DE2840594A1

DE2840594A1 - Lagergestell fuer laengliche brennelemente

Info

Publication number: DE2840594A1
Application number: DE19782840594
Authority: DE
Inventors: Mihail-Josif Dipl Ing Ghezzo; Franz Ing Grad Krainer; Ulrich Ing Grad Ristow; Jochen Dr Ing Unger; Guenther Ing Grad Zeitzschel
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1978-09-18
Filing date: 1978-09-18
Publication date: 1980-03-27

Description

Lagergestell für längliche Brennelemente
Die Erfindung betrifft ein Lagergestell für längliche Brennelemente, insbesondere von Leichtwasser-Kernreaktoren, in dem die Brennelemente in Gestellteilen stehend in zwei Ebenen übereinander angeordnet sind. Sie geht von der Aufgabe aus, einen standfesten Aufbau zu erhalten, der auch großen seitlichen Kräften gewachsen ist, die zum Beispiel bei Erdbebenbeanspruchungen auftreten können.
Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Gestellteil der oberen Ebene und ein Gestellteil der unteren Ebene mit am Rand des Querschnitts der Gestellteile liegenden, ineinander passenden Vorsprüngen und Ausnehmungen versehen sind, mit denen die Gestellteile aneinander abgestützt sind. Man erreicht dadurch, daß die Gestellteile wie Bierkästen ineinandergreifend gestapelt werden können. Neben der schon gewünschten Vergrößerung der Standfestigkeit kann dadurch die Kühlung der Brennelemente verbessert w-rden, weil d.e Gestellteile bei ihrem Übereinanderstapeln einer geschlossenen Schacht bilden können, der zu einer Schornsteinwirkung führt und damit eine Kühlmittelströmung anfacht.
Die Vorsprünge und Ausnehmungen kernen einen um den Rand des Querschnittes verlau@@nden Ring bilden Sie können ferner vorteilheft tri ch erähniilie Abschrägungen aufweisen, die das Zentrieren der Gestellteile beim Stapeln erleichtern.
Für Lagergestelle, bei denen die Gestellteile Hüllen aus stark fneutronenabsorbierendem Material aufweisen, die den einzelnen Brennelementpositionen zugeordnet sind, köen die Hüllen eier idbereinander liegender Gestellteile zu einem durchgehenden Kaminschacht verbunden sein. be können die Brennelemente in einem solchen Schacht aufeigander abgestützt seiu, so daß das Gewicht beider Brennelemente ummittelbar auf den Boden des unteren Gestellteiles übertragen wird. Man kann aber auch zwischen den Hüllen eine mehrere Hüllen umfassende gemeinsame Mischkammer anordnen. Dies ist ein gemeinsauer Zwischenraum zwischen den Hüllen der oberen und der unteren Ebene, der über den ganzen Querschnitt der beiden Gestellteile reicht, so daß sich ein Ausgleich der Kühlmittelströmung und damit der Erwärmung über die einzelnen Hüllen der Gestellteile einstellen kann.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnung einige Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei zeigen die Fig. 1 und 2 vertikal verlaufende Längsschnitte durch Lagergestelle nach der Erfindung, während die Fig 3, 4 und 5 Ausschnitte aus solchen Lagergestellen und, die jeweils eine Brennelementposi@@@@ in Se@@enan@@cht und Draufsicht zeigen.
Zur lagerung von verbrauchten Brennelementen von Leichtwasserreaktoren ist in einem Kernkraftwerk oder in einem Entsorgungs@en@@um ein Dagerbecken 1 vorgesehen, dessen Betonwäche mit 2 bezeichnet sind, Das Becken ist mit Waszer g@fullt das als K@@@@@ttel und Abschirmung dient.
Es ent@ält ei Lagergeste@@@, das aus übereinander liegenden Gestellteilen 5 und 6 zusdammengesetzt ist.
Die Gestellteile 6 gehören zu einet unteren Ebene 8, die unter denen der oberen Ebene 9 liegen. Sie sitzen mit einer Bodenplatte 10 uf einer Abstützung 11, die ihrerseits über Ebene l) auf dem Boden 13 des Lagerbeckens 1 ruht. In den internen Lagergestellen sind HUllen 15 aus neutronenabsorbierendem Material, zum Beispiel Borstahl angeordne. In diesen stehen die nicht gezeichneten Brennelemente.
Am oberen Ende der Gestellteile 6 ist eine Stahlleiste 17 mit der aus der Figui ersichtlichen L-Profil angebracht. Die Leiste 17 kann Teil eines oberen Gitters 18 sein, das Ausnehmungen entsprechend den durch die Hitllen 15 vorgegebenen Brennelementpositionen besitzt. Das Gitter 18 hildet zusammen mit einer seitlichen Abstützung 19 eine Ausnehmung 20 am Rand des quadratischen Querschnittes der Gestellteile 5, 6, die ringförmig den Querschnitt einschließt.
Die Ausnehmung 20 der Stahlleis-te 17 nimmt bei der Stapelung der oberen Gestellteile 5 einen ringförmigen Rahmenkörper 22 auf, der mit einer Bodenplatte 23 der Gestellteile 5 verbunden ist. An der Bodenplatte 23 sind weitere Hüllen 24 aus neutronenabsorbierendem Material, vorzugsweise Boistahl, befestigt, die den Brennelementpositionen in dem oberen Lagergestell 5 zugeordnet sind. Die hüllen 24 sind am oberen Ende der Gestellteile 5 mit eine Gitterplatte 25 festgelegt. Zum leichteren einführen des als Vorsprung wirkenden Rahmenkörpers 22 ist eine Abschrägung 26 vorteilha.ft.
Wie die Fig. 1 zeigt, bilden die Hüllen 15 und 24 der itbereinander gestapelten Gestellteile 5 und 6 geschlossene Schächte, die jeweils einer Brennelementposition zllgeordnet sind. Deshalb kann sich eine starke KUhlmittelströmung über beide Ebenen 8, 9 einstellen, wenn das Wasser in den Schächten von darin eingesetzten verbrauchten Brennelementen erwärmt wird Beim AusfUhrlxagabeispiel nach Fig. 2 ist die Bodenplatte 23' dcr oberen Gestellteile 51 um einen Abstand A über der oberen (;itterplatte 18' der unteren Gestellteile angeordnet. Dadurch entsteht eine Mischkammer 27, in die alle EIdl:Len 15' des unteren Gestellteils 6' münden, und von der alle Hüllen 24' des oberen Gestellteils 5t ausgehen. in der Kammer 27 kann sich das aus dem unteren Gestellteil 6' austretende, von darin befindlichen Brennelementen gegebenenfalls unterschiedlich erwärmte Wasser so mischen, daß es mit annähernd gleichmäßiger Temperatur in den oberen Gestellteil 5' eintritt. Sollten in dem oberen Gestellteil 5' nur einzelne Brennelementpositionen besetzt sein, so kann sich in diesen durch weitere Erwärmung dennoch eine stärkere KUhlmittelströmung einstellen.
in Fig. 3 ist zu sehen, daß auf einem Brennelement 30 im unteren Gestellteil 6 unmittelbar ein gleiches Brennelement 31 aufsitzt, das im oberen Gestellteil 5 angeordnet ist. Mithin wird das Gewicht der beiden Brennelemente direkt auf die Bodenplatte 11 des unteren Gestellteiles 6 übertragen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sitzt das obere Brennelement 31 auf einer Zwischenplatte 33, die an der unteren Gitterplatte 23 des oberen Gestellteils 5 abgestützt ist. Man erreicht dadurch eine Vergleichmäßigung der Gewichtsbeanspruchung, da das gesamte Gewicht des oberen Gestellteils 5 mit den darin enthaltenen Brennelementen auf das untere Gestellteil 6 übertragen wird.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 wird das Gewicht eines oberen Brennelements 31 von einem besonderen Einsatzkörper 35 aufgenommen. Der Einsatzkörper 35 besitzt schwenkbar gelagerte Stützriegel 36, so daß er nach dem Herausnehmen des Brennelementes 31 ausgebaut werden kann. Zu diesem Zweck kann man mit einem Haken in eine Öse 38 greifen. Beim Herausheben werden die Stützriegel 36 in die vertikale Lage geklappt. Danach ist ein Zugriff zu dem Brennelement 30 im unteren Gestellteil 6 gegeben, so daß dieses Brennelement ohne Ausbau des oberen Gestellteiles 5 herausgenommen werden kann.
Durch das Ineinandergreifen der Gestellteile 5, 6 ist für beide Gestellteile eine große Festigkeit gegen seitliche Kräfte gegeben, so daß zusammen mit den seitlichen Abstützungen 19 auch Erdbebenkräfte aufgenommen werden können.
6 Patentansprüche 5 Figuren

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Lagergestell für fängliche Brennelemente, insbesondere von Leichtwasser-Kernreaktoren, in dem die Brennelemente in Gestellteilen stehend in zwei Ebenen übereinander @ngeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß ein Gestellteil (5) der oberen Ebene und ein Gestellteil (6) der unteren Ebene mit am Rand des Querschnitts der Gestellteile (5, 6) liegenden, ineinander passenden Versprüngen (22) und Ausnehmungen (20) versehen sind, mit denen die Gestellteile !5,6) aneinander abgestUtzt sind.
2. Lagergestell nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c ti ne t, daß die Vorsprünge (22) und Ausnehmungen (20) einen uin den Rand des Uuerschnitts verlaufenden Ring hilden.
3. Lagergentell nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e 1 e h n e t, daß die Vorsprünge (22) und/oder Ausnehmungen (20) trichterähnliche Abschrä gungen (26) aufweisen.
4. Lagergestell nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Brennelementpositionen mit Hüllen aus insbesondere stark neutrenenabsprbierendem Material umschlossen sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Hüllen (15, 24) zweier übereinander Liegender Gestellteile (s,6) zu einem durchgehenden Kaminschacht verbunder sind (Fig. 1).
5. Lagergestell nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Brennelemente (30,31) Ir item Schacht aufeinander abgestützt sind (Fig. 3).
6. Lagergestell nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Brennelementpositionen mit Hüllen aus insbesondere stark dentronenabserbierendem Material umschlossen sind, d a d 1. r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen den Hüllen (15', 24'! zweier übereinander liegender Gestelltele (5', 6') eine mehreren Hüllen gemeinsame Mischkammer (27) liegt.