DE4422032A1 - Versteiftes Brennelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Brennelement mit einem annähernd quadratischen Querschnitt und einer Vielzahl von nebeneinan­ der angeordneten Brennstäben, die in Spalten und dazu senk­ rechten Reihen positioniert sind. Insbesondere betrifft die Erfindung auch ein Brennelement eines Druckwasserreaktors mit einer Vielzahl von regelmäßig über den Querschnitt verteilten Stabpositionen, wobei mehrere Stabpositionen von Steuerstab­ führungsrohren besetzt sind.

Während des Betriebs im Reaktor sind die Brennelemente Ein­ flüssen ausgesetzt, die Verbiegungen der Brennelemente zur Folge haben können. So führt z. B. ein inhomogener Neutronen­ fluß im Brennelement zu Leistungsunterschieden zwischen der dem Zentrum des Kerns zugewandten Seite und der abgewandten Seite, die an den Brennstäben zu Längenänderungen führen.

Diese Längenänderungen der Brennstäbe werden über Abstandhal­ ter, an denen die Brennstäbe abgestützt sind, auf die Struk­ tur des gesamten Brennelements übertragen. Dadurch können, falls das Skelett nicht hinreichend steif ist, Verbiegungen auftreten, die auch dann noch bestehen bleiben, wenn der Re­ aktor (z. B. zum Entladen der Brennelemente) abgeschaltet und die Brennelemente abgekühlt sind.

Verbiegungen können auch durch Querströmungen verursacht wer­ den, die in dem entlang der Brennstäbe fließenden Kühlmittel auftreten.

Da die Brennelemente von Druckwasserreaktoren nicht von einem seitlichen Brennelement-Kasten umgeben sind, der wesentlich zur Steifheit des Brennelementes beitragen könnte und Quer­ strömungen verhindern würde, sind besonders die Brennelemente von Druckwasserreaktoren von Verbiegungen gefährdet. Häufig enthalten die Brennelemente von Druckwasserreaktoren neben Brennstäben auch Führungsrohre für Steuerstäbe (d. h. Absor­ berelemente, die zur Steuerung des Reaktorbetriebes in die Führungsrohre eingefahren werden), wobei diese Brennstäbe und Führungsrohre auf Stabpositionen sitzen, die praktisch gleichmäßig über den Querschnitt des Brennelement es verteilt sind.

Im Kernverband stehen die Brennelemente nebeneinander und sind durch Spalten getrennt, die das als Moderator wirkende Kühlmittel enthalten. Diese Spalten verändern sich durch die Verbiegungen der Brennelemente, so daß lokale Leistungsspit­ zen und eine Umverteilung des Kühlmittels auftreten. Außerdem erschweren verbogene Brennelemente deren Handhabung, insbe­ sondere wenn beim Brennelementwechsel einzelne Brennelemente aus dem Kernverband gezogen oder eingesetzt werden. Die Ver­ biegungen können sogar so stark werden, daß die Brennelemente sich mit ihren Abstandhaltern aneinander verhaken und nicht mehr ohne Beschädigung der Abstandhalter herausgezogen werden können.

Aus den DE-A 30 08 456 und 35 06 313 ist es bereits bekannt, in den Eckpositionen der Brennelemente gesonderte Tragelemen­ te einzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Brennelemente auf möglichst günstige Weise zu versteifen, um sie gegen verbie­ gende Einflüsse widerstandsfähig zu machen.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung sieht vor, von den Brennstabspositionen, die in Spalten und dazu senkrechten Reihen angeordnet sind, einige Positionen, die in den zweit­ äußersten Reihen und/oder zweitäußersten Spalten sitzen, durch brennstofffreie, inaktive Stützstäbe zu besetzen. Da bei Druckwasserreaktoren ohnehin bereits einige der im Inne­ ren des Brennelementes liegenden Brennstabspositionen mit Führungsrohren besetzt sind, die bereits eine gewisse mecha­ nische Stabilität des Brennelementes herstellen, genügt es manchmal, nur vier derartige Stützstäbe vorzusehen. Vorteil­ haft sitzen die Stützstäbe jeweils im Schnittpunkt einer zweitäußersten Spalte mit einer zweitäußersten Reihe.

Da die Stützstäbe im Abstand von den wassergefüllten Spalten zwischen den einzelnen Brennelementen angeordnet sind, wird dadurch ein extremes Brennstoff/Moderator-Verhältnis am Rand des Brennelementes vermieden, das bei einer Position in einer Randzeile oder Randspalte entstehen und einen ungünstigen Einfluß auf die Leistungsverteilung im Brennelement haben würde. Natürlich ist eine gewisse Neutronenabsorption im Ma­ terial der Stützstäbe nicht zu vermeiden, jedoch wird zu ih­ rer Herstellung möglichst inaktives Material verwendet. Vor­ teilhaft sind sie im Hinblick auf eine möglichst geringe Neu­ tronenabsorption als Rohre ausgebildet, die kein aktives Ma­ terial, sondern ein konstantes Volumen von Kühlmittel bzw. Moderator enthalten. Unter "aktivem Material" ist dabei Brennstoff, aber auch Absorbermaterial, wie es die Steuerstä­ be enthalten, zu verstehen. Die Stützstäbe sind also zu un­ terscheiden von Brennstäben, wie sie gelegentlich als Teile des tragenden Brennelement-Skelettes verwendet und mit dem Brennelement-Kopf und Brennelement-Fuß fest verschraubt sind (sogenannte "Tragstäbe"), aber auch von Steuerstab-Führungs­ rohren, die entsprechend dem aktuellen Zustand der Reaktor­ steuerung durch Einfahren der Steuerstäbe zu einem betriebs­ abhängigen Teil mit Absorbermaterial und zu einem anderen Teil mit Moderator gefüllt sind.

Da die Stützstäbe weder zum Führen von Steuerstäben noch als Behälter von Brennstoff oder anderem aktiven Material benutzt werden, kann ihre Form so gewählt werden, daß sie bei ver­ hältnismäßig geringem Materialaufwand eine hohe Steifigkeit besitzen. Insbesondere kann daher ein rechteckiger, z. B. quadratischer Außenquerschnitt gewählt werden. Der Innenquer­ schnitt kann ungefähr kreisrund sein, wie dies auch bei Füh­ rungsrohren üblich ist. Dabei kann es vorteilhaft sein, auch Führungsrohre mit entsprechenden Querschnitten auszubilden, damit sie einen erhöhten Beitrag zur Festigkeit des Brennele­ mentes leisten können.

Sind dabei die Stützstäbe jeweils an einer Bodenplatte im Fuß des Brennelementes und einer Deckplatte im Kopf des Brennele­ mentes befestigt, so bilden sie ein Joch, das Fußplatte und Deckplatte miteinander verbindet und somit ein Skelett dar­ stellt, in dem die Brennstäbe mit einem erheblichen axialen Spiel zwischen Kopfplatte und Bodenplatte gehalten werden können. Die Brennstäbe sind dabei seitlich z. B. über Federn und Noppen von Abstandhaltern gegen die Stützstäbe abge­ stützt. Man kann aber auch durch Abstandhalter die Brennstäbe und Stützstäbe gegeneinander und gegen die Steuerstabfüh­ rungsrohre abstützen, wobei nur die Steuerstab-Führungsrohre mit der Bodenplatte und der Deckplatte tragend verbunden sind.

Werden in einem Brennelement eines Druckwasserreaktors mit regelmäßig verteilten Stabpositionen einige (oder alle) Steu­ erstab-Führungsrohre, deren Innendurchmesser durch die ver­ wendeten Steuerstäbe festliegt (und daher meistens kreisrund sein sollte), mit einem polygonalen Außenquerschnitt verse­ hen, so kann wegen der dadurch erhöhten Steifheit dieser Rohre nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung auf eigene, inaktive Stützstäbe, durch die die entsprechenden Brennstäbe ersetzt werden müßten, weitgehend - vorteilhaft ganz - verzichtet werden.

Anhand mehrerer vorteilhafter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Brennele­ ments für einen Druckwasserreaktor,

Fig. 2 die Stabpositionen und deren Besetzung in diesem Brennelement,

Fig. 3 einen Quadranten eines Abstandhalters für ein erfin­ dungsgemäßes Brennelement,

Fig. 4 die Aufsicht auf das Fußteil dieses Brennelements,

Fig. 5 die Befestigung des unteren Endes eines Stützstabes an der Bodenplatte des Brennelements,

Fig. 6 einen Querschnitt durch dieses untere Ende und die Bodenplatte, und

Fig. 7 und 8 jeweils einen Querschnitt durch ein Profilrohr, das Stützrohr und/oder Führungsrohr gemäß der Erfindung ge­ eignet ist.

Fig. 9 die Besetzung der in Fig. 2 gezeigten Stabpositionen bei einem Brennelement ohne Stützstäbe.

Das Brennelement der Fig. 1 trägt an seinem oberen Ende ein Kopfteil 1 mit einem Rahmen 2, der über Federbeine 3 an inne­ ren Aufbauten des Reaktors abgestützt ist und eine Deckplatte 4 trägt. Auch das Fußteil weist einen entsprechenden Rahmen 5 auf, der mit einem Zuführungsstutzen auf einer Stützkonstruk­ tion im Reaktorkern aufsteht und eine Bodenplatte 6 trägt. Zwischen Bodenplatte 6 und Deckplatte 4 befinden sich die Brennstäbe 7, die in den Maschen gitterförmiger Abstandhalter 8 sitzen und gegen die Stege dieses Abstandhalters durch Fe­ dern, Noppen und/oder andere Distanzelemente abgestützt sind.

In einer Hälfte der Fig. 1 sind die Brennstäbe weggelassen, so daß einige Führungsrohre 9 erkennbar werden, die Hülsen 10 tragen, an denen die Abstandhalter 8 befestigt sind.

Ferner sind in Fig. 1 zwei Stützstäbe 11 erkennbar, die vom Brennelement-Rand jeweils um eine Gittermasche, also eine Brennstabsposition, entfernt sind. Diese Stützstäbe 11 sind vorteilhaft aus einem stabilen, aber möglichst wenig neutro­ nenabsorbierendem Material (z. B. Zirkaloy) und können an den beiden Platten 4 und 6 verschraubte Endkappen 12 tragen, de­ ren Material so gewählt ist, daß sich diese Verschraubungen während des Reaktorbetriebs nicht festfressen, sondern lösbar bleiben.

In Fig. 2 sind die Reihen, in denen die Brennstäbe sitzen, mit 1 bis 18 durchnumeriert. Die entsprechenden Spalten für die Brennstabspositionen sind mit A bis V bezeichnet. Leere Quadrate 20 geben dabei jeweils die Position eines normalen Brennstabs an, während mit 21 die Positionen von Steuerstab- Führungsrohren bezeichnet sind. Das Brennelement besitzt also einen quadratischen Querschnitt mit einer Vielzahl von regel­ mäßig über den Querschnitt verteilten Stabspositionen, wobei mehrere Positionen, die ungefähr auf zwei zur Brennstabachse konzentrischen Kreisen K1 und K2 liegen, von den Steuerstab­ führungsrohren 21 besetzt sind. Der Kreis K1 bildet jeweils mit einer der vier Ecken des Brennelements einen Zwickel, in dessen ungefährer Mitte ein Stützstab 22 sitzt. Diese Stütz­ stäbe sind vom Rand des Brennelements jeweils um eine Brenn­ stabposition beabstandet und vorteilhaft haben sie auch je­ weils mindestens eine Stabposition Abstand vom nächsten Füh­ rungsrohr. Bevorzugte Stüztstabspositionen sind also jeweils Positionen B2, B17, U2 und U17, d. h. die Schnittpunkte der zweitäußersten Spalten und Reihen. Zwischen einem Stützstab 22 und dem nächstliegenden Steuerstabs-Führungsrohr können dabei Brennstäbe 24 angeordnet sein, die neben Brennstoff auch Absorbermaterial enthalten. Gemäß Fig. 2 sind also alle Brennstabspositionen des Brennelements sind also jeweils von einem Führungsrohr, Brennstab oder Stützstab besetzt.

Fig. 3 zeigt nur eine Ecke des Abstandhalters (also ein Viertel des Brennelement-Querschnitts), wobei als Stützstab aus Gründen der rationellen Fertigung Rohre 19 mit den glei­ chen zylindrischen Abmessungen verwendet werden wie bei den Steuerstab-Führungsrohren 9. Die Brennstäbe 7 sitzen in qua­ dratischen Maschen, die von sich kreuzenden Stegen 25 gebil­ det werden und an denen die Brennstäbe über Noppen 26 und Fe­ dern 26′ seitlich abgestützt sind.

Die Innenflächen dieser Maschenstege haben einen Abstand a, so daß sich bei einer Wanddicke s des Steges eine "Brennstab- Teilung" des Brennelementes, also ein mittlerer Abstand t zwischen den möglichst im Zentrum der Maschen sitzenden Brennstab-Achsen von t = a + s ergibt. Für eine ausreichende Moderation und Kühlung sind Mindestwerte (vorteilhaft etwa 2,7 mm) für den Abstand b der Außenflächen benachbarter Brennstäbe eingehalten. Die Außenflächen der Steuerstab-Füh­ rungsrohre 9 haben von der Außenfläche benachbarter Brenn­ stäbe einen Abstand c, der ebenfalls im Hinblick auf die Küh­ lung der Brennstäbe einen Mindestwert (z. B. b/2) nicht un­ terschreitet. Im Interesse einer großen Stabilität sind aber möglichst große Führungsrohre und Stützstäbe vorteilhaft.

In Fig. 4 ist eine Aufsicht von unten auf den Rahmen 5 des Brennelementfußes gezeigt, wobei die Bodenplatte 6 sichtbar wird, die mit einer Vielzahl kreisförmiger Durchtrittsöffnun­ gen 30 versehen ist. Jede dieser Durchtrittsöffnungen 30 wird von Stegen durchsetzt, die größere Fremdkörper, die vom Kühl­ mittel mitgeführt werden könnten, fernhalten sollen. Diese Durchtrittsöffnungen liegen so, daß sie jeweils in Zwischen­ räume zwischen den darüberliegenden Brennstäben münden.

An einigen dieser Zwischenräume sind jedoch Verschraubungen 31 sichtbar, mit denen die Führungsrohre an der Bodenplatte befestigt sind.

Ferner sind im Rahmen 5 vier Durchbrüche 32 erkennbar als Zu­ gang zu entsprechenden Verschraubungen 33, mit denen die Stützstäbe an der Bodenplatte befestigt sind.

Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt der Bodenplatte 6 mit den Durchtrittsöffnungen 30 und dem Kopf 35 einer entsprechenden Verschraubung 33 des Stützstabes.

Gemäß Fig. 6 greift das andere Ende 34 des Stützstabs in ei­ ne Bohrung 36 in der Bodenplatte 6 und ist dort über den Schraubenkopf 35 an der Bodenplatten-Unterseite verschraubt.

Gemäß Fig. 7 können als Stützstäbe quadratische Rohre 40 verwendet werden, deren Außendurchmesser vorteilhaft prak­ tisch gleich dem Innendurchmesser a der Maschen gewählt ist. Gegenüber einem zylindrischen Rohr des gleichen Außendurch­ messer und der gleichen Wandstärke ergeben sich dabei Flä­ chenträgheitsmomente (also mechanische Festigkeiten), die et­ wa im Verhältnis 64/5 : 1/12, d. h. ungefähr 1,7 erhöht sind.

Auch hier kann es vorteilhaft sein, für Stützstäbe und Füh­ rungsrohre die gleichen Rohre zu verwenden. Soweit für die Führung der Steuerstäbe eine zylindrische Innenfläche der Führungsrohre erwünscht ist, können Rohre mit einem quadrati­ schen Außendurchmesser und einem zylindrischen Innendurchmes­ ser verwendet werden.

Fig. 8 zeigt ein derartiges Rohr 42 für einen Stützstab oder ein Steuerstab-Führungsrohr. Die Diagonale d der praktisch quadratischen Außenfläche ist daher etwas kleiner als a*√2. Da das verwendete Material (z. B. Zirkaloy 4) nicht aktiv ist, d. h. einen möglichst geringen Neutronenquerschnitt auf­ weist, ist die Neutronenabsorption dieser Rohre in vertretba­ ren Grenzen gehalten, jedoch die mechanische Stabilität we­ sentlich erhöht gegenüber kreisrunden Rohren. Die diesen Roh­ ren benachbarten Brennstäbe werden praktisch genauso gut ge­ kühlt wie die anderen Brennstäbe, und da die Stützstäbe, de­ ren Innenvolumen ja mit Wasser gefüllt ist und somit zusätz­ lichen Moderator zur Verfügung stellt, bevorzugt auf den Dia­ gonalen der Brennelemente, also ungefähr im Zentrum der er­ wähnten Zwickel sitzen, (d. h. mitten in den Flächen zwischen einem Kreis, auf dem die äußeren Führungsrohre ungefähr lie­ gen, und den wassergefüllten Spalten am Rand der Brennelemen­ te), wird gleichzeitig auch eine verhältnismäßig gleichmäßi­ ge Verteilung des Moderators in den äußeren Bereichen der Brennelemente erreicht.

Während an den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, daß die Stützstä­ be an der Bodenplatte im Brennelement-Fuß und der Deckplatte im Brennelement-Kopf befestigt sind und daher bereits ein stabiles Skelett für das Brennelement bilden, so daß keine mechanisch besonders stabile Befestigung der Steuerstab-Füh­ rungsrohre selbst mit Kopf und Fuß erforderlich ist, reicht es meistens bereits aus, die Steuerstab-Führungsrohre, an de­ nen die Abstandhalter befestigt sein können, mit dem Brenn­ element-Kopf und dem Brennelement-Fuß in herkömmlicher Weise zu verschrauben oder auf andere Weise tragend zu befestigen. Die Stützstäbe müssen dann ihrerseits nicht mehr befestigt werden, sondern können genauso wie die Brennstäbe mit einem gewissen axialen Spiel zwischen Kopfplatte und Bodenplatte sitzen. Da die oberen und unteren Enden der Stützstäbe bei den gezeigten Positionen an Stellen liegen, die schwer zu­ gänglich sind, ergibt der Verzicht auf eigene Stützstab-Befe­ stigungen Einsparungen bei der Fertigung und der Montage. Zum Beispiel sind dann die in Fig. 4 gezeigten Durchbrüche 32 nicht mehr erforderlich.

Gemäß der Fig. 1 bis 8 also stellen die Stützstäbe die ge­ wünschte Steifheit sicher, die ein unerwünschtes Verbiegen der Brennstäbe mit der unerwünschten Störung der gleichmäßi­ gen Verteilung des Moderators bzw. Kühlmittels vermieden wer­ den.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 9 sind alle Stabposi­ tionen entweder durch einen Brennstab 50 oder durch ein Füh­ rungsrohr ersetzt. Die Darstellung der Fig. 9 entspricht Fig. 2, jedoch sind dabei mindestens vier der Steuerstab-Füh­ rungsrohre mit einem polygonalen Außenquerschnitt (im Fall von Abstandshaltern mit quadratischen Maschen entsprechend Fig. 3 vorteilhaft mit einem quadratischen Außenquerschnitt) ausgeführt.

Die Positionen der Steuerstab-Führungsrohre sind durch die Konstruktion des Reaktors, insbesondere durch die Position der Antriebselemente der Steuerstäbe, im allgemeinen bereits festgelegt. Vorteilhaft sind die "eckigen" Führungsrohre sym­ metrisch - z. B. rotationssymmetrisch um die Brennelement- Achse bzw. spiegelsymmetrisch zu den Diagonalen des Brennele­ ment-Querschnitts - angeordnet. Fig. 8 zeigt eines dieser vier "eckige" Führungsrohre 51, die auf den Diagonalen und praktisch in gleichem Abstand von der Brennelement-Achse sit­ zen.

Darüber hinaus haben bevorzugt auch die Führungs-Rohre 52, die auf dem in Fig. 2 dargestellten äußeren Kreis K1 liegen, einen derartigen, durch Ecken verstärkten Querschnitt, so daß nahezu äquidistant auf dem Kreis verteilte Stützpositionen entstehen. Für die ungefähr auf dem Kreis K2 liegenden, inne­ ren Führungsrohre 53 können natürlich die gleichen Führungs­ rohre mit polygonalem Außenquerschnitt vorgesehen sein, je­ doch kann eine ausreichende mechanische Stabilität bereits häufig auch erreicht werden, wenn die inneren Führungsrohre 53 anders, z. B. mit dem üblichen zylindrischen Querschnitt, geformt sind.

Nicht immer besitzen Druckwasser-Reaktoren eine den Fig. 2 und 9 entsprechende geometrische Anordnung der Steuerstäbe. Auch dann ist es vorteilhaft, einen Teil der Steuerstabfüh­ rungsrohre, bevorzugt eine Gruppe von Führungsrohren, die in einem äußeren Bereich des Brennelement-Querschnitts liegen, mit einem dem Außenquerschnitt der Steuerstäbe angepaßten (z. B. praktisch kreisförmigen) Innenquerschnitt und einem praktisch polygonalen Außenquerschnitt zu versehen. Der da­ zwischen liegende Raum ist mit einer massiven metallischen Rohrwand ausgefüllt. Im inneren Bereich können dann Führungs­ rohre einer zweiten Gruppe liegen, die keinen polygonalen Au­ ßenquerschnitt aufweisen müssen. Dabei brauchen keine zusätz­ lichen Stützstäbe mehr verwendet zu werden, d. h. alle nicht von Führungsrohren besetzten Stabpositionen können dann von Brennstäben besetzt werden.

Auf diese Weise entsteht ein Brennelement mit über den Quer­ schnitt regelmäßig verteilten, meist in Reihen und Spalten angeordneten Stabpositionen, von denen einige mit je einem Steuerstab-Führungsrohr, der Rest mit je einem Brennstab be­ setzt ist. Die Stabpositionen bilden jeweils das Zentrum ei­ ner Masche von einem Abstandhaltegitter (in der Regel sind mehrere derartige Abstandhaltegitter über die Länge der Brennstäbe verteilt), das an mehreren oder allen Steuerstab- Führungsrohren befestigt ist und dessen Stege die Brennstäbe seitlich abstützten. Dabei ist eine Gruppe von mindestens vier Steuerstab-Führungsrohren vorgesehen, die in annähernd quadratischen Maschen sitzen, an die ihr Außenquerschnitt an­ gepaßt ist. Während die Innenfläche dieser Steuerstab-Füh­ rungsrohre praktisch zylindrisch ist, ist der Außenquer­ schnitt also zumindest annähernd quadratisch.

Claims (21)

1. Brennelement mit einem annähernd quadratischen Querschnitt und einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Brennstäben (20, 24), die in Spalten (A . . . V) und dazu möglichst senkrech­ ten Reihen (1, 18) positioniert sind, dadurch gekennzeichnet, daß einige Brennstabspositionen in den zweitäußersten Reihen (2, 17) und zweitäußersten Spalten (B, U) durch brennstofffreie inaktive Stützstäbe (22) besetzt sind (Fig. 2).

2. Brennelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brenn­ element nur vier derartige Stützstäbe enthält.

3. Brennelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütz­ stäbe jeweils im Schnittpunkt einer zweitäußersten Spalte (B, U) mit einer zweitäußersten Reihe (2, 18) angeordnet sind.

4. Brennstab nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütz­ stäbe (40) einen rechteckigen Außenquerschnitt haben (Fig. 7, Fig. 8).

5. Brennelement nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütz­ stäbe Hohlrohre (19, 40, 42) sind.

6. Brennelement nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütz­ stäbe mit einer Bodenplatte (6) im Fuß des Brennelementes und einer Deckplatte (4) im Kopf des Brennelementes befestigt und die Brennstäbe (7) durch Abstandhalter (8) gegen die Stütz­ rohre (11) abgestützt und axial lose zwischen Bodenplatte und Deckplatte gehalten sind.

7. Brennelement nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenn­ stäbe (7) und Stützstäbe (11) durch Abstandhalter (8) gegen Führungsrohre (9) für Steuerstäbe abgestützt sind, wobei die Führungsrohre mit einer Bodenplatte (6) im Fuß des Brennele­ mentes und einer Deckplatte (4) im Kopf des Brennelementes tragend verbunden sind.

8. Brennelement eines Druckwasserreaktors mit einem polygona­ len Querschnitt und einer Vielzahl von regelmäßig über den Querschnitt verteilten Stabpositionen, wobei mehrere ungefähr auf zwei zur Brennelement-Achse konzentrischen Kreisen lie­ gende Stabspositionen mit Steuerstab-Führungsrohren (21), je­ weils eine Position in jedem Zwickel zwischen den Kreisen und den Ecken des Brennelements, die vom Rand des Brennelementes um mindestens eine Stabsposition entfernt ist, von einem brennstofffreien, inaktiven Stützstab (22) und die restlichen Stabspositionen von Brennstäben (29, 24) besetzt sind.

9. Brennelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steu­ erstabführungsrohre (21) und/oder die Stützstäbe (22) einen quadratischen Außenquerschnitt haben.

10. Brennelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütz­ stäbe (22) jeweils mindestens eine Stabposition Abstand vom nächsten Steuerstabführungsrohr (21) haben.

11. Brennelement für einen Druckwasserreaktor mit einer Viel­ zahl von regelmäßig über den Brennelement-Querschnitt ver­ teilten Stabpositionen, von denen einige mit je einem Steuer­ stab-Führungsrohr (51, 52, 53) besetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Steuerstab-Führungsrohre (51, 52) einen praktisch polygonalen Außenquerschnitt haben (Fig. 9).

12. Brennelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß alle Stab­ positionen mit jeweils einem Brennstab (50) oder Steuerstab- Führungsrohr (51, 52, 53) besetzt sind.

13. Brennelement nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steu­ erstab-Führungsrohre (51, 52) mit polygonalem Außenquer­ schnitt symmetrisch über den Querschnitt des Brennelements verteilt sind.

14. Brennelement nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steu­ erstab-Führungsrohre mit polygonalem Außenquerschnitt einen kreisrunden Innenquerschnitt besitzen (Fig. 8).

15. Brennelement nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Brenn­ element einen nahezu quadratischen Querschnitt hat und die Brennstäbe und Führungsrohre in ungefähr quadratischen Ma­ schen eines Abstandhaltegitters sitzen.

16. Brennelement nach Anspruch 15 gekennzeichnet durch zumindest vier Steuerstab-Führungsrohre mit quadratischem Außenquerschnitt, die ungefähr im gleichen Abstand auf Diagonalen des Brennele­ mentquerschnitts sitzen.

17. Brennelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ungefähr auf einem Kreis um die Mittelachse des Brennelements nahezu äquidistant verteilte Stabpositionen von Steuerstab-Führungs­ rohren mit quadratischem Außenquerschnitt besetzt sind.

18. Brennelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß einige in­ nerhalb des Kreises liegende Stabpositionen ebenfalls mit Steuerstab-Führungsrohren besetzt sind.

19. Steuerstab-Führungsrohr für einen Steuerstab eines Reak­ tors, mit einem dem Außenquerschnitt des Steuerstabs angepaß­ ten Innenquerschnitt und einem praktisch polygonalen Außen­ querschnitt, wobei der dazwischen liegende Raum von einer massiven metallischen Wand des Hüllrohrs ausgefüllt ist (Fig. 8).

20. Brennelement für einen Druckwasser-Reaktor mit folgenden Merkmalen:

• a) über den Querschnitt des Brennelementes sind in Reihen (1 bis 18) und Spalten (A bis V) angeordnete Stabpositionen regelmäßig verteilt,
• b) einige der Stabpositionen sind jeweils mit einem Steuer­ stab-Führungsrohr (51, 52, 53), der Rest mit je einem Brennstab (50) besetzt,
• c) die Stabpositionen bilden jeweils das Zentrum von Maschen wenigstens eines Abstandhaltegitters, das an mehreren Steu­ erstab-Führungsrohren befestigt ist und die Brennstäbe seitlich abstützt,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Grup­ pe von mindestens vier Steuerstab-Führungsrohren (51), die in annähernd quadratischen Maschen sitzen, einen den Maschen an­ gepaßten annähernd quadratischen Außenquerschnitt haben und deren Rohrinnenfläche zylindrisch ist.