DE3400901A1 - Gespaltenes brennelement fuer einen kernreaktor, insbesondere siedewasserreaktor - Google Patents

Description

• Gespaltenes Brennelement für einen Kernreaktor,
• insbesondere Siedewasserreaktor Die Erfindung betrifft ein Brennelement für einen Kernreaktor, insbesondere Siedewasserreaktor, mit quadratischem oder sechseckigem Querschnitt und darin angeordneten Brennstäben, die ein Gitter bilden, in dem rechtwinklig zum Rand des Querschnittes verlaufende Spalten in der Breite der Brennstäbe vorgesehen sind.
• Bei dem aus der DE-OS 32 15 363 bekannten Brennelement werden die Spalten von nach innen gerichteten Vorsprungen im Kasten gebildet. Sie erstrecken sich über die gesamte Länge des Brennelements, wie insbesondere die Fig. 7 zeigt.
• Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, gegenüber dem Bekannten eine erhöhte Energieausbeute zu erhalten.
• Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Spalten über den oberen Teil der Brennelementlänge reichen und daß der an die Spalten in Längsrichtung angrenzende Raum Brennstäbe enthält, die um das durch die Höhe der Spalten gegebene Maß kürzer als die zwischen den Spalten liegenden Brennstäbe sind.
• Bei der Erfindung wird nur der im Betrieb obere Teil des Brennelements mit zusätzlichem Wasser von außen aus dem Bypaß als Moderator versehen. Damit wird ein Mangel an Moderator dort ausgeglichen, wo insbesondere bei Siedewasserreaktoren im Hinblick auf die Verdampfung innerhalb des Brennelements weniger Moderierung vorliegt. Vorzugsweise wird die Erfindung so verwirk- licht, daß sich ein Spalt durch den ganzen Querschnitt und über annähernd die halbe Höhe des Brennelements erstreckt.
• Die kürzeren Brennstäbe können vorteilhaft in einem Träger sitzen, der den Spalt in der Mitte des Brennelements abschließt und sich von einer Seite des Randes des Brennelementquerschnitts zur anderen erstreckt. Mit diesem Träger ergibt sich die erforderliche Festlegung der kürzeren Brennstäbe. Außerdem kann damit der Aufbau des Brennelements versteift werden. Dies gilt besonders für den Fall, daß der Träger mit Platten metallurgisch verbunden ist, die als Wände den Spalt begrenzen. Empfehlenswert ist es ferner, wenn den Wänden ein Distanzstück zugeordnet ist, um die notwendige Distanzierung der dünnwandigen Bleche zu erhalten, die den Spalt begrenzen.
• Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.
• Dabei zeigt die Fig. 1 ein Brennelement nach der Erfindung in perspektivischer Darstellung. In den Fig. 2, 3 und 4 sind in drei zueinander senkrechten Teilschnitten Einzelheiten der Erfindung dargestellt.
• Das in Fig. 1 dargestellte Brennelement 1 gehört zu einem Siedewasserreaktor von zum Beispiel 1300 MW Leistung. Es besitzt ein Fußstück 2, mit dem es in einer nicht dargestellten unteren Tragplatte befestigt ist, sowie ein Kopfstück 3, das in einem oberen Kerngitter geführt ist. Die in Fig. 1 nicht sichtbaren Brennstäbe, die zwischen dem Fluß stück 2 und dem Kopfstück 3 verlaufen, sind mit einem Brennelementkasten 5 eingeschlossen, der die Strömung durch das Brennelement steuert, wenn das Brennelement im Betrieb in vertikaler Richtung angeordnet ist und von unten nach oben durchströmt wird.
• Bei dem Brennelement 1 nach der Erfindung ist der obere Teil 7 des Brennelements, der sich über die halbe Länge des Brennelements erstreckt, mit einem Wasserspalt 8 versehen, der anstelle einer Reihe Brennstäbe quer durch den gesamten quadratischen Brennelementquerschnitt verläuft. Damit soll zusätzlicher Moderator in den Bereich geschafft werden, in dem bei einem Siedewasserreaktor wegen des Dampfgehaltes im Brennelement die Moderation verringert ist.
• Wie in Fig. 2 zu sehen ist, ist am unteren Ende des Spaltes 8 ein quer durch das Brennelement verlaufender Träger 10 vorgesehen, der Bohrungen 11 zur Aufnahme von verkürzten Brennstäben 12 besitzt. Die Länge der Brennstäbe 12 ist praktisch um die Höhe des Spaltes 8 kürzer als die normaler Brennstäbe 13, die sich über die ganze Länge von zum Beispiel 4 m des Brennelements 1 erstrecken. Sie beträgt zum Beispiel 1,9 m.
• Wie Fig. 4 zeigt, erstreckt sich der Spalt 8 durch den gesamten quadratischen Querschnitt des Brennelements 1, d.h. von einer Seite des Kastens 5 zur gegenüberliegenden. Die den Spalt 8 begrenzenden Wände sind zwei ebene Blechplatten 14, die im Abstand des Brennstabdurchmessers parallel zueinander verlaufen und mit dem Träger 10 zu einem einstückigen Körper metallurgisch verbunden sind, wie in Fig. 3 zu sehen ist. In der Mitte des Brennelements ist ein Distanzstück 15 angeordnet, um die Festigkeit zu vergrößern.
• 5 Patentansprüche 4 Figuren Leerseite

Claims (5)

1. Patentansprüche 01. Brennelement für einen Kernreaktor, insbesondere Siedewasserreaktor, mit quadratischem oder sechseckigem Querschnitt und darin angeordneten Brennstäben, die ein Gitter bilden, in dem rechtwinklig zum Rand des Querschnittes verlaufende Spalten in der Breite der Brennstäbe vorgesehen sind, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Spalten (8) im oberen Teil des Brennelements (1) vorhanden sind und daß der an die Spalten (8) in Längsrichtung angrenzende Raum Brennstäbe (12) enthält, die um das durch die Höhe der Spalten (8) gegebene Maß kürzer als die zwischen den Spalten (8) liegenden Brennstäbe (13) sind.
2. 2. Brennelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß sich ein Spalt (8) durch den ganzen Querschnitt und über annähernd die halbe Höhe des Brennelements (1) erstreckt.
3. 3. Brennelement nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die kürzeren Brennstäbe (12) in einem Träger (10) sitzen, der den Spalt (8) in der Mitte des Brennelements abschließt und sich von einer Seite des Randes des Brennelementquerschnitts zur anderen erstreckt.
4. 4. Brennelement nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Träger (10) mit Platten (14) metallurgisch verbunden ist, die als Wände den Spalt (8) begrenzen.
5. 5. Brennelement nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß zwischen den Wänden ein Distanzstück (15) angeordnet ist.