DE2749583A1

DE2749583A1 - Lochgitter fuer ein kernreaktor-brennelement

Info

Publication number: DE2749583A1
Application number: DE19772749583
Authority: DE
Inventors: Felix S Jabsen
Original assignee: Babcock and Wilcox Co
Current assignee: Babcock and Wilcox Co
Priority date: 1976-11-15
Filing date: 1977-11-05
Publication date: 1978-05-24
Also published as: DE2749583B2; SE7712263L; CA1081374A; CH623953A5; BE860597A; ES463614A1; AT361092B; GB1595473A; JPS5362096A; ATA816577A; FR2371044B1; US4155808A; FR2371044A1; DE2749583C3; LU78469A1; NL7712416A; IL53161A

Description

Adw.-Akte: 27.137 23.10.1977

PATENTANMELDUNG

Anmelder; The Dabcock & Wilcox Company 161 East k2nd Street, New York, N.Y. I0OI7 -USA-

=SSSSSSSSESBSBSSSSSSS==S=B=S=eSrSS=SSBSSS=Br=SSBS==SSSSBCBS

Titel; Lochgitter für ein Kernreaktor-Brennelement

Die Erfindung betrifft Konstruktionen für Kernreaktor-Brenneleinente, insbesondere Loehgitterkonstruktionen, die die Enden der Brennstübe zu einer Besichtigung freilegen.

Kernreaktoren haben im allgemeinen einen Kern, der Wärme als Ergebnis der Spultprozesse erzeugt, die in einer kritischen Konzentration von Uran innerhalb des Kerns stattfinden. Im allgemeinen wild bei Leistungsreaktoren diese kritische Urankonzentration dadurch gebildet, dal) man Urandioxyd-Pellets in hohle Rohre oder Brennstäbe einfüllt. Diese gefüllten Brennstäbe werden dann zu verhültni smäiiig starren Brennelementen zusammengefaßt, die zusammen in den Heaktordruckbehülter eingefühlt werden, um den Henktorkern zu bilden.

Zusätzlich zu den Gruppen von Brennstüben haben diese Brennelemente in vielen Tüllen auch eine Anzahl anderer Stäbe, wie Kegelstabe und brennbare Giftstube. Im allgemeinen werden diese Hegel- und brennbaren Giftstübe innerhalb der jeweiligen Brennstabbündel verteilt, um die Spaltprozellaktivität und damit die Leistung des Heaktorkerns zu regeln und um die Standzeit des Heaktorkerns zu erhüben.

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Guuz allgemein wo nie η die Hcgelsbäbe in entsprechenden Kuhrungsruhren aufgenommen, wobei die .Stabgruppe tür ο in ,jeweiligem lire nne Ie tue nt an einem Ende durch ein üuDstück verbunden wird, das als "Spinne" bezeichnet wird. Diese Ausbildung gruppiert alle Hegelstäbe in einem HrenneLenient, um diese Stube in die Lage zu versetzen, sich als eine einzelne Gruppe in einer Richtung zu bewegen, die parallel zu den Längsachsen der iireunstäbe liegt. Die Strecke dieser gruppierten Hegelstubbewcgung verläuft im Heakturhetrieb von dem voll in das 1) renne leine nt eingef ahreren Zustund zu dem voll uus dem Brennelement herausgefahrenen Zustand.

Lm Gegensatz zu diesen Hegels tuben bewegen sich die brennbaren Giftstabe nicht gegenüber den Urennstuben, während sicli das Brennelement !■ Heaktorkern befindet, in einer Weise, die jedoch ähnlich der Ausführung bei den Hegelstäben ist, werden die brennbaren Uiftstäbe in einem jeweiligen Brennelement an einem Ende durch eine Gulimetall-"Spinne" oder ein Lochgitter verbunden.

Wenn das Spaltmaterial innerhalb der den Reaktorkern bildenden Brennelemente erschöpft ist, dann ist es oft zur Erzielung einer maximalen Kern-Standzeit empfehlenswert, von Zeit zu Zeit die jeweiligen Standorte der einzelnen Brennelemente innerhalb des Kerns zu wechseln. Unter diesen Umständen ist es oft vorzuziehen, Brennelemente, die Regelstäbe enthalten, innerhalb des Kerns zu einer neuen Lage umzusetzen, in der das Brennelement keine Regelstäbe enthalten sollte, sondern stattdessen brennbare Giftstäbe oder vielleicht überhaupt keine Stäbe. In gleicher Weise könnten jetzt Brennelemente ohne Regel- oder brennbare Giftstäbe in idealer Weise an Stellen umgesetzt werden, in denen eine dieser beiden Stabarten innerhalb des Elements vorhanden sein sollte. Natür-

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Aiiw . -Akte : ^/,I ι,

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lieh konnten auch D tonnt: leinen Lo mil h ι ennbaieii d i 1 ι ι.,in η zu einer S tu L Lu umgesetzt weiden, au der itogu l>i tubti . eignetet" wüten oder keine Stabe tier einen oder amli π η Art vorhanden sein .sollten.

Κα diese drei Urenne Leinen t.arten im te r:;eh ι <d L lohe ivni.iiui ■ l ionen heiiö t it.en, ei 'folgt die Umsetzung von teilwi ι ..*■ ι sehop t ten !»tenne Lementen nach einem niuli t-op t imali u linse tzungsp lan, um die Notwendigkeit /u vi imeiden, ilit jetzt ladioak t i ven lit eune Lernen te au anilciu, damit lit; in neuen UieniieLemen ts tandor t kenu/e ioliueude Aiuih i Ldun. m ι ι Hi!t!,e L.s taben oiler brennbaren Gi its tuben (oder ohne ii.indeinen üiuuur beidun Stube) erreicht wird. Wenn luiiul ι i.li eine optimale Uuiset/.ung ü,ewünscht wird, dann uiii.^c>sen niiiwunige Andeiungen an den DrenneLemenLen in einer ΚυιιιμΙι-/. iuiLüii und auL'weudigeti Wuiso mit Fernbe ta tiguuii.se ι m 11 htungun durchgeführt werden. Außerdem werfen in dieser Uezieliung die leeren Hegels tab-FUhrungsiohte in ilenjuiu: en lirenuelementen, die keine Kegels täbe oder brennbare wiltstäbe haben, besondere thermische Probleme auf. Um Warme aus dein Ueaktorkern zu entfernen, werden in typischer Weise die leeren Uäuiiie innerhalb des Kerns mit ilieliendeiii Druckwasser gefüllt. Dabei haben die leeren Führungsrohre in diesen Drenne leinen ten die Neigung, verhäl tnismäliig kaltes Wasser vom Eintritt in den Reaktorkern durch bis zum iwern-Kühluii ttelaustri tt zu leiten. Dieses kältere Wasser mischt sich mit dein heiüen Wasser, das aus dem Kern austritt, und erzeugt dadurch eine unerwünschte Senkung der mittleren Temperatur des aus dem Kern strömenden Kühlmittels.

Unter den Druck-, Wärme- und Strahlungsverhältnissen sowie bei der schnellen Wasserströmung ist die Stabilität der einzelnen Brennstäbe sowie der Brennelemente, in denen sie gruppiert sind, auch von wesentlicher Bedeutung. Lm

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die Brennstälie In ihren jeweiligen Lagen in den einzelnen Brennelementen zu halten, werden demnach kräftige Gußmetall-Endstücke verwendet, die beide Enden eines jeden dieser Brennstäbe und der Regelstab-Ftthrungsrohre sowie mindestens ein Ende der brennbaren Giftstäbe in denjenigen Brennelementen erfassen, welche diese Stabart aufweisen.

Dus untere Ende der ganzen den Reaktorkern bildenden Brennclcincntgruppe wird im allgemeinen auf einer rostartigen Konstruktion getragen, die auch mit unterer Hostplatte bezeichnet wird und das Gewicht der Brennelemente gegen die Schwerkraft trägt. Diese untere Hostplatte verteilt auch das Druck-Kühlwasser, das in den Reaktorkern strömt, und zwar in einer Weise, die soweit wie möglich gewährleistet, (IuU eine im allgemeinen gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb des Kerns vorhanden ist und daß "heiße Stellen" im Hcaktorkern weitgehend vermieden werden.

Dn Uns Kühlwasser während des Reaktorbetriebs mit einem beträchtlichen Druck und einer beträchtlichen Fließgeschwin-(lifikeit nach oben strömt, besteht die Neigung, daß die hyümuli sehen KiUi te die Brennelemente von der unteren Hostplutte abheben. Um dem zu begegnen, ist der Reaktor auch mit einer gitterartigen oberen Rostplatte ausgestattet. In (liciiciu fall stutzen sich Teile des oberen Endstücks direkt uul den Metallstelzen ab, die nach unten aus diesel* oberen ItOKtplatte herausragen, dadurch werden die Brennelemente ei lullt und in ihrer jeweiligen Lage gegen diese hydraulischen Kräfte und das federbelastete obere Endstück gehalten.

Aus technischen Gründen ist es im Übrigen ein guter Brauch, jeden Brennstab in im allgemeinen regelmäßigen Abständen

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während der betrieblichen Standzeit des UcakLorkerns zu besichtigen. Nach Deginn des iieaktorbetri ebs werden die Brennstabe radioaktiv, so dall diese routinemäßigen Besichtigungen notwendigerweise mit lerngesteuerten betätigungsvorrichtungen unter geeignet abgeschirmten Verhältnissen durchgeführt werden müssen. Um diese Besichtigungen abzuwickeln, ist es üblich gewesen, den Heaktor abzustellen und aus dem Kein die Brennelemente herauszuziehen, die die zu prüfenden Brennstäbe enthalLen. Diese Brennelemente werden dann auseinandergebaut, und die Brennstäbe werden einzeln in einer "Schlürf"-Hülse besichtigt, in der ein Strahlungswächter die Radioaktivität eines Γrufmediums überprüft, das aus der Hülse fließt, um eine zu hohe Radioaktivität festzustellen, die besagt, daß der betreffende Stab gebrochen und schadhaft ist.

Dieses ziemlich langwierige Verfahren, das aus ferngesteuertem Auseinanderbau, Besichtigung und Wiederzusammenbau besteht, ist aus einer Anzahl von Gründen notwendig, nicht zuletzt wegen des Vorhandenseins der massiven GuU-metall-"Spinne" für die Regelstäbe oder die brennbaren Giftstäbe, je nach Art des jeweiligen Brennelements, üiese monolithischen Gußstücke blockieren die direkte Beobachtung und Ausrichtung zwischen den einzelnen Brennstabenden und einem gerichteten Strahlungswüchter, der somit darm gehindert wird, bestimmte schadhafte Brennstäbe festzustellen. Weiterhin muß in diesem Zusammenhang gesagt werden, daß die Guß-"Spinnen" für Regel- und brennbare Giftstübe ziemlich kostenaufwendig sind, üiese "Spinnen" müssen ebenfalls sehr sorgfältig besichtigt werden, um Fehler und die anderen Schaden zu vermeiden, die man häufig in komplizierten Gußstücken vorfindet, welche unter ungünstigen Verhältnissen arbeiten müssen.

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Unter diesen Umständen besteht Bedarf an einer weniger kostenaufwendigen, aber in gleicher Weise dauerhaften "Spinne" für Kegel- und brennbare Giftstube, d. h. un einer Spinne, die die Brennstabbesichtigung nicht hindert, sondern die einzelnen Stäbe für Prüfzwecke freilegt, ohne dal) die Notwendigkeit besteht, das gesamte BrenubUndel auseinanderzubauen. Natürlich besteht auch ein weiterer Bedarf an einer elastischeren Gitterkonstruktion für liege 1- und brennbare Giftstäbe, d. h. an einer Konstruktion, die eine optimale Brennelementumsetzung innerhalb des lleaktorkerns ermöglicht, ohne daß besondere Änderungen erforderlich sind oder unerwünschte thermische Auswirkungen erzeugt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese und andere Schwierigkeiten, die sich aus der Verwendung der bekannten üuiispinnen für Hegel- und brennbare Giftstäbe ergeben, zu einem grollen Teil auszuschalten .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dal) im einzelnen ein offenes Gitter aus sich verschränkenden Flatten vorgesehen wird, um eine Gruppe von liege Is tab-FUhrungsrohren oder brennbaren Giftstäben zu unterstutzen. Dieses Gitter bildet eine offene Zellenkonstruktion, die nicht nur die Brennstabenden freilegt, um die routinemäßigen Brennstabschadensbesichtigungen zu vereinfachen, sondern auch eine weniger kostenaufwendige Konstruktion ist, die die Festigkeit der bekannten monolithischen Gußspinnen erreicht· Diese Zellenkonstruktion vermeidet im übrigen die schwierigeren Qualitätssicherungsprobleme, die gewöhnlich bei der Herstellung von Gußmetallprodukten und insbesondere von denjenigen Produkten auftreten, die komplizierte Formen aufzuweisen haben.

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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen uus den Unterunsprüchen hervor.

Vielleicht noch wichtiger ist jedoch die Elastizität, die die Gründung bei der Umsetzung von teilweise erschöpf ton Brennelementen innerhalb eines Ueaktorkerns bietet. Die erläuternde Gitterkonstruktion erlaubt die Austauschbarkeit zwischen lirenne ieuientarten mit Kegels tuben, brennbaren Giftstäben und ο 1° feilen Führungsrohren, ohne dull es dabei notwendig ist, eine konstruktive Änderung an dem Hrenncleuient vorzunehmen. Was im übrigen die thermischen l'robleme angeht, die die lirenncleuientart mit offenen UegeIstab-Führungsrohren gekennzeichnet haben, so werden Utopien zum Verschl ielJen dieser Füll rungs rohr-H trtimungiskunü 1t; in die Gitterkonstruktion des Lochgitters gesteckt. .\ui diese; Weise wird die umfiihrte Strömung durch diese l'iihlungsrohre vermieden, d, Ii. eine Strömung, die nach dem Stand der Technik die Neigung gehübt hat, die I'euipe ratur des aus dem Reaktorkern fließenden kühlmittels heruhzusc t/.en,

Dementsprechend wird durch die Erfindung nicht nur¹ eine ciiülere Elastizität, Wirtschaftlichkeit und Wirksamkeit hui der Verlängerung der Nutzdauer von Kernreaktorkernen in einer zuverlässigen und nicht kostenaufwendigen Weise erreicht, sondern sie überwindet auch noch eine warme technische WirkungsgradeinbuUe, die in der Vergangenheit unangenehm gewesen ist.

Wenn sich im Betrieb die Notwendigkeit ergibt, ein teilweise erschöpftes Brennelement innerhalb eines Ueaktorkerns umzusetzen, um den maximalen wirksamen Nutzen aus dem Kernbrennstoff innerhalb des Brennelements zu ziehen, dünn wird das Brennelement in einer geeignet abgeschirmten Form aus dem Reaktorkern herausgezogen. Das Lochgitter wird gewechselt, wie es erforderlich ist, um Uegelstabe,

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leere Hegelstab-Führungsrohre mit Stopfen oder brennbare Uiftstübc aufzunehmen, je nachdem, wie es durch die neue Kelativlage des teilweise erschöpften Brennelements innerhalb des Kerns bestimmt wird.

Auf diese Weise nimmt das umgesetzte Brennelement eine optimale Lage innerhalb des Kerns ein, ohne daß die Notwendigkeit besteht, durch Fernbetätigung daa Brennelement auseinander- und wiederzusammenzubauen, um besondere Mon-Ingecrfordernisse zu befriedigen, wobei der kritische Punkt die Lüngsausrichtung zwischen den Zellen und den zugehörigen Kegelstab-FUhrungsrohren ist, und zwar ohne Rücksicht auf die jeweiligen Verwendung des Lochgitters für Hegelstäbe, brennbare Giftstäbe oder Führungsstabstopfen.

Ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Ks zeigt:

Fig. 1 einen Grundriß eines Teils eines typischen Lochgitters;

Fig. 2 eine Vorderansicht eines Teils der in Fig. 1 gezeigten Konstruktion entlang der Linie 2-2 der Fig. 1 und in einem teilweisen Schnitt, in Richtung der Pfeile betrachtet und

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teils eines Brennelements mit einer Konstruktion, die ähnlich derjenigen ist, welche in den Figuren 1 und 2 gezeigt wird, und die innerhalb eines Reaktorkerns angeordnet ist.

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Figur 3 zeigt, einen Teil eines typischen Brennelements 10, das einen Zapfen 11 aufweist, an welchem Hegelstäbe 12 bis 18 durch ein zellenförmiges, aus Blech bestehendes Lochgitter 20, welches die Erfindung kennzeichnet, gruppiert sind. In diesem Zusammenhang wird daran erinnert, daß alle Hegelstäbe 12 bis 1Θ sowie die außerhalb der Ebene der Figur 3 liegenden Hegelstäbe im Brennelement 10 in Führungsrohreη 22 aufgenommen werden, die die Hegelstäbe umhüllen, während die Hegelstäbe innerhalb der Hohre 22 frei sind, um in das Brennelement 10 oder aus dem Brennelement 10 heraus in Richtungen zu fahren, die parallel zu den Längsachsen der Brennstäbe 21 liegen; dies geschieht als gesamte Einheit in Abhängigkeit von der durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Hegelan trieb eingeleiteten Bewegung des Zapfens 11.

Obwohl es in der Figur 3 der Zeichnung nicht dargestellt ist, wird der Zapfen 11 an dem Zellengitterwerk, welches das Lochgitter 20 umfaßt, angeschweißt oder sonstwie in geeigneter Weise befestigt. Die Enden der Hegelstäbe 12 bis einschließlich 18 werden starr in den jeweiligen Zellen des Gitters gehalten, wie es nachstehend *r genauer beschrieben wird. Unter diesen Umständen zwingt die Bewegung des Zapfens 11 parallel zu den Längsachsen der Brennstäbe 21 notwendigerweise die Regelstäbe 12 bis 18, die gleiche Bewegung zu vollziehen, um die Leistung des Heaktorkeras zu regeln.

Wie der Figur 3 zu entnehmen ist, ruht das Lochgitter 20, wenn die Regelstäbe 12 bis 18 vollständig in die FUhrungsrohre 22 Im Brennelement 10 eingefahren sind, auf einer Platte 23, die durch eine Reihe von Spiralfedern 2h gestutzt wird. Auf diese Weise kann sich die Platte 23 in der gleichen Richtung bewegen wie der Regelstabzapfen

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H₁ wobei der Bewegungsweg der Platte nur durch den Federweg der Spiralfedern 2k und einen Satz von in der Zeichnung nicht dargestellten Anschlägen begrenzt wird. Diese Anschläge ragen aus den Ecken des oberen Endstücks 25 nach innen in Richtung auf das Lochgitter 20 über einem ausreichenden Teil der Oberfläche der Platte 23 heraus, um die Platte innerhalb des oberen Endstücks 25 zu halten.

Im Reaktorkern wird das Brennelement 10 in seiner entsprechenden Relativlage durch eine quer angeordnete obere Rostplatte 26 gehalten, die sich über die Oberkante des Reaktorkerns erstreckt (in der Zeichnung nicht dargestellt). Eine Gruppe von Oberroststelzen 27» 30 und 31 ist an der Oberrostplatte 26 befestigt und ragt nach unten aus derselben heraus. Die Stelzen 27, 30, 31 (und eine vierte Stelze, die in der Figur der Zeichnung nicht dargestellt ist) stützen sich alle auf der flachen Oberfläche der Platte 23 ab. Auf diese Weise wird das Brennelement 10 elastisch in seiner entsprechenden Relativlage gehalten, wobei sich die obere Rostplatte 26 auf den Spiralfedern 24 abstützt. Die Regelstäbe 12 bis einschließlich 18, das Lochgitter, an welchem sie befestigt sind, und der Zapfen, der die Regelstabbewegung bewirkt, sind im übrigen frei, um die gemeinsame Längsbewegung zu vollziehen, die oben beschrieben worden ist.

Zum besseren Verständnis der Zellenkonstruktion, die das Lochgitter kennzeichnet, wird auf Figur 1 der Zeichnung verwiesen. Nach dieser Darstellung (und der zugehörigen Figur 2) hat das Lochgitter eine Vorkehrung, um die Reaktor-Kühlmittels trömung durch leere Regelstab-FUhrungsrohre aus den zuvor erläuterten Gründen zu unterbrechen. Die Konstruktion, die die Figur 1 und 2 kennzeichnet, beher-

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bergt Im übrigen nicht eine Gruppe von stationären brennbaren Giftstäben oder die beweglichen Regelstäbe, die im einzelnen im Zusammenhang mit Figur 3 beschrieben wurden. Bevor eine vollständigere Beschreibung der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Erfindung gegeben wird, ist auch der Hinweis wichtig, daß das in der Figur 3 dargestellte Brennelement 10 eine Anordnung " 17 x 17" beinhaltet, d. h. 205 Brennstäbe und eine bestimmte Anzahl von brennbaren Giftstäben, leeren Führungsrohren oder Führungsrohren und Hegelstäben, je nach Fall, üie in den Figuren 1 und 2 dargestellte Konstruktion beinhaltet jedoch eine Anordnung "17 χ 17", bei der 289 Brennstäbe in geeigneter Weise mit brennbaren Giftstäben, leeren Führungsrohren oder Führungsrohren und Regelstäben kombiniert sind. Diese Unterschiede zeigen sich notwendigerweise in verhältnismäßig geringfügigen konstruktiven Änderungen zwischen dem in Figur 3 dargestellten Lochgitter 20 für die in Längsrichtung beweglichen Regelstäbe und der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Anordnung von stationären, leeren Regelst abführungsrohren.

Im einzelnen wird eine im allgemeinen parallel erste Reihe aus Platten 32 bis einschließlich 37 (Fig. l) mit einer im wesentlichen senkrechten zweiten Gruppe aus parallelen Platten kO bis k6 vermascht und verschränkt. Die einzelnen Platten in den Gruppen aus Platten 33 bis 37 sowie kO bis k6 haben je auf entsprechenden Abstand angeordnete sowie zusammenpassende Schlitze, die in gegenüberliegenden Plattenhälften ausgebildet sind, wobei die einzelnen Schlitze ungefähr die halbe Tiefe der Platte aufweisen, in der sie ausgebildet sind. Indem man die beiden wechselseitig senkrecht zueinander stehenden Plattengruppen an den jeweiligen zusammenpassenden Schlitzen zusammenpreßt, wird die ganze Konstruktion verbunden, um ein starres Zellengitter zu

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bilden, und zwar in der Weise, in der aus Pappe bestehende Trennwände gebildet werden, um die einzelnen Eier in einer Eierkiste zu schützen.

Um die Stabilität und die Festigkeit des Lochgitter 47 weiter zu erhöhen, können Schweißverbindungen an den wechselseitig geschlitzten Plattenkreuzpunkten hergestellt werden; für solche Schweißverbindungen sind diejenigen typisch, die an den Stellen 50, 51 bezeichnet werden.

Besonders wird auf die Platten 36, 37, 40, 41 verwiesen. Wie man am besten in Figur 2 erkennen kann, ist die typische Platte 37 nahe bei ihren Enden mit einer etwas größeren Tiefe versehen, die als ein breiter Streifen 52 erscheint, welcher in einer Aussparung 53 oder auf der Oberfläche einer Aussparung 53 aufgenommen wird, die in der in Längsrichtung beweglichen Platte 23A ausgebildet ist, welche sich auf dem System von Spiralfedern 24A abstützt. Wie man der Zeichnung entnehmen kann, hat das Querende der Platte 37 ein Teil 55, das über den Umfang der Platte 23A hinausragt und in einer Nut (Figur l) ruht, die in dem Teil des oberen Endstücks 25A (Figur 2) ausgebildet ist, welches mit der unteren Lagerfläche der Oberroststelze 27A in Kontakt gepreßt wird.

In ähnlicher Weise haben auch die Platten 40, 41 und 36 (Figur l) vorstehende Teile 56, 57 und 54, die in zugehörigen Nuten in dem oberen Endstück 25A durch die Oberroststelze 27A oder 3OA blookiert werden. Obwohl es in dem dargestellten Teil der Zeichnung nicht gezeigt ist, haben die gegenüberliegenden Querenden der Platten 40,41^6 und 37

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vorstehende Teile, die auch an dem oberen Endstück 25A durch die Wirkung der Oberroststelzen blockiert werden, die unmittelbar oberhalb der betreifenden vorstehenden Teile angeordnet sind. Uas Lochgitter k~] wird auf diese Weise daran gehindert, irgendeine Längs- oder Querbewegung zu vollziehen. Die Querplatte 23A kann sich jedoch in Längsrichtung auf einer Strecke bewegen, die durch die Anschläge in dem oberen Endstück 25A begrenzt wird, und zwar gegen die Kraft der Spiralfedern 24A.

Diese starre Halterung des Lochgitters 47 steht natürlich im vollen Widerspruch zu der freien Längsbewegung, die das Lochgitter 20 in Figur 3 auf die Uegelstäbe 12 bis 18 überträgt. Dieses Merkmal der Erfindung kennzeichnet die Elastizität, die die Lochgitterkonstruktion der Aufgabenstellung verleiht, die darin besteht, teilweise erschöpfte Brennstäbe innerhalb des Reaktorkerns umzusetzen.

In Fortsetzung der Beschreibung der in den Figuren 1 und gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird daran erinnert, daß diese bestimmte Darstellung die Ausführungsform beinhaltet, welche bei leeren Regelstab-Führungsrohren verwendet wird. Um den schlechten Wärmewirkungsgrad zu vermeiden, der dadurch entsteht, daß verhältnismäßig kaltes Wasser vom Eintritt in den Reaktorkern durch die leeren Führungsrohre und am Reaktoraustritt heraus strömt, um sich mit dem erwärmten Kühlmittel zu vermischen und die Temperatur dieses erwärmten Kühlmittels zu vermindern, das aus dem Hget des Reaktorkerns strömt, werden Regelstab-FUhrungsrohr-Stopfen 61, 62 und 63 in dem Lochgitter 47 vorgesehen. Wie man am besten der Figur 2 entnehmen kann, ist jeder der Stopfen 6l, 62 und 63 ein im allgemeinen rohrförmiges Gebilde, das einen Außendurchmesser hat, der es jedem

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Stopfen erlaubt, stramm Im Innern eines Rege lstab-FUh rungs·· rohre zu sitzen. Um die Strömung durch das Führungsrohr zu blockieren, ist ein äußeres Ende eines jeden der Stopfen 6l, 62 und 63 eingezogen oder sonstwie in geeigneter Weise geschlossen. Das andere Ende eines jeden der jeweiligen Stopfen ist jedoch in Querrichtung ausgeweitet, um Anschläge 65, 66 und 67 zu bilden, die die Längsbewegung eines jeden der Stopfen begrenzen.

In einer ähnlichen Weise wie diejenige, die in Verbindung mit den Regelstäben 12 bis 18 (Figur 3) beschrieben wird, sind brennbare Giftstäbe (die in der Zeiohnung nicht dargestellt sind) in einem Zellengitter der zuvor beschriebenen Art angeordnet. In diesen bestimmten Fall wird jedoch darauf hingewiesen, daß die brennbaren Giftstäbe während des Reaktorbetriebs nicht bewegt werden· Um unbewegliche brennbare Giftstäbe aufzunehmen, sollte also das entsprechende Zellengitter in der auf der Grundlage der Figuren 1 und 2 beschriebenen Ausführung sein, bei der Haken oder vorstehende Teile am Zellen- oder Lochgitter starr zwischen den unteren Flächen der Oberroststelzen und jeweils Nuten gehalten werden, die in dem oberen Endstück auegebildet sind, Dies verhindert eine Relativbewegung des Lochgitters und der brennbaren Giftstäbe gegenüber dem jeweiligen Brennelement

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Claims

PATENTANWALT £ / H O D 8

28.10.1977 Anw.-Akte: 27.137

PA T BN TANSPUUCUEt

1. Lochgitter für ein Kernreaktor-Brennelement, das llegelstiibe, Uegelstab-Führungsrohre und brennbare Giftstäbe aufnimmt, dadurch gekennzeichne t , daß eine erste Gruppe von im allgemeinen parallelen Platten, die auf Abstand voneinander angeordnet sind vorgesehen sind, eine zweite Gruppe von im allgemeinen parallelen Platten, die auf Abstand voneinander sowie im wesentlichen senkrecht zu der ersten Gruppe von Platten, mit denen sie sich verschränken, angeordnet sind und eine Anzahl von Zellen bilden, die die Uugelstube und die brennbaren Giftstäbe aufnehmen,

2. Gitter nach Anspruch 1, dadurch gekennze i ohne t , dull ein Zapfen vorgesehen ist, der mindestens zwei Enden hat, von denen eines in jeweils einer der Zellen aufgenommen ist, und der die Hegelstäbe und das Lochgitter als eine einzige Einheit bewegt.

3. Gitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal} mindestens einige der zu der ersten und der zweiten Gruppe gehörigen Platten jeweils in Enden und Teilen enden, die auf den Enden ausgebildet sind, und die einen Teil des Brennelements halten und eine Bewegung der brennbaren Giftstäbe gegenüber dem Brennelement vermeiden.

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ORIGINAL INSPECTED

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U. (jitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dull eine Anzahl abgedichteter Stupfen, von denen Jeder in einer der Zellen aufgenommen wird, die Uegels tab-Führungsrohre blockieren.

^r). lirenne leinen t, dadurch g e k e η η ζ e i υ h η e t , dall es iiuilaDt: eine Anzahl im allgemeinen paralleler llreiinstube, eine Anzahl hohler UegeIstab-Führungsrohre, die innerhalb der Uegelstiibe verstreut und im allgemeinen parallel dazu angeordnet sind, ein Endstück, das in einer· Richtung angeordnet ist, die im allgemeinen quer /u den ilrerins tuben und Führungsrohren verlauft, wobei das Endstuck darin ausgebildete Nuten hut, eine Au/uhL von parallelen auf Abstand angeordneten i'latten aut dem Endstück, wobei wenigstens eine der I'latten darauf ausgebildete Teile haben, die in Nuten aufgenommen werden, eine zweite Gruppe von parallelen auf Abstand angeordneten Platten auf dem Endstück, welche iia allgemeinen senkrecht zu der ersten Gruppe Liegen und sich dawLt verschränken, und eine Anzahl Zellen bilden, wobei mindestens einige der zu der zweiten Gruppe gehörigen Flutten darauf ausgebildete Teile haben, die in Nuten aufgenommen werden, und wobei die Zellen in Lüngsausrichtung mit den hohlen ltegc Is tab-FUhrungsrohren L iegen.

o. !trennelemerrt nach Anspruch ^r>, dadurch gekennzeichnet, daü es weiterhin umfallt: brennbare Giftstabe, deren Enden in jeweiligen Zellen aufgenommen werden, wahrend der Rest der brennbaren Giftstäbe in jeweiligen Füll rungs rohren aufgenommen wird.

7. Urennelement nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dall es weiterhin umfallt: eine Anzahl

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abgedichteter Stopfen, deren Enden in jeweiligen Zellen aufgenommen werden, während der Rest eines jeden der Stopfen in jeweiligen Führungsrohreη aufgenommen wird.

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