Fig. 7 zeipt eine Seitenansicht des Gitters in Pfeilrichtung VIIin Fig.6.

F i g. 8 zeigt eine Seitenansicht des Gitters in Pfeilrichtung VIII in F i g. 6.

Fig.9 zeigt eine Seitenansicht und eine vertikale Schiii ttansicht einer doppelgewölbten Feder.

Fig. 10 zeigt eine vertikale Schnittansicht einer Gitterzelle asymmetrischen Typs.

Fig. 11 zeigt eine Draufsicht auf die in Fig. 10 dargestellte Gitterzelle.

F i g. 1 zeigt einen Teil des Querstreifens 1 am Kreuzungspunkt mit dem in F i g. 2 dargestellten Querstreifen 2. Die Querstreifen sind mit langen, nach außen gebogenen Zungen 3 und kurzen, nach außen gebogenen Zungen 4 versehen. Die Zungen 3 und 4 sind jeweils an den sich gegenüberliegenden Rändern S und 6 des Streifens angeordnet und in verschiedene Richtungen ausgebogen. Wenn die lange Zunge 3 nach außen gebogen wird, entsteht die Aussparung 7 an der kurzen Zunge entsprechend die Aussparung 8. Im Streifen ist ein von der Aussparung 8 ausgehender Einschnitt 9 von solcher Breite ausgebildet, daß der Streifen 2 genau in ihn hineinpaßt

Beim Vergleich der Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß der in Fig.2 dargestellte Streifen die grundsätzlich gleiche Form, aber umgekehrte Lage wie der in Fig. 1 dargestellte Streifen hat. F i g. 3 zeigt, daß es möglich ist, die Streifen der Fig. 1 und 2 ineinander zu fügen, indem der Streifen 1 über den Streifen 2 nach unten geschoben wird. Da die lange ausgebogene Zunge nach links gerichtet ist und in die Aussparung 8 des Streifens 2 eingreift, bildet sich eine Befestigungsfläche 10 zwischen der Innenseite 11 der Zunge 3 und dem Abschnitt 12 des Streifens 2. Gleichzeitig entsteht eine zweite Befestigungsfläche zwischen der Zunge 13 des Streifens 2 und dem Abschnitt 14 des Streifens 1. Es ist daher möglich, Punktschweißverbindungen 12,15 herzustellen. Dasselbe gilt für die Befestigungsstellen, die sich an der Unterseite 16 des Kreuzungspunktes befinden.

Demnach lassen sich an jedem Kreuzungspunkt zweier Streifen vier Punktschweißverbindungen herstellen, so daß ein sehr starrer Gitteraufbau erreicht wird.

F i g. 4 zeigt den Streifen 1 in Seitenansicht Die in der Mitte dieses Streifens angeordneten Zusatzzungen 17 und 18 sind nach beiden Seiten ausgebogen. Wie in den F i g. 6 und 11 dargestellt dienen diese Zungen dazu, die in ihrer Längsrichtung im Gitter verschiebbaren Brennstäbe seitlich zu halten. F i g. 5 und 5a zeigen den Streifen 2 in Seitenansicht und Draufsicht, der wie der Streifen 1 ausgebildet ist, wobei er allerdings keine Zusatzzungen aufweist. In F i g. 6 ist ein aus den Streifen

1 und 2 zusammengesetztes Gitter in der Draufsicht dargestellt wobei die Brennstäbe 19 bei 20 und 21 durch die Zusatzzungen 17 und 18 gehalten sind. Das Gitter ist an seiner Außenseite durch die Seitenwände 22 und 23 begrenzt.

F i g. 7 zeigt eine Seitenansicht des Gitters nach Fig.6 in Pfeilrichtung VII, Fig.8 zeigt die Seitenansicht des Gitters in Pfeilrichtung VIII. Fig.9 zeigt eine asymmetrische Blattfeder. Die Blattfeder 24 wird an ihren Enden 25 und 26 durch Schweißpunkte 27 mit einem Streifen verbunden. Die Blattfeder weist eine zweifache Wölbung auf, die aus der kleinen Wölbung 28 und der anschließenden großen Wölbung 29 besteht.

Beide Wölbungen sind zur gleichen Seite der Blattfeder hin ausgebildet. Die Blattfeder ist also so geformt, daß das Übergangsstück 30 einen bestimmten Abstand von der Oberfläche des Streifens hat

An der kleinen Wölbung 28 ist eine Verbreiterung 31 ausgebildet, in deren Mitte die Öffnung 32 liegt Diese öffnung erleichtert es dem durch den Kernreaktor geführten Kühlstrom, jeden Teil der Blattfeder zu erreichen, so daß eine gute Kühlung der Blattfeder gewährleistet ist. Etwa in der Mitte der großen Wölbung 29 befindet sich eine Ausbuchtung 33, die als Kontaktfiäche dient und mit den Brennstäben in Berührung bleibt.

Fig. 10 zeigt im Querschnitt durch eine Zelle des Gitters, wie der Brennstab 19 durch die Feder 24 gehalten ist. Auf der gegenüberliegenden Seite der Gitterzelle 34 ist der Brennstab durch zwei gebogene Zusatzzungen 35 und 36 gehalten. Diese Zungen sind stärker als der Streifen 2 ausgebildet, da die die Streifen

2 kreuzenden Streifen 37 im vorliegenden Fall mit einer Verstärkungsleiste 38 versehen sind, die, wie Fig. 10a im senkrechten Schnitt zeigt, als ein Teil jedes Streifens 37 ausgebildet ist. Die Zusatzzungen 35 und 36 sind aus dem verstärkten Teil 38 ausgestanzt und nach außen gebogen. Aufgrund der größeren Stärke der Zungen 35 und 36 ist es möglich, ihre Enden nach dem Ausbiegen der Zungen und dem Zusammenbau des Gitters auf die erforderliche Form zu schleifen. Dies wird vorzugsweise deren die Verwendung einer mehrspindligen Schleifmaschine erreicht, die mit mehreren kleinen Schleifscheiben versehen ist, von denen jede den Außendurchmesser des Brennstabes aufweist. Dabei entspricht die Anordnung der Schleifscheiben an der Schleifmaschine

der Anordnung, in der die Brennsläbe im Gitter gehalten werden. Es ist somit möglich, alle Zusatzzungen in einem Arbeitsgang, bei dem die Schleifscheiben durch das Gitter geführt werden, genau zu schleifen, so daß an den Enden der Zusatzzungen zylindrische

Oberflächen 39 und 40 entstehen. Diese Oberflächen entsprechen genau der Krümmung des Brennstabes 19, so daß eine vollkommene Berührung zwischen der Zusatzzunge und der Oberfläche des Brennstabes erreicht wird.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abstandsgitter zum Halten eines an einem Wärmeaustauschprozeß beteiligten Stabbündels, bestehend aus zwei sich kreuzenden Reihen von Streifen, die kammartige, sich bis zur halben Streifenbreite erstreckende Einschnitte aufweisen und ineinander greifen, so daß Zellen entstehen, in denen je ein Stab des Bündels gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (5, 6) der Streifen (1, 2) auf ihren beiden Seiten an den kammartigen Einschnitten (9) mit Haltezungen (3,4,13) versehen sind, die aus den Rändern (5,6) der Streifen (1, 2) ausgestanzt und in die Ebene des Gitters gebogen sind, und daß die sich kreuzenden Streifen (1,2) durch diese Haltezungen (3,4,13) starr miteinander verbunden sind.

2. Gitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltezungen (3, 4, 13) mit den Querstreifen (1, 2) durch je eine Punktschweißung (12,15,16) verbunden sind.

3. Gitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an gegenüberliegenden Rändern (5, 6) befindenden Zungen (3,4,13) in entgegengesetzten Richtungen ausgebogen sind 2s

4. Gitter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden Zungen (3, 4, 13) in Ebenen ausgebogen sind, die unmittelbar an die Wände des kammartigen Einschnitts (9) angrenzen.

5. Gitter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an einem Rand (5) des Kammstreifens (1, 2) angeordneten Zungen (3) länger sind als die am anderen Rand (6) angeordneten Zungen (4).

6. Gitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei mindestens einem Satz von parallelen Streifen (1) zwischen jedem Satz von kammartigen Einschnitten (9) zwei als Abstandshalter bzw. als Druckfedern in den Zellen (34) dienende Zusatzzungen (17,18,35,36) befinden, von denen die eine zur einen Seite des Streifens (1) und die andere zur anderen Seite des Streifens (1) ausgebogen ist

7. Gitter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Satz von parallelen Streifen (1) auf der durch die kammartigen Einschnitte (9) unterteilten Hälfte in Längsrichtung des Streifens (1) und quer dazu in dem Bereich verstärkt ist, aus dem die Zusatzzungen (17, 18, 35, 36) ausgestanzt und nach außen gebogen sind, so daß die Zungen (17, 18, 35, 36) stärker als die Querstreifen (1) sind. so

8. Gitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zellen (34) eine mehrfach gewölbte Blattfeder (24) an der den Enden der Zusatzzungen (35, 36) gegenüberliegenden Wandfläche angebracht ist

9. Gitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zellen (34) zylindrische Kernreaktorbrennstäbe (19) von mehrfach gewölbten Blattfedern (24) und auf einer Seite von Zusatzzungen (35,36) gehalten sind.

10. Verfahren zur Herstellung eines Gitters nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Streifen und an den Querstreifen vorgesehenen Halte- oder Zusatzzungen in die richtige Lage ausgebogen werden, anschließend die Streifen und Querstreifen zusammengesetzt werden, danach die Haltezungen durch Punktschweißen mit den Querstreifen verbunden werden, daraufhin die Enden der verstärkten Zusatzzungen entweder mechanisch durch Fräsen oder Schleifen unter Verwendung eines den gleichen Durchmesser wie der Brennstab aufweisenden Fräsers bzw. einer Schleifscheibe oder aber durch Funkenerosion fertig bearbeitet werden, so daß die Zusatzzungen mit Enden versehen werden, die der Oberfläche des Brennstabes genau angepaßt sind, und daß schließlich die mehrfach gewölbte Feder eingesetzt und durch Punktschweißen befestigt wird.