DE2834597C2 - Gestell für die vertikale Lagerung langgestreckter Brennelemente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gestell für die vertikale Lagerung langgestreckter Brennelemente mit quadratischem Querschnitt, mit einer oberen und einer unteren Gitterplatte, deren Gitteröffnungen die Positionen für die Brennelemente festlegen, und mit als Hohlkörpern ausgebildeten Stützeinrichtungen zwischen der oberen und der unteren Gitterplatte. Ein derartiges Gestell ist aus der DE-OS 26 29 938 bekannt.

Die Hohlkörper sind bei dem aus der deutschen Offenlegungsschrift 26 29 938 bekannten Gestell Rohre, die zwischen den Brennelementpositionen angeordnet sind und deshalb nur kleine Abmessungen haben. Daraus ergibt sich ein geringes Widerstandsmoment gegen seitliche Kräfte, die die Rohre auf Biegung beanspruchen. Die erforderliche Festigkeit wird deshalb durch zusätzliche Stützen mit Winkelprofil, die in den Ecken des Gestells sitzen, und durch mehrere über die Höhe des Gestells verteilte, schräg verlaufende Rohre erreicht.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, bei mindestens gleicher mechanischer Festigkeit der Gestelle die Stützeinrichtungen dahingehend zu vereinfachen, daß zum Zusammenbau weniger Einzelteile erforderlich sind.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß jede Stützeinrichtung ein Rohr mit einem quadratischen Querschnitt ist, der mehrere Brennelementpositionen umschließt. Hier ergibt sich wegen des größeren Querschnitts der Rohre die gewünschte Vergrößerung der mechanischen Festigkeit ohne zusätzliche Stützen und Streben. Da mit den neuen »großen« Stützeinrichtungen auch weniger Befestigungsstellen benötigt werden als wenn man die gleiche Festigkeit mit vielen Stützeinrichtungen kleinen Querschnitts herstellt, wird außerdem die Mohtagezeit verringert. Eine Variation der mechanischen Festigkeit: ist leicht möglich; so wird man in erdbebengefährdeten Gebieten mehr Stützeinrichtungen je Gestell vorsehen, als wenn mit derartigen Seitenkräften nicht gerechnet werden muß.

Die Kantenlänge des quadratischen Querschnitts jedes Rohres beträgt vorteilhaft das 3- bis Sfache der Kantenlänge des Brennelementquerschnitts.

Die Rohre können vorteilhaft an den Stirnseiten mit Abschlußplatten versehen sein, die den Gitteröffnungen entsprechende Ausnehmungen aufweisen und die mit den Gitterplatten verbunden sind. Mit solchen Abschlußplatten wird die Festigkeit der Rohre nicht nur beim Zusammenbau und anschließend beim fertigen Gestell vergrößert, sondern die damit erreichte Versteifung ist auch für den Transport vorteilhaft, wenn die großvolumigen Rohre im ganzen transportiert werden sollen.
Vorteilhafterweise kann jeder Ecke eines Gestells ein Rohr zugeordnet sein, weil damit die mechanisch immer am stärksten beanspruchten Stellen eines Lagergestells besetzt werden.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 vereinfacht und in perspektivischer Darstellung ein Gestell, das als Element für eine größere Aufbewshrungseinrichtung für verbrauchte Brennelemente verwendet werden kann.

F i g. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine derartige Aufbewahrungseinrichtung, die z. B. in einem Kernkraftwerk mit Druckwassexreaktoren, insbesondere innerhalb dessen Reaktorgebäude oder in dem Zwischenraum zwischen dem Reaktorgebäude und einer dieses umgebenden Sekundärabschirmung, angeordnet werden kann. Die

F i g. 3 und 4 zeigen in größerem Maßstab Einzelheiten eines Gestells.

Das in F i g. 1 abgebildete Gestell ist zur Aufnahme von Brennelementen für Leichtwasserreaktoren, insbesondere von Druckwasserreaktoren der Leistungsklasse von 1000 MWe, vorgesehen. Es umfaßt eine untere Gitterplatte 1, die aus austenitischem Material bestehen oder in Sandwich-Bauweise hergestellt werden kann. Die untere Gitterplatte ist eine im wesentlichen ebene Platte, in der Bohrungen 2 für den Durchtritt eines Kühlmittels und/oder zur Führung von Brennelementen vorgesehen sind. Die Gitterplatte 1 kann nicht dargestellte Füße aufweisen.

Als obere Gitterplatte 4 ist eine der unteren Gitterplatte ähnliche Platte vorgesehen. Sie enthält entsprechend den aufzunehmenden Brennelementen mit quadratischem Querschnitt quadratische öffnungen 5, die zum größten Teil nur durch Kreuze 6 als Brennelementpositionen gekennzeichnet sind. In den öffnungen 5 sitzen Führungstrichter 7, die aus einem quadratischen Schachtstück 8 und einem aufgeweiteten Rand 9 bestehen. Die obere Gitterplatte 4 kann ebenfalls aus austenitischem Material in massiver Form bestehen oder in Sandwich-Bauweise hergestellt werden.

Als Stützeinrichtungen 10 zwischen der oberen Gitterplatte 4 und der unteren Gitterplatte 1 sind Blechrohre 11 mit dem aus der Fig. 1 ersichtlichen quadratischen Querschnitt vorgesehen, deren Kantenlänge etwa das 7fache der Kantenlänge der aufzunehmenden Brennelemente beträgt. Die Stützeinrichtungen sind aus austenitischem Stahlblech von 4 mm Dicke hergestellt. Sie umschließen jeweils sechzehn Brennelementpositionen 6. Die Stützeinrichtungen 1Ö sitzen in den Ecken des insgesamt ebenfalls quadratischen Lagergestells. Zwischen den in den Ecken sitzenden

Stützeinrichtungen 10 sind jeweils zwei Reihen von Brennelementpositionen 6 freigelassen, die zusammen ein Kreuz bilden, wie in F i g. 1 dargestellt ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 sind, wie auf der linken Seite unten zu sehen ist, den einzelnen Brennelementpositionen 6 quadratische Hüllen 12 aus neutronenabsorbierendem Material, vorzugsweise aus Borstahl, zugeordnet Diese umschließen die Brennelemente und sorgen dafür, daß auch bei der aus der F i g. 1 ersichtlichen gedrängten Anordnung keine kritische Anordnung zustande kommt. Es ist aber auch möglich, daß die Rjhre 11 selbst aus absorbierendem Material, zum Beispiel aus Borstahl, hergestellt werden.

Bei dem in Fig.2 dargestellten Blick auf ein Brennelement-Lsge»becken 15 ist zu sehen, daß darin außer einem Abstellpodest 16, das insbesondere einen Brennelement-Transportbehälter aber auch Einbauten oder Deckel eines Reaktordruckbehälters aufnehmen kann, eine aus unterschiedlichen Gestell-Elementen zusammengestellte Aufbewahrungseinrichtung 17 vorgesehen ist. Diese umfaßt sechs gleiche Elemente 20,21, 22, 23, 24 und 25, sowie zwei weitere Elemente 27 und 28.

Die Elemente 20 bis 25 sind in der Draufsicht quadratisch und für jeweils 64 Brennelemente vorgesehen, wie durch die Kreuze der Brennelementpositionen 6 angedeutet ist In diesen Elementen sind jeweils vier als quadratische Rohre ausgebildete Stützeinrichtungen 10 an den aus der Fig.2 ersichtlichen Positionen vorgesehen. Die Stützeinrichtungen 10 umschließen, wie die F i g. 2 zeigt, jeweils vier Brennelemente. Zwischen den Stützeinrichtungen 10 liegt in der einen Richtung eine Brennelementposition, in der anderen sind es vier.

Das Gestellelement 27 hat eine rechteckige Form und kann achtzig Brennelemente aufnehmen. Bei ihm sind die obere und die untere Gitterplatte durch sechs Slützeinrichtungen 10 in der aus eier F i g. 2 ersichtlichen Anordnung abgestützt Die Stützeinrichtungen 10 entsprechen genau denen der Gestellelemente 20 bis 25.

Das Gestellelement 28 besitzt gegenüber dem Ge^telielement 27 eine Einkerbung 30, wie durch die gestrichelt gezeichnete Linie 31 verdeutlicht ist. Deshalb verringert sich die Zahl der aufzunehmenden Brennelemente auf siebzig. Die Konstruktion aus einer unteren und einer oberen Gitterplatte und dazwischen liegenden Stützeinrichtungen kann aber auch hier beibehalten werden. Von den verwendeten sechs Stützeinrichiungen 10 sind lediglich zwei Stützeinrichtungen in den mit 33 bezeichneten Positionen etwas versetzt angeordnet. Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 zeigt deutlich, wie der Querschnitt der einzelnen Gestellelemente den äußeren Gegebenheiten angepaßt werden kann.

In den Fig. 3 und 4 ist in einem Längs- und einem Querschnitt nach den angegebenen Schnittlinien gezeigt, wie die Stützeinrichtung 10 mit der unteren Gitterplatte 1 und der oberen Gitterplatte 4 zusammengefügt ist. Man erkennt, daß auf die untere Gitterplatte I mit ihren Ausnehmungen 2 eine Abschlußplatte 35 aufgesetzt ist, die ihrerseits den Bohrungen 2 entsprechende kreisförmige Ausnehmungen 36 aufweist. Die als Vierkantrohr aus zwei gleichschenkligen Winkeln 38 und 39 mit Schweißnähten 40 und 41 in den Ecken zusammengeschweißte Stützeinrichtung 10 ist mit der Abschlußplatte 35 durch in der Draufsicht nach Fig.4 T-förmige Winkel 42 verbunden. Die T-förmigen Winkel 42, die mit Schrauben 43 befestigt sind, dienen zugleich zur Zentrierung von quadratischen Hüllen 12 aus Borstahl, mit denen die Brennelementpositionen umgeben sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Gestell für die vertikale Lagerung langgestreckter Brennelemente mit quadratischem Querschnitt, mit einer oberen und einer unteren Gitterplatte, deren Gitteröffnungen die Positionen für die Brennelemente festlegen, und mit als Hohlkörpern ausgebildeten Stützeinrichtungen zwischen der oberen und der unteren Gitterplatte, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stützeinrichtung (10) ein Rohr (11) mit einem quadratischen Querschnitt ist, der mehrere Brennelementpositionen (6) umschließt.

2. Gestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenlänge des quadratischen Querschnitts jedes Rohrs (11) das 3- bis 8fache der Kantenlänge des Brennelementquerschnittes beträgt.

3. Gestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (11) an den Stirnseiten mit Abschlußplatten (35, 45) versehen sind, die den Gitteröffnungen entsprechende Ausnehmungen aufweisen und die mit den Gitterplatten (1,4) verbunden sind.

4. Gestell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ecke des Gestells ein Rohr (1) zugeordnet ist