DE2742736A1

DE2742736A1 - Lagergestell fuer brennelemente

Info

Publication number: DE2742736A1
Application number: DE19772742736
Authority: DE
Inventors: Robert Weber
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1979-04-05
Also published as: FR2404284A1; JPS5457094A

Description

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KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

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Lagergestell für Brennelemente

Die Erfindung betrifft ein Lagergestell für Brennelemente mit polygonalem·Querschnitt, insbesondere von Leichtwasserreaktoren, mit Hüllen, die die Brennelemente mit einem diesen angepaßten Querschnitt umfassen und mit einem Blech aus neutronenabsorbierendem Material belegt sind.

Nach der deutschen Offenlegungsschrift 23 61 363 sind die Bleche zwischen jeweils benachbarten Wänden eingeschlossen, die aus nicht, mindestens aber weniger absorbierendem Material bestehen und oben und unten miteinander verschweißt sind, weil vermieden werden soll, daß die Absorbermaterialien vom Wasser aufgelöst werden oder korrodieren. Diese Bauweise erfordert jedoch eine sehr aufwendige Herstellung. Sie hat ferner zur Folge, daß mit den Schweißnähten ein großräumiges, aber nicht stabiles Gebilde entsteht, das nur schlecht zu transportieren ist. Deshalb müssen derartige Gestelle praktisch am Aufstellungsort, zum Beispiel an der Baustelle eines Kernkraftwerkes, unter ungünstigen Umständen hergestellt werden.

Die Erfindung bezweckt demgegenüber eine wesentliche Fertigungserleichterung. Außerdem ist im Zuge der verstärkten Sicherheitsbestrebungen eine Verbesserung der überwachung und gegebenenfalls ein Auswechseln von Absorbermaterialien erwünscht, damit die Absorberqualitäten den einzulagernden Brennelementen entsprechen und gegebenenfalls angepaßt wer-Sm 2 Hgr / 20.9.1977 9 098 U / 0 09 0

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den können.

Die erfindungsgemäße Ausbildung besteht darin, daß an einer Hülle mehrere aneinander grenzende Blechstreifen lösbar befestigt sind. Mit dieser Ausbildung verzichtet man auf den beim Bekannten durch Schweißen vorgenommenen Einschluß. Die Hüllen brauchen deshalb nur noch geeignete Halteelemente aufzuweisen. Hierfür ist aber ein wesentlich geringerer Aufwand ausreichend, wie sich aus der folgenden näheren Erläuterung der Erfindung ergibt. Außerdem brauchen die Bleche dabei nur noch an den wesentlichen "aktiven" Stellen der Brennelemente vorgesehen zu sein, so daß sich Einsparungen an dem unter Umständen sehr teuren Absorbermaterial ergeben.

In einfachster Weise kann die Hülle selbst den äußeren Zusammenschluß von mehreren aneinander abgestützten Blechen bilden. Dabei kommt es lediglich darauf an, daß die Bleche im Inneren verankert sind. Sie können zu diesem Zweck in den Ecken des Polygons miteinander verklinkt sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Bleche über Leisten aneinander abgestützt sind, die in den Ecken des Polygons sitzen. Die Leisten müssen nicht über die ganze Länge der Bleche reichen. Sie können auch zum Beispiel am oberen und unteren Ende der Bleche durch übergreifende Vorsprünge festgelegt sein.

Die Bleche können aber auch an der Außenseite der Hüllen angebracht sein. Man benötigt dann zwar zusätzliche Befestigungsmittel, gewinnt dadurch aber die Möglichkeit, die Bleche von mechanischen Beanspruchungen weitgehend zu entlasten. Deshalb können auch mechanisch empfindliche Bleche eingesetzt werden. Dazu sei bemerkt, daß der Ausdruck Bleche im Sinne der Erfindung nicht nur Metall, wie zum Beispiel Borstahl, umfassen soll, der zwar in Wasser korrosionsbeständig aber mit einem Borgehalt von mehr als 1%, mindestens aber ab 1,5# nur noch mit großen Schwierigkeiten zu verarbeiten, insbesondere zu verschweißen ist, sondern auch Borglas, Borkarbi'i und ähnliches, gegebenenfalls mit einer korrosionsschützenden Ummantelung .

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Bleche mit einer kleineren Breite als die Kantenlänge des Polygons werden vorteilhaft mit in dessen Ecken angeordneten Klammern von außen gegen die Hüllen gepreßt. Man nutzt dabei aus, daß in den Ecken der Hüllen Raum zur Verfügung steht, der Befestigungsmittel mit schlechten Absorptionseigenschaften aufnehmen kann, ohne daß die Absorberwirkung durch die mit diesen Befestigungsmitteln angebrachten Absorberbleche nennenswert leidet. Die Klammern können über die Länge der Bleche reichen, wodurch das Einschieben der Absorberbleche erleichtert werden kann. Sie können mit Senkschrauben oder -nieten von der Innenseite der Hüllen aus befestigt sein, damit ein glattrandiger Querschnitt für die Aufnahme der Brennelemente zur Verfügung steht. Es ist aber auch möglich, solche Befestigungsmittel mit den Hüllen zu verschweißen. Ferner können an den Hüllen Anschläge vorgesehen sein, die die Höhenlage der Bleche bestimmen, damit diese, wie vorstehend erläutert, nur im aktiven Bereich der Brennelemente sitzen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der beiliegenden Figuren Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei sind der Einfachheit halber nur die Hüllen eines Kompaktgestells zur Lagerung von Brennelementen aus Druckwasser-Leistungsreaktoren dargestellt. Die Gestelle im ganzen können in beliebiger Weise ausgebildet sein. Es ist lediglich wesentlich, daß die Hüllen tragender Bestandteil der Gestelle sind, weil die mechanischen Eigenschaften nicht durch die gewünschte Absorberwirkung beeinträchtigt sind, die durch die erfindungsgemäß zusätzlich angebrachten Bleche gewährleistet wird.

Die Hüllen haben bei den Ausführungsbeispielen einen quadratischen Querschnitt, weil die Brennelemente des Druckwasserreaktors ebenfalls einen quadratischen Querschnitt von zum Beispiel 250 mm Kantenlänge besitzen. Die Erfindung kommt aber auch zum Beispiel für sechseckige Brennelemente in Frage.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sird drei verschiedene Ausbildungen zusammengefaßt gezeichnet. In .ledern

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Fall ist eine im Querschnitt quadratische Trägerhülle 1 vorhanden, die aus nicht rostendem Stahl mit einer Blechdicke von 2 mm besteht. Die Hülle hat eine Länge von zum Beispiel 5 m. Sie ist aus mehreren Teilen zusammengesetzt, wie durch die in Längsrichtung verlaufenden Schweißnähte 2 angedeutet ist.

Im aktiven Bereich der nicht gezeichneten Brennelemente, der sich nur über eine Länge von 4,2 m erstreckt, sind an der Außenseite der Hülle 1 Absorberbleche 3 befestigt, die ebenso dick wie das Blech der Hülle sind. Die Bleche 3 bestehen aus Borstahl mit einem Borgehalt von 1,296. Sie erstrecken sich, wie die Fig. 1 zeigt, über 9096 der Kantenlänge des Hüllenquerschnittes. Ihre Breite beträgt damit 225 mm.

Die Absorberbleche 3 werden mit Befestigungsmitteln von außen gegen die Hülle 1 gepreßt, die in den Ecken 4 des polyonalen Querschnitts angebracht sind. Als Befestigungsmittel dient einmal eine Winkelleiste 5, deren Schenkel 6 und 7 entsprechend dem quadratischen Querschnitt einen rechten Winkel miteinander bilden. Die Ecke 8 der Leiste 5 ist eingezogen, so daß sie mit der Ecke 4 der Hülle 1 durch eine Schweißung 9 direkt verbunden werden kann. Vorzugsweise besteht die Leiste 5 aus dem gleichen Material wie die Hülle 1, mindestens soll sie gut schweißbar sein. Sie kann sich über die ganze Länge der Bleche 3 erstrecken.

Eine andere Befestigungsmöglichkeit besteht darin, daß eine Schraube 10 mit einem versenkten Flachkopf 11 von der Innenseite der Hülle 1 her durch eine Bohrung 12 der Bleche 3 gesteckt wird, auf die von außen eine Mutter 13 aufgeschraubt wird, die gegebenenfalls besonders gesichert werden kann.

Als weiteres Ausführungsbeispiel kann für den Fall, daß ein Abnehmen der Bleche 3 von der Hülle 1 ohne Lösen von Schrauben gewünscht wird, auch mit einer Lasche 15 gearbeitet werden, die mit Nieten 16 an der Hülle 1 befestigt ist. Die

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Nieten 16 haben ebenfalls einen versenkten Kopf 17, der in einer angepaßten Bohrung der Hülle sitzt, so daß der Querschnitt im Inneren der Hülle nicht beeinträchtigt wird. Hier sind die Bleche 3 wie beim ersten Ausführungsbeispiel in Längsrichtung der Hülle 1 schiebbar.

In Fig. 2 ist dargestellt, daß die Absorberbleche 3 in der Breite auch größer sein können als die Kantenlänge der Hülle 1. Sie können dann mit symmetrisch ausgebildeten Klammern 20, die über Flansche 21 in den Ecken 4 des Polygons mit Hilfe von Schrauben 22 zusammengeklemmt werden, an der Hülle 1 befestigt sein. Dabei können sich die Bleche 3 gegebenenfalls gegeneinander abstützen, so daß auf die Hülle 1 praktisch keine Kräfte ausgeübt werden.

In Fig. 3 ist in perspektivischer Darstellung gezeigt, daß die Hülle 1 Absorberbleche 3 umschließt, die im Inneren der Hülle sitzen und dabei durch eine Verklinkung 23 gegeneinander abgestützt sind. In Blechen 3a, die eine Breite gleich dem Innenmaß des Querschnittes der Hüllen 1 haben, sind zu diesem Zweck Ausnehmungen 25 vorgesehen. In diese ragen Vorsprünge 26 von Blechen 3b, deren Breite abgesehen von den Vorsprüngen um die Dicke der Bleche 3a kleiner ist als das vorgenannte Innenmaß der Hüllen 1.

In Fig. 4 ist eine Anordnung dargestellt, bei der die Hülle Bleche 3 einschließt, die im ganzen durch gerade Kanten begrenzt, also rechtwinklig sind. Diese Bleche 3 werden durch annähernd quadratische Stützleisten 28 aneinander abgestützt, die mit einem an der einen Ecke vorgesehenen symmetrischen Vorsprung 29 geringfügig über die der Hülle 1 abgekehrte Innenseite der Bleche 3 greifen. Auf diese Weise sorgen die Stützleisten in den Ecken 4 dafür, daß die Bleche 3 nicht in dem von ihnen umschlossenen freien Raum für die Aufnahme von Brennelementen hineinfallen.

Fig. 5 zeigt in einem zu Fig. 4 gehörenden Längsschnitt, daß die Bleche 3 nicht über die gesamte Länge der Hülle 1 reichen,

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sondern durch Anschlagleisten 30 gehalten sind, die am unteren Ende 31 bzw. oberen Ende 32 der Hüllen mit Abstand vom Rand der Hülle 1 angeordnet sind. Da die Anschlagleisten 30 nicht über die gesamte Breite der Hüllen gehen, können die Anschlagleisten 30 ohne Beeinträchtigung der Montage an der Innenseite der Hülle 1 angeschweißt werden. Die Montage der Absorberbleche 3 erfolgt dann so, daß die Bleche in die Hülle 1 eingelegt werden. Danach werden die Leisten 28 eingeschoben, so daß die Bleche 3 innerhalb der Hülle 1 gegeneinander abgestützt sind. In dieser Form werden sie dann durch die Anschlagleisten 30 als Ganzes in der gewünschten Höhenlage festgelegt.

8 Patentansprüche
5 Figuren

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Claims

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Patentansprüche

(IJ Lagergestell für Brennelemente mit polygonalem Querschnitt, insbesondere von Leichtwasserreaktoren, mit Hüllen, die die Brennelemente mit einem diesen angepaßten Querschnitt umfassen und mit einem Blech aus neutronenabsorbierendem Material belegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Hülle (1) mehrere aneinander grenzende Blechstreifen (3) lösbar befestigt sind.
2. Lagergestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (1) den äußeren Zusammenschluß von mehreren aneinander abgestützten Blechen (3) bildet.
3. Lagergestell nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (3) in den Ecken (4) des Polygons miteinander \^rerklinkt (23) sind.
4. Lagergestell nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (3) über Leisten (28) aneinander abgestützt sind, die In den Ecken (4) des Polygons sitzen.
5. Lagergestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bleche (3) mit einer kleineren Breite als die Kantenlänge des Polygons mit in dessen Ecken (4) angeordneten Klammern (5, 15) von außen gegen die Hülle (1) gepreßt sind.
6. Lagergestell nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (5) über die Länge der Bleche (3) reichen.
7. Lagergestell nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (15) mit Senkschrauben oder -nieten (16) von der Innenseite der Hüllen (l) aus befestigt sind.
8. Lagergestell nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenlage der Bleche (3) durch an der Hülle (1) befestigte Anschläge (30) bestimmt ist.

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ORIGINAL INSPECTED