DE3202238A1

DE3202238A1 - "brennelementbuendel fuer einen kernreaktor"

Info

Publication number: DE3202238A1
Application number: DE19823202238
Authority: DE
Inventors: Olov Dipl.-Ing. 72017 Västerås Nylund
Original assignee: ASEA Atom AB
Current assignee: Westinghouse Electric Sweden AB
Priority date: 1981-02-03
Filing date: 1982-01-25
Publication date: 1982-09-09
Also published as: US4489038A; JPS57147085A; SE425272B; DE3202238C2; SE8100778L; JPH0348475B2

Description

Brennelementbündel für einen Kernreaktor

Zu einem Brennelementbündel für einen Kernreaktor gehört in der Regel ein mehrere Meter langer rohrförmiger Behälter. Der Querschnitt des Behälters kann beispielsweise kreisförmig oder quadratisch sein, und der Behälter enthält eine große Anzahl von ebenfalls langen, rohrförmigen Brennstäben, die parallel zueinander in einem bestimmten in der Regel symmetrischen Muster angeordnet sind. Die Brennstäbe werden in dieser Lage mittels mehrerer Distanzelemente, sogenannter Abstandshalter, fixiert, die nach Art des in der DE-PS 1 539 651 beschriebenen Abstandshalters ausgebildet sein können. Die Abstandshalter sind in gleichmäßigen Abständen in Längsrichtung des Brennstabbündels angeordnet. Sie werden längs des vertikal aufgestellten Bündels durch eine gewisse Eigenfederung gegenüber den einzelnen Brennstäben an ihrem Platz gehalten. Allerdings läßt die Federkraft der Abstandshalterfedern aufgrund der Neutronenbestrahlung nach und hat nach einigen Jahren nur noch einen Bruchteil der ursprünglichen Größe. Dabei kann es vorkommen, daß die Abstandshalter unter dem Einfluß der Strömung nach oben verschoben werden oder durch ihr Gewicht nach unten rutschen und längere Strecken des Bündels also gar nicht gestützt werden. Um dies zu vermeiden und um die Abstandshalter in senkrechter Richtung zu fixieren, hat man parallel zu den Brennstäben besondere Abstandshalterstäbe angeordnet. Jeder Abstandshalterstab ist in bestimmten Abständen längs der stäbe mit geprägten Anschlägen versehen, an welchen sich die einzelnen Abstandshalter abstützen. Hierdurch werden die Abstandshalter in ihrer gewünschten Lage gehalten und daran gehindert,

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sich in Längsrichtung der Brennstäbe zu verschieben. Eine andere Möglichkeit, die Abstände zwischen den Abstandshaltern zu fixieren, besteht darin, daß man zwischen ihnen Zwischenhülsen einsetzt, wobei die Zwischenhülsen die Steuerstabrohre umschließen« Eine weitere bekannte Möglichkeit besteht darin, daß man die Abstandshalter an der umgebenden Wand des Brennelementbündels fixiert. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß es nicht möglich ist, das Brennstabbündel zusammen mit den darauf sitzenden Abstandshaltern bei einer Brennstofferneuerung im Ganzen aus dem Behälter des Brennelementbündels herauszuziehen.

Ein besonderer Nachteil der Lösung, die mit besonderen massiven Abstandshalterstäben mit ausgeprägten Anschlagsvorsprüngen arbeitet, besteht darin, daß diese Stäbe Platz in dem für die Brennstäbe vorgesehenen Raum benötigen, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Reaktors verschlechtert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brennelementbündel der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei welchem die oben genannten Nachteile der bekannten Brennelemdntbündel beseitigt sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Brennelementbündel nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Das Brennelement gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß der als Befestigungsstab dienende Brennstab wie ein Schlüssel für das Brennstabbündel wirkt« Die Abstandshalter können, wenn sie zusammen mit dem Brennstabbündel in den Behälter des Brennelementbündels eingeschoben werden, dadurch an diesem befestigt werden, daß der genannte Brennstab eingeführt wird, während

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während sie durch Herausziehen des genannten Brennstabes aus dem Bündel wieder freigegeben werden, wonach die ganzen Brennstabbündel zwecks Wartung wieder aus dem Behälter des Brennelementbündels herausgezogen werden können« Gemäß der Erfindung; werden also alle Abstandshalterstäbe durch Brennstäbe ersetzt, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Kernreaktors verbessert wird.

Die genannte zweite Befestigungsvorrichtung, die zu einem Abstandshalter gehört, kann auf einfache Weise beweglich gemacht werden, indem man sie an der Außenwand des Abstandshalter anbringt, die federnd gegen einen der Stäbe im Bündel gedrückt wird. Wenn dieser Stab in das Bündel eingeführt wird, drückt er die Feder mit der zugehörigen zweiten Befestigungsvorrichtung zur Seite. Befindet sich das Brennstabbündel in dem Brennelementbündelbehälter, so genügt diese seitliche Verschiebung der zweiten Befestigungsvorrichtung, um sie mit einer entsprechenden ersten Befestigungsvorrichtung an der Innenwand des Behälters in Eingriff zu bringen.

Normalerweise ist es vorteilhaft, die Befestigungsvorrichtungen in den Ecken des Brennelementbündels zu plazieren, wo die Verformung des Brennelementbehälters am geringsten ist. 25

Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Figur 1 eine Zelle eines Abstandshalters und die angrenzende Brennelementbündelwand im Schnitt längs der

Linie II - II in Figur 4,

Figur 2 dieselbe Darstellung wie Figur 1., jedoch mit einem in die Abstandshalterzelle eingeführten Brennstab, Figur 3 einen horizontalen Schnitt längs der Linie III-III in Figur 1,

Figur 4 einen Schnitt längs der Linie IV - IV in Figur 2,

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In Figur 1 bezeichnet 1 die Brennelementbündelwand und 2 einen Teil eines Abstandshalters. Dieser Teil 2 entspricht im wesentlichen einer sogenannten Abstandshalterzelle, die normalerweise einen Brennstab umschließt und stützt. Die Abstandshalterzelle hat einen oberen Rahmen 3 und einen unteren Rahmen 4, die mit der federnd ausgebildeten Außenwand 5 des Abstandshalters verbunden sind. In der Mitte dieser Wand ist ein Anschlag 6 angebracht, welcher der genannten zweiten Befestigungsvorrichtung entspricht. In die Wand des Brennelementbündels sind außerdem Anschläge 7 geprägt. In Figur 1 ist "kein Brennstab in die betreffende Zelle eingesetzt, d.h. der Schlüssel ist im Schloß nicht gedreht worden. Dies bedeutet, daß der Abstandshalter aus dem Brennelementbündel herausgezogen werden kann, ohne daß der Anschlag 6 gegen einen der Anschläge 7 schlägt.

In Figur 2 ist ein Befestigungs- oder Brennstab 8 in die Zelle eingeführt worden, welcher die federnd ausgebildete Wand 5 zur Seite gedrückt hat. Dies hat zur Folge, daß der Anschlag 6 so nahe an der Brennelementbündelwand 1 liegt, daß die Zelle weder nach oben noch nach unten bewegt werden kann, ohne daß der Anschlag 6 gegen einen der Anschläge 7 schlägt, d.h. der Schlüssel ist im Schloß gedreht worden.

Figur 3 zeigt einen Horizontalschnitt durch einen der geprägten Anschläge 7.

Figur 4 zeigt einen Horizontalschnitt durch eine Ecke des Brennelementbündels mit der Wand 1. 2 bezeichnet den Teil des Abstandshalters, der im wesentlichen der Abstandshalterzelle entspricht, die den Brennstab 8 umfaßt. Im übrigen werden dieselben Bezugszeichen wie in Figur 2 benutzt.

Wie bereits erwähnt, ist das Brennelementbündel ziemlich lang, was bedeutet, daß eine große Anzahl von Abstandshaltern direkt übereinander, alle mit ihrer individuellen Befestigungsvorrichtung relativ zum Brennelementbündel angeordnet werden. Die Befestigungsvorrichtungen, die beispielsweise in derselben Ecke des Brennelementbündels liegen, werden alle von dem

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Stab betätigt, der in diese Ecke eingeschoben wird. Wenn das Brennstabbündel in verschiedene Teile eingeteilt ist, von denen jeder mit individuellen Abstandshaltern versehen ist, dann müssen diese durch Einführung eines entsprechenden Befestigungsstabes separat an der Brennelementwand oder an einer Zwischenwand im Brennelementbündel befestigt werden.

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Brennelementbündel für einen Kernreaktor mit einem in das Brennelementbündel einschiebbaren Bündel langgestreckter Brennstäbe, die von längs des Bündels angeordneten, aus Zellen (2) aufgebauten Abstandshaltern zusammengehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Brennstabbündel gerichtete Wand (1) des Brennelementbündels mit mehreren in Längsrichtung der Wand (1) angeordneten ersten Befestigungsvorrichtungen (7) versehen ist, daß jeder Abstandshalter mit einer an einer zugehörigen 'Zelle (2) angeordneten zweiten Befestigungsvorrichtung (6) versehen ist, die in in das Brennelementbündel eingeschobener Stellung des Brennstabbündels dadurch in Eingriff mit einer entsprechenden ersten Befestigungsvorrichtung (7) bringbar ist, daß in die Abstandshalterzelle (2) ein auf die zweite Befestigungsvorrichtung (6) wirkender Befestigungsstab (8), bei dem es sich um einen Brennstab handelt, eingeführt wird.

Brennelementbündel für einen Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle (2) des Abstandshalters eine bewegliche, federnd ausgebildete Wand hat, an der die zweite Befestigungsvorrichtung (6) angeordnet ist, und daß diese Wand beim Einführen eines Brennstabes in die Zelle (2) derart in Richtung auf die Brennelementbündelwand (1) bewegt wird, daß die zweite Befestigungsvorrichtung (6j mit der entsprechenden ersten Befestigungsvorrichtung (7) in Eingriff gelangt.

Brennelementbündel für einen Kernreaktor nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtungen (6, 7) in den Ecken des Brennelementbündels angeordnet sind.