DE2520234A1 - Nuclear fuel rod held in plate by easily released fixing - with flat arrow head pushed through plate and rotated - Google Patents
Nuclear fuel rod held in plate by easily released fixing - with flat arrow head pushed through plate and rotatedInfo
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Abstract
Description
Befestigungsanordnung für Kernreaktorbrennstäbe o.dgl.Fastening arrangement for nuclear reactor fuel rods or the like.
Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung für Kernreaktor-Brennstäbe o.dgl. mit einer Durchbrüche für die Endabschnitte der Brennstäbe enthaltenden Stabhalteplatte.The invention relates to a fastening arrangement for nuclear reactor fuel rods or the like. with an opening for the end sections of the rod holding plate containing the fuel rods.
Für viele Reaktortypen gebräuchliche Brennelemente bestehen aus einer Anzahl einzelner Brennstäbe in Form langer, dünner Rohre, die mit Kernbrennstoff gefüllt sind und durch Abstandhalter und an ihren Enden durch Stabhalteplatten auf dem gewWischtenAbstand gehalten werden. Letzte bestimmen auch die Lage der Brennstäbe in axialer Richtung.Common fuel assemblies for many types of reactors consist of one Number of individual fuel rods in the form of long, thin tubes filled with nuclear fuel are filled and by spacers and at their ends by rod holding plates the wiped distance. The latter also determine the location of the fuel rods in the axial direction.
Für die Befestigung der Brennstäbe in der Stabhalteplatte sind eine Reihe von Anordnungen wie Schraubbefestigungen oder Befestigungen durch ein Verformen des Brennstabendes bekannt.For the attachment of the fuel rods in the rod holding plate are a Series of arrangements such as screw fastenings or fastenings by deformation of the fuel rod end known.
Für bestimmte Zwecke sind die bekannten Befestigungsanordnungen wenig geeignet, so beispielsweise, wenn zu Untersuchungezwecken, wie bei Bestrahlungsexperimenten, einzelne Brennstäbe aus einem Brennelement herausgelöst werden sollen. Da derartige Arbeiten weger der Radioaktivität mit fernbedienten Werkzeugen ausgeführt werden müssen, ist eine während des Betriebes sichere jedoch bei Bedarf einfach zu lösende Befestigung der Brennstäbe in den Stabhalteplatten erwünscht.For certain purposes, the known fastening arrangements are few suitable, for example, if for investigation purposes, such as in radiation experiments, individual fuel rods from one Fuel assembly to be extracted. Since such work is carried out with remote-controlled tools because of the radioactivity must be, a safe one during operation is easy if necessary Desired to be loosened fastening of the fuel rods in the rod holding plates.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsanordnung für Kernreaktor-Brennstäbe o.dgl. mit einer Durchbrüche für die Endabschnitte der Brennstäbe enthaltenden Stabhalteplatte zu schaffen, die auf einfache Weise und ohne Verformungsarbeit herzustellen ist, die während des Betriebes mit Sicherheit aufrechterhalten bleibt und die bei Bedarf auch unter schwierigen Bedingungen auf einfache Weise gelöst werden kann.The invention is therefore based on the object of a fastening arrangement for nuclear reactor fuel rods or the like. with an opening for the end sections of the To create rod holding plate containing fuel rods in a simple manner and without deformation work, which can be done with certainty during operation is maintained and which can be used even under difficult conditions if necessary can be solved easily.
Bei einer Befestigungsanordnung für Kernreaktor-Brennstäbe o.dgl. mit einer Durchbrüche für die Endabschnitte der Brennstäbe enthaltenden Stabhalteplatte, besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß die Endabschnitte der Brennstäbe als Zunge von flachbreitem, rechteckigem Querschnitt ausgebildet sind, daß zwischen der Obergangsstelle von dem vollen Querschnitt zu dem flachbreiten Querschnitt und dem freien Ende der Zunge - infolge Aussparungen an den Schmalseiten der Zunge -ein Zungenhals von gegenüber der der Zunge geringerer Breite angeordnet ist, daß die Durchbrüche in der Stabhalteplatte einen etwa kreisrunden, auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten zu einem Schlitz erweiterten Querschnitt aufweisen, daß der kreisrunde Querschnitt einen gegenüber der Breite des Zungenhalses größeren und gegenüber der Breite der Zunge geringeren Durchmesser besitzt, und daß die Breite und Länge des Querschnitts des Schlitzes - zwecks ausreichender Kühlung der Brennstäbe - größer als die Breite und Länge des Querschnitts der Zunge bemessen sind, derart, daß die Brennstäbe durch Hindurchstecken der Zunge und Drehen des Zungenhalses in dem Durchbruch mit der Stabhalteplatte zu verbinden sind. Hierdurch ist erreicht, daß der Brennstab durch Hindurchstecken seiner Zunge durch den Durchbruch und Drehen des Zungenhalses in dem kreisrunden Abschnitt des Durchbruchs um etwa 900 in Richtung seiner axialen Erstreckung sicher und auf einfache Weise festgehalten wird. Zum Lösen ist lediglich eine auf einfache Weise zu bewerkstelligende Drehung des Zungenhalses um wiederum 900 erforderlich, worauf die Zunge des Brennstabes durch den schlitzförmigen Abschnitt des Durchbruchs herausgezogen und damit der Brennstab aus seiner Befestigung gelöst werden kann. Das Befestigen des Brennstabes ist zur Einhaltung seines seitlichen Abstandes und in axialer Richtung erforderlich, um sein Aufschwemmen zu verhindern.In a fastening arrangement for nuclear reactor fuel rods or the like. with an opening for the end sections of the rod holding plate containing the fuel rods, the solution according to the invention is that the end sections of the fuel rods are designed as a tongue of flat, wide, rectangular cross-section that between the transition point from the full cross-section to the flat-wide cross-section and the free end of the tongue - as a result of recesses on the narrow sides of the tongue Tongue neck of opposite that of the tongue is arranged smaller width that the Breakthroughs in the rod holding plate an approximately circular, on two opposite one another Sides to have a slot widened cross-section that the circular cross-section one larger than the width of the tongue neck and larger than the width of the Tongue has a smaller diameter, and that the width and length of the cross-section of the slot - for the purpose of sufficient cooling of the fuel rods - larger than the width and length of the cross section of the tongue are dimensioned such that the fuel rods through Stick through of the tongue and turning the neck of the tongue in the opening with the rod holding plate are to be connected. This ensures that the fuel rod is pushed through his tongue through the breakthrough and turning the tongue of the tongue into the circular one Section of the breakthrough by about 900 in the direction of its axial extent and is recorded in a simple manner. There is only one easy to solve Turning of the tongue of the tongue by another 900 required in a way that can be achieved, whereupon the tongue of the fuel rod through the slit-shaped section of the opening pulled out and so that the fuel rod can be released from its attachment. The fastening of the fuel rod is to maintain its lateral distance and required in the axial direction to prevent it from floating up.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht nach der Erfindung darin, daß auf mindestens einer der Flächen der Stabhalteplatte - koaxial zu dem kreisrunden Abschnitt des Durchbruchs - dem Querschnitt des Schlitzes etwa entsprechende, zu diesem jedoch winklig versetzte nutartige Aussparungen angebracht sind, wodurch der Brennstab bereits durch sehr geringen Druck in axialer Richtung mit den Zungenhals begrenzenden Schultern in den nutartigen Aussparungen zugleich gegen unbeabsichtigte Drehen um seine Achse und und Herausgleiten seiner Zunge aus dem Durchbruch in der Stabhalteplatte gesichert ist. Ein solches Drehen kann denkbar durch Schwingungen irgendwelcher Art oder auf sonstige unvorhersehbare Weise erzeugt werden. Unabhängig von einem solchen unwahrscheinlichen Ereignis ist jede Erhöhung der Sicherheit einer Befestigung erwünscht, insbesondere, wenn dies durch eine wenig aufwendige Maßnahme, wie die erfindungsgemäße, erlangt wird.According to the invention, an advantageous embodiment consists in that on at least one of the surfaces of the rod holding plate - coaxial to the circular Section of the opening - approximately corresponding to the cross section of the slot However, this angularly offset groove-like recesses are attached, whereby the fuel rod already by applying very little pressure in the axial direction with the tongue neck limiting shoulders in the groove-like recesses at the same time against unintentional Turning around its axis and sliding its tongue out of the opening in the Rod holder plate is secured. Such turning can be conceivable due to vibrations generated in any way or in any other unpredictable manner. Independent of such an unlikely event, any increase in security is one Fastening is desirable, especially if this is achieved by means of an inexpensive measure, like that of the present invention is obtained.
Weiter wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß gegenüber der Stabhalteplatte ein- und feststellbare bzw. mit Druck beaufschlagbare, an den Brennstäben bzw. deren Zungen etwa in Erstreckungsrichtung der Brennstäbe angreifende Anschläge oder eine gemeinsame Anschlagplatte derart vorgesehen sind, daß damit mindestens eine der die in einer zu der Längsachse der Brennstäbe etwa senkrechtenEbene gelegenen den Zungenhals einschließenden Schultern an die gegenüberliegende Fläche angepreßt bzw. ein Teil der Zunge in der nutartigen Aussparung oder der fortlaufenden Nut gehalten wird.It is also proposed according to the invention that opposite the rod holding plate adjustable and lockable or pressurized, on the fuel rods or their Tongues approximately in the direction of extension of the fuel rods attacking stops or a common stop plate are provided so that at least one of the those located in a plane approximately perpendicular to the longitudinal axis of the fuel rods The shoulders enclosing the tongue neck are pressed against the opposite surface or part of the tongue is held in the groove-like recess or the continuous groove will.
Eine fertigungsmäßig günstige Ausbildung besteht nach der Erfindung darin, daß, bei Anordnung der Durchbrüche in zueinander parallelen Reihen und Anordnung der Schlitze der Durchbrüche etwa senkrecht zu diesen Reihen, die nutartigen Aussparungen je Reihe durch eine gemeinsame sich in Richtung der Reihe erstreckende fortlaufende Nut dargestellt sind. Durch diese Maßnahme ist es möglich, eine Vielzahl funktionsmäßig einzelner nutartiger Aussparungen durch Fräsen oder sonstiges Formen jeweils einer fortlaufenden Nut für eine Reihe auf einfache Weise herzustellen.According to the invention, there is an advantageous training in terms of production in that, when the openings are arranged in parallel rows and arrangement the slots of the breakthroughs approximately perpendicular to these rows, the groove-like recesses per row by a common one that extends in the direction of the row Groove are shown. This measure makes it possible to functionally a large number individual groove-like recesses by milling or other forms of each one to produce a continuous groove for a row in a simple manner.
Eine andere fertigungsmäßig günstige erfindungsgemäße Ausbildung kann darin gegeben sein, daß die Anschlagplatte in einer Lochplatte besteht, deren zwischen den Löchern verbliebene Stege die Anschläge darstellen. Diese Löcher sollen einen genügend großen Strömungsquerschnitt auch in der Anschlagplatte gewährleisten.Another construction according to the invention which is favorable in terms of production can be be given that the stop plate is in a perforated plate, the between The webs remaining in the holes represent the stops. These holes are meant to be Ensure a sufficiently large flow cross-section also in the stop plate.
Schließlich sind nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung die Schlitze der Durchbrüche zu dem kreisrunden Abschnitt asymmetrisch angeordnet, wobei diese Lösung für die Randzone der Stabhalteplatte gedacht ist, um deren Fläche möglichst voll ausnutzen zu können. Dabei ist das Spiel im außen liegenden Teil des Schlitzes zu der Zunge etwas geringer als beim innen liegenden Teil des Schlitzes bemessen. Diese Ausbildung ermöglicht es, die außen liegenden Brennstäbe o.dgl.Finally, according to another embodiment of the invention, the Slots of the breakthroughs are arranged asymmetrically to the circular section, wherein this solution is intended for the edge zone of the rod holding plate, around its surface if possible to be able to take full advantage of it. The game is in the outer part of the slot to the tongue slightly smaller than the inner part of the slot. This training makes it possible to use the external fuel rods or the like.
so nahe an dem Brennelementhüllkasten anzuordnen, daß eine Erweiterung des Strömungsquerschnitt für das Kühlmittel und damit eine Verringerung seiner Strömungsgeschwindigkeit gegenüber den anderen Fließzonen vermieden sind.so close to the fuel assembly cladding box that an extension the flow cross-section for the coolant and thus a reduction in its flow velocity are avoided compared to the other flow zones.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Befestigungsanordnung bei einem Brennelement, im Längsschnitt I-I nach Big. 2, Fig. 2 die Befestigungsanordnung, in der Draufsicht II-II nach Fig. 1, und Fig. 3 die Befestigungsanordnung in der Unteransicht III-III nach Fig. 1.In the drawing, the invention is exemplified and schematic shown. They show: FIG. 1 a fastening arrangement in a fuel assembly, in longitudinal section I-I after Big. 2, Fig. 2 the fastening arrangement, in plan view II-II according to FIG. 1, and FIG. 3 shows the fastening arrangement in the bottom view III-III according to Fig. 1.
Nach der Zeichnung ist in einem Brennelementhüllkasten 1 eine Stabhalteplatte 2 mit Durchbrüchen 3 angebracht. Die Durchbrüche 3 weisen einen Querschnitt mit einem etwa kreisrunden Abschnitt 31 auf, der auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten zu einem Schlitz 32 erweitert ist. Die Durchbrüche stellen einen Teil der Befestigungsanordnung für Brennstäbe 4 dar, deren Endabschnitte - als anderer Teil der Befestigungsanordnung - als Zunge 6 von flachbreitem, etwa rechteckigen Querschnitt ausgebildet sind. Zwischen der Ubergangsstelle von dem vollen, äußeren Querschnitt des Brennstabes 4 zu dem flachbreiten Querschnitt einerseits und dem freien Ende der Zunge 6 andererseits ist durch Aussparungen an den Schmalseiten der Zunge 6 ein Zungenhals 5 von gegenüber der Breite der Zunge 6 geringerer Breite vorgesehen. Dabei besitzt der kreisrunde Querschnitt oder Abschnitt 31 des Druchbruchs 3 einen gegenüber der Breite des Zungenhalses 5 größeren und gegenüber der Breite der Zunge 6 geringeren Durchmesser.According to the drawing, a rod holding plate is in a fuel assembly cladding box 1 2 with openings 3 attached. The openings 3 have a cross section an approximately circular section 31, which is on two opposite Sides to a slot 32 is expanded. The breakthroughs represent part of the Fastening arrangement for fuel rods 4, the end portions of which - as another part the fastening arrangement - as a tongue 6 of flat, broad, approximately rectangular cross-section are trained. Between the transition point from the full, outer cross-section of the fuel rod 4 to the flat-wide cross-section on the one hand and the free end the tongue 6, on the other hand, is through recesses on the narrow sides of the tongue 6 a tongue neck 5 of less width than the width of the tongue 6 is provided. The circular cross-section or section 31 of the breakthrough 3 a larger than the width of the tongue neck 5 and larger than the width the tongue 6 smaller diameter.
Weiter sind die Breite und Länge des Querschnitts des Schlitzes 32 zwecks ausreichender Kühlung größer als die Breite und die Länge des Querschnitts der Zunge 6 bemessen, derart, daß die Brennstäbe 4 durch Hindurchstecken der Zunge 6 durch die Durchbrüche 3 und Drehen des Zungenhalses 5 in dem kreisförmigen Abschnitt 31 des Durchbruchs 3 um einen Winkel bis zu bzw. von etwa 900 zu verbinden sind.Next are the width and length of the cross section of the slot 32 larger than the width and length of the cross-section for the purpose of sufficient cooling the tongue 6 sized so that the fuel rods 4 by sticking the tongue 6 through the openings 3 and turning the tongue neck 5 in the circular section 31 of the opening 3 are to be connected by an angle up to or from approximately 900.
Auf der einen, den Brennstäben 4 abgewandten Fläche der Stabhalteplatte 2 sind dem Querschnitt des Schlitzes 32 bzw. dem Querschnitt der Zunge 6 etwa entsprechende, zu dem Schlitz 32 jedoch um eine gemeinsame Achse winklig, vorzugsweise rechtwinklig versetzte nutartige Aussparungen 7 eingelassen, in die sich, den Zungenhals 5 einschließende Schultern 51, beaufschlagt mit einer axial gerichteten Kraft als Drehsicherung, setzen können.On the one surface of the rod holding plate facing away from the fuel rods 4 2 are the cross-section of the slot 32 or the cross-section of the tongue 6 approximately corresponding, however, at an angle to the slot 32 about a common axis, preferably at right angles offset groove-like recesses 7 let into which, the tongue neck 5 enclosing Shoulders 51, acted upon by an axially directed force as a rotation lock, can put.
Um eine solche Kraft einzuleiten bzw. axialen Druck auf die Brennstäbe 4 entgegen ihrer Durchsteckrichtung ausüben zu können, ist eine in axialer Richtung bewegliche und feststellbare Anschlagplatte 8 vorgesehen, die als Lochplatte ausgebildet ist, wobei die zwischen ihren Bohrungen oder Löchern 9 verbliebenen Stege 81- die an den Enden der Zungen 6 und damit auf die Brennstäbe 4 in axialer Richtung wirksamen Anschläge darstellen.To apply such a force or axial pressure on the fuel rods 4 to be able to exercise against its push-through direction is one in the axial direction movable and lockable stop plate 8 is provided, which is designed as a perforated plate is, wherein the remaining between their bores or holes 9 webs 81- the act at the ends of the tongues 6 and thus on the fuel rods 4 in the axial direction Represent attacks.
Wie in Fig. 3 zu ersehen ist, bestehen die in einer Reihe gelegenen nutartigen Aussparungen 7 in einer einfach herzustellenden gemeinsamen, sich in Richtung der Reihe erstreckenden fortlaufenden Nut 70.As can be seen in Fig. 3, there are those in a row groove-like recesses 7 in a common, easy to manufacture, in Direction of the row extending continuous groove 70.
Nach Fig. 3 sind in der äußeren Reihe die Schlitze 32' zu dem kreisrunden Abschnitt 31' der Durchbrüche 3'asymmetrisch angeordnet, so daß der Raum bis zum Rand bei Vermeiden einer nachteiligen Erweiterung des Strömungsquerschnitts und damit eier nachteiligen Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in der Randzone gegenüber den Fließzonen zwischen den Brennstäben ausgenutzt ist.According to Fig. 3, the slots 32 'are in the outer row to the circular Section 31 'of the openings 3' arranged asymmetrically, so that the space up to Edge while avoiding a disadvantageous expansion of the flow cross-section and thus a disadvantageous reduction in the flow rate of the coolant is utilized in the edge zone opposite the flow zones between the fuel rods.
Die Stabhalteplatte 2 ist - nach Fig. 1 - mittels Bolzen 10 und Bolzen 11 in dem Brennelementhüllkasten 1 befestigt. Zugleich dienen die Bolzen 11 als Anschlag bei lösbarer Befestigung der Anschlagplatte 8 mittels Schrauben 12.The rod holding plate 2 is - according to FIG. 1 - by means of bolts 10 and bolts 11 fastened in the fuel assembly cladding box 1. At the same time, the bolts 11 serve as Stop when the stop plate 8 is detachably fastened by means of screws 12.
Die Zungen 6 sind zweckmäßig zu ihren freien Enden hin etwas abgeschrägt, um ein Einführen in die Schlitze 32 zu erleichterr Das Einsetzen, Festhalten und Entnehmen der Brennstäbe 4 geschieht bei der Befestigungsanordnung in der bereits oben erläuterten, durch die Ausbildung gegebenen Weise bei sehr geringem Zeitaufwand und ohne schwierige Vorgänge.The tongues 6 are appropriately beveled somewhat towards their free ends, to facilitate insertion into slots 32, insertion, retention and The fuel rods 4 are removed from the fastening arrangement in FIG explained above, given by the training way with very little expenditure of time and without difficult operations.
Zu bemerken ist, daß die erfindungsgemäße Ausbildung zufolge des freien Querschnitts der Löcher 9 in der Anschlagplatte 8 und des freien Querschnitts der Schlitze 32 in der Stabhalteplatte 2 während des Betriebes eine gute Durchspülung der Einrichtung mit Kühlmittel gestattet.It should be noted that the inventive training according to the free Cross section of the holes 9 in the stop plate 8 and the free cross section of the Slots 32 in the rod holding plate 2 ensure good flushing during operation the facility with coolant permitted.
Das Spiel zwischen dem Schlitz 32 und der Zunge 6 ist zweckmäßig sehr reichlich bemessen. Es dient nicht nur zum leichten Einsetzen der Brennstäbe sondern auch zu dem Zweck, an den Befestigungsstellen große freie Querschnitte zum Hindurchfließen des Kühlmittels zu erhalten.The play between the slot 32 and the tongue 6 is very useful amply sized. It is not only used for easy insertion of the fuel rods but also for the purpose of having large free cross-sections at the fastening points for flow through of the coolant.
Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung ist nicht allein dem Befestigen von Brennstäben, Brutstäben, Absorberstäben, Giftstäben, Reflektorstäben, Stäben mit Neutronenquelle, kurz allen Arten von Kernelementstäben, und damit nicht nur dem Kernreaktorbau vorbehalten.The fastening arrangement according to the invention is not just about fastening of fuel rods, brood rods, absorber rods, poison rods, reflector rods, rods with neutron source, in short all types of core element rods, and thus not only reserved for nuclear reactor construction.
PatentansprUchesPatent claim
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- 1975-05-07 DE DE19752520234 patent/DE2520234A1/en not_active Withdrawn
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