DE2245955A1

DE2245955A1 - GRATING FOR NUCLEAR REACTORS

Info

Publication number: DE2245955A1
Application number: DE2245955A
Authority: DE
Inventors: Sabino Gallo
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Creusot Loire SA
Current assignee: Creusot Loire SA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1971-09-23
Filing date: 1972-09-19
Publication date: 1973-03-29
Also published as: FR2153177A1; GB1374174A; DE2245955C2; FR2153177B1

Description

DR. HANS ULRICH MAYDR. HANS ULRICH MAY

D 8 MÜNCHEN 2, OTTOSTRASSE 1aD 8 MUNICH 2, OTTOSTRASSE 1a

TELEQRAMME: MAYPATENT MÜNCHENTELEQRAMS: MAYPATENT MUNICH

TELEFON CO8113 59 36 82TELEPHONE CO8113 59 36 82

S-45-P-2/U12 München, 19. fieptest*?S-45-P-2 / U12 Munich, 19th beep test *?

— Dr.M/st- Dr M / st

B 4142.3 PGB 4142.3 PG

Societe Creusot-Loire, S.a. und Commissariat ä 1'Energie AtomiqueSociete Creusot-Loire, S.a. and Commissariat ä 1'Energie Atomique

in Paris, Frankreichin Paris, France

Gitterrost für Kernreaktoren.Grating for nuclear reactors.

Die Erfindung betrifft verbesserte Gitterroste (Traggerüste) für Kernreaktoren, besonders mit schnellen Neutronen arbeitende, integrierte Einzelteile aufweisende und durch flüssiges Metall gekühlte Kernreaktoren, und soll vor allem einen Gitterrost schaffen, der teilweise oder insgesamt aus^- und wieder eingebaut werden kann.The invention relates to improved gratings (supporting frames) for Integrated nuclear reactors, especially those working with fast neutrons Nuclear reactors, which have individual parts and are cooled by liquid metal, and are primarily intended to create a grating that partially or entirely from ^ - and can be installed again.

Bekanntlich ist der Gitterrost eines mit schnellen Neutronen arbeitenden und durch ein flüssiges Metall gekühlten Kernreaktors von erheblicher Bedeutung für den Betrieb solcher Kernreaktoren, per Gitterrost trägt die Last der den Reaktorkern bildenden Spalt- und Brutelementanordnungen und eines Teils der Schu-t ζ element anordnungen. Außerdem sorgt er für die gewünschte Verteilung des flüssigen Metalls als Kühlmittel in den von ihm getragenen Spaltelementanordnunyen-Bei üblichen Kernreaktoren zwingt die Beschädigung eines Teils eines Elements eines solchen Gitterrostes infolge eines Be-* triebszwischenfalls des Kernreaktors im allgemeinen dazu_s den gesamten Gitterrost auszuwechseln,It is well known that the grating of a nuclear reactor that works with fast neutrons and is cooled by a liquid metal is of considerable importance for the operation of such nuclear reactors. In addition, it provides the desired distribution of the liquid metal as a coolant in it carries Spaltelementanordnunyen-In conventional nuclear reactors damage forcing a portion of a member of such a grating as a result of loading * drifted between if the nuclear reactor, in general, to replace _s the entire grating,

Durch die Erfindung soll ein Gitterrost geschaffen werden, der teil-The invention aims to create a grating that partially

IQ Π B13/Q a Q QIQ Π B13 / Q a Q Q

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l der Lebensweise oder insgesamt ausgebaut werden kann» um während dauer des Kernreaktors beschädigte oder abgenutzte·Teile des, rostes zu ersetzen.l the way of life or overall can be expanded »to during the duration of the nuclear reactor damaged or worn parts of the, to replace rust.

Diese Aufgabe erfüllt ein Gitterrost für Kernreaktoren, d.i? parallele, waagerechte, mit ihren Rändern fest mit 8iBt$ Traggerüst verbundene und den Deckel b$v. Boden b41denc|e und zur Unterteilung senkrechte Leitrohre, in die eil* Metall eingespeist werden kann und die die Füße de? elementanordnungen aufnehmen, αμίνθΐβί, und erfinduiifSfemail «ja-? durch gekennzeichnet ist, daß der Kopf jedes Leitrohrs an einer dritten, nahe über dem Deckel des Traggerüstes angeordneten Platte durch eine mit einer Vorrichtung zur Befestigtling am Leitrpiip verse hene Hülse befestigt ist,This task is fulfilled by a grating for nuclear reactors, i.e. parallel, horizontal, with their edges fixed with 8iBt $ Support frame connected and the cover b $ v. Floor b41denc | e and vertical guide tubes for subdivision, into which eil * Metal can be fed and the feet de? Include element arrangements, αμίνθΐβί, and inventiifSfemail «yes-? characterized in that the head of each guide tube is attached to a third plate arranged close to the cover of the supporting structure by a verse with a device for fastening on the Leitrpiip hene sleeve is attached,

Vorzugsweise weist jede Hülse einen Gewindea^sefonitt §uj^f, der mit einem entsprechenden Gewindeabaehnitt eines lieilroiirai amsamm^n= wirkt, wobei diese Gewindeabschnitte die ßefe st igung se, ini>ie HfMniJ zur Verbindung einer Hülse mit dem zugehörigen Leitr§tii>Preferably each sleeve has a thr ^ sefonitt §uj ^f, which interacts with a corresponding Gewindeabaehnitt a lieilroiirai amsamm ^ n =, said threaded portions the ßefe st FINISH se, ini> ie HfMniJ for connecting a sleeve with the associated Leitr§tii>

Außerdem weist jede Hülse vorzugsweise· eine Verrichtung, |Uf riegelung am Leitrohr auf, Diese VepriegeliJ»ng9VCiiTic|||unf kjn.n 3 art ausgebildet sein, daß sie in eine?» SteHw^ $®V Hülse* welcHe die VferZii-ncJunj des Lettrohra wif der dritten Pi^tte desIn addition, each sleeve preferably has a means of locking on the guide tube. SteHw ^ $ ®V sleeve * which the VferZii-ncJunj des Lettrohra wif the third Pi ^ tte des

Gitterrosts gewährleistet, einrastet, .Grating ensures that it locks into place.

Schiießlich ist voraugsweise die dritte Platte, dia für einen Schutz des Gitterrostdecfcels sorgt, mit ihren Rändern durch abnehmbare Säu-^ ien und Befestigungsvorrichtungen mit dem seitlichen T?aggei*Ust des Gitterrostes verbunden.Finally, the third plate is primarily for protection of the gratingdecfcels, with their edges by removable pillars ien and fastening devices with the side daylight Grating connected.

Veitere Vorteile und Einzelheiten der Prfindunn enieben sich aus der folgenden Bsnchreibuiriii pinor nur als Bei^pial ^nqeijebenpn Au fUhrungsform, Die UiM^hrclljürirj beziielit JivU 4M¹' tue beiije|üf|t:eFurther advantages and details of the Prfindunn emerge from the following description pinor only as an example of an embodiment, The UiM ^ hrclljürirj beziielit JivU 4M ¹ 'tue beiije | üf | t: e

Zeichnung, in deren einziger Figur ein senkrechter Schnitt, teilweise weggebrochen, eines Kernreaktorgitterrosts gezeigt ist, der erfindungsgemäß mit Leitrohren und Hülsen versehen ist.Drawing, the only figure of which is a vertical section, partially broken away, a nuclear reactor grate is shown, which is provided according to the invention with guide tubes and sleeves.

Der gezeigte Gitterrost weist drei Platten 1, 2, 3 auf, die waagerecht und damit parallel zueinander angeordnet sind. Die Platten 1 und 2 haben einen erheblichen Abstand voneinander, während die Platte 2 der Platte 3 benachbart ist. ·The grating shown has three plates 1, 2, 3, which are horizontal and are thus arranged parallel to one another. The plates 1 and 2 have a considerable distance from each other, while the Plate 2 of plate 3 is adjacent. ·

Ein verhältnismäßig langes Leitrohr 4, das an seinem oberen Ende eine kreisrunde Bohrung 4a aufweist, ist im Gitterrost senkrecht angeordnet und in entsprechende Bohrungen der Platten 1 und 2 eingesetzt und festgehalten. Die Platte 3 v/eist ebenfalls eine Bohrung auf, deren Durchmesser zwischen dem der IrinenboJirung des Leitrohrs und/der seitlichen Außenwand des oberen' Teils des Leitrohrs 4 liegt, <3a diese Bohrung mit dew Loitrohr 4 gleichachsig ist, stützt sich die Platte 3 auf der Stirnfläche des Leitrohrs 4 ab.A relatively long guide tube 4, which has a circular bore 4a at its upper end, is arranged vertically in the grating and inserted into corresponding bores in the plates 1 and 2 and held in place. The plate 3 v / also eist a bore whose diameter is between that of the upper 'part of the guide tube 4 is the IrinenboJirung of the draft tube and / of the lateral outer wall <3a bore being coaxial with dew Loitrohr 4, the plate 3 is supported on the end face of the guide tube 4.

Eine Hülse 5 ist an ihrem einen Ende mit einer Schulter 5a ausgebildet und in die Boh*,. ng 4a des Leitrohrs 4 eingesetzt und in üblicher weise durch eine Schraub^ verbindung daran-befestigt, indem entsprechende Gewindeabschnitte an der HUlse 5 und in der Boh-r rung des Elements 4 miteinander verschraubt sind»A sleeve 5 is formed at one end with a shoulder 5a and is inserted into the Boh *,. ng 4a of the guide tube 4 is inserted and attached to it in the usual way by a screw connection by screwing corresponding threaded sections on the sleeve 5 and in the hole in the element 4 »

Der untere Teil der Hülse 5 ist erheblich dünnwandiger als der Gewindeabschnitt und mit Längsschlitzen ausgebildet, sodaß er elas-. tische Zungen lh bildet. Schließlich sind die Enden dieserZungen 5b mit Radialrippen 5c ausgebildet, die unter eine Ringschulter greifen, die von einer in der Wand des Leitrohrs 4 ausgebildeten Ringnut ^c -gebildet wird. Die Seitenwand des Leitrohrs 4 v/eistThe lower part of the sleeve 5 is considerably thinner than the threaded section and is designed with longitudinal slots so that it is elastic. tables tongues lh forms. Finally, the ends of these tongues 5b are formed with radial ribs 5c which engage under an annular shoulder which is formed by an annular groove formed in the wall of the guide tube 4. The side wall of the guide tube 4 v / eist

Längi scbl i.f e 11 auf, sodaß in diesem Fcioich e ine--Art Saugkorb gebildet wird, wie im Folgenden erläutert,Längi scbl i.f e 11 on, so that in this Fcioich e ine - kind of suction strainer is formed, as explained below,

An ih.rorn oberen Erich, jM. <Uc HUJ se S mit einem Kcgclsit.K 5d axisge-·To ih.rorn upper Erich, jM. <Uc HUJ se S with a Kcgclsit.K 5d axisge- ·

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ausgebildet, der die Einführung des Fuße» des Brennstoffelements Aformed, the introduction of the foot »of the fuel element A

und leine Zentrierung im Leitrohr 4and line centering in the guide tube 4

in axialer Richtung in die Hülse 5 /erleichtert und auf dem das Brennstoffelement aufsitzt. Der Fuß des Leitrohrs 4 1st ebenfalls sentri«rt gehalten, hier durch «inen in e,in innengewinde des Leitrohrs eingeschraubten Zentriersapfen 6.in the axial direction in the sleeve 5 / facilitated and on which the Fuel element is seated. The foot of the guide scope 4 is also Maintained centered, here by a centering pin 6 screwed into the internal thread of the guide tube.

Die Platten 1, 2, 3 haben vorteilhafterweist in Otnttn die Form von Platten, deren Ränder an den Enden der Säulen 8 befestigt sind. Die Säulen 8 sind mit Gevindeenden 8s, 6i versehen, wodurch sie mit einem seitlichen Traggerüst 9 verbunden werden können, um den Gitterrost zu bilden. Entsprechend den Positionen der Brennstoffelementanordnungen im Reaktorkern sind zwischen den Platten 1, 2 und 3 weitere gleiche Leitrohre 4 angeordnet, welch« diese Anordnungen stützen und ihnen durch die Schlitse 41 Kühlmittel zuführen. Die legelflachen 5d und die Bohrung der Hülsen 5 sind so gewählt, daß sie die Füße dieser Brennelementanordnungen des Reaktorkerns aufnehmen und «entrieren, welche Kanäle für den Kreislauf des als Kühlmittel dienenden flüssigen lfatriuas aufweisen.The plates 1, 2, 3 advantageously have the shape in Otnttn of plates, the edges of which are attached to the ends of the columns 8. The columns 8 are provided with Gevindeenden 8s, 6i, whereby they with a lateral support frame 9 can be connected to form the grating. Corresponding to the positions of the fuel element assemblies in the reactor core are between the plates 1, 2 and 3 further identical guide tubes 4 are arranged, which «support these arrangements and supply them with coolant through the slits 41. The laying surfaces 5d and the bore of the sleeves 5 are chosen so that they are the feet of these fuel assemblies of the reactor core take in and unlock which channels for the cycle of the as Have liquid lfatriuas serving as coolant.

Vie ersichtlich ist es so leicht möglich, eine durch einen Unfall me*hr oder weniger beschädigte Hülse 5 auszubauen und zu ersetzen. Dazu wird das in diese Hülse eingesetzte Brennelement des Reaktorkerns in üblicher Weise entladen. Dann werden mit Hilfe eines nicht gezeigten Werkzeugs die Zungen 3b in Richtung auf die Achse des Leitrohrs 5 gezogen, bis die Rippen 5c von der Schulter des Leitrohrs freikommen, worauf die Hülse 5 mit Hilfe des Werkzeugs herausgeschraubt werden kann.As can be seen, it is thus easily possible to remove and replace a sleeve 5 that has been more or less damaged by an accident. For this purpose, the fuel element of the reactor core inserted into this sleeve is unloaded in the usual way. Then the tongues 3b are pulled in the direction of the axis of the guide tube 5 with the aid of a tool (not shown) until the ribs 5c come free from the shoulder of the guide tube, whereupon the sleeve 5 can be unscrewed with the aid of the tool.

Das Einsetzen einer anderen Hülse 5 in das Leitrohr 4 erfolgt in umgekehrter Weise unter Benutzung des gleichen Werkzeugs, das wiederum die e astischen Zungen 5c zunächst nach innen zieht.Another sleeve 5 is inserted into the guide tube 4 in the other way around using the same tool, which in turn first pulls the elastic tongues 5c inwards.

Falls Beschädigungen der Platte 3 einen Austausch derselben erfordern, müssen alle Hülsen 5 nach Entladen der von ihnen und denIf damage to the plate 3 require an exchange of the same, all sleeves 5 after unloading of them and the

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Leitrohren 4 gestützten 'Brennelementanordnungen demontiert werden. Dann werden die Muttern 10,abgeschraubt, welche die Platte 3 an den Säulen 8 und damit am seitlichen Traggerüst 9 festhalten, sodaß die Platte 3 abgenommen und durch eine andere Platte 3 ersetzt werden kann, die dann in entsprechender tfeise, durch die gleichen Arbeitsgänge/umgekehrter Reihenfolge, mit dem seitlichen Traggerüst 9 und den Köpfen der Leitrohre 4 verbunden wird.Guide tubes 4 supported 'fuel assemblies are dismantled. Then the nuts 10 are unscrewed, which the plate 3 to the Pillars 8 and thus hold on to the lateral support structure 9, so that the plate 3 can be removed and replaced by another plate 3, which is then in a corresponding tfeise, by the same Work steps / reverse order, with the support frame at the side 9 and the heads of the guide tubes 4 is connected.

Wenn infolge von Schaden an einer großen !Zahl von Elementen eines Gitterrostes dieser insgesamt ersetzt werden muß, baut man alle Teile des Gitterrostes aus, die von Elementen des Kernreaktors ab~ gedeckt sind, entfernt dann die Säulen 8 vom -seitlichen Traggerüst 9, die den Gitterrost an diesem Traggerüst 9 festhalten, und nimmt schließlich den Gitterrost heraus. Dieser wird dann repariert oder durch einen anderen Gitterrost ersetzt, der in den Reaktorbehälter eingesetzt und dann am seitlichen Traggerüst: durch die umgekehrte Folge von Arbeitsgängen wie beim Ausbau des beschädigten Gitterrosts befestigt wird. ^s If, as a result of damage to a large number of elements of a grating, the whole of the grating has to be replaced, all parts of the grating that are covered by elements of the nuclear reactor are removed, then the columns 8 are removed from the supporting framework 9 on the side, which support the Hold the grating on this supporting structure 9, and finally take out the grating. This is then repaired or replaced by another grating, which is inserted into the reactor vessel and then attached to the side support structure: using the reverse sequence of operations as when removing the damaged grating. ^s

Eine solche Ausführung des Gitterrostes gestattet die Vornahme von Reparaturen "an Ort und Stelle", indem bei geringfügigen Unfällen beschädigte Hülsen ausgetauscht werden. Auch kann hier die obere Platte ersetzt werden, welche den zur Verteilung des flüssigen Metalls in den Leitrohren der Brennelementanordnungen des Reaktorkerns dienenden Kasten schützt. Ferner kann der Gitterrost vom Traggerüst abgenommen werden, an dem er befestigt ist.Such a design of the grating allows the implementation of Repairs "on the spot" by adding in the event of minor accidents damaged sleeves are replaced. Here, too, the upper plate can be replaced, which is used for distributing the liquid metal in the guide tubes of the fuel assembly of the reactor core serving box protects. Furthermore, the grating from Shoring to be removed to which it is attached.

Schließlich sorgen die Rippen 5c der elastischen Zungen 5d für eine wirksame Verriegelung der Hülsen 5 an den Leitrohren 4, sodaß sich die Hülsen, welche die Platte 3 fest gegen die Leitrohre 4 drücken, nicht von selbst herausschrauben können. Der erfindungsgemäße Gitterrost kann selbstverständlich in Einzelheiten abgewandelt werden, besonders hinsichtlich der Hülsen, dar oberen Bohrungen der LeitrohT v*ivi der Befestigung der Platte 3 an den Säulen 8 des Gitterrostes.Finally, the ribs 5c of the elastic tongues 5d provide a effective locking of the sleeves 5 on the guide tubes 4, so that the sleeves, which press the plate 3 firmly against the guide tubes 4, cannot unscrew by themselves. The grating according to the invention can of course be modified in details, especially with regard to the sleeves, the upper bores of the LeitrohT v * ivi the attachment of the plate 3 to the pillars 8 of the grating.

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Claims

PatentansprücheClaims

M J Gitterrost für Kernreaktoren· der zwei parallele» waagerechte, mit ihren Rändern fest mit einem seitlichen Traggerüst verbundene» den Deckel, bzw. Boden bildende Platten und als Unterteilung senkrechte Leitrohre, in die ein flüssiges Metall gespeist und die Füße von Bxennstoffelementanordnungen eingesetzt werden können,aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf jedes Leitrohrs (4) mit einer dritten, dem Deckel (2) des Gitterrostes benachbartenpiatte (3) durch eine mit einer Vorrichtung zur Befestigung am Leitrohr versehene Hülse (5) verbunden ist.M J Grating for nuclear reactors · the two parallel »horizontal, with their edges firmly connected to a lateral supporting structure »the cover or base forming plates and vertical guide tubes as a subdivision, into which a liquid metal is fed and which Feet of fuel element arrangements can be used, characterized in that the head of each guide tube (4) with a third plate (3) adjacent to the cover (2) of the grating through a plate with a device for attachment to the guide tube provided sleeve (5) is connected.

2. Gitterrost nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Jede Hülse (5) als Vorrichtung zur Befestigung am Leitrohr (4) einen Gewindeabschnitt aufweist, der mit einem Innengewindeabschnitt des Leitrohrs (4) zusammenwirkt;.2. Grating according to claim 1, characterized in that each Sleeve (5) as a device for attachment to the guide tube (4) has a threaded portion which is connected to an internal threaded portion of the Guide tube (4) cooperates ;.

3· Gitterrost nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet! daß jede Hülse (5) eine Verriegelungsvorrichtung (5c) aufweist, die nach Einsetzen in das Leitrohr (4} an diesem einrastet·3 · Grating according to claim 2, characterized! that each The sleeve (5) has a locking device (5c) which, after being inserted into the guide tube (4}, locks into place on it.

4. Gitterrost nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Platte (3) Bohrungen zum Einsetzen der Hülsen (5) aufweist und sich mit den Rändern dieser Bohrungen auf der? Stirnseiten der Leitrohre (4) abstützt.4. Grating according to one of claims 2 or 3, characterized in that the third plate (3) has holes for inserting the Has sleeves (5) and the edges of these holes on the? Supports the front sides of the guide tubes (4).

5· Gitterrost nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dxitte Platte (3) mit ihrem Rand mittels abnehmbarer Säulen (8) am seitlichen Traggerüst (9) befestigt ist.5. Grating according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the middle plate (3) is fastened with its edge to the lateral support frame (9) by means of removable columns (8).

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