DE2245955C2 - Grating for nuclear reactors - Google Patents

Grating for nuclear reactors

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Sabino Aix-en-Provence Gallo
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C5/00Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
    • G21C5/02Details
    • G21C5/10Means for supporting the complete structure
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

Die Erfindung betrifft einen 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 Brennstoffelementanordnungen eingesetzt werden können, aufweist, wobei Leitrohre mit einer dritten Platte verbunden sind.The invention relates to a grating for nuclear reactors, the two parallel, horizontal, with their edges firmly connected to a lateral support structure, the cover or bottom forming plates and as a subdivision vertical guide tubes in which a liquid Metal fed and the feet of fuel element assemblies can be used, having Guide tubes are connected to a third plate.

Einen derartigen Gitterrost zeigt die DE-OS 20 05 868, bei der es darum geht, eine Betätigung von Drosselstellen an den eingesetzten Trennelementen von außerhalb des Reaktorkessels durchführen zu können, um während des Abbrandes der Brennelemente und damit einer entsprechend sich ändernden Wärmeentbindung mit einer Verstellung möglichst weniger solcher Einrichtungen auszukommen.DE-OS 20 05 868 shows such a grating, in which it is a matter of actuating To be able to carry out throttling points on the separating elements used from outside the reactor vessel, to during the burn-up of the fuel assemblies and thus a correspondingly changing release of heat get along with an adjustment as few such facilities as possible.

Nun ist aber der Gitterrost eines mit schnellen Neutronen arbeitenden und durch ein flüssiges Metall gekühlten Kernreaktors von erheblicher Bedeutung für den Betrieb solcher Kernreaktoren. Der Gitterrost trägt die Last der den Reaktorkern bildenden Spalt- und Brutelementanordnungen und eines Teils der Schutzelementanordnungen. Außerdem sorgt es für die gewünschte Verteilung des flüssigen Metalls als Kühlmittel in den von ihm getragenen Spaltelementanordnungen. Bei üblichen Kernreaktoren zwingt die Beschädigung eines Teils eines Elements eines solchen Gitterrostes infolge eines Betriebszwischenfalls des Kernreaktors im allgemeinen dazu, den gesamten Gitterrost auszuwechseln.Now, however, the grating is one that works with fast neutrons and through a liquid metal cooled nuclear reactor of considerable importance for the operation of such nuclear reactors. The grating carries the load of the fission and breeding element assemblies forming the reactor core and part of the protective element assemblies. It also ensures the desired distribution of the liquid metal as a coolant in the gap element arrangements carried by him. In ordinary nuclear reactors, the damage forces part of an element of such a grating as a result of an operational incident of the Nuclear reactor generally to replace the entire grate.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gitterrost zuThe object of the invention is to provide a grating

schaffen, der teilweise oder insgesamt ausgebaut werden kann, um während der Lebensdauer des Kernreaktors beschädigte oder abgenutzte Teile des Gitterrostes zu ersetzen.create that can be expanded in whole or in part for the life of the Replace damaged or worn parts of the grating in the nuclear reactor.

Diese Aufgabe wird bei einem Gitterrost for Kernreaktoren mit den eingangs angeführten Merkmalen durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angeführten Merkmale gelöstThis task is performed in the case of a grating for nuclear reactors with the features listed at the beginning solved by the features listed in the characterizing part of claim 1

ίο Vorzugsweise weist jede Hülse einen Gewindeabschnitt auf, der mit einem entsprechenden Gewindeabschnitt eines Leitrohrs zusammenwirkt, wobei diese Gewindeabschnitte die Befestigungseinrichtung zur Verbindung einer Hülse mit dem zugehörigen Leitrohr bilden.ίο Each sleeve preferably has a threaded section on, which cooperates with a corresponding threaded section of a guide tube, this Threaded sections the fastening device for connecting a sleeve to the associated guide tube form.

Außerdem weist jede Hülse vorzugsweise eine Vorrichtung zur Verriegelung am Leitrohr auf. Diese Verriegelungsvorrichtung kann derart ausgebildet sein, daß sie in einer Stellung der Hülse, welche die Verbindung des Leitrohrs mit der dritten Platte des Gitterrosts gewährleistet, einrastet.In addition, each sleeve preferably has a device for locking on the guide tube. These Locking device can be designed such that it is in a position of the sleeve which the Connection of the guide tube with the third plate of the grating ensures that it engages.

Schließlich ist vorzugsweise die dritte Platte die für einen Schutz des Gitterrostdeckels sorgt, mit ihren Rändern durch abnehmbare Säulen und Befpstigungsvorrichtungen mit dem seitlichen Traggerüst des Gitterrostes verbunden.Finally, the third plate, which provides protection for the grate cover, is preferably with theirs Edges with removable pillars and fastening devices with the lateral support structure of the Connected grating.

Weitere Vorteile und Einzelheiten dei Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer nur als Beispiel angegebenen Ausführungsform. Die Be-Schreibung bezieht sich auf die Zeichnung, in deren einziger Figur ein senkrechter Schnitt, teilweise weggebrochen, eines Kernreaktorgitterrosts gezeigt ist, der erfindungsgemäß mit Leitrohren und Hülsen versehen ist.Further advantages and details of the invention emerge from the following description of one only embodiment given as an example. The description refers to the drawing in which the single figure shows a vertical section, partially broken away, of a nuclear reactor grate, 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 arranged horizontally and thus parallel to one another are. The plates 1 and 2 have a considerable distance from one another, while the plate 2 of the 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 weist ebenfalls eine Bohrung auf, deren Durchmesser zwischen dem der Innenbohrung des Leitrohrs 4 und dem der seitlichen Außenwand des oberen Teils des Leitrohrs 4 liegt, da diese Bohrung mit dem Leitrohr 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 in the Grating arranged vertically and inserted into corresponding holes in the plates 1 and 2 and held. The plate 3 also has a bore whose diameter is between that of the inner bore of the guide tube 4 and that of the lateral outer wall of the upper part of the guide tube 4, since this bore is coaxial with the guide tube 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 Bohrung 4a des Leitrohrs 4 eingesetzt und in üblicher Weise durch eine Schraubverbindung daran befestigt, indem entsprechende Gewindeabschnitte an der Hülse 5 und in der Bohrung des Leitrohrs 4 miteinander verschraubt sind. Der untere Teil der Hülse 5 ist erheblich dünnwandiger als der Gewindeabschnitt und mit Längsschlitzen ausgebildet, so daß er elastische Zungen 5b bildet. Schließlich sind die Enden dieser Zungen 5b mit Radialrippen 5c ausgebildet, die unter eine Ringschulter greifen, die von einer in der Wand des Leitrohrs 4 ausgebildeten Ringnut 4c gebildet wird. Die Seitenwand des Leitrohrs 4 weist Längsschlitze 4/ auf, so daß in diesem Bereich eine Art Saugkorb gebildet wird, wie im folgenden erläutert.A sleeve 5 is formed at one end with a shoulder 5a and inserted into the bore 4a of the guide tube 4 and fastened to it in the usual way by a screw connection by screwing corresponding threaded sections on the sleeve 5 and in the bore of the guide tube 4 together. The lower part of the sleeve 5 is considerably thinner-walled than the threaded section and is designed with longitudinal slots so that it forms elastic tongues 5b . 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 4c formed in the wall of the guide tube 4. The side wall of the guide tube 4 has longitudinal slots 4 /, so that a type of suction basket is formed in this area, as explained below.

An ihrem oberen Ende ist die Hülse 5 mit einem Kegelsutz 5d ausgebildet, der die Einführung des Fußes des Brennstoffelements A in axialer Richtung in dieAt its upper end, the sleeve 5 is formed with a conical guard 5d , the introduction of the foot of the fuel element A in the axial direction

Hülse 5 und seine Zentrierung im Leitrohr 4 erleichtert und auf dem das Brennstoffelement aufsitzt Der Fuß des Leitrohrs 4 ist ebenfalls zentriert gehalten, hier durch einen in ein Innengewinde des Leitrohrs eingeschraubten Zentrierzapfen 6.Sleeve 5 and its centering in the guide tube 4 facilitated and on which the fuel element rests The foot of the guide tube 4 is also held centered, here by an internal thread of the guide tube screwed-in centering pin 6.

Die Platten 1,2,3 haben vorteilhafterweise im ganzen die Form von Platten, deren Ränder an Jen Enden der Säulen 8 befestigt sind. Die Säulen 8 sind mit Gewindeenden 8s; 8/ versehen, wodurch sie mit einem seitlichen Traggerüst 9 verbunden werden können, um den GitterrG.si zu bilden. Entsprechend den Positionen der Brennstoffelementanordnungen im Reaktorkern sind zwischen den Platten 1, 2 und 5 weitere gleiche Leitrohre 4 angeordnet, welche diese Anordnungen stützen und ihnen durch die Schlitze 4/ Kühlmittel zuführen. Die Kegelflächen Ad und die Bohrungen der Hülsen 5 sind so gewählt, daß sie die Füße dieser Brennelementanordnungen des Reaktorkerns aufnehmen und zentrieren, welche Kanäle für den Kreislauf des als Kühlmittel dienenden flüssigen Natriums aufweisen.The plates 1, 2, 3 advantageously have the overall shape of plates, the edges of which are attached to the ends of the columns 8. The pillars 8 are threaded ends 8s; 8 /, whereby they can be connected to a lateral support frame 9 to form the grid rG.si. Corresponding to the positions of the fuel element arrangements in the reactor core, further identical guide tubes 4 are arranged between the plates 1, 2 and 5, which support these arrangements and supply them through the slots 4 / coolant. The conical surfaces Ad and the bores of the sleeves 5 are selected so that they receive and center the feet of these fuel assemblies of the reactor core, which channels have for the circulation of the liquid sodium serving as a coolant.

Wie ersichtlich, ist es so leicht möglich, eine durch einen Unfall mehr 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 5b in Richtung auf die Achse des Leitrohrs 4 gezogen, bis die Rippen 5c von der Schulter des Leitrohrs freikommen, worauf die Hülse 5 mit Hilfe eines 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, with the aid of a tool, not shown, the tongues 5b are pulled in the direction of the axis of the guide tube 4 until the ribs 5c come free from the shoulder of the guide tube, whereupon the sleeve 5 can be unscrewed with the aid of a tool.

Das Einsetzen einer anderen Hülse 5 in das Leitrohr 4 erfolgt in umgekehrter Weise unter Benutzung des gleichen Werkzeugs, das wiederum die elastischen Zungen 5czunächst nach innen zieht.The insertion of another sleeve 5 into the guide tube 4 takes place in the reverse manner 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 den Leitrohren 4 gestützten Brennelementanordnungen demontiert werden. Dann werden die Muttern 10 abgeschraubt, weiche die Platte 3 an den Säulen 8 und damit am seitlichen Traggerüst 9 festhalten, so daß die Platte 3 abgenommen und durch eine andere Platte 3 ersetzt werden kann, die dann in entsprechender Weise durch die gleichen Arbeitsgänge in umgekehrter Reihenfolge mit dem seitlichen Traggerüst 9 und den Köpfen der Leitrohre 4 verbunden wird. Wenn infolge von Schaden an einer großen Zahl vghIf damage to the plate 3 requires an exchange of the same, all sleeves 5 must after Unloading the fuel assemblies supported by them and the guide tubes 4 are dismantled. then if the nuts 10 are unscrewed, the plate 3 softens on the pillars 8 and thus on the lateral support structure 9 hold so that the plate 3 can be removed and replaced by another plate 3, which is then in correspondingly by the same operations in reverse order with the lateral support structure 9 and the heads of the guide tubes 4 is connected. If as a result of damage to a large number of vgh

ίο Elementen eines Gitterrosts dieser insgesamt ersetzt werden muß, baut man alle Teile des Gitterrostes aus, die von Elementen des Kernreaktors abgedeckt 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.ίο elements of a grating this replaced altogether must be removed, you remove all parts of the grating that are covered by elements of the nuclear reactor, then removes the columns 8 from the lateral support structure 9, which hold the grating on this support structure 9, and finally takes out the wire shelf. This is then repaired or by someone else Replaced the grating that was inserted into the reactor vessel and then on the side support structure by the reverse sequence of operations as when removing the damaged grating is attached.

Eine solche Ausführung des Gitterrosts 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, weiche 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 repairs to be carried out "on the spot" by damaged sleeves are replaced in the event of minor accidents. The top plate can also be replaced here be, soft to the distribution of the liquid metal in the guide tubes of the fuel assembly of the Protects the box serving the reactor core. Furthermore, the grating can be removed from the shoring, 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, so daß 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 5, der oberen Bohrungen der Leitrohre 4 und der Befestigung der Platte 3 an den Säulen des Gitterrostes.Finally, the ribs 5c of the elastic tongues 5d ensure an 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 detail, especially with regard to the sleeves 5, the upper bores of the guide tubes 4 and the attachment of the plate 3 to the pillars of the grating.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. 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 Brennstoffelementanordnungen eingesetzt werden können, aufweist, wobei Leitrohre mit einer dritten Platte verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf eines jeden Leitrohrs (4) mit der dritten PIaUe (3), die dem Deckel (2) des Gitterrostes benachbart ist, durch eine mit einer Vorrichtung zur Befestigung am Leitrohr versehene Hülse (5) verbunden ist.1. Grating for nuclear reactors, the two parallel, horizontal, with their edges firmly attached to one Lateral support frame connected, the cover or base forming plates and as a subdivision vertical guide tubes into which a liquid metal is fed and the feet of fuel element assemblies can be used, having guide tubes are connected to a third plate, characterized in that the head of each guide tube (4) with the third PIaUe (3), the the cover (2) of the grating is adjacent, by 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 Betestigung 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 Fastening on 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 in that each sleeve (5) has a locking device {5c) which, after insertion into the guide tube (4), engages on this. 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 den Stirnseiten der Leitrohre (4) abstützt.4. Grating according to one of claims 2 or 3, characterized in that the third plate (3) Has bores for inserting the sleeves (5) and is supported with the edges of these bores on the end faces of the guide tubes (4). 5. Gitterrost nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte 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 third plate (3) with its edge is attached to the lateral support structure (9) by means of removable columns (8).
DE2245955A 1971-09-23 1972-09-19 Grating for nuclear reactors Expired DE2245955C2 (en)

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DE2245955A1 DE2245955A1 (en) 1973-03-29
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