DE3740591C2 - - Google Patents

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DE3740591C2
DE3740591C2 DE3740591A DE3740591A DE3740591C2 DE 3740591 C2 DE3740591 C2 DE 3740591C2 DE 3740591 A DE3740591 A DE 3740591A DE 3740591 A DE3740591 A DE 3740591A DE 3740591 C2 DE3740591 C2 DE 3740591C2
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Takeo Mito Ibaraki Jp Asaga
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DORYOKURO KAKUNENRYO KAIHATSU JIGYODAN TOKIO/TOKYO JP
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auslegen einer Brennstoffanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for laying out a fuel assembly according to the preamble of Claim 1.

Ein Abstandsdraht, mit dem Brennstäbe bzw. stabförmige Brennelemente schraubenförmig umwickelt sind, ist aus der DE-PS 25 08 289 bekannt. Dieser Abstandsdraht ist als Drahtwendel ausgebildet, um die Kühlung auch in der Umgebung der Abstandsdrähte zu verbessern.A spacer wire with which fuel rods or rod-shaped Fuel elements are wrapped helically, is from the DE-PS 25 08 289 known. This spacer wire is as Wire coil designed to cool even in the To improve the area around the spacer wires.

Aus der DE-OS 20 43 313 ist ein Abstandsglied bekannt, das zwischen den Brennstäben einen bestimmten Abstand aufrechterhält, wobei dem Abstandsglied mittels einer langgestreckten Öffnung an einem Abschnitt des Brennstabs Elastizität verliehen wird, so daß es eine Expansion und Kontraktion der langgestreckten Glieder zuläßt.From DE-OS 20 43 313 a spacer is known that a certain distance between the fuel rods maintained, the spacer by means of a elongated opening on a portion of the fuel rod Elasticity is given so that there is an expansion and Contraction of the elongated limbs allows.

Ein weiteres Abstandselement wird in der DE-OS 24 06 605 offenbart, das aus einem verformbaren Rohr gebildet ist, das innen mit einem Armierungsdraht versehen ist, der sich über die ganze Länge des Rohrs erstreckt und mit Spiel in ihm gehalten ist. Dieses Abstandselement soll einen geeigneten Abstand zwischen den Brennstäben gewährleisten, wobei eine Schwellung der Brennstabhülle ausgeglichen wird.Another spacing element is described in DE-OS 24 06 605 disclosed, which is formed from a deformable tube, which is provided with a reinforcing wire on the inside extends over the entire length of the tube and with play in is held to him. This spacer is said to be one ensure a suitable distance between the fuel rods, whereby swelling of the fuel rod envelope is compensated for.

Brennstäbe werden auch nach der DE-OS 35 06 951 in Zellen von in geeigneten Abständen angeordneten Abstandhalteanordnungen angeordnet und parallel zueinander gehalten. Durch Einsetzen einer biegsamen Hülse in eine Zelle in den Abstandhalteanordnungen vor dem Einsetzen eines Brennstabs soll jedes Beschädigen oder Zerkratzen der Brennstaboberfläche während des Zusammenbaus und des Transports der Brennstabbündel verhindert werden.Fuel rods are also in cells according to DE-OS 35 06 951 of arranged at appropriate intervals Spacer arrangements arranged and parallel to each other held. By inserting a flexible sleeve into one  Cell in the spacer assemblies before insertion a fuel rod should damage or scratch the fuel rod surface during assembly and Transport of the fuel bundles can be prevented.

Wie beispielsweise in Fig. 3 gezeigt ist, ist eine Anzahl von Brennstäben 12 so angeordnet, daß sie ein dreieckförmiges Gitter in einem Mantelrohr 10 mit hexagonalem Querschnitt bilden, in dem die Brennstäbe 12 mit Ausnahme ihrer unteren Endabschnitte in einem vorbestimmten Abstand von den benachbarten Brennelementen mittels der schraubenförmig um ihre Außenumfangsflächen gewickelten Drähte angeordnet sind, so daß in den Zwischenräumen zwischen diesen Brennstäben Strömungskanäle und Durchtrittswege für ein Kühlmittel vorgesehen sind.As shown, for example, in Fig. 3, a number of fuel rods 12 are arranged to form a triangular lattice in a casing tube 10 having a hexagonal cross section, in which the fuel rods 12 except for their lower end portions are at a predetermined distance from the adjacent fuel elements are arranged by means of the helically wound wires around their outer peripheral surfaces, so that flow channels and passage paths for a coolant are provided in the spaces between these fuel rods.

Die Brennstäbe 12 sind mit einem solchen Draht 14, der als Abstandselement(e) dient, aneinander abgestützt. Was die Brennstäbe 12 anbelangt, so kratzen die Außenfläche eines Hüllrohrs und der Abstandsdraht auf den benachbarten Brennstäben aufgrund ihrer durch die Strömung des Kühlmittels hervorgerufenen Vibrationen und Schwingungen an ihren Kontaktabschnitten aneinander (vgl. Fig. 4). Dies führt dazu, daß auf der Außenfläche des Hüllrohrs ein Kratzer oder eine Schramme hervorgerufen wird.The fuel rods 12 are supported on one another with such a wire 14 , which serves as a spacing element (s). As for the fuel rods 12 , the outer surface of a cladding tube and the spacer wire on the adjacent fuel rods scratch each other at their contact portions due to their vibrations and vibrations caused by the flow of the coolant (see Fig. 4). As a result, a scratch or a scratch is caused on the outer surface of the cladding tube.

Wenn auf der Außenfläche des Hüllrohrs ein Kratzer auftritt, nimmt die Dicke des Hüllrohrs ab und es besteht die Gefahr, daß ein solcher Kratzer dazu führt, daß das Hüllrohr in bestimmten Fällen bricht. Daher ist es erforderlich, das Auftreten eines solchen Kratzers auf ein Minimum herabzusetzen.If there is a scratch on the outer surface of the cladding tube occurs, the thickness of the cladding tube decreases and there is the risk that such a scratch will cause the Cladding tube breaks in certain cases. Therefore, it is required the occurrence of such a scratch on a To minimize the minimum.

Die Verfahren zur Verhinderung des Auftretens solcher Kratzer umfassen ein Verfahren, mittels dessen im Inneren eines Brennstabbündels der Zwischenraum pro Ring (P/R) auf ein Minimum herabgesetzt wird, so daß die freien Bewegungen der Brennstäbe 12 im wesentlichen behindert werden, und die Steigung bzw. der Abstand (Ganghöhe) L des um jeden Brennstab 12 herumgewickelten Drahts 14 auf einen niedrigen Wert gesetzt wird, so daß die Stützpunkte zwischen den Brennstäben vergrößert werden. Der Zwischenraum pro Ring im Inneren des Brennstabbündels wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:The methods for preventing the occurrence of such scratches include a method by means of which the space per ring (P / R) inside a fuel bundle is reduced to a minimum, so that the free movements of the fuel rods 12 are substantially impeded, and the slope or the distance (pitch) L of the wire 14 wound around each fuel rod 12 is set to a low value so that the support points between the fuel rods are increased. The space per ring inside the fuel bundle is expressed by the following equation:

Zwischenraum pro Ring = (A - B)/NSpace per ring = (A - B) / N

wobei A die Abmessung der inneren gegenüberliegenden Flächen des Mantelrohrs, B den Außendurchmesser des dichtgepackten Brennstabbündels und N die Ringzahl (konzentrische Ringanordnungen der Brennstäbe) in der Brennstoffanordnung darstellen, wie in Fig. 5 veranschaulicht ist. (A-B) bedeutet somit den Abstand bzw. Zwischenraum zwischen dem dichtgepackten Brennstabbündel und dem Mantelrohr. Das Brennstabbündel von Fig. 5 ist als ein Bündel dargestellt, bei dem die Brennstäbe mit beträchtlichem Zwischenraum voneinander getrennt sind. In der obigen Gleichung wird jedoch B als der Außendurchmesser des Bündels gemessen, in dem die Brennstäbe dichtgepackt sind.where A represents the dimension of the inner opposite surfaces of the casing tube, B the outer diameter of the densely packed fuel rod bundle and N the number of rings (concentric ring arrangements of the fuel rods) in the fuel arrangement, as illustrated in FIG. 5. (AB) thus means the distance or space between the densely packed fuel rod bundle and the casing tube. The fuel bundle of FIG. 5 is shown as a bundle in which the fuel rods are separated from one another with a considerable gap. In the above equation, however, B is measured as the outer diameter of the bundle in which the fuel rods are tightly packed.

In Fig. 6 sind die Ergebnisse, die bei einer Verwendung einer Brennstoffanordnung mit Drahtabstandselementen in einem schnellen Brüter erzielt wurden in Bezug auf das Auftreten und Nichtauftreten von Kratzern und Schrammen in einem zweidimensionalen Koordinatensystem aufgetragen, d. h. in Koordinaten des Zwischenraums pro Ring im Innern des Brennstabbündels und der Steigung L des um jeden Brennstab gewickelten Drahts. Bei herkömmlichen Techniken dieser Art gibt es noch kein Verfahren zur Anordnung von Brennstäben, die die Dauerhaftigkeit bzw. Haltbarkeit von Brennstäben in zufriedenstellendem Ausmaß sicherstellt.In Fig. 6, the results obtained when using a fuel assembly with wire spacers in a fast breeder with respect to the occurrence and non-occurrence of scratches and scuffs are plotted in a two-dimensional coordinate system, ie in coordinates of the space per ring inside the fuel bundle and the slope L of the wire wound around each fuel rod. In conventional techniques of this type, there is still no method for arranging fuel rods that ensures the durability or durability of fuel rods to a satisfactory extent.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß das Auftreten von Kratzern an den Brennstäben zuverlässig verhindert und hierdurch eine gute Haltbarkeit der Brennstäbe sichergestellt wird.The invention is therefore based on the object To develop methods of the type specified in such a way that the appearance of scratches on the fuel rods reliably prevented and thus a good durability the fuel rods is ensured.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs gelöst. Die Erfindung beruht auf der Grundlage der Erkenntnis, daß die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Kratzern umgekehrt proportional zur Biegesteifigkeit des Brennstabs ist. Deshalb muß zur Verhinderung von Kratzern die Biegesteifigkeit der Brennstäbe erhöht werden, wodurch Schwingungen oder Vibrationen der Brennstäbe reduziert werden.This object is achieved by the features in Characteristic of the claim solved. The invention is based on based on the knowledge that the probability of Occurrence of scratches inversely proportional to Bending stiffness of the fuel rod is. Therefore, the Preventing the flexural rigidity of the scratches Fuel rods are raised, causing vibrations or Vibrations of the fuel rods are reduced.

Die Bedingung des Auftretens von Kratzern an den Brennstäben der Brennstoffanordnung mit Drahtabstandselementen kann in einem zweidimensionalen Diagramm, in dem auf der einen Achse der Zwischenraum pro Ring (A-B)/N und auf der anderen Achse die Biegesteifigkeit L³/I (wobei L die Steigung des um den Brennstab gewickelten Drahts und I das Flächenträgheitsmoment des Hüllrohrs des Brennstabs darstellen) ausgedrückt werden und der Bereich des Auftretens von Kratzern klar bestimmt werden. The condition of the appearance of scratches on the Fuel rods of the fuel assembly with Wire spacers can be in a two-dimensional Diagram in which the space per Ring (A-B) / N and on the other axis the bending stiffness L³ / I (where L is the slope of the fuel rod wound wire and I the area moment of inertia of the Represent cladding tube of the fuel rod) and the area of occurrence of scratches can be clearly determined.  

Die Abmessung eines jeden Abschnitts der Kernbrennstoffanordnung, d. h. die Abmessung der inneren gegenüberliegenden Oberflächen des Mantelrohrs, die Außen- und Innendurchmesser des Hüllrohrs des Brennstabs und der Außendurchmesser des Abstandsdrahts und der Abstand des Abstandsdrahts im aufgewickelten Zustand können entsprechend einem Bereich des Nichtauftretens von Kratzern in den zweidimensionalen Koordinaten bestimmt werden, die den Zustand des Auftretens von Kratzern darstellen. Dies ermöglicht eine außerordentlich haltbare und zuverlässige Kernbrennstoffanordnung, die frei vom Auftreten von Kratzern ist.The dimension of each section of the nuclear fuel assembly, d. H. the dimension of the inner opposite Surfaces of the casing tube, the outside and inside diameter of the cladding tube of the fuel rod and the outer diameter of the standoff wire and the distance of the standoff wire in the wound state can accordingly an area of non-occurrence of scratches in the two-dimensional Coordinates are determined that represent the state of the appearance of scratches. this makes possible an extremely durable and reliable nuclear fuel assembly,  which is free from scratches.

Wenn die Bedingung (A-B)/N×L³/I90 000 erfüllt ist, kann das Auftreten von Kratzern verhindert werden.If the condition (A-B) / N × L³ / I90 000 is fulfilled, the occurrence of scratches can be prevented.

Die Erfindung geht aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und der Zeichnung weiter hervor. In der Zeichnung zeigtThe invention follows from the description below preferred embodiments and the drawing further out. In the drawing shows

Fig. 1 die Bedingung für das Auftreten von Kratzern, Fig. 1, the condition for the occurrence of scratches,

Fig. 2 die Bedingung für das Auftreten von Kratzern, wobei gegen (A-B)/N×L³/I als Ordinate und die Reynoldszahl als Abszisse aufgetragen ist, Fig. 2, the condition for the occurrence of scratches, wherein I plotted against (AB) / N × L³ / as ordinate and the Reynolds number as abscissa,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer Brennstoffanordnung mit Drahtabstandselementen, Fig. 3 is a sectional view of a fuel assembly with wire spacers,

Fig. 4 den Mechanismus des Auftretens von Kratzern an einer Brennstoffanordnung mit Drahtabstandselementen, Fig. 4 shows the mechanism of occurrence of scratches on a fuel assembly with wire spacers,

Fig. 5 die Definition der Porosität pro Ring im Inneren eines Brennstabbündels und Fig. 5 shows the definition of the porosity per ring in the interior of a fuel assembly and

Fig. 6 die Bedingung des Auftretens von Kratzern. Fig. 6 shows the condition of the occurrence of scratches.

Das Flächenträgheitselement I des Hüllrohrs wird durch die GleichungThe area of inertia I of the cladding tube is given by the equation

ausgedrückt, wobei Do der Außendurchmesser und Di den Innendurchmesser des Hüllrohrs darstellen. Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen: Bei den Brennstäben in der Brennstoffanordnung, bei denen der Bereich des Auftretens und Nichtauftretens von Kratzern nicht aufgetragen werden kann, werden Hüllrohre mit einem großen Flächenträgheitsmoment I verwendet. Hierbei wird das Auftreten von Kratzern aufgetragen, wobei der Zwischenraum pro Ring im Inneren des Brennstabbündels gegen die Steigung L des um jeden Brennstab gewickelten Abstandsdrahts aufgetragen wird.expressed, where Do is the outside diameter and Di is the inside diameter of the cladding tube. Reference is now made to FIG. 6: In the case of the fuel rods in the fuel arrangement, in which the area of the occurrence and non-occurrence of scratches cannot be applied, cladding tubes with a large area moment of inertia I are used. In this case, the occurrence of scratches is plotted, the space per ring in the interior of the fuel rod bundle being plotted against the pitch L of the spacer wire wound around each fuel rod.

Von diesen Faktoren dient die Steigung L des um jeden Brennstab gewickelten Drahts als Index, der die Anzahl von Stützpunkten bezüglich eines benachbarten Brennstabs darstellt. Je kleiner die Steigung L des gewickelten Drahts ist, um so größer wird die Anzahl von Stützpunkten an jedem Brennstab. Es wird berücksichtigt, daß mit Verringerung der Steigung L der Abstand bzw. Zwischenraum zwischen den benachbarten Stützpunkten relativ klein wird und es dann schwierig wird, die Brennstäbe zu biegen. Angesichts dieser Tatsache wird eine Kombination von L und I als Index verwendet, der die Biegebereitschaft der Brennstäbe darstellt.Of these factors, the slope L serves everyone Fuel rod wound wire as an index of the number of reference points with respect to an adjacent fuel rod represents. The smaller the pitch L of the wound Wirtts is, the greater the number of bases on each fuel rod. It is considered that with reduction the slope L the distance or space between the neighboring bases becomes relatively small and then it becomes difficult to bend the fuel rods. Given this fact, a combination of L and I used as an index of the readiness of the fuel rods to bend represents.

Die Biegebereitschaft eines Brennstabs kann konkret in der Größe einer Biegung pro Einheitslast ausgedrückt werden, der an beiden Enden unterstützt ist und einen Abstand zwischen den Unterstützungspunkten α×L aufweist, wobei α eine Konstante ist. Die Biegebereitschaft eines Brennstabs wird durch L³/I ausgedrückt.The readiness of a fuel rod to bend can be specified in the size of a bend per unit load be expressed which is supported at both ends and a distance between  has the support points α × L, where α is a constant. The readiness of a fuel rod to bend expressed by L³ / I.

Es wurde unter Verwendung der Daten, von Fig. 6 das Auftreten von Kratzern an Brennstäben mit (A-B)/N als Ordinate und L³/I als Abszisse aufgetragen, wodurch die in Fig. 1 dargestellten Ergebnisse erhalten worden sind. Es ist klar ersichtlich, daß bei Verwendung dieser beiden Faktoren die Bereiche des Auftretens und Nichtauftretens von Kratzern klar auseinandergehalten werden können. Wenn die Darstellung von Fig. 1 verwendet wird, können daher die Abmessungen einer Kernbrennstoffanordnung entsprechend dem Bereich des Nichtauftretens von Kratzern bestimmt werden, indem der Außendurchmesser des Abstandsdrahts entsprechend der Biegesteifigkeit des Hüllrohrs und des Abstands des um jeden Brennstab herumgewickelten Abstandsdrahts reguliert wird.Using the data of FIG. 6, the occurrence of scratches on fuel rods with (AB) / N as the ordinate and L³ / I as the abscissa was plotted, whereby the results shown in FIG. 1 were obtained. It is clearly evident that using these two factors, the areas of scratch occurrence and non-occurrence can be clearly distinguished. Therefore, when using the illustration of Fig. 1, the dimensions of a nuclear fuel assembly can be determined according to the area of non-occurrence of scratches by regulating the outer diameter of the spacer wire according to the bending stiffness of the cladding tube and the spacing of the spacer wire wrapped around each fuel rod.

Die Länge eines Brennstabs, die Strömungsgeschwindigkeit und Temperatur eines Kühlmittels und die Bestrahlungsdauer wurden ebenfalls untersucht. Es wurde jedoch festgestellt, daß keiner dieser Faktoren Vorrang gegenüber den Faktoren (A-B)/N und L³/I aufweisen.The length of a fuel rod, the flow rate and temperature of a coolant and the irradiation time were also examined. However, it was found that none of these Factors take precedence compared to the factors (A-B) / N and L³ / I.

Es gibt ein noch geeigneteres Verfahren, bei dem der dimensionslose Parameter (A-B)/N×L³/I verwendet wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Er wurde in bezug auf die Reynoldszahl aufgetragen, die ebenfalls eine dimensionslose Zahl und ein typischer Wert ist, der den Bewegungszustand des Kühlmittels in einer Brennstoffanordnung ausdrückt. Gemäß diesem Verfahren kann ein (A-B)/N×L³/I-Bereich klarer bestimmt werden, in dem Kratzer auftreten. Wenn nämlich die Bedingung (A-B)/N×L³/I90 000 erfüllt ist, kann das Auftreten von Kratzern verhindert werden.There is an even more suitable method using the dimensionless parameter (AB) / N × L³ / I, as shown in FIG. 2. It was plotted with respect to the Reynolds number, which is also a dimensionless number and a typical value that expresses the state of motion of the coolant in a fuel assembly. According to this method, an (AB) / N × L³ / I area in which scratches occur can be more clearly determined. Namely, if the condition (AB) / N × L³ / I90 000 is satisfied, the occurrence of scratches can be prevented.

In Fig. 2 ist der Zustand des Auftretens und Nichtauftretens von Kratzern so aufgetragen worden, daß die Reynoldszahl in Richtung der Abszisse verläuft. Die Bereiche des Auftretens und Nichtauftretens von Kratzern können somit bestimmt werden, wenn der Faktor (A-B)/N×L³/I verwendet wird.In Fig. 2, the state of the occurrence and non-occurrence of scratches has been plotted so that the Reynolds number runs in the direction of the abscissa. The areas of occurrence and non-occurrence of scratches can thus be determined when the factor (AB) / N × L³ / I is used.

Für einige Brennstoffanordnungen sind die Abmessung eines jeden Abschnitts von ihnen und das Auftreten oder Nichtauftreten von Kratzern an den Brennstäben in der folgenden Tabelle zusammengestellt. For some fuel assemblies, the dimensions are one each section of them and the appearance or non-appearance of scratches on the fuel rods in the following Compiled table.  

Unter Bezugnahme auf die obenstehende Tabelle wird folgende Überlegung angestellt:With reference to the table above, the following will occur Considered:

  • 1) In der Brennstoffanordnung V treten Kratzer auf, während sie in der Brennstoffanordnung W nicht auftreten. Dies beruht darauf, daß bei der Brennstoffanordnung W L³/I trotz eines größeren Verhältnisses P/R kleiner ist (I ist größer).1) Scratches occur in the fuel assembly V while they do not occur in the fuel arrangement W. This is based on the fact that in the fuel arrangement W L³ / I is smaller despite a larger ratio P / R (I is bigger).
  • 2) Bei der Brennstoffanordnung V treten Kratzer auf, während sie bei der Brennstoffanordnung X nicht auftreten. Der Grund hierfür ist, daß bei der Brennstoffanordnung X trotz größeren Verhältnisses P/R L³/I kleiner ist (L ist kleiner).2) Scratches occur in the fuel assembly V while they do not occur in the fuel arrangement X. The reason for this is that the fuel assembly X is smaller despite the larger ratio P / R L³ / I (L is smaller).
  • 3) Bei der Brennstoffanordnung Y treten Kratzer auf, während sie bei der Brennstoffanordnung Z nicht auftreten. Der Grund hierfür ist, daß bei der Brennstoffanordnung Z lediglich ein kleineres P/R-Verhältnis vorliegt, während sämtliche anderen Faktoren der Brennstoffanordnungen Y und Z gleich sind.3) Scratches occur in fuel assembly Y while they do not occur in the fuel arrangement Z. The reason for this is that the fuel assembly Z only has a smaller P / R ratio while all other factors of the fuel arrangements Y and Z are the same.

Wie oben anhand von Beispielen ausgeführt wurde, wird das Auftreten oder Nichtauftreten von Kratzern in bezug auf (A-B)/N und L³/I erwartet. As explained above using examples, this will be Occurrence or non-appearance of scratches related to (A-B) / N and L³ / I expected.  

Mehr im einzelnen: Wenn Brennelemente mit beispielsweise Hüllrohren mit großem Flächenträgheitsmoment verwendet werden, kann (A-B)/N größer als bei einem Verfahren dieser Art vom Stand der Technik festgesetzt werden, und der Abstand des um jedes Brennelement gewickelten Abstandsdrahts kann ebenfalls vergrößert werden. Wenn das Verhältnis (A-B)/N groß festgesetzt werden kann, kann der Abstand bzw. Zwischenraum zwischen einem Brennstabbündel und der gegenüberliegenden inneren Fläche des Mantelrohrs notwendigerweise groß festgesetzt werden. Demzufolge kann der Zusammenbau einfach ausgeführt werden und es kann in dem erwähnten Zwischenraum eine Verdickung des Brennstabbündels zugelassen werden, die während der Bestrahlung fortschreitet. Dies ermöglicht es, die Lebensdauer der Kernbrennstoffanordnung zu verbessern. Wenn es hingegen erforderlich ist, (A-B)/N auf einen niedrigen Wert zu regeln, so haben die zwangsläufig im Außendurchmesser der Hüllrohre gefundene Streuung, die Abmessungen der gegenüberliegenden inneren Flächen des Mantelrohrs und der Außendurchmesser der Drähte einen Einfluß auf (A-B)/N. Wenn es demzufolge erforderlich ist, (A-B)/N auf einen kleineren Wert festzusetzen, so wird es bei einem Verfahren gemäß Stand der Technik erforderlich, mehrere Arten von Abstandsdrähten mit unterschiedlichen Außendurchmessern vorzubereiten und eine geeignete Art dieser Drähte auszuwählen. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hingegen sind derart mühsame Vorgänge nicht erforderlich.More in detail: If fuel elements with, for example Cladding tubes with a large area moment of inertia are used can be (A-B) / N larger than in a process of this Kind of state of the art and the distance of the spacer wire wrapped around each fuel assembly can also be enlarged. If the ratio (A-B) / N can be set large, the distance or Gap between a bundle of fuel rods and the opposite one inner surface of the casing tube necessarily be set large. As a result the assembly can be carried out easily and it can be in the space mentioned a thickening of the fuel assembly is permitted that progresses during radiation. this makes possible it to increase the life of the nuclear fuel assembly improve. On the other hand, if necessary, (A-B) / N on to regulate a low value, so they have to scatter found in the outer diameter of the cladding tubes, the Dimensions of the opposite inner surfaces of the casing tube and the outside diameter of the wires has an influence on (A-B) / N. Accordingly, if it is required (A-B) / N to be set to a smaller value, so it becomes with a Prior art methods required several Types of spacer wires with different outside diameters prepare and a suitable type of this To select wires. According to the method according to the invention however, such tedious operations are not necessary.

Da die Steigung des um jeden Brennstab gewickelten Abstandsdrahts überdies sehr groß festgesetzt werden kann, kann der Strömungswiderstand des Kühlmittels im Inneren der Kernbrennstoffanordnung auf ein Minimum herabgesetzt werden.Because the pitch of the spacer wire wrapped around each fuel rod can also be set very large, the flow resistance of the coolant inside the Nuclear fuel assembly can be reduced to a minimum.

Claims (2)

Verfahren zum Auslegen einer Brennstoffanordnung
  • a) mit einem Mantelrohr (10), in dem ein Bündel von Brennstäben (12) angeordnet ist,
  • b) wobei die einzelnen Brennstäbe (12) zur Einhaltung eines vorgegebenen Abstands voneinander mit einem Abstandsdraht (14) umwickelt sind,
Method of designing a fuel assembly
  • a) with a casing tube ( 10 ) in which a bundle of fuel rods ( 12 ) is arranged,
  • b) the individual fuel rods ( 12 ) being wound with a spacer wire ( 14 ) to maintain a predetermined distance from one another,
dadurch gekennzeichnet,
  • c) daß die Größen A, B, N, L und I so gewählt werden, daß folgende Ungleichung erfüllt ist: (A - B)/N × L³/I 90 000wobei
    A der Abstand der gegenüberliegenden Innenflächen des Mantelrohrs (10),
    B der Außendurchmesser eines dicht gepackten Bündels der Brennstäbe (12),
    N die Anzahl von Ringen (1-N) in dem Bündel von Brennstäben (12),
    L die Steigung des um jeden Brennstab (12) spiralförmig gewickelten Abstandsdrahts (14) und
    I das Flächenträgheitsmoment eines Hüllrohrs (15) des Brennstabs (12) ist.
characterized by
  • c) that the sizes A, B, N, L and I are chosen so that the following inequality is satisfied: (A - B) / N × L³ / I 90 000 where
    A is the distance between the opposite inner surfaces of the casing tube ( 10 ),
    B the outer diameter of a tightly packed bundle of fuel rods ( 12 ),
    N the number of rings (1-N) in the bundle of fuel rods ( 12 ),
    L is the pitch of the spacer wire ( 14 ) spirally wound around each fuel rod ( 12 ) and
    I is the moment of inertia of a cladding tube ( 15 ) of the fuel rod ( 12 ).
DE19873740591 1986-11-29 1987-11-30 Method for the production of a fuel arrangement having wire spacing elements Granted DE3740591A1 (en)

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