DE2631925B2 - Abstandshalter für wassergekühlte Kernreaktorbrennstäbe - Google Patents
Abstandshalter für wassergekühlte KernreaktorbrennstäbeInfo
- Publication number
- DE2631925B2 DE2631925B2 DE2631925A DE2631925A DE2631925B2 DE 2631925 B2 DE2631925 B2 DE 2631925B2 DE 2631925 A DE2631925 A DE 2631925A DE 2631925 A DE2631925 A DE 2631925A DE 2631925 B2 DE2631925 B2 DE 2631925B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fuel rods
- webs
- mesh walls
- spacers
- nuclear reactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/34—Spacer grids
- G21C3/356—Spacer grids being provided with fuel element supporting members
- G21C3/3566—Supporting members formed only of elements fixed on the strips
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Springs (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
30
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abstandshalter für wassergekühlte Kernreaktorbrennstäbe, bestehend
aus einem Gitter aus hochkam angeordneten Blechstegen aus einem möglichst wenig neutronenabsorbierenden
Material, wie einer Zinnlegierung, in dessen Gittermaschen die Brennstoffstäbe eingesetzt
und darin durch sich in Richtung der Brennstoffstäbe erstreckende, federnde, gewellte Federbänder, aus
einem anderen Material als die Maschenwände, in ihrer Lage festgelegt sind, wobei diese Federbänder an sich in
Richtung der Brennstoff stäbe erstreckenden, rechteckigen Öffnungen in den Maschenwänden vorgesehen sind
und mit ihren flachen Endteilen an den Stegen der Maschenwände anliegen. Derartige Abstandshalter sind
beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 14 89 632 bekannt geworden. Hier wurde, wie auch
bereits aus wesentlich früheren Veröffentlichungen bekannt, von dem Prinzip Gebrauch gemacht, das
Abstandshaltergitter selbst aus einem Material zu so machen, das möglichst wenig Neutronen absorbiert und
nur die federnden Anlageelemente aus einem entsprechend härteren Material, das einen wesentlich höheren
Neutronenabsorptionsquerschnitt besitzen kann, zu fertigen. Da es schwierig ist, derart unterschiedliche
Materialien metallurgisch miteinander zu verbinden, wurde hier eine einfache Steckverbindung vorgeschlagen,
wobei ein Lösen derselben durch ein umgebogenes Ende des federnden Anlagebandes verhindert werden
sollte.
Diese Konstruktion bringt jedoch für die Montage sowie die genaue Festlegung des radialen Einsatzortes,
vom Brennstab her gesehen, große Schwierigkeiten mit sich, ganz abgesehen davon, daß auch die axiale
Halterung der Anlagefedern während des Reaktorbetriebes sehr unsicher sein dürfte.
Dies würde auch gelten, wenn diese Anlagefedern für ein Abstandshaltersystem entsprechend der französischen
Patentschrift 21 32 705 eingesetzt würden. Dort ist eine Abstandshalterkonstruktion zu entnehmen, die
aus sich kreuzenden Stegen mit fensterartigen Aussparungen in den Maschenwänden aus wenig Neutronen
absorbierendem Material, wie z. B. Zircaloy, besteht und in das ein weiteres Gitter aus federndem Material, wie
z. B. Inconel, eingesetzt ist. Dieses Gitter enthält Anlagefedern, die über diesen Aussparungen vorgewölbt
sind. Da das federnde Material wesentlich mehr Neutronen absorbiert als das Stegmaterial, wirkt sich
diese Konstruktion - unabhängig von ihrem hohen Fertigungsaufwand ·— wegen ihres verhältnismäßig
hohen Anteils an diesem Material ungünstig auf die Neutronenbilanz des Reaktors aus.
Es stellte sich daher die Aufgabe, eine Abstandshalterkonstruktion
mit Bauteilen aus verschiedenen Materialien zu finden, bei der diese Schwierigkeiten und
Nachteile umgangen werden und die es weiterhin gestattet, die an sich bekannte Dreipunkthalterung —
siehe die deutsche Oflenlegungsschrift 15 89 051 — auch
hier anzuwenden.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem eingangs genannten Ablenkschalter erfindungsgemäß darin, daß
die Federbänder in den Öffnungen der Maschenwände selbsthemmend eingerastet sind.
Zur weiteren Erläuterung dieser Erfindung sei auf die F i g. 1 bis 7 verwiesen, von denen die F i g. 1 einen
schematise!ien Längsschnitt durch einen druckwassergekühlten Reaktor ;zeigt und die Fig.2 ein dafür
geeignetes Brennelement in perspektivischer Ansicht, woraus insbesondere die Lage der Abstandshaltergitter
deutlich zu ersehen ist. Die Fig.3 und 4 zeigen rein schematisch Draufsichten auf mögliche Abstandshaltergeometrien
mit federnden Anlageelementen sowie starren Anlagenoppen. Die Fig.5 bis 7 stellen
Möglichkeiten zur Ausbildung der im Abstandshaltergitter anzubringenden federnden Anlageelemente dar.
Nach F i g. 1 befinden sich die den Kern eines Druckwasserreaktors bildenden Brennelemente 2 innerhalb
eines Druckgefäßes 1 und werden dort in der dargestellten Weise von unten nach oben vom
Kühlwasser durchströmt. Eine mögliche Brennelementbauart ist in Fig.2 dargestellt. Das Brennelement
besteht zunächst aus einem Gerüst aus je einer Kopf- und Fußplatte 4 sowie diese verbindenden Regelstabführungsrohren
5. Diese Regelstabführungsrohre durchsetzen dabei eine Anzahl von übereinander angeordneten
Abstandshaltergittern 3 an Brennstabpositionen. Aus dieser Darstellung sind die Abstandshaltermaschen
zu ersehen. Die diese durchsetzenden Kernreaktorbrennstäbe sind der Übersichtlichkeit halber nicht
eingezeichnet. Diese Brennstäbe werden jedoch in den einzelnen Abstandshaltermaschen zur Zentrierung und
zur Schwingungsdämpfung durch federnde und starre Anlageelemente gehaltert, wobei die federnden Anlageelemente
üblicherweise den Brennstab in der Mitte des Abstandshaltergitters berühren, die starren Anlageelemente
oder Noppen dagegen ober- und unterhalb dieses Punktes. Daher der Name Dreipunkthalterung.
Es ist dabei bekannt — siehe die genannte Offenlegungsschrift — Abstandshaltergitter sowie starre und
federnde Anlageelemente sämtlich aus dem gleichen Material zu fertigen, nämlich einem federelastischen
Material. Da ein solches jedoch einen verhältnismäßig hohen Neutronenabsorptionsquerschnitt besitzt, wurden,
wie bereits erwähnt, früher Vorschläge gemacht, lediglich die federnden Teile aus diesem Material zu
fertigen.
Die Fig.3 und 4 zeigen an zwei verschiedenen
Gitteraufbauformen — in Viereck- und in Achteckgeometrie — die Anordnung der Anlageelemente 7
innerhalb der einzelnen Abstandshaltermaschen. Die Brennstäbe sind dabei mit 6 bezeichnet. Die federnden
Anlageelemente sind in diesen Figuren als kleine Rechtecke, die starren Anlagenoppen dagegen als
Halbkreise dargestellt. Hieraus ist zu ersehen, daß einem federnden Anlageelement stets starre Anlageelemente
gegenüberliegen. Dieses Prinzip läßt sich selbstverständlich auch für andere Arten von Gittergeometrien,
siehe auch die eingangs genannte Auslegeschrift 14 89 623, verwenden.
Die weiteren F i g. 5,6 und 7 zeigen nun verschiedene
Ausführungsmöglichkeiten der federnden Anlageelemente
sowie ihrer Befestigung in der Wandung der Gittermaschen des Abstandshalters.
Gleiche bzw. entsprechende Bauteile sind dabei mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. So ist die Wand
der Abstandshaltergittermasche mit 31 und die für den Einsatz des Federelementes bestimmte rechteckige
öffnung mit 32 bezeichnet.
Das in der F i g. 5 und 5a in zwei Ansichten dargestellte Federelement ist mit 71 bezeichnet und ist
mit seinem gewellten Teil 71a in der rechteckigen öffnung 32 eingerastet. Mit seinen flachen Teilen 716
liegt es an der Maschenwand an, wobei das eine Ende 71c umgebogen ist. Durch diese Einhängung des
Federelementes oder Federbandes 71 ergibt sich eine zusätzliche Befestigungssicherung. Die Wellung des
Federteiles 71a ist dabei so getroffen, daß bei einem Druck durch den anliegenden nichtdargestellten Brennstab
in Richtung Maschenwand 31 eine Längung dieses Abschnittes eintritt, so daß damit der Eingriff zwischen
diesem Elementabschnitt 71a und der oberen und unteren Kante der rechteckigen Öffnung 32 vergrößert
wird im Sinne einer Verstärkung der Einrastung, die etwa dem Druckknopfprinzip ähnelt.
Das in Fig. 6 in Seitenansicht dargestellte Federelement 72 hat hinsichtlich des gewellten Anlageteiles 72a
den gleichen Aufbau, auch die Einrastung in der öffnung 32 ist die gleiche. Dagegen sind jedoch die beiderseits
anschließenden ungewellten Federpartien zu Anlagenoppen 72b ausgebildet, die in den benachbarten
Maschenraum hineinragen und dort ebenfalls an einem Brennstab anliegen.
Die Fig. bzw. 7a zeigen in ebenfalls zwei Ansichten das Federelement 73, das wieder einen gewellten Teil
73a sowie zwei Noppen 736 enthält. Es ist zusätzlich über die obere Stegkante umgebogen (73c^ bzw. auf
diese Weise in diese eingehängt. Im Bereich der Noppen 73b ist das Federelement verbreitert, siehe F i g. 7a, die
Breite richtet sich dabei nach der notwendigen Höhe der ausgeprägten Noppen 73b. Diese sind hier
napfförmig gestaltet, selbstverständlich könnte auch eine einfache Auffaltung des Federbandmaterials für die
Ausbildung dieser Noppen vorgesehen sein.
Um eine Vorstellung von der Größenordnung dieser
Abstandshalterelemente zu geben, sei erwähnt, daß die Breite der die Maschen bildenden Blechstege 31 ca.
30 mm beträgt, die rechteckige öffnung 32 hat etwa die Abmessung 3x15 mm. Die Montage der Federeinsätze
71 bis 73 ist sehr einfach, die Federelemente werden nacheinander in die öffnungen 32 der Maschenwände
entsprechend der in den Fig.3 und 4 dargestellten Anordnung eingedrückt Sie halten sich in dieser
Stellung selbst, wobei die Halterungskraft durch die elastische Verformung der Federteile 71a, 72a und 73a
durch das Einsetzen der Brennstäbe bei der Fertigmontage des Brennelementes noch verstärkt wird. Dies wird
•m Prinzip dadurch erreicht, daß die Länge des federnden Teiles etwas größer ist als die Länge der
öffnung 32 und somit eine selbsthemmende Anlage des Federteiles in der Maschenwandung gegeben ist.
Gegenüber dem eingangs erwähnten Stand der Technik wird somit eine einwandfreie Halterung der
Federelemente mit geringst möglichem Materialaufwand erreicht, wobei zusätzlich noch die Möglichkeit
für die Ausbildung starrer Noppen an den Federelementen für die sogeannte Dreipunkthalterung der Brennstäbe
gegeben ist. Selbstverständlich können auch hinsichtlich der Wellung des Federteiles Änderungen
vorgenommen werden, wie es auch möglich ist, Veränderungen in der Breite desselben vorzusehen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Abstandshalter für wassergekühlte Kernreaktorbrennstäbe,
bestehend aus einem Gitter aus hochkant angeordneten Blechstegen aus einem s möglichst wenig neutronenabsorbierenden Material,
wie einer Zinnlegierung, in dessen Gittermaschen die Brennstoffstäbe eingesetzt und darin durch sich
in Richtung der Brennstoffstäbe erstreckende, federnde, gewellte Federbänder, aus einem anderen
Material als die Maschenwände, in ihrer Lage festgelegt sind, wobei diese Federbänder an sich in
Richtung der Brennstoffstäbe erstreckenden, rechteckigen Öffnungen in den Maschenwänden vorgesehen
sind und mit ihren flachen Endteilen an den Stegen der Maschenwände anliegen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Federbänder (71,72, 73) in den Öffnungen (32) der Maschenwände (31)
selbsthemmend eingerastet sind.
2. Abstandshalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der nichtgewellten,
an den Stegen anliegenden Teile um die Stegkante gebogen bzw. in den Steg eingehängt ist.
3. Abstandshalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Stegen
anliegenden Teile mit starren Anlagenoppen versehen bzw. zu solchen ausgebildet sind.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2631925A DE2631925C3 (de) | 1976-07-15 | 1976-07-15 | Abstandshalter für wassergekühlte Kernreaktorbrennstäbe |
JP8190477A JPS539990A (en) | 1976-07-15 | 1977-07-08 | Spacer for water cooled reactor fuel element |
SE7708004A SE7708004L (sv) | 1976-07-15 | 1977-07-08 | Distanshallare |
FR7721343A FR2358727A1 (fr) | 1976-07-15 | 1977-07-11 | Dispositif d'entretoisement pour elements combustibles de reacteurs nucleaires refroidis a l'eau |
BR7704654A BR7704654A (pt) | 1976-07-15 | 1977-07-14 | Suporte espacador para elementos de combustao de reatores nucleares,refrigerados a agua |
US05/816,180 US4152205A (en) | 1976-07-15 | 1977-07-15 | Spacer support for water-cooled nuclear reactor fuel elements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2631925A DE2631925C3 (de) | 1976-07-15 | 1976-07-15 | Abstandshalter für wassergekühlte Kernreaktorbrennstäbe |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2631925A1 DE2631925A1 (de) | 1978-01-19 |
DE2631925B2 true DE2631925B2 (de) | 1978-08-03 |
DE2631925C3 DE2631925C3 (de) | 1979-04-05 |
Family
ID=5983123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2631925A Expired DE2631925C3 (de) | 1976-07-15 | 1976-07-15 | Abstandshalter für wassergekühlte Kernreaktorbrennstäbe |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4152205A (de) |
JP (1) | JPS539990A (de) |
BR (1) | BR7704654A (de) |
DE (1) | DE2631925C3 (de) |
FR (1) | FR2358727A1 (de) |
SE (1) | SE7708004L (de) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4314884A (en) * | 1979-05-21 | 1982-02-09 | General Electric Company | Nuclear fuel assembly |
FR2474229B1 (fr) * | 1980-01-22 | 1986-08-22 | Commissariat Energie Atomique | Grille entretoise pour assemblage combustible de reacteur nucleaire |
US4312706A (en) * | 1980-03-17 | 1982-01-26 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Spacer grid assembly and locking mechanism |
US4508679A (en) * | 1982-08-20 | 1985-04-02 | General Electric Company | Nuclear fuel assembly spacer |
DE3334974A1 (de) * | 1983-09-27 | 1985-04-18 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Kernreaktorbrennelement |
JPH083541B2 (ja) * | 1989-03-06 | 1996-01-17 | 三菱原子燃料株式会社 | 支持格子 |
US5130083A (en) * | 1991-08-15 | 1992-07-14 | General Electric Company | Hydride resistant spacer formed from interlocking strips |
US5375154A (en) * | 1993-04-15 | 1994-12-20 | General Electric Company | Reduced pressure drop spacer for boiling water reactor fuel bundles |
WO1998032133A1 (de) * | 1997-01-15 | 1998-07-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Abstandhalter mit befestigten federn für brennelemente von kernreaktoren |
US10176899B2 (en) | 2012-09-04 | 2019-01-08 | Global Nuclear Fuel-Americas, Llc | Spacers with deflection-limited rod contacts for nuclear fuel assemblies and methods of making the same |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3380890A (en) * | 1964-06-03 | 1968-04-30 | Asea Ab | Spacer for fuel assemblies |
US3350275A (en) * | 1965-08-26 | 1967-10-31 | Gen Electric | Reactor fuel assembly device |
US4061536A (en) * | 1966-05-25 | 1977-12-06 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Fuel assembly for nuclear reactors |
SE317143B (de) * | 1966-07-13 | 1969-11-10 | Asea Ab | |
US3679546A (en) * | 1968-10-22 | 1972-07-25 | Nus Corp | Nuclear reactor fuel rod support grid |
US3966550A (en) * | 1971-03-18 | 1976-06-29 | Atlantic Richfield Company | Reactor fuel assemblies |
DE2233904A1 (de) * | 1972-07-10 | 1974-01-31 | Stichting Reactor Centrum | Haltegitter fuer ein buendel zylindrischer elemente, die an einem waermeaustauschvorgang teilnehmen |
-
1976
- 1976-07-15 DE DE2631925A patent/DE2631925C3/de not_active Expired
-
1977
- 1977-07-08 JP JP8190477A patent/JPS539990A/ja active Pending
- 1977-07-08 SE SE7708004A patent/SE7708004L/xx not_active Application Discontinuation
- 1977-07-11 FR FR7721343A patent/FR2358727A1/fr active Granted
- 1977-07-14 BR BR7704654A patent/BR7704654A/pt unknown
- 1977-07-15 US US05/816,180 patent/US4152205A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2358727A1 (fr) | 1978-02-10 |
BR7704654A (pt) | 1978-04-04 |
DE2631925C3 (de) | 1979-04-05 |
SE7708004L (sv) | 1978-01-16 |
JPS539990A (en) | 1978-01-28 |
US4152205A (en) | 1979-05-01 |
DE2631925A1 (de) | 1978-01-19 |
FR2358727B1 (de) | 1981-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3325749C2 (de) | ||
DE2905661C2 (de) | Abstandshalter für die zu einem Kernreaktorbrennelement zusammengefaßten Brennstäbe | |
DE69115219T2 (de) | Zusammengesetzter Abstandshalter mit Inconel-Gitter und Zircaloy-Aussenband. | |
DE2827927C2 (de) | ||
CH662441A5 (de) | Haltegitter fuer kernreaktor-brennelemente. | |
EP0141208B1 (de) | Kernreaktorbrennelement | |
DE2631925C3 (de) | Abstandshalter für wassergekühlte Kernreaktorbrennstäbe | |
DE1514560C3 (de) | Abstandshalter für kastenförmige Kernreaktorbrennelemente | |
DE69012406T2 (de) | Federabstandshaltergitter für Kernreaktorbrennelemente. | |
DE3131398A1 (de) | "brennstabhaltegitter fuer kernbrennelemente" | |
CH650613A5 (de) | Brennstoffkassette. | |
DE69717276T2 (de) | Kernbrennstabbündel | |
DE2835392C2 (de) | Gestell für die vertikale Lagerung langgestreckter Kernreaktorbrennelemente | |
DE3413981A1 (de) | Abstandshalter fuer ein brennelement fuer kernreaktoren und federkomponente fuer den abstandshalter | |
DE3433101A1 (de) | Abstandshalter fuer ein brennelement | |
DE69715620T2 (de) | Kernbrennstabbündel | |
DE3735424A1 (de) | Bimetallabstandshalter fuer brennelementbuendel in kernreaktoren | |
CH617031A5 (en) | Spacer grid for nuclear reactor fuel elements. | |
EP0027203B1 (de) | Abstandshalter für Brennelemente wassergekühlter Kernreaktoren | |
DE3407163A1 (de) | Brennstab-abstandshaltegitter fuer kernbrennelemente | |
DE4307786A1 (de) | Abstandshalter für Kernreaktor-Brennelement | |
DE1564697C3 (de) | Durchmischungsfahnen für das flüssige Kühlmittel von Kernreaktoren | |
DE1514559A1 (de) | Abstandshalter fuer Kernreaktorbrennelemente | |
DE2642220A1 (de) | Abstandshalter fuer kernreaktorbrennelemente | |
CH617286A5 (en) | Spacer for fuel rods in nuclear reactor fuel elements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |