DE2724059A1

DE2724059A1 - Befestigungsvorrichtung fuer einen abstandshalterstab an einem abstandsgitter

Info

Publication number: DE2724059A1
Application number: DE19772724059
Authority: DE
Inventors: Barney S Flora; John F Patterson
Original assignee: Exxon Nuclear Co Inc
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-06-17
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1977-12-29
Also published as: SE7707034L; DE2724059C2; US4081324A; SE432845B

Description

DR. KARL TH. HBGBL · DIPL.-JNG. KLAUS DICKEL

HAMBURG 5O GROSSE BERGSTRASSE 223 8 MÜNCHEN βθ JULJUS-KREIS-STRA8SE SS POSTFACH 5ΟΟΘ62 TELEFON (O 4O) 39 62 95 .TELEFON (O 88) 88 52 10

Telegramm-Adresse: Doellnerpatent Hamburg

Ihr Zeichen: Unser Zeichen: 2OOO Hamburg, den

H 27-4-7 Dr.Ee/mk

EXXON NUCLEAR COMFMY, HiC.

777 106th Avenue, N.E.,

C-00777, Bellevue, Washington,USA.

BEFESTIGUNGSVORRICHTUNG FÜR EINEN
ABSTANDSHALTERSTAB AN EIKEI-I ABSTANDSGITTER.

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Postscheckkonto) Hamburg 29122O-205 . Bank: Dresdner Bank AO. Hamburg, Kto.-Nr. 8818897

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kernreaktorbrennstoffbündel, wie sie in Druckwasser- oder Siedewasserreaktoren verwendet werden. Bei solchen Bündeln wird Kernbrennstoff innerhalb langer rohrförmiger Brennstäbe angeordnet,die parallel zwischen Paaren von Endplatten befestigt sind. Wenn das Bündel in einem Kernkraftreaktor im Betrieb ist, läuft Wasser an der Aussenfläche der Brennstäbe entlang und nimmt die im Inneren entstehende Reaktionswärme auf. Um eine gleichmäßige Beseitigung der Hitze zu erzielen, und eine Überhitzung der Stäbe zu vermeiden, ist es erforderlich,daß diese in genauem seitlichen Abstand von einander liegen. Die Aufrechterhaltung des Zwi Echenraumes zwischen den langen Stäben in derartiger dichter Anordnung und unter Bedingungen, unter denen natürlicherweise eine Vibration erfolgt,erfordert eine sorgfältig konstruierte Abstandseinrichtung, die Gegenstand von zahlreichen früheren Patenten ist. Im besonderen kann die vorliegende Erfindung mit einem Abstandshalter verwendet werden, wie er im amerikanischen Patent 3»852,1i>4 beschrieben ist, das dem Anmelder der vorliegenden Erfindung gehört und auf welches mit der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird.

In der Abstandεanordnung des erwähnten Patentes greift eine an der Ecke angebrachte Feder in die Seite jedes Brennstabes, der sich durch die von den Abstandshaltern gebildeten Gitteröffnungen erstreckt und drückt die Brennstäbe gegen Vorsprünge, die an den Gitterwänden gebildet sind. Diese Dreipunkthalterung schafft eine stabile Lage der Brennstoffstäbe innerhalb

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der Abstandsstück. Bei einem typischen Brennstoff bündel ist eine iiehrzahl von Ab st and ε stücken längs der Brennstäbe angeordnet. Um eine passende Lagerung während des Betriebes sicherzustellen, müssen die Abstandshalter in der gewünschten Lage gesichert werden} andernfalls könnten sie infolge der Vibration und der Wasserströmung längs der Hohre in Längsrichtung der Brenastäbe verschoben werden. Typische Anordnungen nach dem Stand der Technik, die die Aufgabe erfüllen, einen Gitterab-Etandshalter gegenüber einer Bewegung zu sichern, sind in dem britischen Patent 1,143,331 und. den amerikanischen Patenten Nr. 3,802,995 und Jv. 3,984,284 beschrieben, die dem Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen sind. Keine dieser Anordnungen des Standes der Technik umfasst jedoch die Elemente der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung schafft eine einfache und verbesserte Konstruktion, um die Gitterabstandshalter in der gewünschten Lage zu sichern und vermeidet die bei den Anordnungen nach dem Stande der Technik auftretenden Probleme zur Sicherung der Abstandshalter.

Das Abstandshaltersystem gemäß vorliegender Erfindung umfasst allgemein gesprochen einen Abstandshalterstab, der einen FUhrungsschlitz aufweist, sowie ein Paar im Längsabstand voneinander stehende Vorsprünge und einen Gleitvorsprung, der sich radial nach aussen von der Oberfläche des Stabes erstreckt.Der Abstandshalterstab wird in Verbindung mit einem Abstandsgitter verwendet, welches durch sich schneidende Wände gebildete Öffnungen aufweist, wobei VorSprünge und hiermit zusammen-

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wirkende Federn, die sich von den Wänden aus erstrecken, vorgesehen sind. Der Führungsschlitz richtet die Anschläge auf dem Stab in Diagonalrichtung zu den Öffnungen des Abstandsgitters aus, so daß der Stab ungehindert von den VorSprüngen an den Wänden des Abstandsgitters eingesetzt und durch die Öffnungen hindurch gesteckt werden können. Das Abstandsgitter wird mit Hilfe des Haltestabes in der Weise festgehalten, daß ein Vorsprung der Abstandshalterwand zwischen die Anschläge des Stabes zu liegen kommt, so daß jede Bewegung des Abstandsgitters in beiden Längsrichtungen verhindert wird. Der Gleitvorsprung befindet sich in Oberflächenkontakt mit der flachen Wand der Öffnung des Abstandsgitters.

Bei einer bevorzugten Auεführungsform befinden sich die Anschläge auf einer Hülse, die an dem Halterstab befestigt ist. Die Hülse ist längs gespalten, um auf diese Weise einen Führungsschlitz zu bilden. Die Anschläge sind durch erhöhte Vorsprungsteile der Hülse gebildet.

Die Vorteile, die Natur, Konstruktion und Anordnung und Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung wird durch Betrachtung der erläuterten Ausführungsformen offenbar, die im einzelnen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben sind.

Fig. 1 ist eine teilweise Draufsicht eines üblichen Abstandsgitters, das in Verbindung mit dem Haltesystern der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

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Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausiührungsform der vorliegenden Erfindung, welche die beiden mit Aussparungen versehenen VorSprünge zeigt.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einher bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar eines Abschnittes des Haltestabes, welche den Vor sprung ohne Aussparung und den Führungsschlitz erkennen

läßt.

Fig. 4 ist ein vergrößerter Querschnitt eines Abstandsgitters gemäß Fig. 1 in Kombination mit der vorliegenden Erfindung, die das auseinander genommene Abstandshaltersystem zeigt.

Fig. 5 ist eine der Fig. 4 entsprechende Ansicht, bei der das Abstandshaltersystem der vorliegenden Erfindung sich im Eingriff befindet.

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Abstandshaltersystems gemäß Fig. 5·

Fig. 7 ist ein Querschnitt im wesentlichen längs der Linie 7-7 in Fig. 5.

Fig. 1 zeigt in Draufsicht den Typ eines Abstandsgitters 10, mit dem das Haltersystem gemäß vorliegender Erfindung verbunden wird. Ein Abstandsgitter dieser Art ist beschrieben und im einzelnen erläutert in der erwähnten amerikanischen Patentschrift

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Ur. 3,852,154. Die von den Wänden des Abstandsgitter gebildeten Öffnungen v/eisen eine·· in der Ecke angebrachte Peder 12 auf, die mit den durch die einzelnen Öffnungen 18 hindurchtretenden Brennstäben in Verbindung steht, und diese Brennstäbe gegen die Vorsprünge 14 drückt, die von den beiden Wänden 16 gebildet werden, welche ihrerseits die öffnungen des Abstandsgitters darstellen. Die anderen beiden Wände der öffnungen des Abstandsgitters sind flach. Der Drei-Punkt-Kontakt mit Hilfe einer einzelnen Peder hält den Brennstab sicher und vermeidet Vibrationen. Er garantiert eine korrekte Lagerung des Brennstabes. Bei einem in Betrieb befindlichen Brennstoffbündel kann das Wasser, das mit hoher Geschwindigkeit durch die Öffnungen 18 im Abstandsgitter hindurchfließt, sowie die Vibration der Teile des Bündels eine Bewegung des Abstandsgitters 10 in Längsrichtung gegenüber den einzelnen Brennstäben bewirken.Das Haltersystem gemäß vorliegender Erfindung stellt es sicher, daß die Brennstäbe in geeignetem Abstand bleiben, in dem eine Bewegung des Abstandsgitters verhütet wird. Die Vorsprünge 14 an den Wänden des Abstandsgitters 10 schaffen nicht nur Mittel zur Lagerung der Brennstäbe sondern auch Mittel, um das Ab standsgitter in der gewünschten Lage zu halten. Dies wird gemäß vorliegender Erfindung dadurch erreicht, daß in Parallelanordnung der Brennstäbe ein Halterstab 30 eingebaut ist, der eine Hülse 6 zum Eingreifen in das Abstandsgitter 10 besitzt.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Verriegelungshülse 6, die im allgemeinen zylindrisch ist und aus _Λη

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Blattmetall hergestellt ist. Die Hülse ist axial gespalten und weist drei erhabene Vorsprünge 22, 24 und 26 auf, die in einem Abstand von 90 voneinander rings um die Peripherie der Hülse vorhanden sind. Aussparungen 23 und 25, also Öffnungen, sind im Hittelteil von zweien der Vorsprünge 22 und 24 gebildet. Die übrigen Teile 17»19 und 20,21 an jeder Seite der Aussparungen 23 und 25 wirken als Anschläge, die in die Vorsprünge 14 von zweien der Abstandsgitterwände eingreifen. Der Vorsprung 26 besitzt genügende Länge, um in Oberflächenkontakt mit den von den Abstandsgitteröffnungen 13 gebildeten flachen bänden zu stehen, und dient als Gleitvorsprung. Der axiale Spalt 23 ist an einer Stelle angeordnet, die dem liittelvorsprung 26 gegenüberliegt, um einen Führungr>schlitz in Längsrichtung zu bilden, der mit der in der Ecke vorhandenen Feder 12 im Eingriff steht, wenn der Halterstab in Längsrichtung zum Fest halten des Abstandsgitters verschoben wird.

Fig. 3 zeigt die Hülse nach Fig. 2, die an einem Teil eines üblichen Brennstabes 30 durch Schweißen oder andere geeignete Befestigungsmethoden angebracht ist. In Fig.3 ist jedoch die Hülse gegenüber der Ansicht in Fig.2 so gedreht,daß der Führungsschlitz 28 und der dritte Vorsprung 26 sichtbar sind. Der Stab 30 ist hohl gezeichnet, obwohl ein fester Stab den gleichen Dienst tut.

Fig.4 zeigt einen Querschnitt eines Halterstabes, d.h. eines üblichen Brennstabes zusammen mit der Hülse innerhalb einer

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Abstandsgitteröffnung 13 in gelöster Stellung. Die Feder 12 drückt gegen den Aussenumfang des Brennstabes 30. Der Füh rungsschlitz 28 befindet sich im Eingriff mit der Feder 12 in der Ecke des Abstandsgitterε, so daß die Feder 12 durch den Führungsschlitz hindurchzugleiten vermag, wenn der Halterstab in die Haltestellung für das Abstandsgitter hindurchgleitet. Der Führungsschlitz 28 legt die Vorsprünge 22, 24 und 26 in Diagonalrichtung mit der Abstandsgitteröffnung 18 fest,so daß der Haltestab durch die Öffnung 18 ungehindert durch die Vorsprünge 14 hindurch zu gleiten vermag. Der Haltestab ist in Längsrichtung innerhalb der Abstandsgitteröffnung 18 derart angeordnet, daß die Anschläge 19 und 20 und die Aussparungen 23 und 25 jedes der VorSprünge 22 und 24 innerhalb der öffnung 18 liegen, die durch die Wände des Abstandsgitters gebildet werden. Die Vorsprünge 14 an den Wänden des Abstandsgitters liegen in einer Richtung mit den Aussparungen 23 und 25 und greifen in diese ein, wenn der Halterstab um 90° um seine Achse gedreht wird. Die Anschläge 17, 19 und 20, 21 der Vorsprünge 22 und 24 auf jeder Seite der Aussparungen 23 und befinden sich dann auf beiden Seiten der Vorsprünge 14 und verhindern den Abstandshalter, sich in einer der beiden Längsrichtungen zu verschieben. Der Vorsprung 26, der keine Aussparung aufweist, drückt gegen die flache Wand des Abstandsgitters, an der sich kein Vorsprung 14 befindet. Die Eckfeder befindet sich unter der Hülse 6 und drückt gegen den Aussendurchmesser des Stabes 30 (vergl. Fig. 7)· Fig. 5 zeigt einen

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Querschnitt des Haltersystems in Verriegelungsstellting. Fig.6
zeigt eine perspektivische Ansicht des Haltersystems in der
Verriegelungsstellung. Da nach der bevorzugten Ausführungsform Aussparungen lediglich in zwei Vorsprüngen vorhanden sind, ermöglicht die Hülse 6 lediglich eine Drehung des Halterstabs in einer Sichtung, um seine Längsachse, um eine Halterung am Gitterrost zu bewerkstelligen. Wenn es jedoch erwünscht ist, eine Drehung des Halterstabes in beiden Bichfangen zu ermöglichen,
kann auch der Vorsprung 26 eine Aussparung ähnlich wie die
Vorsprünge 22 und 24 aufweisen.

Die vorstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform dient lediglich der Information und Erläuterung und soll nicht als Begrenzung des Umfangs der Erfindung dienen, die lediglich durch die Ansprüche definiert ist.

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Claims

A H SPRÜCHE

Kernbrennstoffbündel mit parallel angeordneten Brennstäben und mindestens einem Abstandhalterstab, der sich längs durch die sich schneidenden Wände dec Abstandsgitter erstreckt, wobei einige der Wände flach sind und andere in die Öffnungen hineinreichende Vorsprünge besitzen, wobei Federn zum Festhalten der Brennstäbe in seitlich gesi cherten Stellungen vorgesehen sind, gekennzeichnet durch ein Abstandshaltersystem, das das Abstandsgitter (10) in gesicherter Stellung hält, wobei der Abstandshalterstab (30) einen Führunggschlitz (28) aufweist und ein paar radial vorspringende Anschläge (17>19;20,21) vorgesehen sind, die sich längs aussen an dem Abstandshalterstab (30) befinden und in die VorSprünge (14) der Abstandsgitterwände (16) zwischen den Änschlagspaaren (17j19>20, 21) eingreifen, so daß eine Bewegung des Abstandsgitters (10) in beiden Längsrichtungen verhindert wird, wobei an dem Abstandshalter (30) ein radialer Gleitvorsprung (26) genügender Länge vorgesehen ist, der mit der flachen Wand (16) des Abstandsgitters (10) in Berührung steht.
2. Abstandshaltersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (17»19»20,21) und 709852/0753

ORIGINAL INSPECTED

der Gleitvorsprung (26) an einer Külfje (6) sitzen, die den Abstandchalterctab (50) umgibt und an dieses, befestigt ist.
3. Abstandshaltercj/steiii nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da.3 die Külce (G) einen Axialspalt (28) al G Pührung ε schlitz auf v/eist.
4. Abstandshaltersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitvorsprung (26) uEifangmäßig über die Anschläge (17»19; 20,21) hervorragt.
i?· Abstandshaltersystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (6) einen Vorsprung (22) aufweisen, deren iiittelteil eine Aussparung (23) besitzt.
6. Abstandshaltersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (6) einen zweiten Vorsprung (24) aufweist, der im Iiittelteil eine Aussparung (25) besitzt.
7. Abstandshaltersystern nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (6) einen dritten Vorsprung (26) aufweist.

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S. Abstandchaltersystem nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, daß die Hülce (6) einen Längsschlitz (28) und drei radiale Vorsprünge (22, 24-,2G) am Abstandshalterstab (30) aufweist, wobei der Schlitz (28) und die drei Vorsprünge (22,24,26) im Abstand von 90° an der Peripherie der Hülse befestigt sind, wobei zwei Vorsprünge (22,24) zentrale Aussparungen (23,25) zum Ein griff in die VorSprünge (14) aufweisen.

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