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TROMEL ZUR LAGERUNG VON KERNEEAKTOR-BRENNSTOFFDLEMENTEN Die erfindung
bezieht sich auf Kernreaktoren und betrifft insbesondere eine Trommel zur Lagerung
von Kernreakter-Brennstoflelementen.
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Eine Trommel zur Lagerung von Brennstoffelementen dient für eine
Kurzlagerung von verbrauchten Brennstoffelementen bei der Umladung eines Kernreaktors,
bei welcher verbrauchte Brennelemente gegen frische ausgetauscht werden.
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Während seines Betriebes in der aktiven Zone eines Kernreaktors erfährt
das Brennstoffelement keine über dessen burchmesser gleichmäßige Erhitzung und Neutronenbestrahlung.
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Als Folge davon weisen die verbrauchten Brennelemente Abschnitte auf,
welche in der länge gekrümmt sind.
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i;s sind bereits Trommeln zur Lagerung von renastoffelementen bekannt,
die einen Körper haben, in dessen Innerem sich eine senkrecht angeordnete Fassung
mit über deren Höhe ausgedehnten Zellen zur Aufnahme von verbrauchten trennelementen
befindet,
wobei die Brennelemente über ihre Länge eingebogene abschnitte aufweisen. (Siche
z. B. GB-PS 1136251 ).
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Bei den genannten Trommeln sind die Zellen als Wigeteilte ohren ausgeführt,
deren Innendurchmesser größer ist als der deamtbetrar aus dem Durchmesser des verbrauchten
Brennelementes und der Durchbiegungsgröße des über die Länge des Brennelementes
gekrümmten Abschnitts.
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Infolge der Zunahme des Innendurchmessers des Trommel loches um die
Durchbiegungsgröße des verbrauchten Brennstoffelementes vergrößern sich die Abmessungen
und das Gewicht der Trommeln dieser Bauform, wodurch deren Anfertigung ulld Zusammchbau
teuerer werden.
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Der erfindung liegt die aufgabe zugrunde, eine trommel zur Lagerung
von Kerhreakter -Brennstoffelementen zu entwickeln, deren Zellen derart ausgeführt
sind, daß unter Verminderung der Abmessungen und des Gewichtes der Trommel darir
verbrauchte Brennstoffelemente mit über deren Länge gekriimmten Abschnitten untergebracht
werden können.
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Erzielt wird dies dadurch, daß bei der Trommel zur Laberung von Kernreaktor-Brennstoffelementen,
welche einen Körper besitzt, in dessen Innerem sich eine senkrecht angeordnete öassung
mit über deren Höhe ausgedehnten Zellen zur Aufnahme von verbrauchten Brennelementen
befindet, indem die Brennelemente über ihre Länge eingebogene Abschnitte aufweisen,
gemaß
der rfindung in der wandung jeder Zelle ein Mittel zur Unterbringung des über die
Länge eingebogenen Abschnittes des Brenuelementes vergeschen ist, wenn Hierbei ist
es vorleihaft, die wandung jeder Zelle durch ein Rohrstück gebildet ist, das an
der oberen Stirnfläche der Eassung festgemacht ist und eine geringere Länge als
dle Höhe der passung hat, wobei der übrige Teil der Zelle über die Höhe der Fassung
als Mittel zur Unterbringung des über die Länge gekrümmten hbschaittes des Brennelementes
dient.
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Zu besseren Festhalten der Bremlelemente in den Zellen deiß'rommel
ist es ratsam, daß die gandung jeder Zelle at einen durch ein weiteres Rohrstück
ist, das gleichachsig mit dem ersten Rohrstück in uamittelbarer Nähe von der unteren
Stirnfläche der Fassung angebracht ist0 Bei Benutzung von Brennstoffelementen in
Form von vielflächigen Prismen stellt das Mittel zur Unterbringung des über die
Länge gekrümmten Abschnittes des Brenastoffelementes je nach der Anzahl von wanten
des Brenbelementes Läng4-nuten dar, die in der öandung jeder Zelle in einem Abstand
zwischen den Mittelpunkten über den Innenumfang der Wandung der Zelle im Querschnitt
aus geführt sind, der der Kantenbreiteres Brennelementes gleich ist.
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Ein solcher konstruktiver aufbau der Trommel zur Lagerung es von
Kernreaktor-Brennstoffelementen ermöglicht, in deren Zellen
verbrauchte
Brennstoffelemente mit über ihre Lange gekrümmten Abschnitten unterzubringen, wobei
der lnnendurchmesser der Zellen der Trommel der erfindungsgemaßen Ausführung kleiner
als der tesantetrag aus dem Durchmesser des abgenutzten Brennstoffelementes und
der Durchbiegung des über die Länge des Brennstoffelementes gekrüjmmten Abschnittes
ist0 Das letztere gestattet die Innen weite der Zelle und damit die Maße und das
gewicht der Trommel zu verminderne Nachfolgend wird die Erfindung durch die Beschreibung
von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert, in diesenzeigt
xig. 1 eine Trommel zur Lagerung von Kernreakter-Brennstoffelementen gemäß der Erfindung
im Eängsschnitt big. 2 einen schnitt nach dr Linie Il-II der Fig. 1 in einem größeren
Maßstab, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trommel zur Lagerung
von kernreskter-Brennstoffelementen imwobei Ländsec-hnitt, teilweise die Trommel
in größerem Maßstab veranschaulicht ist.
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Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trommel
(ein Längsachnitt); Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4.
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Die erfindungsgemäße Trommel zur Lagerung von Kernreaktor
-Brennstoffelementen
verfügt über einen Körper (Fig. 1) , in dessen Innerem sich eine senkrecht angeordnete
Fassung 2 mitsich in deren Höhe erstrecken den Zellen 3 zur Aufnahme von verbrauchten
Brennsrtoffelementen 4 mit über deren Länge 1 gekrümmten Abschnitten 5 befindet.
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In der wandung jeder Zelle 3 ist ein Mittel 6 zur Unterbringung des
über die Länge 1 des Brennstoffelementes 4 gebremsten Abschnittes 5 vorgesehen.
Bei dieser Ausführungs form ist die wandung jeder Zelle durch ein Rohrstück 7 gestaltet,
das an der oberen Stirnfläche der Passung 2 also an der Platte 8, befest-irt ist
und eine Länge 11 aufweist, die kleiner ist als die Höhe h der Fassung 2, wobei
der auf die Höhe h der Fassung 2 bezogene Rest h - 11 als Mittel 6 zur Unterbringung
des über die Länge 1 des Brennstoffele-mentes 4 gekrümmten Abschnittes 5 dieses
Brennstoffelementes 4 dient.
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Die einbiegung Z des Brennstoffelementes 4 mit dem über die Länge
1 dieses Brennstoffelementes gekrümmten Abschnitt 5 ist in Fig. 2 abgebildet. Mit
der punktierten Linie ist die von Lage des Brennstofelementes 4 im Querschnitt an
der Stelle dessen größter Durchbiegung gezeigt. Der Innendurchmesser des Rohrstückes
7 istj größer als der Durchmesser d des Brennstoffelementes 4< um die Spaltgröße
E> und kleiner als die Größe D, die der Summe aus dem Durchmesser d des Brennstoffelementes
4 und der Einbiegungsgröße z (D=d+z)
gleich ist.
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Die Durdhbiegung z des in der Zeichnung wiedergegebenen bgenutzten
Brennstoffelementes 4 ist dem Betrag der Nanddicke der Zelle 3 der fromrel und der
Spalsgröße r. gl eich.
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Da jedoch die Brennstoffelemente 4 während ihres Betriebes in der
aktiven Zene des Reaktons in eine Richtung eingebogen werden und bei deren Beförderung
mittels eines bekannten (in der Zeichnung nicght gezeigten) Umladagerätes aus der
aktiven Zone des keaktors zur Trommel ihre Lage beibebalten, bietet die erfindungsgemäße
Ausführung der Tromel die oglichkeit, darin abgenutzte Brennstoffelemente 4 mit
einer größeren Burchbiegung unterzubringen, ohne daß die Inneriweite der Zelle 3
und folglich die Maße und das gewicht der Trommel heraufgesetzt werden.
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Die Fassung 2 (Fig. 1) ist innerhalb des flörpers 1 drehbar um die
Achse 9 an£eordnet, die durch den Deckel 10 des Körpers 1 eingeführt und in den
Lagern 11 und 12 gelagert ist.
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Gedreht wird die Achse 9 mit Hilfe eines bekannten Antriebes 13 (seine
Ausführung ist nicht wf wtc über das Paar von Zahnrädern 14 und 15.
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Die Zellen 3 sind in zwei, bezüglich der Achse 9 konzentrischen Reihen
angeordnet, wobei eine Zelle 3 der einen Reihe im Halbmesser gegenüber dem Raum
zwischen zwei Zellen 3 der anderen Reihe liegt.
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Der Deckel 10 (Fig. 1) weist zwei Bchrungen, eine Bchrung je eine
Reihe, (im bchnitt ist hur eine Bohrung erkenntlich) zur Unterbringung Fzs. Austrag
diraus von Brennstoffelementen 4 mittels eines Ümladegerätes a"O Der Körper 1 der
trommel ist mit wärmaträger 17 bis zu demstand 18 befüllt.
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Die dargelegte Ausführungsform der Trommel bietet sich aoxchl für
runde Brennstofelemente, als auch für Brenzstoffelemente in Form von voelflächigen,
im vorliegtenden Fall sechsflächigen Prismen im Querschnitt an.
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Zwecks einer konstruktiver Vereinfachung der Zellen und damit einer
Verbilligung der Trommel können die Zellenwände aus einzelnen Lamellen bzw. Winkeln
derart angdfertigt werden.
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daß jede Lamelle bzw. jeder winkel als wandung sowchl des sigenen,
als auch der benachbarten Zelle fungiert.
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Bei der in Fig. 3 abgebildeten Ausführungsform der erfingungsgemäßen
Trommel sind die Wände jeder Zelle 3 zum besseren Festhalten des Brennstoffelementes
4 in der Zelle 3 durch ein weitere; Rohrstück 19 gebildet, welches gleich achsig
bezüglich des ersten Rohrstückes 7 in unmitselbarer Nähe von der unteren Stirnfläche,
also der Platte 20, der Passung 2 angebracht ist. Das Rchrstück 19 ist mittels einer
Platte 21 der Fassung 2 befestigt. Bei dieser Ausführungsform befindet
sich
das Mittel 6 zur Ünterbningung des über die Länge 1 das Brennstoffelementes 4 gekrümmten
Abschnitt 5 zwischen den Rohrstücken 7 und 19.
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Bei Verwendung ven Brennstofelementen 4 (Fig. 4 ) in Form von sechsfiäctiigen
Prismen kann das Mittel o zur Unterbringung des über die Länge 1 des Brennstoffelementes
4 hin gekrümmten Abschnitte 5 auch anders ausgeführt werden.
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stellt das Mittel 6 im Einklang mit der Kantenzahl (sechs) des Brennstofelementes
4 durchgehande Längsnuten 22 dar, die in der wndung jeder Zelle 3 mit einem Abstand
12 (Fig. 5) len Mittelpunkten 23 über den Innanumfang der Wände im Querschnitt Befährt
sind, der der Er 1 der @@ zu 24 des 13 der @@@@ 24 des Brennstoffelenentes 4 (12=13)
gleich Brennstoffelementes 4 (l2 = 13) gleich 3 ist. Die Zellen 3 (Fig. 4) sind
unten an einer an der Fassung 2 befestigten Platte 25 Fixier.
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Bei dieser Ausführungsform ist der Innendurchmesser der Zelle 3 (Fig.
5) ebenfalls kaeiner als der Gesnmtbetrag von dem beschriebenen Durchmesser des
Brennstonfelente 4 und er durchbiegungsgröße z. die hach der Abbildung der handlicke
der Zelle 3 gleich ist, Da in der wandung der Zelg len 3 die nuten 22 aus geführt
sind, sind diese nachgidbiger eines und lassen sich bei der Unterbringung Breniistoffelementes
4 mit einer Durchbiegung z, die größer ist als die theoretische, verformen.
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Die girkungsweise der erfindungsgemäßen Trommel zur jLagerung von
kernreaktor - Brennstoffelementen ist wie folgt.
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Durch den Antrieb 13 (rig. 1, 4) wird die Fassung 2 in Drehung gesetzt,
und die freie Zelle 5 stellt sich gegenüber der Bohrung 16 des Deckels 10 ein. Mit
einem Umladegerät erfolgt die Unterbringung eines abgenutzten Brennstoff elementes
4 in dieser Zelle 3, Hierbei kommt der über die Lange I hin des Brennstoffelementes
4 gekrümmte Abschnitt 5 ir Nitte 6 der Zelle 3, d.h. in den Raum h - l1 in Fig.
1 bzwO in den Kaum zwischen den Rohrstücken 7 und 19 in Fig. 3 bzw. in die Längsnuten
22 in Pig. 4 . Durch ein koneinen tinuierliches Drehen der Fassung 2 (ig. 1, 4)
um vorgegebenen winkel geschieht die Auffüllung der Zellen 3 mit abgenutzten Brennstoffelementen
4. Nach einer für das Abbrechen der restlichen wasrmeentbindug geeineten t@@@@<
werden die Breanstofelemente 4< der Trommel entnommen.
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Die vorliegende Erfindubng gestattet, es abgenutzte Brennstoffelemente
tür einen Kernreaktor in den Trommelzellen unterzubringen, deren Innendurchmesser
ininer, bemessen ist als die Eummf aus dem Durchmesser des abgenutz ten Brennstoffelementes
und dessen Druchbiegungsgröße. Das letztere ermöglicht die abmessungen und das Gewicht
der Trommel zu vermindern und folglich den Bau der Trommel zu vereinfachen und deren
Montage zu verbilligen.
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L e e r s e i t e