DE3344738C2 - Disassemblable fuel assembly for nuclear reactors - Google Patents
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Abstract
Ein Brennelement für Kernreaktoren, speziell für natriumgekühlte schnelle Brutreaktoren mit langgestreckten Brennstäben, die durch übereinanderliegende Abstandshalter voneinander getrennt in einem hohlen Hüllrohr bzw. Brennelementkasten angeordnet sind, wobei dieser Brennelementkasten an seinem unteren Ende einen Brennelementfuß und über diesem die sog. Stabhalteplatte aufweist. Alle Abstandshalter der Brennstäbe sind für sich oder gemeinsam lediglich an der Innenseite des Hüllrohrkastens befestigt, die unteren Endkappen der Brennstäbe sind zwischen der Stabhalteplatte und der Halteplatte eingespannt. Die Stabhalteplatte sowie die Halteplatte sind miteinander verbunden und zusammen am Brennelementfuß befestigt. Bei einer solchen Ausführung des Brennelementes können nun alle Brennstäbe auf einmal dem Brennelementfuß aus dem Hüllkasten und den Abstandshaltern herausgezogen werden. Dabei bleibt die Struktur des Brennelementes bestehen. Durch die besondere Ausbildung des Brennelementes wird eine erhebliche Verkürzung der für die Zerlegung und Reparatur eines Brennelementes benötigten Zeit erzielt.A fuel element for nuclear reactors, especially for sodium-cooled fast breeder reactors with elongated fuel rods, which are separated from one another by spacers one on top of the other in a hollow cladding tube or fuel element box, this fuel element box having a fuel element base at its lower end and the so-called rod holding plate above it. All the spacers of the fuel rods are fastened individually or together only on the inside of the cladding tube box, the lower end caps of the fuel rods are clamped between the rod holding plate and the holding plate. The rod holding plate and the holding plate are connected to one another and fastened together on the fuel assembly base. With such a design of the fuel assembly, all the fuel rods can now be pulled out of the cladding box and the spacers from the fuel assembly base. The structure of the fuel assembly remains the same. The special design of the fuel assembly significantly shortens the time required for dismantling and repairing a fuel assembly.
Description
— daß die unteren Endkappen (10) der Brennstäbe (5) zwischen der Stabhalteplatte (8) und einer weit ti-in Halteplatte (11) eingespannt sind, und- That the lower end caps (10) of the fuel rods (5) between the rod holding plate (8) and a far ti-in holding plate (11) are clamped, and
— daß die Stabhalteplatte (8) and die Halteplatte (11) miteinander lösbar verbunden und gemeinsam an dem Brennelementfuß (9) befestigt sind, und- That the rod holding plate (8) and the holding plate (11) are detachably connected to one another and jointly attached to the fuel assembly base (9), and
— daß der Brennelementkopf (7), der Brennelementfuß (9) und die Abstandshalter (3) jeweils lösbar an dem Brennelementkasten (4) befestigt sind.- That the fuel element head (7), the fuel element base (9) and the spacers (3) each are releasably attached to the fuel assembly box (4).
2. Brennelement nach Anspruch 1, bei dem die Abstandshalter zur Verbindung mit dem Brennelementkasten Schürzen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß von den Schürzen (2) nach außen ragende Haltebolzen (1) in Bohrungen (16) des Brennelementkastens (4) eingreifen.2. Fuel assembly according to claim 1, wherein the spacers for connection to the fuel assembly box Have aprons, characterized in that protruding from the aprons (2) to the outside Engage the retaining bolt (1) in the bores (16) of the fuel assembly box (4).
3. Brennelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Abstandshalter (3) übereinander an Bändern (6) angebracht sind, die zwischen dem Brennelementkasten (4) und dem Brennelementkopf (7) eingeklemmt sind und entlang der Innenseite des Brennelementkastens (4) verlaufen.3. Fuel element according to claim 1, characterized in that all spacers (3) one above the other are attached to straps (6) between the fuel assembly box (4) and the fuel assembly head (7) are clamped and run along the inside of the fuel assembly box (4).
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennelement für Kernreaktoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The present invention relates to a fuel assembly for nuclear reactors according to the preamble of the patent claim 1.
Die Erfindung befaßt sich nun speziell mit den Zerlegemöglichkeiten solcher Brennelemente bei Reparaturen oder bei der Wiederaufarbeitung. Bei bekannten Brennelementen von Kernreaktoren, speziell bei denen von Schnellen Brutreaktoren, deren Brennelemente wiederaufgearbeitet werden sollen, sind die Abstandshalter mit ihrem hohen Strukturmaterialanteil durch Zugstäbe in ihren Ebenen untereinander sowie mit dem Brennelementfuß verbunden. Eine Vereinzelung der zwischen den Abstandshaltern liegenden Brennstäbe kann erst erfolgen, wenn — nachdem das äußere Hüllrohr bzw. der Brennelementkasten entfernt ist — die Abstandshalter aufgeschnitten und in zeitaufwendiger Weise entfernt worden sind.The invention is now specifically concerned with the dismantling possibilities such fuel assemblies during repairs or reprocessing. At acquaintances Fuel elements of nuclear reactors, especially those of fast breeder reactors, their fuel elements are to be reconditioned, the spacers with their high structural material content are through Tension rods connected to each other and to the fuel element base in their planes. A isolation of the Fuel rods lying between the spacers can only take place if - after the outer cladding tube or the fuel assembly box is removed - the spacers cut open and in more time-consuming Way have been removed.
Aus der DE-OS 29 46 464 ist ein gattungsgemäßes Brennelement mit langgestreckten Brennstäben bekannt, die durch in Ebenen schichtweise übereinanderliegende Abstandshalter getrennt in einem hohlen Hüllrohr bzw. Brennelementkasten angeordnet sind. Das Brennelement weist außerdem einen am Hüllrohr befestigten Brennelementfuß und eine über dem Brennelementfuß liegende Stabhalteplatte auf, mittels welcher die Brennstäbe verankert sind. Die Abstandshalter des Brennelements sind an der Innenseite des Hüllrohrkastens angeschweißt, die unteren Endkappen der Brennstäbe sind in einer Stabhalteplatte eingespannt Außerdem ist der Hüllrohrkasten mit den daran befestigten Abstandshaltern an dem Brennelementfuß befestigt Wären nun bei einem solchen Brennelement ein oder mehrere Brennstäbe so weit geborsten, daß sie nicht mehr durch die Öffnungen des Abstandshalters passen, so können diese auch nicht mehr zu einer Reparatur aus dem Brennelement herausgezogen werden.From DE-OS 29 46 464 a generic fuel assembly with elongated fuel rods is known, which are separated by spacers lying on top of each other in layers in a hollow jacket tube or fuel assembly boxes are arranged. The fuel assembly also has one attached to the cladding tube Fuel assembly base and a rod holding plate lying above the fuel assembly base, by means of which the fuel rods are anchored. The spacers of the fuel assembly are on the inside of the cladding tube box welded on, the lower end caps of the fuel rods are also clamped in a rod holding plate the cladding tube box with the spacers attached to it is attached to the fuel assembly base If one or more fuel rods had ruptured so far in such a fuel assembly that they would not fit through the openings of the spacer, so they can no longer be repaired pulled out of the fuel assembly.
Aus der DE-OS 27 21 869 ist ein Brennelement bekannt, dessen Brennelementkasten lösbar in dem Brennelementfuß befestigt ist und dessen Brennstäbe zusammen mit ihrer Halterung aus dem Brennelementkasten gezogen werden können. Um bei einem Defekt an einen einzelnen Brennstab heranzukommen, müßten Halterang, Verriegeiungsstifte und Schließbieche entfernt werden. Eine anschließende, fernbediente Demontage mit ausgewechselten Brennstäben wäre bei diesem Brennelement kompliziertFrom DE-OS 27 21 869 a fuel assembly is known, whose fuel assembly is releasably fastened in the fuel assembly base and its fuel rods together can be pulled out of the fuel assembly box with their holder. In the event of a defect to a to get hold of a single fuel rod, Locking pins and locking bars removed will. A subsequent, remote-controlled dismantling with replaced fuel rods would be with this one Fuel assembly complicated
Ferner ist es aus dem DE-GM 75 14 604 bekannt, die Brennstäbe mit einer Stabhalteplatte u-xl einer weiteren Halteplatte an ihren-Endabschnitten zu halten. Der Ein- und Ausbau von einzelnen Brennstäben ist jedoch nicht betrachtet und ist mit den obenerwähnten Schwierigkeiten verbunden.It is also known from DE-GM 75 14 604, the fuel rods with a rod holding plate u-xl another To hold the holding plate at their end portions. The one and dismantling of individual fuel rods is not considered, however, and faces the difficulties mentioned above tied together.
Um die Demontage von Brennelementen zu erleichtern, sind schließlich aus der EP-OS 66 695 einerseits externe Vorrichtungen bekannt, welche spezielle Greifwerkzeuge zum Herausziehen der Brennstäbe aufweisen. Andererseits beschreibt die DE-AS 22 38 477 eine innerhalb des Brennelementkastens angeordnete Montagekonstruktion, die ein vereinfachtes Auseinandernehmen des Brennelementes ermöglichen soll.Finally, in order to facilitate the dismantling of fuel assemblies, EP-OS 66 695 on the one hand external devices known which have special gripping tools for pulling out the fuel rods. On the other hand, DE-AS 22 38 477 describes an assembly structure arranged within the fuel assembly box, which should enable a simplified disassembly of the fuel assembly.
Ausgehend von diesem Stand Jer Technik hat die vorliegende Erfindung nun zur Aufgabe, ein solches Brennelement zu schaffen, dessen Zerlegungszeit bei einer Reparatur von z. B. einzelnen Brennstäben oder zur Wiederaufarbeitung gegenüber den bekannten Brennelementkonzepten vereinfacht bzw. verkürzt ist. Darüber hinaus soll eine Wiederverwendung des Strukturmaterials nach dem erfolgten Einsatz im Reaktor bzw. nach der Demontage und Zerlegung des Brennelementes wieder möglich sein.Based on this prior art, the The present invention now has the task of creating such a fuel assembly, the disassembly time at a repair of z. B. individual fuel rods or for reprocessing compared to the known Fuel assembly concepts is simplified or shortened. In addition, the aim is to reuse the structural material after use in the reactor or after dismantling and dismantling of the fuel assembly be possible again.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellung schlägt nun die vorliegende Erfindung bei einem Brennelement der eingangs beschriebenen Art die Merkmale vor, die im Kennzeichen des Anspruches 1 sowie als vorteilhafte Weiterbildungen in den Unteransprüchen angegeben sind.To solve this problem, the present invention proposes a fuel assembly of the initially introduced type described before the features in the characterizing part of claim 1 and as advantageous Further developments are specified in the subclaims.
Diese erfindungsgemäße Ausführung des Brennelementes ermöglicht nun eine erhebliche Verkürzung der Zeit bei der Zerlegung und Reparatur. Bei dem besonderen Aufbau des Brennelementes können alle Brennstäbe auf einmal herausgezogen werden, das Strukturmaterial bleibt bestehen. Somit kann die Reparatur eines einzelnen Brennstabes sehr leicht durchgeführt werden, wonach das Strukturmaterial wieder verwendet werden kann.This embodiment of the fuel assembly according to the invention now enables a significant reduction in the time for disassembly and repair. With the special one Structure of the fuel assembly, all fuel rods can be pulled out at once, the structural material remains. Thus, the repair of a single fuel rod can be carried out very easily, after which the structural material can be reused.
Weitere Einzelheiten werden im folgenden und anhand der Figur näher erläutert, die Figur zeigt dabei das
erfindungsgemäße Brennelement in einem Längsschnitt, wobei im oberen Teil rechts eine Variante und im oberen
linken Teil eine zweite Variante dargestellt ist.
Das Brennelement besteht im wesentlichen aus einemFurther details are explained in more detail below and with reference to the figure, the figure shows the fuel assembly according to the invention in a longitudinal section, a variant being shown in the upper part on the right and a second variant being shown in the upper left part.
The fuel assembly consists essentially of one
langgestreckten Hüllrohrkasten 4, in welchem sich ein Bündel von Brennstäben 5 befindet, der auf das Hohlfußstück 9 aufgesetzt ist und an seinem oberen Ende am Brennelementkopf 7 befestigt ist Oberhalb des Brennelementfußes 9 sitzt die mit ihm verbundene Stabhalteplatte 11.elongated cladding tube box 4, in which there is a bundle of fuel rods 5, which is placed on the hollow foot 9 and at its upper end on The fuel assembly head 7 is attached Above the fuel assembly foot 9, the rod holding plate 11 connected to it sits.
Das Brennelement ist so ausgebildet, daß die Brennstäbe 5 bei einer Demontage aus dem Hüllkasten 4 auf einmal gezogen werden können. Voraussetzung dafür ist, daß die schichtweise übereinanderliegenden Abstandshalter 3 im Hüllkasten 4 verbleiben und deshalb entweder am Hüilkasten 4 oder am Brennelementkopf 7 gehalten werden. Die Stabhalteplatte 8 ist am Brennelementfuß 9 befestigt. Die Befestigung der Abstandshalter 3 am Hüllkasten 4 ist in der Figur oberer Teil rechts dargestellt. Dort sind die Haltebolzen 1, die an den Schürzen 2 der Abstandshalter 3 angeordnet sind, in Bohrungen 16 des Hüllkastens 4 eingeführt Beim Herausziehen der Brennstäbe 5 aus den Abstandshaltern 3 drücken sich die Schürzen 2 durch die konische Ausführung der Haltebolzen 1 an die Wandung des Hüllkastens 4. Bei der Ausführung gemäß der Figur oberer Teil links sind alle Abstandshalter 3 mit mehreren an der Innenseite des Hüllkastens 4 verlaufenden Bänder 6 miteinander verbunden, die am Kopf 7 bzw. zwischen diesem und dem Hüilkasten 4 verklemmt sind. Zwischen der Stabhalteplatte 8 und dem unteren der Abstandshalter 3 besteht bei beiden Ausführungen keine Verbindung mehr. Strukturstäbe zum Verbinden der Abstandshalter 3 sind bei beiden Ausführungen nicht mehr erforderlich. Falls im Ausnahmefall die Stäbe 5 aus den Abstandshaltern 3 nicht herausgezogen werden können, lassen beide Ausführungen zu, den Hüllkasten 4 längs zu trennen, um anschließend das freigelegte Bündel der Stäbe 5 in einer Zeriegevorrichtung zu vereinzein.The fuel assembly is designed so that the fuel rods 5 on dismantling from the cladding box 4 can be drawn once. The prerequisite for this is that the spacers 3 lying one above the other remain in the cladding box 4 and therefore either on the Hüilkasten 4 or on the fuel assembly head 7 are held. The rod holding plate 8 is attached to the fuel assembly foot 9. Fixing the spacers 3 on the cladding box 4 is shown in the upper part on the right in the figure. There are the retaining bolts 1, which are attached to the Aprons 2 of the spacers 3 are arranged, inserted into bores 16 of the cladding box 4 when the fuel rods 5 are withdrawn from the spacers 3 the aprons 2 press through the conical design of the retaining bolts 1 against the wall of the cladding box 4. In the execution according to the figure, upper part on the left are all spacers 3 with several on the inside of the cladding box 4 extending strips 6 connected to each other, which on the head 7 or between this and the Hüilkasten 4 are jammed. Between the rod holding plate 8 and the lower one of the spacers 3 there is no longer a connection in both versions. Structural rods to connect the spacers 3 are no longer required for both versions. If, in exceptional cases, the rods 5 cannot be pulled out of the spacers 3, both can Comments on, to separate the cladding box 4 lengthways to then to isolate the exposed bundle of rods 5 in a Zeriegevorrichtung.
Im unteren Teil der Figur ist die Verbindung der Stabhalteplatte 8 mit dem Fuß 9 dargestellt Die Brennstabhalteplatte 11 ist am Fuß 9 angeschraubt Die Brennelemente 5 sind über die untere Endkappe 10 zwischen der oberen Stabhalteplatte 8 und der unteren Halteplatte 11 geklemmt wobei die mittlere Endkappe 14 um 90° verdreht gezeichnet ist Durch die Nuten 15 im unteren Bereich der Stabhalteplatte 8 sind die Brennstäbe 5 gegen Verdrehen gesichert und positioniert Die Stabhalteplatte 8 ist mit den Schrauben 13 am Brennelementfuß 9 angeschraubt Die gesamte Gruppe — Brennstäbe 5, Stabhalteplatte 8, Halteplatte 11 und Fuß 9 — ist über die Bolzen 12 am Hüilkasten 4 gehalten.In the lower part of the figure, the connection of the rod holding plate 8 with the foot 9 is shown. The fuel rod holding plate 11 is screwed to the foot 9 upper rod holding plate 8 and the lower holding plate 11 clamped with the middle end cap 14 is drawn rotated by 90 ° through the grooves 15 in the lower In the area of the rod holding plate 8, the fuel rods 5 are secured against rotation and positioned. The rod holding plate 8 is with the screws 13 on the fuel element base 9 screwed on The entire group - fuel rods 5, rod holder plate 8, holder plate 11 and foot 9 - is over the bolts 12 on the Hüilkasten 4 held.
1.1 Bolzen 12 ausdrücken,1.1 Push out bolt 12,
1.2 das Brennelement in eine Ziehvorrichtung einbauen,1.2 install the fuel assembly in a pulling device,
13 Hüilkasten 4 ziehen,13 pull cover box 4,
1.4 vor dem endgültigen Herausziehen die Brennstäbe 5 in eine Spannvorrichtung einklemmen,1.4 before the final withdrawal, clamp the fuel rods 5 in a clamping device,
1.5 Hüllkasten 4 ganz abziehen,1.5 Completely pull off the cladding box 4,
1.6 die Brennstäbe 5 oberhalb oder innerhalb der Stabhalteplatte 8 absägen,1.6 saw off the fuel rods 5 above or within the rod holding plate 8,
1.7 vor dem Einschleusen des Brennelementes bis zur Bereitstellung der Brennstäbe 5; für eine Zerhackvorrichtung beträgt die Zerlegezeit bei der neuen Brennelementform ca. 1,5—3 Stunden.1.7 before the introduction of the fuel assembly up to Providing the fuel rods 5; for a chopper, the dismantling time for the new one is Fuel element shape approx. 1.5-3 hours.
Reparatur eines defekten Brennelementes bei der oben beschriebenen Ausführung des Brennelementes kann jeder Brennstab 5 ausgetauscht werden, der Austauschvorgang verläuft ·■ 'is folgt:Repair of a defective fuel assembly in the case of the fuel assembly described above each fuel rod 5 can be exchanged, the exchange process proceeds · ■ 'is as follows:
2222nd die Brennelemente in eine Ziehvorrichtung einbauen,install the fuel assemblies in a pulling device,
23 Hüllkasten 4 soweit abziehen, daß ein Teil der Stabhaltepiatte 8 aus dem Hüllrohr 4 herausragt23 Pull off the cladding box 4 so that part of the rod holding plate 8 protrudes from the cladding tube 4
2.4 Stabhalteplatte 8 mit einer Vorrichtung klemmen, 25 den Fuß 9 mit der Haltepiatte 11 von der Stabhalteplatte 8 trennen und abziehen,2.4 Clamp the rod holder plate 8 with a device, 25 separate the foot 9 with the holder plate 11 from the rod holder plate 8 and pull it off,
2.6 zuvor festgelegte Stäbe 5 herausziehen und durch ίο neue ersetzen,2.6 Pull out the previously determined rods 5 and push them through ίο replace new ones,
2.7 den Fuß 9 an die Stabhalteplatte 8 anschrauben, Z8 die gemäß dem Schritt 2.4 vorgesehene Klemmvorrichtung an der Stabhalteplatte 8 wieder lösen, die Brennstäbe in den Hüllkasten 4 bis zum Anschlag2.7 screw the foot 9 to the rod holding plate 8, Z8 again release the clamping device provided in step 2.4 on the rod holding plate 8, which Fuel rods in the cladding box 4 up to the stop einschieben und den Hüllkasten 4 mit dem Fuß 9Slide in and the casing box 4 with the foot 9 verstiften,pinning,
23 aufgrund des neuen Brennelementkonzeptes beträgt die Reparatur für ein nicht zu kühlendes Brennelement beim Auswechseln von 5 bis 7 Ein 23 due to the new fuel assembly concept, the repair for a fuel assembly that does not need to be cooled amounts to 5 to 7 ons when replacing zelstäben ca. 25 Stunden.about 25 hours.
Dadurch ist eine Wiederverwendung des Strukturmaterials nach dem erfolgten Einsatz im Reaktor möglich. Hier ist vor allem daran gedacht, den BrennelementThis enables the structural material to be reused after it has been used in the reactor. The main thought here is the fuel assembly kopf 7 und den Brennelementfuß 9 eines Brennelemen tes, das bereits im Reaktor eingesetzt war, wieder zu verwenden. Der Anbau des Fußes 9 ist unter 2.7 beschrieben. Der Anbau des Kopfes 7 kann ähnlich wie der Anbau des Fußes 9 ausgeführt werden. Der Kopf 7 undhead 7 and the fuel assembly foot 9 of a fuel assembly tes that had already been used in the reactor. The attachment of the foot 9 is described under 2.7. The cultivation of the head 7 can be similar to that of Cultivation of the foot 9 can be carried out. The head 7 and der Fuß werden an einen zuvor eingeschleusten und mit Brennstäben gefüllten Hüllkasten angebautthe foot will be infiltrated to a previously and with Cladding box filled with fuel rods
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3344738A DE3344738C2 (en) | 1983-12-10 | 1983-12-10 | Disassemblable fuel assembly for nuclear reactors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3344738A DE3344738C2 (en) | 1983-12-10 | 1983-12-10 | Disassemblable fuel assembly for nuclear reactors |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3344738A1 DE3344738A1 (en) | 1985-09-05 |
| DE3344738C2 true DE3344738C2 (en) | 1986-10-30 |
Family
ID=6216614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3344738A Expired DE3344738C2 (en) | 1983-12-10 | 1983-12-10 | Disassemblable fuel assembly for nuclear reactors |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Family Cites Families (6)
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| DE3268629D1 (en) * | 1981-05-29 | 1986-03-06 | Westinghouse Electric Corp | Spent fuel consolidation apparatus |
-
1983
- 1983-12-10 DE DE3344738A patent/DE3344738C2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE3344738A1 (en) | 1985-09-05 |
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