DE2827927A1

DE2827927A1 - Abstandshaltergitter

Info

Publication number: DE2827927A1
Application number: DE19782827927
Authority: DE
Inventors: Claude Feutrel
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1977-07-07
Filing date: 1978-06-26
Publication date: 1979-01-25
Also published as: FR2397042A1; FR2397042B1; IT1096944B; GB2000896B; GB2000896A; NL7807012A; IT7825407A0; DE2827927C2; BE868783A; ES471553A1; US4221636A; JPS5471290A

Description

Abstandshaltergitter

Die Erfindung betrifft Abstandshaltergitter für ein Bündel aus mit Hüllen versehenen Brennstäben in einem Brennelement eines Kernreaktors, insbesondere für einen Wasserreaktor oder einen Reaktor mit schnellen Neutronen. Derartige Gitter haben die Aufgabe, die Stäbe parallel zueinander zu halten und ein bestimmtes Gitter soll weiterhin ein elastisches Widerlager für die Stäbe in verschiedenen aufeinanderfolgenden Bereichen sicherstellen, die in Längsrichtung derselben verteilt sind, um insbesondere Schwingungen infolge des Umlaufs eines Kühlmittels bzw. einer Kühlflüssigkeit zu vermeiden, die in Berührung mit diesen Stäben kommt.

Es sind bereits zahlreiche Konstruktionen von Abstandshaltergittern der eingangs genannten Art bekannt, die insbesondere zum Einbau von zwei Gruppen von ausgesparten Feinblechteilen gebildet werden, wobei die entsprechenden Teile einer Gruppe parallel und die Teile zu den Teilen der anderen Gruppe senkrecht ausgerichtet sind. Die Blechteile sind so in regelmäßigen Abständen ausgeschnitten, daß sie wechselseitig zueinander passend sind und nach dem Zusammenbau zellenförmige Hohlräume mit quadratischem Querschnitt begrenzen, die jeweils von einem Stab des Bündels durchzogen werden. Um ein für die

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Stäbe erforderliches elastisches Widerlager sicherzustellen, sind die Blechteile entsprechend abgeschnitten, ausgebaucht und gebogen, so daß siein Richtung auf den Innenraum jedes zellenförmigen Hohlraums reliefförmige vorspringende Teile bilden. Die Zungen bilden Federn. Jeder Stab in einem zellenförmigen Hohlraum kommt gegen zwei ortsfeste, auf einem der Blechteile vorgesehenen Auflagern unter der Einwirkung der Federzunge zu liegen, die in dem gegenüberliegenden parallelen Blechteil vorgesehen ist.

Gemäß einer weiter entwickelten Ausführungsform, die den Zweck verfolgt, die Elastizität der Zungen auch bei der Strahlungsaussetzung beizubehalten und eine geringe Neutronenabsorption durch das Abstandshaltergitter zu erzielen, ist vorgeschlagen worden, die ausgenommenen Blechteile mit ihren ortsfesten Auflagerstellen aus einem ersten, wenig absorbierenden, beispielsweise von "Zircaloy" gebildeten Material und die Federzungen aus einem zweiten Material auszubilden, das beispielsweise "Inconel" ist. Die Federzungen sind auf den Blechteilen angebracht und in Bezug auf diese unter Zuhilfenahme entsprechender Befestigungen unbeweglich.

Die Erfindung zielt darauf ab, Abstandshaltergitter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß es den wesentlichen Vorteil hat, daß unter den zellenförmigen Hohlräumen des Gitters keine ortsfesten Auflagerpunkte für die Stäbe des Bündels vorgesehen sind, so daß diese lediglich durch die elastischen Zungen gehalten sind, die mit den Blechteilen des Gitters verbunden sind. Hierdurch wird insbesondere ein perfekter Gleichgewichtszustand im Gitter erhalten, auch wenn Kräfte auf dasselbe durch das Einsetzen der Stäbe des Bündels einwirken.

Erfindungsgemäß zeichnet sich ein Abstandshaltergitter für ein Brennstabbündel in einem Brennelement eines Kernreaktors

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mit zwei Gruppen von Feinblechen, die in jeder Gruppe parallel und in benachbarten Gruppen senkrecht zueinander ausgerichtet sind, um zellenförmige Hohlräume mit quadratischem Querschnitt zu begrenzen, die jeweils von einem Brennstab des Bündels durchzogen werden, bei dem jedes Blechteil im wesentlichen in der Mitte seiner Erstreckung in dem Bereich, in dem beidseitig von dem Blechteil zwei benachbarte zellenförmige Hohlräume begrenzt werden, wenigstens eine elastische Federzunge aufweist, die mit dem Blechteil verbunden ist und aus einem von dem Blechteil verschiedenen Werkstoff besteht und bei dem die Federzunge derart gefaltet und gebogen ist, daß sie im Profil zickzackförmig ist und wenigstens zwei Vorwölbungen bzw. Vorsprünge bildet, die zur Anlage gegen die entsprechenden Stäbe kommen, die die beiden zellenförmigen Hohlräume durchziehen dadurch aus, daß die Enden der Zunge in der Ebene des Blechteiles angeordnet sind und in Eingriff mit Schlitzen kommen, um die Zunge zu halten und eine Verschiebung ihrer Enden als Folge von Kräften zuzulassen, die auf die Vorwölbungen durch die Stäbe einwirken.

Eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Federzungen zwei aufeinanderfolgende Vorwölbungen bzw. Vorsprünge besitzen, die jeweils in eine der beiden benachbarten zellenförmigen Hohlräume weisen. Eine Variante zeichnet sich dadurch aus, daß die Zungen drei aufeinanderfolgende Vorwölbungen besitzen, daß die beiden äußerst liegenden Vorwölbungen in einen wellenförmigen Hohlraum und die dritte zwischen den beiden ersten vorgesehene Vorwölbung in den benachbarten zellenförmigen Hohlraum weist.

Eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Enden jeder Zunge zwischen den Schlitzen liegen, die in den Blechteilen in der Nähe ihrer Anschläge vorgesehen sind, und daß die Enden in den Schlitzen auf der Fläche der Blechteile gleitend beweglich sind, und daß die äußersten Randbereiche der Zunge umgebogen sind, um

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einen Begrenzungsanschlag für die Zungen zu "bilden, falls auf die Vorwölbungen keine Kräfte einwirken. Eine abgewandelte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Enden jeder Zunge in Eingriff mit einem offenen Sitz zur Aufnahme der Zunge kommen, der zwischen dem Blechteil und einem parallel ausgebauchten Randteil gebildet wird. Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß jede Zunge einen Kopf trägt, (dessen Randteile sich senkrecht zur Ebene des Blechteils erstrecken und durch zwei parallele Schlitze gehen, die in dem Blechteil vorgesehen sind, und daß die Randbereiche dann gegen die gegenüberliegende Fläche des Blechteils umgebogen sind.

Vorteilhafterweise sind die Gruppen von Blechteilen von einem starren Umfangsrahmen umgeben, der reliefförmige gezahnte Teile besitzt, die von dem Rahmen geneigt nach innen verlaufen und die außen mit Längsrippen versehen sind. Buchsen sind gemäß einer ersten Ausführungsform in wenigstens einigen der zellenförmigen Hohlräume des Gitters .

Durchgang von Rohren oder Zugschraubenbolzen zu ermöglichen, die in Längsrichtung als Distanzelemente für das Brennelement dienen.

Diese erste Variante zeichnet sich dadurch aus, daß die Blechteile des Gitters in jeder Gruppe von plattenförmigen Teilen gebildet "werden, die in ihrem Mittelbereich ausgespart bzw. durchbrochen sind. Eine andere abgewandelte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Blechteile von zwei geraden und parallelen Blechstreifen gebildet werden, die in derselben Ebene angeordnet und miteinander über die Federzungen verbunden sind, daß die Blechstreifen mit Hilfe der Buchsen im Abstand zueinander gehalten sind, die in bestimmten zellenförmigen Hohlräumen des Gitters verteilt angeordnet sind, und daß jede Buchse ausgebauchte Abschnitte trägt, die in bezug zur Außenfläche der Buchsen VorSprünge bilden, auf denen die Blechstreifen der Blechteile aufliegen.

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Vorzugsweise zeichnet sich die eine oder andere abgewandelte Ausführungsform dadurch aus, daß die Buchsen ausgeränderte und umgebogene Ränder besitzen, die auf den Anschlägen der Blechteile aufliegen und hierdurch die Buchsen unbeweglich festlegen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsformen eines Abstandshaltergitters nach der Erfindung und Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ausschnittsansicht

eines Gitters nach der Erfindung, wobei insbesondere der Grundaufbau des Gitters und die Anbringung von elastischen Zungen in diesem Gitter verdeutlicht sind, die Stützfedern für die mit einem Mantel versehenen Brennstäbe des Brennelements bilden;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Gitters nach

Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, wobei die Anbringung der elastischen Zungen und der Distanzbuchsen in diesem Gitter verdeutlicht sind;

Fig. 2a eine perspektivische Ausschnittsansicht

des Gitters nach Fig. 2 in auseinandergezogener Darstellung;

Fig. 3 eine Detailansicht einer Federzunge des

Gitters in vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen zellenförmigen

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Hohlraum des Gitters nach Fig. 1 mit einer Distanzbuchse, wobei die Montage derselben in diesem zellenförmigen Hohlraum näher dargestellt ist;

Fig. 5 und 6 zwei weitere Ausführungsformen einer

elastischen Zunge und ihrer Anbringung in den Feinblechstreifen des Gitters"

Fig. 7 und 8 zwei weitere abgewandelte Ausführungsformen der Federzungen und

Fig. 9 eine Fig. 2 ähnliche Querschnittsansicht

einer anderen Ausführungsform des Gitters, bei der die Feinblechstreifen die zellenförmigen Hohlräume in dem Gitter begrenzen.

In der perspektivischen Ansicht nach Fig. 1 ist mit 1 insgesamt ein Brennelement für einen Kernreaktor,insbesondere für einen Druckwasserreaktor bezeichnet, das ein Bündel aus mit einem Hüllmantel versehenen Stäben bzw. Brennstäben 2 umfaßt, die in regelmäßigen Abständen in Längsrichtung der Stäbe durch Gitter gehalten sind, die als sogenannte Abstandshaltergitter bezeichnet werden und mit der Bezugsziffer 3 versehen sind. Das Gitter 3 weist einen Außenrahmen auf, der von Seitenplatten 4 und 5 gebildet wird, die an ihren Enden in Berührung zweckmäßig miteinander mit Hilfe von Nieten 6 oder anderen geeigneten Mitteln verbunden sind. Im Innenraum des Gitterrahmens, der von den Seiten 4 und 5 und zwei weiteren parallelen, nicht dargestellten Seiten gebildet wird, sind zwei Gruppen · von transversalen Feinblechstreifen 7 und 8 angeordnet, wobei die Feinblechstreiien ein- und derselben Gruppe zueinander parallel und von Gruppe zu Gruppe zueinander senkrecht derart

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angeordnet sind,so daß. sie mehrere zellenförmige Hohlräume 9 begrenzen, in die die Brennstäbe 2 des Brennstabbündels eingesetzt werden. Weiterhin sind auf an sich bekannte Art und Weise in einigen der zellenförmigen Hohlräume 9 Buchsen 10 eingesetzt, durch die Rohre oder Zugschraubenbolzen 11 gehen, die zweckmäßig in der Anordnung von den Brennstabbündeln verteilt sind und einen entsprechenden Abstand.in dem Brennelement freihalten oder gegebenenfalls als Führungsrohr beim Einsetzen von Steuerelementen (nicht gezeigt) in das Bündel dienen.' Gemäß einer ebenfalls bekannten Auslegung weist das Gitter 3 in seiner Außenfläche der den Umfangsrahmen bildenden Seitenplatten 4 und 5 reliefförmig vorstehende Rippen 12 auf, die dazu bestimmt sind, zwischen zwei benachbarten Gittern in zwei benachbarten Brennelementen in dem Kern eines Kernreaktors einen ausreichenden Abstand aufrecht zu erhalten. Schließlich weisen die Ober- und Unterkanten des Gitters 3 zahnförmig profilierte Teile 13 auf, die geringfügig in Richtung des Innenraumes der Gitter geneigt sind, die während des Einsetzens irgendeines Brennelements in den Kern vermeiden, daß sich die Gitter des Brennelements nicht mit den Gittern verfangen, die den benachbarten und bereits eingesetzten Brennelementen zugeordnet sind.

Auf an sich übliche Art und Weise werden die in den Innenraum der zellenförmigen Hohlräume 9 eingesetzten Brennstäbe 2 am Umfang des Gitters 3 dadurch gehalten, daß auf den den Rahmen bildenden Platten 4 oder 5 ortsfeste Auflagerstellen 14 vorgesehen sind, die in der Nähe von oberen und unteren Anschlägen der Platten als Ausbauchungen ausgebildet sind. Die Stäbe 2 sind weiterhin in Anlagekontakt gegen die ortsfesten Auflagerstellen 14 mit Hilfe von Federzungen 15 gehalten, die erfindungsgemäß ausgebildet sind und deren nähere Einzelheiten anhand der Fig. 2 bis 7 näher erläutert -werden. Diese Zungen sind ebenfalls auch in allen anderen zellenförmigen Hohlräumen des Gitters vorgesehen, um die Stäbe von Punkt zu Punkt immer sicher zu halten.

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Wie sich insbesondere den Fig. 2 und 2a entnehmen läßt, ist jede Federzunge 15 auf einem Blechstreifen 7 oder 8 des Gitters aufgesetzt und umfaßt insbesondere zwei Endabschnitte, die mit 16 und 17 bezeichnet sind und die sich in der Ebene des zugeordneten Blechstreifens erstrecken, um auf diesem auf die zuvor beschriebene Art und Weise angebracht zu werden. Die Endabschnitte 16 und 17 liegen durch einen Mittelabschnitt 18 getrennt voneinander, der derart profiliert ist, daß er zwei hervorragende Vorsprünge bildet, die entsprechend mit 19 und 20 "bezeichnet sind und in Richtung auf zwei dem Gitter benachbarte zellenförmige Hohlräume 9 weisen, die durch den Blechstreifen 7 oder 8 abgeteilt werden, der die zugeordnete Federzunge 15 trägt.

Um die Federzungen in bezug zu den jeweiligen Blechstreifen, beispielsweise einem Blechstreifen 7, sicher festzulegen, weist dieser insbesondere gemäß der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 zwei Schlitze 21 und 22 auf, die in der Nähe der oberen und unteren Anschläge dieses Blechstreifens vorgesehen sind. Der Blechstreifen weist in seinem Mittelbereich große Aussparungen 7a auf, damit einerseits die hervorspringenden Vor Sprünge 19 und 20 der Zunge 15 durchgehen können und andererseits die Werkstoffmenge für den Blechstreifen 7 auf die notwendigste Menge verringern zu können. Die Schlitze 21 und

22 machen somit eine transversale Materialversetzung bei den Blechstreifen erforderlich, so daß sich drei entsprechend mit 23,24 und 25 bezeichnete Abschnitte bilden. Der Mittelabschnitt 24 liegt zu einer Seite der Zunge und die Abschnitte

23 und 25 zur anderen Seite der Zunge derart versetzt, daß beispielsweise das Ende 16 dieser Zunge unter Durchgang durch die Schlitze 21 und 22 in Eingriff mit den Abschnitten kommen kann, was sich am besten der Schnittansicht nach Fig. 2 entnehmen läßt. Ebenfalls ist eine ähnliche Auslegung und Ausbildung des gegenüberliegenden Abschnittes desselben Blechstreifens vorgesehen, um das Ende 17 der Zunge 15 in Eingriff

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zu bringen. Die Zunge ist somit durch ihre beiden Enden gegen den Blechstreifen anliegend gehalten. Vorzugsweise weisen die Enden 16 und 17 der Zunge 15 einen außen liegenden Randabschnitt 26 auf, der geringfügig umgebogen ist und einen Anschlag für die Zunge bildet, indem er zur Anlage gegen den Anschlag des Blechstreifens kommt, wie sich das insbesondere den Fig. 2. und 2a entnehmen läßt, wobei eine freie Bewegung der Zunge möglich ist, indem sie gegen die Ebene des Blechstreifens gleitet, wenn sich die Zunge unter der Einwirkung der in die beiden entsprechenden benachbarten zellenförmigen Hohlräume eingesetzten Stäbe nach innen durchbiegt.

In Fig. 3 sind die vorstehend beschriebenen konstruktiven Details in vergrößertem Maßstab dargestellt. Die dargestellte Zunge 15 ist zwei Brennstäben des Bündels zugeordnet, die mit 2* und 2p bezeichnet sind. Diese Brennstäbe sind in zwei benachbarten zellenförmigen Hohlräumen 9* und 9o eingesetzt. Die Federzunge 15 ist in durchgezogenen Linien in ihrer Stellung gezeigt, die sie einnimmt, wenn die Stäbe 2^ und 2p noch nicht in die zellenförmigen Hohlräume eingesetzt sind. Die Federzunge 15 ist in gebrochenen Linien in den Zustand gezeigt, den sie einnimmt, wenn die Stäbe eingesetzt werden. Wie sich der Figur entnehmen läßt, wird auf die hervorspringenden Vorsprünge 19 und 20 durch die Stäbe eine Beanspruchung ausgeübt, die eine Axialverschiebung der Enden 16 und 17 zur Folge hat, wobei sich die umgebogenen Endkanten 26 der Endeni6 und 17 entsprechend zum Gitter nach oben und unten verschieben können, wenn das Gitter horizontal liegt und die Brennstäbe vertikal verlaufen, wobei diese Anordnung dem Zustand entspricht, wenn das Brennelement in den Reaktorkern eingesetzt wird.

Vorteilhafterweise und auf an sich bekannte Art können die Federzungen aus einem Material hergestellt sein, das der Strahlung standhalten kann, d.h., das während des Einsatzes des

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Brennelements in dem Kern eine ausreichende Elastizität beibehält. Ein derartiges Material ist beispielsweise "Inconel". Die Blechstreifen 7 und 8 des Gitters 3 sind im Gegensatz hierzu aus einem Material ausgebildet, das eine geringe Neutronenabsorptionsfähigkeit, wie z.B. "Zircalloy" besitzt.

Dank der vorbeschriebenen Ausbildungsformen, und insbesondere dank der speziellen Anbringung der Federzungen ist jede Federzunge zwei benachbarten zellenförmigen Hohlräumen zugeordnet, und jeder zellenförmige Hohlraum mit Ausnahme der Hohlräume, die am Umfang des Brenn- · elements angeordnet und in Berührung mit den ortsfesten Auflagern 14 der den Rahmen des Gitters begrenzenden Platten 4 und 5 sind, weisen vier unabhängige Zungen 15 auf, die an den entsprechenden vier Seiten des zellenförmigen Hohlraumes liegen. Durch diese Ausbildung sind für jeden Brennstab 2 vier elastische Auflagerpunkte ohne jede ortsfeste Auflagerstelle derart sichergestellt, daß sich eventuelle Verformungen dieser elastischen Zungen allmählich übertragen und günstig in dem Brennelement mit dem Stabbündel und dem Gitter ausgeglichen werden können. Alle Zungen können sich einzeln und entsprechend den einwirkenden Beanspruchungen gleitend bezüglich den Blechstreifen des Gitters entsprechend der vorbeschriebenen Weise bewegen. Derart erhält man nicht nur einen Druckausgleich an den Federn, sondern es wird auch eine Möglichkeit geschaffen, daß sich jede Zunge unter Vermeidung von ortsfesten Auflagerpunkten in doppelter Richtung durchbiegen kann, so daß sich diese Federn sowohl bei der Fertigung als auch bei der Montage einfach einstellen lassen.

Die Blechstreifen bzw. die Platten 7 und 8, die die zellenförmigen Hohlräume 9 begrenzen und der von den Umfangsplatten 4 und 5 gebildete Rahmen werden mit Hilfe von geeigneten Befestigungsmitteln zusammengehalten. Hierfür kommt insbesondere eine Verschweißung oder ein Löten oder die Verwen-

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dung von Stiften (nicht dargestellt) in Betracht, deren mit den Platten 4 und 5 verbundenen Enden gebogen und durch eine Lötstelle bzw. eine Schweißstelle befestigt sein können. Dieser Zusammenhalt wird weiterhin durch die Buchsen

10 verstärkt, die in bestimmten zellenförmigen Hohlräumen 9 eingelegt sind und durch die Rohre oder Zugschraubbolzen

11 für das Brennelement durchgehen können.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dieser Buchsen detailliert dargestellt. Jede Buchse 10 weist an jedem ihrer Enden ausgeränderte und umgebogene Ränder 27 auf, die von den Buchsen nach außen ragen und eine sichere Festlegung der Buchsen auf den oberen und unteren Anschlägen der Blechstreifen 7 und 8 ermöglichen. Wenn entsprechend Fig. 4 die Buchse 10 einmal in einen zellenförmigen Hohlraum 9 eingesetzt ist und ihre Ränder 27 im Hohlraum hängen, wenn diese Ränder zur Diagonalen des Querschnitts des zellenförmigen Hohlraums ausgerichtet sind (diese Ränder 27 sind in dieser Position in gebrochenen Linien eingetragen), und wenn man die Buchse dann um 45° verdreht, so kommen dieselben Ränder 27 (die für diesen Fall in durchgezogenen Linien dargestellt sind) zur Anlage auf den Anschlägen der Blechstreifen 7 und 8, und die Ränder können an diesen beispielsweise durch entsprechende Schweiß- oder Lötstellen 27a derart festgelegt werden, daß die Buchsen nunmehr drehunbeweglich und endgültig bezüglich des Gitters unbeweglich sind. Ferner ist darauf hinzuweisen, daß in den zellenförmigen Hohlräumen des Gitters,die irgendeine eine Buchse 10 aithaltenden zellenförmigen Hohlraum umgeben, an den diesen zellenförmigen Hohlraum begrenzenden Außenflächen der Blechstreifen 7 und 8 ortsfeste Vorsprünge vorgesehen sind, die beispielsweise mit 27b bezeichnet sind und als Anlage für die jeweiligen Brennstäbe dienen.

In den Fig. 5.und 6 sind zwei weitere abgewandelte Ausführungsformen der Anbringung jeder Federzunge 15 einerseits und der

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Gestalt dieser F_ederzungen andererseits gezeigt. Die Federzunge 15 nach Fig. 5 ist derart ausgelegt, daß ihre Enden 16 und 17 durch einen Schlitz 28 gehen, der an dem Ende jedes Blechstreifens 7 oder 8 vorgesehen ist. Sie erstrecken sich dann unter eine vorspringende Kante 29, die entsprechend ausgebaucht ist, und sie kommen dann in Eingriff mit einem Sitz 30, in dem ein ausreichender Zwischenraum zu dem Grund des Sitzes freibleibt, um entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 3 eine ausreichende Verschiebung und Versetzung der Federzungen zuzulassen, die durch die Einwirkung von Kräften auf die hervorspringenden Vorsprünge 19 und 20 bewirkt werdend wem die Stäbe 12 in die jeweiligen zellenförmigen Hohlräume eingebaut werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 weist die Federzunge 15 drei Vorwölbungen auf. Diese treten an die Stelle der Ausführungsform der Federzunge mit zwei Vorwölbungen, von denen jeweils eine einem der beiden zellenförmigen Hohlräume zugewandt liegt, die bezüglich des Blechstreifens benachbart liegen. Bei der Ausführungs form mit drei Vorwölbungen weisen eine in der Mitte liegende Vorwölbung 31 zu einem der zellenförmigen Hohlräume und die beiden seitlich davon liegenden Vorwölbungen 32 und 33, die die erste Vorwölbung umgeben, zu dem benachbarten zellenförmigen Hohlraum.

Die Fig. 7 und 8 geben zwei weitere abgewandelte Ausführungsformen für die Befestigung der Federzungen 15 wieder. Nach Fig. 7 weist das Ende 16 oder 17 jeder Zungen einen Kopf 34 auf, dessen Seitenflächen zwei klammerförmige Laschen 35 und 36 bilden, die senkrecht zur Ebene des Blechstreifens 7 oder 8 angeordnet sind und in zwei entsprechenden parallelen Schlitzen 37 und 38 eingreifen, die ausgehend von dem oberen Anschlag des Blechstreifens ausgeformt sind. Die Ränder der klammerförmigen Laschen sind hinter den Blechstreifen umgebogen um zu verhindern, daß sich die Federzunge von dem Blechstreifen löst, wo-

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bei gleichzeitig ein Spielraum parallel dazu freigelassen ist. Bei den Federzungen 15 nach Fig. 8 schließlich weisen die Enden 16 und 17 einen einfachen, schräg verlaufenden Randbereich 39,40 auf, der zwei zugeordnete Schlitze 41,42 in den oberen und unteren Randbereichen der Blechstreifen oder 8 durchzieht, wobei der Randbereich 39,40 an der dem zugeordneten Blechstreifen gegenüberliegenden Fläche entsprechend gebogen ist.

Bei einer weiteren in Fig. 9 gezeigten abgewandelten Ausführungsform wird jede Wand 7 (oder 8) von zwei parallelen plattenförmigen Streifen 7^ und 7₂ gebildet. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Wand 7 beispielsweise von zwei derartigen plattenförmigen Blechstreifen gebildet, die voneinander in ein- und derselben Ebene in dem oberen und unteren Ende des Gitters getrennt angeordnet sind. Die Blechstreifen sind wie bei der ersten Ausführungsform an den Platten 4 und 5 festgelegt, die den Außenrahmen begrenzen. Um beim Zusammenbau des Gitters diese Streifen 7₁ und 7₂ in ihrer Lage sicher zu halten, sind vorteilhafterweise auf den Zwischenbuchsen 10 spaltförmige Schlitze 43 vorgesehen, die nach außen hin offen sind und in vier Zonen auf dem Umfang der Buchse um 90° zueinander verteilt angeordnet sind. Die spaltförmigen Schlitze 43 sind in zwei separaten Höhen derart ausgeformt, daß sie in Eingriff unter jedem Streifen 7* und kommen, so daß diese sicher gehalten sind. Die Streifen sind ebenfalls durch die umgebogenen Ränder 27 unbeweglich, die wie zuvor an den Enden der Buchsen vorgesehen sind.

Bei der gleichen abgewandelten Ausführungsform ist eine weitere mögliche Gestalt für die elastischen Zungen 15 dargestellt, die Federn bilden und deren Enden 44 auf der Ebene der Streifen 7<j und 7₂ gleiten können.■ Die Enden greifen unter Durchgang durch die Schlitze 45 und 46 in diese Streifen ein. Die Enden 38 weisen ferner einen vertieften bzw.

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ausgenommenen Bereich 47 auf, der mit einer Nase 48 zusammenarbeiten kann, die auf den Streifen vorgesehen ist, um Endanschläge am Ende ihres Verschiebungsweges zu bilden, da sich die Zungen unter der Einwirkung der von den Stäben ausgeübten Kräfte verschieben, wenn diese in die zellenförmigen Hohlräume eingebaut werden.

Dank der erfindungsgemäßen Konstruktion, bei der insbesondere elastische und federbildende Zungen vorgesehen sind, die an den Blechstreifen des Gitters angebracht sind, und die entsprechend eine zickzackförmige eigene Gestalt derart aufweisen, daß die Vorwölbungen bzw. Vorsprünge der Zungen paarweise Auflagerpunkte für die Brennstäbe bilden, die in benachbarten zellenförmigen Hohlräumen eingesetzt sind, erhält man einen vollständigen Ausgleich der Reaktionskräfte auf die Blechstreifen des Gitters, so daß das von den Druckkräften auf die Stäbe herrührende Moment nicht kompensiert zu werden braucht. Eine derartige Ausbildung ermöglicht insbesondere die Anordnung :der Stäbe in Linien, die schwimmend in Bezug auf das Gitter gelagert sind, wobei alle Druckkräfte untereinander ausgeglichen sind, so daß die Schwierigkeiten beim Abbrand in Verbindung mit dem Hüllmantel der Stäbe vermieden werden, was beispielsweise die Folge eines plötzlichen Lösens einer Federzunge sein kann.

Beim Durchführen jedes Stabes in einem zellenförmigen Hohlraum des Gitters werdeidie gemeinsame Durchbiegung der die Federn bildenden Zungen weiterhin verdoppelt und ortsfeste Auflagerpunkte vermieden. Hieraus ergibt sich, daß sich bei der Montage jede Positionsregulierung der Federzungen vermeiden läßt. Bei der Ausführungsform schließlich, bei der die Wände des Gitters von zwei parallelen Blechstreifen gebildet werden, wird die notwendige Metallmenge beträchtlich reduziert, wodurch die Herstellung vereinfacht und die Neutronenabsorp-: tion beim Arbeiten reduziert werden kann.

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Claims

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

H. KlNKEUDEY

W. STOCKMAIR

OA-INC-AaE(CALTEOt

K. SCHUMANN

Dft RER. NAT- D(PL-PHVS

P. H.JAKOB

G. BEZOLD

DR RER NAT· D(R-CHEM.

8 MÜNCHEN 22

MAXIlViILlANSTRASSE *3

P 12 889

26. Juni 1978

COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE

31-33, rue de la Federation, F-75015 Paris

PATENTANSPRÜCHE

Abstandshaltergitter für ein Brennstabbündel in einem Brennelement eines Kernreaktors, mit zwei Gruppen von Feinblechen, die in jeder Gruppe parallel und in benachbarten Gruppen senkrecht zueinander ausgerichtet sind, um zellenförmige Hohlräume mit quadratischem Querschnitt zu begrenzen, die jeweils von einem Brennstab des Bündels durchzogen werden, bei dem jedes Blechteil im wesentlichen in der Mitte seiner Erstreckung in dem Bereich, in dem beidseitig von dem Blechteil zwei benachbarte zellenförmige Hohlräume begrenzt werden, wenigstens eine elastische Federzunge aufweist, die mit dem Blechteil verbunden ist und aus einem von dem Blechteil verschiede-

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TELEFON (OBO) 22 28 03 TELEX 00-30980 TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIEREFt

nen Werkstoff besteht und bei dem die Federzunge derart gefaltet und gebogen ist, daß sie im Profil zickzackförmig ist und wenigstens zwei Vorwölbungen bzw. Vorsprünge bildet, die zur Anlage gegen die entsprechenden Stäbe kommen, die die beiden zellenförmigen Hohlräume durchziehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (16,17) der Zunge (15) in der Ebene des Blechteiles (7,8) angeordnet sind und in Eingriff mit Schlitzen (21,22;28,3O;37,38;41,42) kommen, um die Zunge (15) zu halten und eine Verschiebung ihrer Enden (16,17) als Folge von Kräften zuzulassen, die auf die Vorwölbungen (19,20;31-33) durch die Stäbe einwirken.
2. Abstandshaltergitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzungen (15) zwei aufeinanderfolgende Vorwölbungen bzw. Vorsprünge (19,20) besitzen, die jeweils in eine der beiden benachbarten zellenförmigen Hohlräume (9) weisen (Fig. 3 und 5).
3· Abstandshaltergitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (15) drei aufeinanderfolgende Vorwölbungen (31-33) besitzen, daß die beiden äußerst liegenden Vorwölbungen (32,33) in einen wellenförmxgen Hohlraum (9) und die dritte zwischen den beiden ersten vorgesehene Vorwölbung (31) in den benachbarten zellenförmigen Hohlraum (9) weist (Fig. 6 und 8).
4. Abstandshaltergitter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (16,17) jeder Zunge (15) zwischen Schlitzen (21, 22;28,3O;37,3B;41,42) liegen, die in den Blechteilen (7,8) in der Nähe ihrer Anschläge vorgesehen sind, und

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daß die Enden (16,17) in den Schlitzen auf der Fläche der Blechteile (7,8) gleitend beweglich sind, und daß die äußersten Randbereiche (26) der Zungen (15) umgebogen sind, um einen Begrenzungsanschlag für die Zungen (15) zu bilden, falls auf die Vorwölbungen (19,20,31-33) keine Kräfte einwirken (Fig. 3)·
5. Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (16,17) jeder Zunge (15) in Eingriff mit einem offenen Sitz (30) zur Aufnahme der Zunge (15) kommen, der zwischen dem Blechteil (7»8) und einem parallel ausgebauchten Randteil (29) gebildet werden (Fig. 5).
6. Abstandshaltergitter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zunge (15) einen Kopf (34) trägt, dessen Randteile (35,36) sich senkrecht zur Ebene des Blechteils (7,8) erstrecken und durch zwei parallele Schlitze (37,38) gehen, die in dem Blechteil (7,8) vorgesehen sind, und daß die Randbereiche dann gegen die gegenüberliegende Fläche des Blechteils umgebogen sind (Fig. 7).
7. Abstandshaltergitter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zunge (15) eine Außenkante (39,40) trägt, die zur Ebene des Blechteils (7,8) geneigt verläuft, bis es über einen Schlitz (42,41) durchzieht und dann gegen die gegenüberliegende Fläche des Blechteils (7,8) umgebogen ist (Fig. 8).
8. Abstandshaltergitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in bestimmten zellenförmigen Hohlräumen (9) des Gitters (3) Buchsen (10) eingesetzt sind, um einen Durchgang von Rohren oder

Zugschrauben (11) als Distanzelemente des Brennelementes (1) zu ermöglichen.
9- Abstandshaltergitter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechteile (7,8) des Gitters (3) in jeder Gruppe von plattenförmigen Teilen gebildet werden, die in ihrem Mittelbereich ausgespart bzw. durchbrochen sind»
10. 'Abstandshaltergxtter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechteile (7,8) von zwei geraden und parallelen Blechstreifen (7^,7₂) gebildet werden, die in derselben Ebene angeordnet und miteinander über die Federzungen (15) verbunden sind, daß die Blechstreifen (7-j,7₂) mit Hilfe der Buchsen (10) im Abstand zueinander gehalten sind, die in bestimmten zellenförmigen Hohlräumen (9) des Gitters (3) verteilt angeordnet sind., und daß jede Buchse (10) ausgebauchte Abschnitte trägt, die in bezug zur Außenfläche der Buchsen (10) Vorsprünge (43) bilden, auf denen die Blechstreifen (7^₂) der Blechteile (7) aufliegen.
11. Abstandshaltergitter nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen (10) ausgeränderte und umgebogene Ränder (27) besitzen, die auf den Anschlägen der Blechteile (7,8) aufliegen und hierdurch die Buchsen (10) unbeweglich festlegen.

809884/0731