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Einrichtung zum Lagern bestrahlter Kernreaktor-
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brennelemente Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Lagern bestrahlter
Kernreaktorbrennelemente mit einer Bodenplatte, die Positionierdurchführungen für
die Kernreaktorbrennelemente aufweist, und mit zur Aufnahme jeweils eines KernreaktorDreenelementes
bestimmten Hülsen, deren Längsachsen mit der Bodenplatte einen rechten Winkel bilden,
die an einem Unterende über Flansche an der Bodenplatte angebracht sind und die
am Oberende mit benachbarten Hülsen verbunden sind.
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Eine derartige Einrichtung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
27 53 468 bekannt. Die Hülsen dieser bF kannten Einrichtung bestehen aus Blech.
Sie sind an den Oberenden über dort angeformte Verbindungsteile miteinander verschweißt
und mit den Flanschen in ihren Unterenden mit der Bodenplatte verschraubt. Außen
auf den Hülsen sind Bleche aus einem wasserfesten, Neutronen absorbierendem Material,
z.B. aus Borstahl, befestigt.
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Sie befinden sich damit im vom Kühlwasser durchströmten Zwischenraum
zwischen jeweils benachbarten Hülsen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Einrichtung
weiterzubilden und nicht nur den erforderlichen Platzbedarf zu verringern, sondern
auch die Montage der Einrichtung zu vereinfachen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Einrichtung der eingangs erwähnten
Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen aus Neutronen absorbierendem
Stahl, vorzugsweise Borstahl, bestehen und an den Oberenden mit Abstandskörpern
verschraubt sind, die sich jeweils zwischen benachbarten Hülsen befinden.
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Da die Hülsen selbst bereits aus Neutronen absorbierendem Stahl bestehen,
brauchen sich auf ihren Außenseiten keine zusätzlichen Bleche aus Neutronen absorbierendem
Material mehr zu befinden. Deshalb kann auch der Abstand zwischen den einzelnen
Hülsen erheblich verkleinert werden. Die Stärke der Abstandskörper kann ohne Schwierigkeiten
den Toleranzen der Abstände zwischen benachbarten Hülsen angepaßt werden, die sich
nach Justierung und Montage dieser Hülsen auf der Bodenplatte ergeben. Ferner bewirken
diese Abstandskörper Stabilität des Hülsenverbandes gegen einwirkende Querkräfte.
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Diese Stabilität gegen einwirkende Querkräfte wird noch verbessert,
wenn die Hülsen außen einen Noppen aufweisen.
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Beim Auftreten von Querkräften wirkt dieser Noppen auf die Außenseite
einer benachbarten Hülse und auf diese Weise den Querkräften entgegen.
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Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeichnung an einem
Ausftllrungsbeispiel näher erläutert: Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine
erfindungsgemäße Einrichtung.
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Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Einrichtung nach Fig. 1.
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Fig. 3 und zeigen im Längsschnitt und in der Drauf-Fig. 4 sicht eine
Abwandlung der Einrichtung nach Fig. 1.
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Fig. 5 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Einzelteil aus den
Fig. 3 und 4.
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Die Einrichtung (Lagergestell) nach Fig. 1 und 2 weist eine Bodenplatte
2 auf, die auf der Unterseite hochkant angeschweißte, versteifend wirkende AbstUtzstege
3 und 4 aufweist. Auf der Oberseite der Bodenplatte 2 sind Hülsen 5 aus Borstahl,
welcher Neutronen verstärkt absorbiert, angebracht, deren Längsachsen 6 mit der
Bodenplatte 2 einen rechten Winkel bilden. Der Querschnitt dieser Hülsen 5 ist ein
regelmäßiges Sechseck und die Hülsen 5 sind bienenwabenartig mit nur geringem Abstand
voneinander auf der Oberseite der Bodenplatte 2 angeordnet.
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Am Unterende weisen die Hülsen 5 jeweils ein ringförmiges Fußteil
7 aus Edelstahl auf, welches eine dem Querschnitt der Hülsen 5 entsprechenden Querschnitt
hat, in seinem Oberende mit dein Unterende der betreffenden Hülse 5 verschweißt
ist und an seinem Unterende innen einen Flansch 8 aufweist, an dem es mit der Bodenplatte
2 verschraubt ist. In der Bodenplatte 2 ist am Unterende eines jeden Fußteiles 7
eine kreiRrande Durchführung 9 vorgesehen, deren Wandung sich ausgehend von der
Oberseite der Bodenplatte 2 zu deren Unterseite hin verjüngt. Die Hülsen 5 sind
konzentrisch zu den Durchführungen 9, d.h. die Längsachsen 6 der Hülsen 5 verlaufen
genau durch das Zentrum der Durchführungen 9.
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Am Oberende der Hülsen 5 aus Borstahl befinden sich zwischen benachbarten
Hülsen 5 Abstandskörper 10, die mit den jeweils benachbarten Hülsen 5 mittels quer
zu den Hülsen 5 geführten Schrauben verschraubt sind.
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Zur Montage werden die Hülsen 5 in einem Lagerbecken für bestrahlte
Kernreaktorbrennelemente auf der flach auf dem Beckenboden anzuordnenden Bodenplatte
2 so justiert, daß die Flansche 8 der Fußteile 7 mit der Bodenplatte 2 verschraubt
werden können. Sodann werden die Abstandskörper 10 zwischen den Oberenden der Hülsen
5 aus Borstahl angeordnet und mit den Hülsen 5 verschraubt. Hierfür können Abstandskörper
10 verschiedener Stärke auf Lager gehalten werden, so daß eine Bearbeitung der zwischen
den Hülsen 5 anzuordnenden Abstandskörper 10 während der Montage, um diese Abstandskörper
10 an die Toleranzen anzupassen, die sich nach dem Festschrauben der Fußteile 7
an der Bodenplatte 2 für den Abstand zwischen benachbarten Hülsen 5 ergeben, nicht
erforderlich ist.
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Das Lagerbecken, in dem die Einrichtung nach den Fig.
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1 und 2 aufgestellt ist, ist nach dem Fluten mit leichtem Wasser zur
Aufnahme der zu lagernden bestrahlten Brennelemente bereit. In Fig. 1 ist ein solches
bestrahltes Brennelement 11 angedeutet. Dieses bestrahlte Brennelement 11 ist mit
vertikaler Längsachse in eine der ebenfalls mit vertikaler Längsachse angeordneten
Hülsen 5 eingesetzt und greift mit dem Brennelementunterteil 12 durch die Durchführung
9. Der Querschnitt
der Hülsen 5 und ihrer Fußteile 7 sind zweckmäBigerweise
dem Querschnitt der zu lagernden Brennelemente 11 angepaßt. Die aus den bestrahlten
Brennelementen 11 freiwerdenden Neutronen werden durch das Wasser abgebremst und
durch das Bor in den Hülsen aus Borstahl 5 absorbiert. Dadurch ist die Unterkritikalität
der Anordnung gewährleistet, die durch die bestrahlten Kernreaktorbrennelemente
11 gebildet ist, welche in der Einrichtung nach den Fig. 1 und 2 im mit leichtem
Wasser gefluteten Lagerbecken gelagert sind.
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Von Vorteil ist es, wenn die Hülsen 5 auf ihrer Außenseite, d.h. außen
auf der Mantelfläche Noppen 13 aufweisen. Werden die im Verband auf der Bodenplatte
2 angeordneten Hülsen 5 während der Montage oder während des Einsetzens der abgebrannten
Kernreaktorbrennelemente 11 Querkräften ausgesetzt, so wirken die Noppen 13 benachbarter
Hülsen 5 aufeinander,und der Verband aus den auf der Bodenplatte 2 nebeneinander
angebrachten Hülsen 5 kann diesen Querkräften besser widerstehen.
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Da Borstahl verhältnismäßig spröde ist und deshalb nicht unmittelbar
an den Hülsen 5 aus Borstahl Flansche 8 zum Verschrauben mit der Bodenplatte 2 geformt
werden könnten, sind in der Einrichtung nach den Fig. 1 und 2 ringförmige Fußteile
7, die iruieii Befestigungsflansche 8 aufweisen, an den Hülsen 5 aus Borstahl angeschweißt.
Das Anschweißen von ringförmigen Fußteilen an die Hülsen 5 aus Borstahl kann vermieden
werden, wenn Fußteile 15 entsprechend Fig. 5 verwendet
werden, die
außer Befestigungsflanschen 8 auch zwei nebeneinander angeordnete, zueinander parallele
Nuten 14 aufweisen. Anstelle der ringförmigen Fußteile 7 in Fig. 1 werden die Fußteile
15 nach Fig. 5 entsprechend der Darstellung in den Fig. 3 und 4 auf der Oberseite
der Bodenplatte 2 festgeschraubt. Benachbarte Hülsen 5 aus Borstahl können sodann
in die Nuten 14 der Fußteile 15 so eingesteckt werden, daß die Längsachsen 6 dieser
Hülsen 5 mit der Oberseite der Bodenplatte 2 einen rechten Winkel bilden.
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4 Patentansprüche 5 Figuren