DE3038379A1

DE3038379A1 - Stuetzgitter fuer einen reaktorkern

Info

Publication number: DE3038379A1
Application number: DE19803038379
Authority: DE
Inventors: Graham Kirkham Preston Nicholson
Original assignee: British Nuclear Fuels Ltd
Current assignee: British Nuclear Fuels Ltd
Priority date: 1979-10-17
Filing date: 1980-10-10
Publication date: 1981-04-30
Also published as: DE3038379C2; NL8005646A; IT1130534B; ES297050Y; ES297050U; IT8068584A0; JPS5664685A; US4351795A; JPH0345355B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich, auf ein Stützgitter für einen Reaktorkern. Ein solcher Reaktorkern enthält eine Anzahl von Brennstoffstäben, welche mit ihren Längsachsen parallel zueinander in einem Bündel angeordnet sind. Zwischen dem oberen und dem unteren Ende eines solchen Reaktorkerns ist ein oder sind mehrere Stützgitter angeordnet, um die Brennstoffstäbe in der richtigen Stellung relativ zueinander zu halten.. Ein. Beispiel für ein derartiges Stützgitter ist in der GB-PS 1 186 518 beschrieben.

Die Erfindung schafft ein Stützgitter der genannten Art, welches eine erhöhte Festigkeit aufweist und daher die Brennstoffstäbe sicherer zu halten vermag.

Gemäß der Erfindung weist ein solches Stützgitter Gruppen von im wesentlichen parallel angeordneten, einander zur Bildung einws Zellengefüges überkreuzende Streifen auf, wobei an wenigstens einigen Kreuzungspunkten jeweils ein Streifen an mehr als einer Stelle formschlüssig mit einem anderen Streifen verbunden ist.

Die Streifen, einer Gruppe weisen in ihrer Längserstrekkung Kröpfungen auf, während die Streifen einer anderen Gruppe mit den Kröpfungen in Eingriff bringbare Schlitze haben.

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Vorzugsweise sind die Streifen der einen Gruppe an einzelnen Stellen ihrer LängserStreckung parallel zu ihrer Längsachse geschlitzt, so daß an diesen Stellen einander entgegengesetzte !Kröpfungen geformt werden können,,

Bei diesen Streifen der einen Gruppe sind die jeweils auf gleicher Höhe liegenden Kröpfungen einander benachbarter Streifen vorzugsweise aufeinander zu gerichtet<,

Das Stützgitter ist entlang seinem Umfang vorzugsweise durch ein Rahmenband begrenzt, welches mit ein Rinnenprofil aufweisenden Kröpfungen für die Abstützung an einem Kernmantel versehen ist»

Das Rahmenband ist vorzugsweise aus vier untereinander gleichen, zu einem Rechteck angeordneten Rahmenteilen zusammengesetzt. Die Rahmenteile sind etwa L-förmig, wobei ihre beiden Schenkel jeweils gleich lang sein können.

Im folgenden sind zwei Ausfühxungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine Draufsicht auf ein Stützgitter für einen

Reaktorkern,
Fig. 2a eine Draufsicht auf einen für das Gitter nach Fig. 1 verwendeten Streifen,

Fig. 2b eine Seitenansicht des Streifens nach Fig. 2a, Fig. 3 eine Seitenansicht eines anderen Streifens,

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Fig. 4 eine Seitenansicht noch eines anderen Streifens, Fig. 5 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie V-V

in Fig. 1,
Fig. 6 eine Teil-Schrägansicht des Gitters nach Fig. 1

und
Fig. 7 eine Fig. 6 entsprechende Ansicht einer anderen Ausführungsform.

In Fig. 1 erkennt man ein im wesentlichen quadratisches Stützgitter mit einem entlang dem Umfang verlaufenden, aus vier gleichen Rahmenteilen 1 zusammengesetzten Rahmenband. Die Rahmenteile 1 sind jeweils L-förmig und an ihrem längeren Schenkel mit dem kürzeren Schenkel des jeweils nächsten Rahmenteils verschweißt. Nahe den Enden der längeren Schenkel ist jeweils ein Rinnenprofil 2 zu im folgenden erläuterten Zwecken geformt. Nahe den Rinnenprofilen 2 hat jedes Rahmenteil auswärts hervorstehende Kröpfungen 5» welche der seitlichen Abstützung des Reaktorkerns dienen. Die Rahmenteile Ί sind mit ihrer Kante dem Kühlmittelstrom zugewandt und aus einer für die Verwendung in einem wassergekühlten Reaktor geeigneten, unter dem Hamen Zircalloy bekannten Zirkonlegierung gefertigt. Diese Legierung hat nur eine sehr geringe Duktilität, so daß die einfache Form der L-förmigen Rahmenteile ihre Fertigung erleichtert.

Zwischen den Rahmenteilen sind Gruppen von im wesentlichen parallelen Streifen 5₅ 6, 7 angeordnet. Die Streifen

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sind ebenfalls aus der Legierung Zircalloy und so angeordnet , daß die Streifen 6 und 7 im wesentlichen rechtwinklig zu den Streifen 5 verlaufen» Die Streifen bilden zusammen ein zellenartiges Gitter, durch welches Brennstoffstäbe 9 senkrecht hindurch verlaufen. Die Brennstoffstäbe sind durch die Streifen 5 ^urL<3- im folgenden beschriebene Federn 10 in gegenseitigem Abstand gehalten.

In Fig. 2 ist ein einzelner Streifen 5 einer ersten Gruppe dargestellt. Der Streifen 5 ist mit seiner Kante dem Kühlmittelstrom zugewandt und an den Enden sowie an zwei im mittleren Bereich liegenden Stellen in Längsrichtung geschlitzt. Die geschlitzten Endstücke sind jeweils zu einer Gabel 12 geformt, während an den geschlitzten Stellen des mittleren Bereichs jeweils zwei einander entgegengesetzte Kröpfungen 14, 15 gebildet sind. Die Kröpfungen 14, 15 haben jeweils ein gegenüber der Achse des Streifens auswärts versetztes, ebenes Teil, welches über gekrümmte Schenkel 16 mit dem Streifen verbunden ist. Wie man in Fig. 2a erkennt, haben die Schenkel 16 jeweils eine auswärts hervorstehende Wölbung, mit welcher sie in Anlage am jeweiligen Brennstoff stab 9 kommen (Fig. 1). Die ebenen Teile der Kröpfungen 14, 15 haben jeweils eine Nase 17 für die im folgenden erläuterte Verbindung mit anderen Streifen. Zwischen den Kröpfungen hat der Streifen 5 Schlitze 19 für die Verbindung mit den Streifen 7» Wie man in Fig. erkennt, sind die Kröpfungen 14, 15 eines Streifens 5

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jeweils den komplementären Kröpfungen des benachbarten Streifens 5 zugewandt.

In Fig» 5 ist ein Streifen 6 der zweiten Gruppe dargestellt. Dieser hat an der Ober- und Unterseite jeweils eine Seihe von Schlitzen 19 bzw. 20, welche der Verbindung mit den Kröpfungen 14, 15 der Streifen 5 dienen» Dabei kommt jeweils ein Schlitz 19 mit einer Kröpfung und der ihm zunächst angeordnete Schlitz 20 mit einer Kröpfung 15 in Eingriff. An den Enden hat der Streifen Laschen 21 für die Befestigung am Eahmenband 1»

Ein Streifen 7 der dritten Gruppe ist in Pig. 4 dargestellt. Sr hat entlang seiner Oberkante in gleichmäßigen Abständen hervorstehende Nasen 24 für den Eingriff mit den Schlitzen 19 der Streifen 5· An den Enden weist der Streifen 7 Laschen 21 auf. An der Unterseite des Streifens 7 hervorstehende Laschen 25 dienen der Befestigung der Federn 10.

Eine solche Jeder 10 und ihre Befestigung ist in I¹Ig. 5 dargestellt. Die Feder 10 ist beispielsweise aus der unter der Bezeichnung Inconel hp.Tra-mrhp.Ti Nickellegierung. Die einzelnen Federn 10 sind zwischen den Laschen 25 jeweils eines oberen und eines unteren Streifens 7 festgehalten. Im fertig zusammengebauten Gitter stützt sich jeweils ein Brennstoff stab 9 an. jeder Feder 10 ab (Fig. 1).

Vie man in Fig. 1 und -insbesondere in Fig. 6 erkennt,

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haben die Rahmenteile 1 an jeweils einem Ende eine obere und eine untere, gekrümmte Lasche 27 bzw. 28, mit welcher sie am nächsten Rahmenteil angeschweißt sind. Die Einnenprofile 2 sind aufwärts verlängert und bilden jeweils eine Lasche 29. Die Rahmenteile 1 haben eine obere Reihe von Schlitzen 30, in welche die Streifen 5, 6 und vor dem Verschweißen eingesetzt werden können. Eine untere Reihe von Schlitzen 31 dient der Befestigung einer weiteren Anordnung von Streifen 5* 6 und 7· Die Federn ΊΟ sind, wie man in Pig.■5 erkennt, an den Streifen 7 der oberen und der unteren Anordnung befestigt. Außerdem sind die Brennstoffstäbe durch die Wölbungen an den Streifen 5 der oberen und der unteren Anordnung abgestützt.

Das vorstehend beschriebene Stützgitter wird in folgender Weise zusammengefügt: Die Streifen 7 werden mit ihren Nasen 24- in die Schlitze 19 der Streifen 5 eingesetzt, so daß ein rechteckiges Gitterwerk entsteht. Darauf werden die Streifen 6 flachliegend und parallel zu den Streifen 7 zwischen die Kröpfungen 14- und 15 der Streifen 5 eingeschoben, bis die Schlitze 19» 20 den jeweils zugeordneten Kröpfungen 14 bzw. 15 gegenüberliegen. Darauf werden die Streifen 6 um 90° verdreht, so daß die Schlitze mit den Kröpfungen in Eingriff kommen, wobei die Nasen 17 in den Schlitzen 19 und 20 Aufnahme finden. Das so aus den Streifen geformte Gitter kann nun durch Punktschweißen festgelagt werden.

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Nach, dem Zusammenbau zweier. Gitter können diese an den Rahmenteilen 1 befestigt werden, worauf diese dann in der in der Zeichnung gezeigten Weise miteinander verschweißt werden können. Mir die Befestigung an den Rahmenteilen werden die Laschen 21 an den Enden der Streifen in die jeweiligen Schlitze 30, 31 eingesteckt. Die über die Enden der Streifen 5 verlaufenden Rahmenteile weisen ebenfalls Schlitze für die Aufnahme der gegabekten Endstücke 12 der Streifen auf. Wie man in Pig. 1 erkennt, haben die gegabelten Endstücke 12 bei einigen Streifen 5 verschieden lange Schenkel für die Anpassung an das gekrümmte Profil der Sahmenteile. Die Streifen werden anschließend in die Rahmenteile 1 eingeschweißt.

Die durch Aufwärtsverlängerung der Rinnenprofile 2 geformten Laschen 29 dienen der Führung eines über das Stützgitter aufschiebbaren Reaktorkernmantels.

In Fig. 7 ist eine zweite, der vorstehend Beschriebenen ähnliche Ausführungsform eines Stützgitters gezeigt, bei welcher die entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In dieser Ausführungsform haben die L-förmigen Rahmenteile 1 im wesentlichen gleich lange Schenkel. Dadurch ist das Verschweißen der Rahmenteile erleichtert und eine bessere Schweißverbindung erzielbar. Darüber hinaus ist die Handhabung der

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Rahmenteile erleichtert, da sich die längeren Cchenkel sehr viel besser halten lassen als der sehr kurze Schenkel der ersten Ausführungsform»

Das vorstehend beschriebene Stützgitter hat Dank der Ausbildung der Streifen 6 eine erhöhte festigkeit_s gewährleistet eine sichere Abstützung der Brennstoffstäbe in gegenseitigem Abstand und ist auf äußerst einfache Weise aus Teilen zusammensetzbar, welche sich, obgleich sie aus Zircalloy gefertigt sind, ohne Schwierigkeit formpressen lassen.

Ende der Beschreibung

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Leerseite

Claims

DR. BERG DJPL.-ING. GTAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

Postfach 860245 · 8000 München 86

Anwaltsakte 51 195 10. Oktober 198O

British Nuclear Fuels Limited Risley / Großbritannien

Stützgitter für einen Reaktorkern

P_a_t_e_n_t_a_n_s_2_r_ü_c_h_e

r\J Stützgitter für einen Reaktorkern, gekennzeichnet durch Gruppen von im wesentlichen parallel angeordneten, einander zur Bildung eines Zellengefüges überkreuzenden Streifen (5, 6, 7)i wobei an wenigstens einigen Kreuzungsstellen jeweils

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β (089)988272 Telegramme: 988273 BERGSTAPFPATENT München 988274 TELEX: 983310
* 0524560 BERG d

Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code. HYPO DE MM Bayet Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270) Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

ein Streifen an mehr als einer Stelle formschlüssig mit einem anderen Streifen verbunden ist.
2. Stützgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (5) einer Gruppe in Längsrichtung gekröpft sind.
3· Stützgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (6) einer anderen Gruppe mit den Kröpfungen in Eingriff bringbare Schlitze aufweisen.
4. Stützgitter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (5) der einen Gruppe an einzelnen Stellen ihrer Längserstreckung parallel zu ihrer Längsachse geschlitzt sind und daß an den betreffenden Stellen einander entgegengesetzte Kröpfungen (14, 15) geformt sind.
5· Stützgitter nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die auf gleicher Höhe liegenden Kröpfungen (14, 15) einander benachbarter Streifen (5) aufeinander zu gerichtet sind.
6. - Stützgitter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennz e i chnet, daß es entlang seinem Umfang durch ein Rahmenband (1) begrenzt ist, welches mit ein Rinnenprofil aufweisenden Kröpfungen (20) für die Abstützung an einem Kernmantel versehen ist.

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7- Stützgitter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenband aus vier untereinander gleichen, zu einem Rechteck angeordneten Teilen (11) zusammengesetzt ist.
8. Stützgitter nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (11) des Kahmenbands im wesentlichen L-förmig sind»
9- Stützgitter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel der L-Form gleich lang sind.
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