DE3212051C2

DE3212051C2 - Gestell zum Lagern nuklearer Brennelemente

Info

Publication number: DE3212051C2
Application number: DE3212051A
Authority: DE
Inventors: Ernst 8408 Winterthur Bosshard
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1982-04-01
Filing date: 1982-04-01
Publication date: 1984-03-15
Also published as: DE3212051A1

Abstract

Das Gestell besteht aus einem Bodenstück (15) und mehreren Vierkantrohren (10), die - wie einseitig eingespannte Biegeträger - mit ihrem einen Ende am Bodenstück durch Schweißen befestigt sind. Das Bodenstück (15) besteht aus mehreren sich kreuzenden, ineinander gesteckten und miteinander verschweißten Metallbändern (2, 5). Die beiden Hauptausdehnungsrichtungen (x, y) der Metallbänder (5, 2) verlaufen parallel zu den Wänden der Vierkantrohre (10). Die in der einen Richtung (y) verlaufenden Metallbänder (2) sind etwa bündig zu zwei einander parallelen Wänden der Vier kant rohre (10). Hierdurch wird es möglich, den Materialaufwand und die Fertigungskosten für das Gestell wesentlich zu verringern.

Description

Die Erfindung hat ein Gestell zum Lagern nuklearer Brennelemente nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Gegenstand.

Es ist ein solches Gestell aus den DE-OS 28 26 962 und 29 21 482 bekannt, bei dem das Bodenstück aus einer durch vertikale Rippen versteiften Bodenplatte besteht, die auf ihrer Oberseite spanabhebend bearbeitet ist. Die Vierkantrohre sind auf der Bodenplatte mittels Schrauben befestigt, die sich durch am unteren Ende der Vierkantrohre befindliche Flansche erstrekken. Dieses bekannte Gestell hat zwar den Vorteil, daß die Vierkantrohre einzeln auf der Bodenplatte montiert und wenn nötig auch einzeln entfernt werden können; es ist jedoch verhältnismäßig kompliziert und in der Fertigung — auch hinsichtlich der Flansche an den Vierkantrohren — aufwendig. Insbesondere sind zur Fertigung der Bodenplatten große Bearbeitungsmaschinen nötig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das aus den DE-OS 26 962 und 29 21 482 bekannte Gestell so abzuändern, daß zur Fertigung der Bodenplatte keine großen Bearbeitiingsmaschinen nötig sind und daß die Vierkantrohre keine Flansche für die Befestigung an der Bodenplatte aufweisen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst Hierdurch ergibt sich eine kostengünstigere Herstellung des Gestells, da eine Bearbeitung der Bodenplatte auf großen Maschinen entfällt. Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich dadurch, daß wegen dec Fehlens der Flansche an den Vierkantrohren erhebliche Einsparungen an teurem Material möglich sind.

Aus der DE-OS 28 35 392 ist ein Lagergestell bekannt das aus mehreren, sich kreuzenden und

ίο ineinandergesteckten Metallbändern besteht wobei jedoch keine besonderen Vierkantrohre vorgesehen sind.

Durch das Merkmal nach Anspruch 2 werden auf einfachste Art Vertikalabstützungen für die in den Vierkantrohren einzulagernden Brennelemente geschaffen, wobei gleichzeitig das Bodenstück versteift wird.

Durch die Anordnung der Vierkantrohre gemäß Anspruch 3 lassen sich diese durch Schweißen mit dem Bodenstück verbinden, weil eine gute Zugänglichkeit zu den Schweißstellen am Gestell erreicht wird.

Die Gestaltung gemäß Anspruch 4 erlaubt es, die Vierkantrohre zunächst ohne neutronenabsorbierende Platten mit dem Bodenstück zu verschweißen und anschließend die genannten Platten an den Vierkantrohren anzubringen. Damit ist man beim Zusammenschweißen der Vierkantrohre und des Bodenstücks freier, indem hierbei keine Rücksicht auf das Material der neutronenabsorbierenden Platten, insbesondere wenn

jo diese aus Kunststoff bestehen, genommen werden muß. Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Gestells, wobei die Höhe der

$> Vierkantrohre übertrieben kurz dargestellt ist,

F i g. 2 einen Horizontalschnitt eines Abschnitts eines Gestells nach F i g. 1 und

Fig.3 in perspektivischer AnsK.ii: einen Abschnitt einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen

•w Gestells, ebenfalls mit verkürzt dargestellten Vierkantrohren.

Gemäß Fig. 1 besteht das Gestell 1 aus einem Bodenstück 15 und mehreren darauf durch Schweißen befestigten Vierkantrohren 10 zur λυίηαίιπιε von Brennelementen. Das Bodenstück 15 weist eine Reihe von in vertikalen Ebenen mit dem Abstand A parallel verlaufenden Längsbändern 2 aus Metall auf. deren Hauptausdehnungsrichtung in Fig.2 mit y bezeichnet ist. In die Längsbänder 2 sind von unten her mit

5i) gleichmäßiger Teilung A'Einschnitte 3 angebracht. Mit den Längsbändern 2 kreuzt sich eine Reihe von Querbändern 5 aus Metall (Hauptausdehnungsrichtung χ in Fi g. 2), die in Vertikalebenen verlaufen, deren gegenseitiger Abstand der Teilung A' entspricht. Die

v> Querbänder 5 weisen von deren Oberkante ausgehende Einschnitte 6 auf, deren Teilung dem Abstand A entspricht. In die Einschnitte 6 der Querbänder 5 sind die Einschnitte 3 der Längsbänder 2 so eingesteckt, daß die Unterkanten der Längsbänder und der Querbänder

fco 5 in derselben Horizontalebene liegen. Da die Querbänder 5 nur knapp halb so breit sind wie die Längsbänder 2, liegen die Oberkanten der Längsbänder auf anderer Höhe als die der Querbänder. Längs- und Querbänder sind durch vertikal verlaufende Schwciß-

*5 nähte 4 miteinander verbunden.

Durch diese Anordnung der Längsbänder 2 und der Querbänder 5 ergibt sich ein Bodenstück 15 in Form eines Gitters mit quadratischem Muster, d;i die

Abstände .4 und Λ'gleich sind.

Auf dem so gebildeten Bodenstück 15 sind — gegenüber den Querbändern 5 um die halbe Teilung A' versetzt und analog zur Anordnung der schwarzen Felder eines Schachbrettes — quadratische Vierkantrohre 10 mit abgerundeten Kanten angeordnet, wobei also den weißen Schachbrettfeldern entsprechend von Vierkantrohren freie Plätze entstehen. Durch die Versetzung verlaufen die Querbänder 5 in Ebenen E (F i g. 2). in denen sich die Längsachsen der Vierkantrohre 10 erstrecken. Die Lichtweite B'der freien Plätze ist gleich der Lichtweite B der Vierkantrohre 10. Die Höhe der Vierkantrohre 10 mißt in Wirklichkeit z.B. das Zwanzigfache des Abstandes A.

An den unteren Enden der Vierkantrohre 10 sind jeweils auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten — F i g. 1 die mit den Längsbändern 2 zusammenfallenden Seiten — rechteckige Partien der Rohrwände durch Anfräsen entfernt worden, so daß an jedem Vierkantrohr zwei horizontale Fräsflächen 16 und vier vertikale Fräsflächen 18 entstehen. Die Fräsiiefe ist dabei so gewählt worden, daß die zwischen jewuls zwei vertikalen Fräsflächen 18 verbleibenden rechteckigen Wandlappen 11 von der Höhe //gerade zwischen zwei Längsbänder 2 passen. Die Vierkantrohre 10 sind durch Kehlnähte längs den Fräsflächen 16 und 18 an den Längsbändern 2 angeschweißt Wie Fig.2 zeigt, sind jeweils zwei einander parallele Wände eines Vierkantrohres 10 etwa bündig mit zwei Längsbändern 2.

Auf den Außenseiten der Vierkantrohre 10 sind über den größten Teil ihrer Höhe, jedoch außerhalb des Bereiches des Bodenstückes 15, Platten 12 (Fig.2) aus einem Neutronen stark absorbierenden Material angebracht, z. B. aus borhaltigem Aluminium oder geeigneten Kunststoffen. Die Platten 12 sind außen von einem dünne« Schutzblech 14 umspannt, das ringsherum dicht mit dem Vierkantrohr verschweißt sein kann oder aber auch Durchtrittsöffnungen für eine Kühlflüssigkeit aufweisen kann.

Die beschriebene Konstruktion hat den Vorteil, daß mit einem Minimum an Schweißarbeit und wenig Material ein sehr starres Bodenstück 15 entsteht, in dem die durch Anfräsungen erzeugten Wandlappen 11 der Vierkantrohre 10 steife Verbindungselemente für die Längsbänder 2 bilden. Zur Steifheit dieser Verbindungselemente trägt auch noch ein Teil der oberhalb der rechteckigen Wandlappen 11 befindlichen Wandpartie der Vierkantrohre bei.

Durch den Versatz der Wandlappen 11 der Vierkantrohre 10 um die halbe Teilung A' gegenüber

ίο den Querbändern 5 wird erreicht, daß im Zickzack und parallel zu den Längsbändern 2 verlaufende Gassen für die Kühlmittelzufuhr zu den unteren Enden der Vierkantrohre und zu den zwischen den Vierkantrohren befindlichen Lagerplätzen freibleiben. Da sich die Brennelemente lediglich mit einem an ihrem unteren Ende vorstehenden zentralen Stummel auf den Querbändern 5 abstützen, bleibt seitlich neben diesem Stummel genug freier Querschnitt für das die Querbänder 5 überströmende Kühlmittel.

Beim Ausführungsbeispiel nach Γ i g. 3 sind im Bodenstück 15 zusätzlich zu den QuerbSnriern 5. jedoch gegenüber diesen um die halbe Teilung A' versetzt, in Vertikalebenen verlaufende Oberbänder 20 vorgesehen, die von der Unterkante ausgehende Einschnitte 19 aufweisen. Die Längsbänder 2 weisen dazu passende, von der Oberkante ausgehende Einschnitte 21 auf. Die in die Längsbänder 2 gesteckten Oberbänder 20 sind über Vertikalnähte 28 mit den Längsbändern verschweißt Die Längsbänder 2 und die Oberbänder 20

5« weisen im Bereich ihrer Oberkanten schräge Anfräsungen 20 auf, um in diesem Bereich die Dicke dieser Bänder an die Wanddicke der Vierkantrohre anzugleichen. Die in diesem Fall unten gerade abgeschnittene Vierkantrohre 10 sind über die Länge der Anfräsungen

η 22 an den Längsbändern 2 und den Oberbändern 20 angeschweißt.

Verglichen mit dem Ausführungsbeispiel nach F i g. I hat das Gestell nach Fig.3 den Vorteil, daß ζά den Vierkantrohren weniger Fräsarbeiten ausgeführt wer-

4i! den müssen. Dieser Vorteil wird allerdings mit vermehrter Schweißarbeit erkauft.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gestell zum Lagern nuklearer Brennelemente, mit einem Bodenstück (15) und mehreren Vierkantrohren (tO), die — wie einseitig eingespannte Biegeträger — mit ihrem einen Ende am Bodenstück befestigt sind und die neutronenabsorbierende Platten (12) tragen, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenstück (15) aus mehreren sich kreuzenden, ineinander gesteckten und miteinander verschweißten Metallbändern (2, 5) besteht, wobei die beiden Hauptausdehnungsrichtungen (x, y) der Metallbänder (5, 2) parallel zu den Wänden der Vierkantrohre (10) verlaufen und mindestens die in der einen Richtung (y) verlaufenden Metallbänder (2) etwa bündig zu zwei einander parallelen Wänden der Vierkantrohre (10) sind.

2. Gestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichr net, daß die in der anderen Richtung (ty verlaufenden Metallbänder (5) in Ebenen (E) angeordnet sind, in denen sich die Längsachsen der Vierkantrohre (10) erstrecken.

3. Gestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vierkantrohre (10) in an sich bekannter Weise — entsprechend der Verteilung der schwarzen Felder eines Schachbrettes — angeordnet sind und mit gegenseitigem Abstand so auf dem Bodenstück (15) angeschweißt sind, daß im Bereich der von Vierkantrohren (10) freien Felder die Lichtwei«^· (inzwischen benachbarten Vierkantrohren — auf der Höhe der iteutronenabsorbierenden Platten (12) gemessen — gleich groß oder um einen Toleranzbetrag von hoch:--en 5 mm größer ist als die Lichtweite (B)der Vierkantrohre (10).

4. Gestell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die neutronenabsorbierenden Platten (12) jeweils, Vierkantrohr-Systeme bildend, auf den vier Außenseiten der Vierkantrohre (10) angeordnet und vorzugsweise mit einem Schutzblech (14) überzogen sind.