DE2437285B2 - Abstandshalter fuer die brennstoffstaebe eines kernreaktors - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abstandshalter nach der.i Oberbegriff des Anspruches 1 für die ißrennstoffstäbe eines Kernreaktors. Ein solcher Abstandshalter ist bekannt aus der DT-AS 15 89 489.

Bei dem bekannten Abstandshalter sind der obere und untere horizontale Abschnitt jeder Zelle durch vier im wesentlichen vertikal verlaufende Stege aus Federmaterial miteinander verbunden, die radial um 90° gegeneinander versetzt sind. In der Mitte zwischen dem oberen und unteren horizontalen Abschnitt sind die Stege mit horizontal verlaufenden, zum Zelleninneren gerichteten Ausbiegungen versehen, die federnd gegen jo den Brennstoffstab der Zelle anliegen. Diese federnden Abschnitte bilden zusammen mit den zellenbildenden horizontalen Abschnitten einheitliche aus Blattfedermaterial gestanzte Stucke. Der Brennstab wird also

Ebene liegenden federnden Anlagepunkten gestützt.

Der Nachteil dieses bekannten Abstandshalters besteht einmal darin, daß die Einspannkraft der Zelle reiativ gering ist. Durch die Einspannung in nur einer horizontalen Ebene ist die Sicherung des Brennstoffstabes gegen Schwingungen in horizontaler Richtung gering. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, daß durch die horizontalen Abbiegungen in den vertikalen Stegen der Strömungswiderstand für das in vertikaler Richtung durch den Reaktorkern fließende Kühlmittel stark erhöht wird. Dies liegt einmal daran, daß die vier Vorsprünge alle in der gleichen horizontalen Ebene liegen, so daß an dieser Stelle eine besonders starke Einschnürung des Strömungsquerschnittes erfolgt. Zum anderen haben die senkrecht zur Strömungsrichtung liegenden flachen Blattfederteile eine sehr ungünstige Strömungsform, die zu Wirbeln Anlaß gibt.

Aus der DT-OS 21 29 617 ist ein Abstandshalter für Brennstoifstäbe bekannt, bei dem sich im äußeren Rahmen des Abstandshalters kreuzende Wände befinden, welche das Zellengitter bilden. Die federnden Klammem sind selbständige Konstruktionsteile, die in die Wände der eben genannten Zellen eingehängt und gegen Verschiebung durch Federzungen gesichert werden. Die federnde Halterung des Stabes wird durch die horizontalen Abschnitte der Klammern erreicht, die zu diesem Zweck offen sind, d. h. sich nicht über 360° erstrecken. Mit diesem bekannten Abstandshalter läßt sich zwar eine große Einspannkraft erzeugen, die selbst bei kräftigen Schwingungen des Stabes kein Gleiten _zwj_schen Brennstab und den Einspannpunkten des Abstandshalters zuläßt. Die Abstandshalter können daher in relativ großer Entfernung voneinander angeordnet werden. Ihr Nachteil besteht jedoch darin, daß die Abstandshalter relativ schwer sind und eine aufwendige und komplizierte Konstruktion darstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abstandshalter der eingangs genannten Art in der Weise weiterzuentwickeln, daß eine bessere Einspannkraft und ein gerir gerer Strömungswiderstand für das Kühlmittel erreicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist der Abstandshalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale auf.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Gemäß der Erfindung wird der Brennstoffstab in dem Abstandshalter in zwei senkrecht zueinander stehenden vertikalen Ebenen durch je eine Dreipunkthalterung fixiert, wobei die drei Anlagepurkte in drei verschiedenen horizontalen Ebenen liegen. Auf diese Weise wird durch die Halterung ein leichtes Biegemoment auf den Brennstoffstab ausgeübt, wodurch eine gute Einspannkraft und insbesondere eine gute Sicherung gegen horizontale Schwingungen des Brennstoffstabes erzielt wird. Der Strömungswiderstand der Zelle nach der DT-AS 15 89489 dadurch vermindert, daß nur zwei vertikale Stege vorhanden sind, die durch die Warzen bedingten Einschnürungen des Strömungsquerschnities gering sind, sich diese Einschnürungen auf mehrere horizontale Ebenen verteilen und die Warzen eine bessere Strömungsform haben als die abgebogenen Bleche des bekannten Abstandshalters.

Anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert

J-J TTCIiKIi.

F i g. 1 vier miteinander verbundene Zellen bzw. federnde Klammern in Draufsicht,

Fig.2 einen Vertikalschnitt durch eine Zelle längs der Linie A-A in F i g. 1.

F i g. 3 eine ausgestanzte Zelle vor ihrer Biegung,

Fig.4 und 5 eine Ausführungsform, bei der die horizontalen Abschnitte der federnden Klammern mit herausragenden Flossen oder Führungsschienen für die örtliche Führung des Kühlmittels versehen sind.

In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Zeile im Abstandshalter, die von einer federnden Klammer gebildet wird. Die Zelle besteht aus einer oberen Masche 2 im oberen Gitter, und einer unteren Masche 3 im unteren Gitter

sowie den beiden als Blattfeder wirkenden senkrechten Abschnitten des federnden Halters. Zum Anliegen an einen Brennstab sind geprägte Warzen 5 vorhanden.

Fig.3 zeigt eine fertiggestanzte Halterzelle oder federnde Klammer in abgewinkeltem Zustand. Diese besteht aus einem oberen horizontalen Abschnitt 6 und einem unteren horizontalen Abschnitt 7, die durch die vertikalen Abschnitte 4 verbunden sind. In das Blech sind Warzen 5 geprägt, die als Aniagepunkte gegen den Brennstab dienen. In gebogenem Zustand bildet der ro obere horizontale Abschnitt 6 die obere Masche 2 und der untere horizontale Abschnitt 7 die untere Masche 3.

Der Aufbau eines Abstandshalters mit Sechs-Punkteinspannung der Brennstäbe in dar genannten Weise ist außerdem deshalb sehr vorteilhaft, weil das Werkzeug für die Herstellung der Zelle recht einfach ist, da jede Zelle für sich gestanzt und gebogen wird. Danach wird eine Anzahl Zellen zusammengeschweißt und auf bekannte Art mit Rahmen versehen.

Fig.4 zeigt einen Teii eines Abstandshalters in Seitenansicht mit einer herausragenden Flosse oder Führungsschiene 8 zur örtlichen Führung des Kühlilusses. F i g. 5 zeigt denselben Abstandshalterteil wie Fig.4 von oben gesehen mit den Führungsschienen 8 und 9. Indem man Neigung und Anzahl der Führungsschienen variiert, kann der Druckfall im Brennstoff für Druckwasserreaktoren bei einer Ersatzlieferung von Brennstoff in gewissen Grenzen dem Druckfall im ursprünglich gelieferten Kern angepaßt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Abstandshalter für die Brennstoffstäbe einer Kassette eines Kernreaktors, bestehend aus einem äußeren Rahmen, in welchem je einen Brennstoffstab aufnehmende, aus Federmaterial bestehende Zellen polygonalen Querschnittes dicht aneinanderliegend und fest miteinander verbunden eingesetzt sind, welche ihrerseits aus einem oberen und einem in Abstand davon befindlichen, mit dem oberen Abschnitt fluchtenden, unteren horizontalen Abschnitt bestehen, derart, daß die oberen und unteren Abschnitte der nebeneinander gesetzten Zellen das obere und das unter Gitter des Abstandshalter bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zelle (1) zwei vertikale, am Brennstab punktförmig anliegende Stege (4) und an dem oberen und dem unteren Abschnitt (6 und 7) je zwei, den Brennstab der Zeile punktförmig abstützende Warzen (5) aufweist. *°

2. Abstandshalter nach Anspruch I₁ d ' irch gekennzeichnet, daß die Warzen (5) auf dem ol, .ren Abschnitt (6) und auf dem unteren Abschnitt (7) vertikal übereinander liegen.

3. Abstandshalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechten Abschnitte (4,

5) der federnden Klammern diejenigen Seiten der Zellenmaschen verbinden, die den mit Anschlägen versehenen Seiten direkt gegenüberliegen.

4. Abstandshalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl Zellen mit einer herausragenden Flosse oder Führungsfahne (8) zur ör^>l;chen Führung des Kühlmittels versehen ist

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