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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Gitter für Kernreaktoren,
und mehr im einzelnen auf einen Abstandhalter zur Verwendung beim
Abstandhalten eines Schutzgitters von einem Mundstück eines
Brennelements eines Kernreaktors.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Es
sind zahlreiche Typen von Kernreaktoren bekannt und im Stand der
Technik verstanden. Ein Kernreaktortyp ist der Druckwasserreaktor,
der typischerweise eine Vielzahl von Brennelementen umfasst, die
innerhalb eines Mantels angeordnet sind, durch welchen druckbeaufschlagtes
Wasser strömt. Solches
Wasser strömt
typischerweise durch den Reaktorbehälter mit hohen Geschwindigkeiten,
wodurch irgendwelche Teilchen im Wasser möglicherweise erheblichen Verschleiß an den
Reaktorkomponenten verursachen können,
mit denen die Teilchen in Berührung
kommen.
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Jedes
Brennelement weist typischerweise eine Mehrzahl von Brennstäben auf,
die in einer Mehrzahl von Gittern montiert sind, welche die Brennstäbe voneinander
beabstanden und einer Schwingung der Brennstäbe während des Reaktorbetriebs entgegenwirken.
Die Gitter umfassen typischerweise ein oberes Gitter, ein unteres
Gitter, und eine Mehrzahl mittlerer Gitter, die zwischen dem oberen
und dem unteren Gitter beabstandet sind. Die Gitter sind typischerweise
auf langgestreckten Führungsrohren
montiert, die hohl sind und Instrumentierung und/oder Steuerstäbe führen können. Diese Brennstäbe, Gitter
und Führungsrohre
sind zusammen zwischen einem oberen Mundstück und einem unteren Mundstück montiert,
welche die Brennstäbe, Gitter
und Führungsrohre
in einer gewünschten
Position innerhalb des Kernreaktors halten. Die Brennstäbe, Gitter,
Führungsrohre
und Mundstücke
bilden zusammen das Brennelement.
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Wegen
der Gefahr, dass Teilchen Komponenten des Brennelements beschädigen können, ist es
bekannt, zusätzlich
ein Schutzgitter vorzusehen, das zwischen dem unteren Gitter und
dem unteren Mundstück
angeordnet ist, um die Brennstäbe
vor Teilchen zu schützen.
Es ist auch bekannt, das Schutzgitter fest mit Bezug auf das untere
Mundstück anzuordnen
und das Schutzgitter am unteren Mundstück zu beabstanden, um eine
unerwünschte
Berührung
zwischen dem unteren Mundstück
und Unregelmäßigkeiten
an den Kanten der zu sammengesetzten Streifen zu vermeiden. Beispiele
solcher Unregelmäßigkeiten
umfassen irgendwelche Arten von vorspringendem Material wie beispielsweise
Schweißnasen und
anderes Gittermaterial an Schnittstellen, wo die Streifen, aus welchen
die Gitter zusammengesetzt sind, miteinander verbunden sind.
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Sämtliche
Gitter der Brennelemente des Kernreaktors einschließlich der
Schutzgitter sind typischerweise aus einer Mehrzahl von Streifen
hergestellt, die in einem Gitter- oder Netzmuster angeordnet und
aneinander befestigt sind, um eine Vielzahl von Zellen zu bilden.
Die Zellen umfassen Führungszellen
und Brennstabzellen. Das obere Gitter, das untere Gitter und die
mittleren Gitter sind typischerweise mechanisch oder auf andere
Weise an den Führungsrohren
befestigt, die in den Führungszellen
angeordnet sind. Die Brennstäbe
werden innerhalb der Brennstabzellen der Gitter einschließlich des
Schutzgitters typischerweise durch eine Mehrzahl von Federn und/oder
Noppen innerhalb jeder Brennstabzelle gehalten, die an den Streifen
der Gitter geformt sind. Das Schutzgitter umfasst typischerweise
zusätzlich
Abstandhalteelemente, die daran angeschweißt oder auf andere Weise befestigt
sind, und welche die Enden der Führungsrohre
darin aufnehmen und das Schutzgitter fest mit Bezug auf das untere
Mundstück
festlegen, wenn das Brennelement zusammengebaut wird. Während solche
bekannten Schutzgitter und Abstandhalteelemente im allgemeinen für ihren
beabsichtigten Zweck effektiv sind, gilt es nicht ohne Einschränkung.
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Bisher
bekannte Schutzgitter verwenden solche Abstandhalteelemente entweder
in Form gebogener Metalleinsätze
oder in Form von Verschweißungen
rohrförmiger
Hülsen
mit Endstopfen, die in den Führungszellen
des Schutzgitters punktgeschweißt
sind und so konfiguriert sind, dass sie sowohl die Enden der Führungsrohre
aufnehmen als auch das Schutzgitter vom unteren Mundstück beabstanden.
Die Abmessungen solcher Abstandshalteelemente sind kritisch, um
ein sauberes Zusammenpassen mit dem Führungsrohrdurchmesser und der Führungszellenweite
sicherzustellen. Die geforderten Engetoleranzen und der Schweiß- oder
Biegevorgang führen
zu einem relativ kostspieligen Abstandshalteelement. Es wird daher
gewünscht,
ein vereinfachtes Abstandshalteelement bereitzustellen, das selbst
kein Schweißen
oder keine komplizierte Formgebung erfordert.
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Da
solche Hülsen
und Einsätze
innerhalb der Führungszellen
des Schutzgitters angeordnet waren, war es notwendig, zuerst die
Streifen des Schutzgitters in einem ersten Anord nungs- und Schweißvorgang
anzuordnen und miteinander zu verbinden, und danach die Hülsen oder
Einsätze
innerhalb der Führungszellen
aufzunehmen und einen zweiten Schweißvorgang zwischen diesen durchzuführen. Solche
mehrfachen Zusammenbauschritte, die sowohl Anordnungs- als auch
Schweißvorgänge umfassen,
sind verhältnismäßig kostspielig.
Es wird daher gewünscht,
ein Schutzgitter zu schaffen mit einem einstückig geschweißten Abstandhalter,
das in einem einzigen Anordnungs- und Schweißschritt zusammengebaut wird.
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Bei
vielen Brennelementen haben die Führungszellen und die Brennstabzellen
im wesentlichen die gleiche Größe. Trotzdem
sind manche Elemente so ausgelegt, dass die Führungszellen viermal so groß wie die
Brennstabzellen sind. Solche vergrößerten Führungszellen sind offene Bereiche
des Gitters, welche die Größe von zweimal
zwei Brennstabzellen haben. Bei bekannten Schutzgittern, die Hülsen oder Einsätze verwenden,
würden
die Hülsen
oder Einsätze
wünschenswerterweise
an den Seiten der Führungszelle
an den Stellen angeschweißt,
wo die Hülsen
oder Einsätze
die Streifen der Führungszelle
berühren.
In Fällen,
wo die Führungszellen
die Größe von zwei
Brennstabzellen mal zwei Brennstabzellen haben, sind die Berührungsstellen
zwischen den Hülsen
oder Einsätzen
und den Streifen aber Bereiche, wo andere Streifen endigen. Solche
Berührungsbereiche
sind extrem schwierig zu schweißen
aufgrund der Interferenz der endigenden Streifen. Es wird daher
gewünscht,
einen verbesserten Abstandhalter zu schaffen, der zuverlässig an
einem Schutzgitter angeschweißt
werden kann, bei welchem die Führungszellen
von einer Konfiguration von zwei Brennstabzellen mal zwei Brennstabzellen
sind.
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Die
EP-A-0 512 137 beschreibt
ein Gitter mit einer Struktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung beinhaltet ein Gitter, wie im Anspruch 1 dargestellt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Abstandhalter zur Verwendung in einem Schutzgitter eines
Brennelements eines Kernreaktors eine etwa scheibenförmige Platte
aus Material mit einer Anlagefläche
und einer Rückhaltefläche, die
entgegengesetzt voneinander liegen. Das Schutzgitter ist aus einer
Mehrzahl von Streifen gebildet, um eine Vielzahl von Brennstabzellen
und eine Mehrzahl von Führungszellen
zu bilden, wobei die Streifen angrenzend an die Führungszellen
eingekerbt sind, um darin den Abstandhalter aufzunehmen. Die Rückhaltefläche des
Abstandhalters ist in Kerben zugewandt und die Anlagefläche des
Abstandhalters springt auswärts
vom Schutzgitter vor. Wenn die Anlageflächen der Abstandhalter an einem
unteren Mundstück eines
Brennelements eines Kernreaktors anliegen, halten die Abstandhalter
das Schutzgitter im Abstand von der unteren Düse. Der Abstandhalter ist einstückig mit
dem Schutzgitter in einer einzigen Anordnungs- und Schweißoperation
verschweißt.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen eines Abstandhalters
zur Verwendung bei einem Schutzgitter eines Brennelements eines Druckwasserreaktors,
wobei der Abstandhalter einstückig
mit dem Schutzgitter in einer einzigen Anordnungs- und Schweißoperation
geschweißt
ist.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen eines
Abstandhalters, der in Kerben aufgenommen wird, die in den Streifen
eines Schutzgitters eines Brennelements eines Druckwasserreaktors
gebildet sind.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen eines
Abstandhalters, der eine etwa plattenartige Konfiguration hat, wobei
der Abstandhalter in größeren Mengen
mit der erforderlichen Präzision
bei verhältnismäßig niedrigen
Kosten produziert werden kann.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen eines
Abstandhalters in Kombination mit einem Schutzgitter, bei welchem
der Abstandhalter eine Anlagefläche
aufweist, die vom Schutzgitter nach außen vorspringt, um das Schutzgitter
von einem unteren Mundstück
eines Brennelements eines Druckwasserreaktors beabstandet zu halten.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen eines
Schutzgitters in Kombination mit einem Abstandhalter, wobei das
Schutzgitter mit einer Mehrzahl von Führungszellen und Brennstabzellen
ausgebildet ist, wobei jede der Führungszellen viermal die Größe der Brennstabzellen hat,
und wobei der Abstandhalter zuverlässig mit den Streifen angrenzend
an die Führungszelle
verschweißt
werden kann.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen eines
Brennelements für
einen Kernreaktor mit einem Abstandhalter, der zwischen ein Schutzgitter
und ein unteres Mundstück
eingesetzt ist und diese voneinander beabstandet.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen einer
Kombination eines Gitters und eines Abstandhalters zur Verwendung
in einem Brennelement eines Kernreaktors, wobei das Brennelement
ein Mundstück,
ein Führungsrohr
mit einem Ende, und ein Befestigungselement umfasst, wobei das Befestigungselement
so strukturiert ist, dass es mit dem Führungsrohr zusammenwirkend mit
diesem verbindbar ist, und wobei die allgemeine Natur der Kombination
als ein Gitter mit einer Mehrzahl von Streifen beschrieben werden
kann, die miteinander verbunden sind um mindestens eine erste Führungszelle
zu bilden, wobei die Streifen jeweils einen Rand, einen Abstandhalter
in Form einer mit einem Durchgangsloch ausgebildeten Platte, wobei
die Platte eine im wesentlichen ebene Anlagefläche und eine im wesentlichen
ebene Rückhaltefläche einander
entgegengesetzt aufweist, die Platte fest an dem Gitter montiert
ist, wobei die Anlagefläche
vom Gitter nach außen
vorspringt, die Anlagefläche
so strukturiert ist, dass sie an dem Mundstück anliegt, um das Gitter vom
Mundstück
zu beabstanden, und das Loch strukturiert ist, dass es mindestens
einen Teil des hindurch verlaufenden Befestigungselements aufnimmt, und
die Rückhaltefläche so strukturiert
ist, dass sie das Ende des Führungsrohrs
daran anliegend aufnimmt, derart, dass die Platte zwischen dem Mundstück und dem
Ende des Führungsrohrs
zwischen gelegt ist, wenn das Befestigungselement in dem Loch aufgenommen
wird und mit dem Führungsrohr zusammenwirkend
mit diesem verbunden ist. Mindestens einer der Streifen, welche
die mindestens erste Führungszelle
bilden, kann eine in dem Rand gebildete Kerbe enthalten, wobei die
Platte mindestens teilweise in dieser Kerbe sitzt.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen eines
Bremselements für
einen Kernreaktor, wobei die allgemeine Natur des Brennelements
als ein Gitter mit einer Mehrzahl von Streifen umfassend beschrieben
werden kann, die miteinander zum Bilden mindestens einer ersten
Führungszelle
verbunden sind, wobei die Streifen jeweils einen Rand aufweisen,
die Ränder
längs einer
Ebene, die einer Gitteroberfläche
des Gitters bildet, im wesentlichen ausgerichtet sind, ein erster
Abstandhalter in Form einer ersten Platte mit einer im wesentlichen ebenen
Anlagefläche
und einer im wesentlichen ebenen Rückhaltefläche vorhanden ist, wobei die
erste Platte fest auf dem Gitter montiert ist, wobei die Anlagefläche von
der Gitteroberfläche
auswärts
vorspringt, ein Führungsrohr
mit einem Ende vorhanden ist, mindestens ein Teil des Führungsrohrs
in der mindestens ersten Führungszelle
aufgenommen ist, ein Mundstück
mit einer ersten Öffnung
ausgebildet ist, und ein in das Führungsrohr eingreifendes Befestigungselement
vorgesehen ist, von dem mindestens ein Teil durch die mindestens
erste Öffnung
in dem Mundstück
hindurch verläuft
und mindestens ein Teil des Befestigungselements durch das Loch
in der ersten Platte hindurch verläuft, die erste Platte zwischen dem
Mundstück
und dem Ende des Führungsrohrs zwischengelegt
ist, wobei die Anlagefläche
an dem Mundstück
anliegt und die Rückhaltefläche an dem Ende
des Führungsrohrs
anliegt, derart, dass die Gitteroberfläche vom Mundstück beabstandet
ist.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen eines
Verfahrens des Zusammenbauens eines Gitters mit einem Abstandhalter, dessen
allgemeine Natur beschrieben werden kann als die Schritte umfassend,
Kerben in einer Vielzahl erster Streifen und einer Vielzahl zweiter
Streifen zu bilden, wobei jede Kerbe einen Kerbengrund und mindestens
eine erste Kerbenseite aufweist, Anordnen der ersten und zweiten
Streifen in einem Gittermuster zum Bilden mindestens einer ersten
Führungszelle,
wobei jeder der ersten und zweiten Streifen einen Rand aufweist
und die Ränder
entlang einer eine Gitteroberfläche
definierenden Ebene im wesentlichen ausgerichtet sind, Aufnehmen
eines Abstandhalters in den Kerben, wobei der Abstandhalter in Form
einer Platte mit einer im wesentlichen ebenen Anlagefläche und
einer im wesentlichen ebenen Rückhaltefläche vorliegt
und mit einem Durchgangsloch ausgebildet ist, auswärts vorstehen
lassen der Anlagefläche
des Abstandhalters über
die Gitteroberfläche,
und festes Anbringen der ersten und zweiten Streifen aneinander
und an dem Abstandhalter in einer im wesentlichen einzigen Befestigungsoperation.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Ein
weiteres Verständnis
der Erfindung erhält
man aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
beim Lesen im Zusammenhang mit der anliegenden Zeichnung, in welcher zeigt:
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1 eine
isometrische Darstellung der Unterseite eines Schutzgitters und
einer Mehrzahl von Abstandhaltern gemäß der vorliegenden Erfindung,
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2 eine
vergrößerte Darstellung
eines Teils von 1,
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3 eine
Darstellung ähnlich 2 mit
der Ausnahme, dass der Abstandhalter entfernt ist,
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4 eine
vergrößerte Darstellung
eines Teils von 3, der durch eine gestrichelte
Linie umrandet ist,
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5 eine
Untersicht des Abstandhalters und eines Teils des Schutzgitters,
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6 eine
Schnittdarstellung längs
der Linie 6-6 in 5, und
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7 eine
schematische Seitenansicht eines Kernreaktors gemäß der vorliegenden
Erfindung, der das Schutzgitter und den Abstandhalter darin aufweist.
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Gleiche
Bezugszeichen beziehen sich auf ähnliche
Teile durch die gesamte Beschreibung.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
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Ein
Abstandhalter 4 gemäß der vorliegenden Erfindung
ist in den 1 bis 7 allgemein
angedeutet. Der Abstandhalter 4 ist vorteilhafterweise
einstückig
mit einem Schutzgitter 8 verschweißt und beabstandet das Schutzgitter 8 von
einem unteren Mundstück 12 zur
Bildung eines Brennelements 14 eines Kernreaktors 16 (7).
Während
der Kernreaktor 16 hier als Druckwasserreaktor abgebildet
ist, versteht es sich, dass der Abstandhalter 4 und das Schutzgitter 8,
die hier beschrieben sind, möglicherweise
in anderen Kernreaktoranwendungen einsetzbar sind, ohne vom Konzept
der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Wie
aus dem Stand der Technik klar ist, umfasst der Kernreaktor 16 typischerweise
eine Mehrzahl von Brennelementen 14, die innerhalb eines
Behälters
(nicht dargestellt) angeordnet sind, und Druckwasser oder ein anderes
Kühlmittel
wird mit hoher Geschwindigkeit durch den Behälter gepumpt. Jedes Brennelement 14 weist
eine Mehrzahl von Brennstäben
(nicht dargestellt) auf, die an einer Mehrzahl beabstandeter Gitter
montiert sind, die ein oberes Gitter (nicht dargestellt), eines
oder mehrere mittlere Gitter (nicht dargestellt) und ein unteres
Gitter 20 (7) umfassen. Das obere Gitter,
die mittleren Gitter, und das untere Gitter 20 sind auf
einer Mehrzahl länglicher
Führungsrohre 24 (7)
montiert, typischerweise durch Schweißen oder ein anderes Befestigungsverfahren.
Das obere Gitter, die mittleren Gitter, das untere Gitter 20,
das Schutzgitter 8, Brennstäbe, und Führungsrohre sind zwischen einem
oberen Mundstück
(nicht dargestellt) und dem unteren Mundstück 12 angeordnet,
um das Brennelement 14 zu bilden. Es versteht sich, dass
die Führungsrohre 24 das
obere Gitter, die mittleren Gitter, und das untere Gitter 20 in
beabstandeter Anordnung tragen, und das obere Gitter, die mittleren
Gitter und das untere Gitter 20 die Brennstäbe in gegenseiter beabstandeter
Anordnung halten.
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Wie
aus den 1 bis 6 verständlich ist, ist
das Schutzgitter 8 aus einer Mehrzahl von Streifen 28 gebildet,
die in einem Gitter- oder Netzmuster angeordnet und aneinander zur
Bildung einer Mehrzahl von Zellen 32 befestigt sind. Die
Zellen 32 umfassen eine Vielzahl von Brennstabzellen 34 und
eine Mehrzahl von Führungszellen 36.
Das obere Gitter, die mittleren Gitter und das untere Gitter 20 sind
in ähnlicher
Weise aus einer Mehrzahl von Streifen zur Bildung einer Vielzahl
von Zellen ausgebildet, obwohl die spezifische Konfiguration des
oberen Gitters, der mittleren Gitter und des unteren Gitters 20 nicht
weiter erörtert
werden.
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Die
Streifen 28 sowie die Führungsrohre 24 und
die Abstandhalter 4 sind aus einem Material gebildet, das
geeignet ist, der erhöhten
Temperatur und Strahlungsumgebung des Kernreaktors 16 standzuhalten.
Insoweit können
die oben erwähnten
Strukturen aus einer Metalllegierung wie beispielsweise Zirkaloy
hergestellt sein, obwohl andere geeignete Materialien zur Herstellung
dieser Strukturen eingesetzt werden können, ohne vom Konzept der
vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Wie
am besten in 3 gezeigt ist, sind die Streifen 28 so
angeordnet, dass sie die Brennstabzellen 34 und die Führungszellen 36 des
Schutzgitters 8 bilden. Wie in den 1 bis 3 abgebildet ist,
nimmt jede der Führungszellen 36 im
wesentlichen den Raum von 4 der Brennstabzellen 34 ein.
In dieser Hinsicht versteht es sich, dass die Führungsrohre 24 in
den Führungszellen 36 aufgenommen werden,
und die Brennstäbe
(nicht dargestellt) werden in den Brennstabzellen 34 aufgenommen.
Die Brennstabzellen 34 weisen typischerweise jeweils eine
Mehrzahl von Federn und/oder Noppen auf, die an den Streifen 28 gebildet
sind und die Brennstäbe in
Position innerhalb der Brennstabzellen 34 halten.
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Wie
weiter in 3 ersichtlich ist, nehmen die
Führungszellen 36 jeweils
die gleiche Fläche
wie ein zwei-mal-zwei-Abschnitt der Brennstabzellen 34 ein
so dass die Führungszellen 36 jeweils
beträchtlich
größer als
die Brennstabzellen 34 sind. Es ist weiter aus 3 ersichtlich,
dass an jeder Führungszelle 36 ein
Streifen 28 endigt und mit einem anderen senkrechten Streifen 28 an
vier Schnittstellen 38 um jede Führungszelle 36 verbunden
ist. An jeder solchem Endschnittstelle 38 ist der endigende
Streifen 28 mit einer kleinen Nase 46 ausgebildet,
die in einem entsprechend geformten Schlitz 42 aufgenommen
wird, der in dem senkrechten Streifen 28 gebildet ist.
Die aufgenommene Nase 46 und der Schlitz 42 jeder
Schnittstelle 38 wird dann verschweißt oder auf andere Weise vom
Inneren der Führungszelle 36 aus
befestigt.
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Es
versteht sich jedoch, dass bei anderen Konfigurationen des Kernreaktors 16 das
Schutzgitter 8 so konfiguriert sein kann, dass die Führungszellen 36 von
der gleichen Größe wie die
Brennstabzellen 34 sind, so dass die Führungszellen 36 keine
solchen Endschnittstellen 38 aufweisen. Bei einer solchen
Konfiguration würden
die Abstandhalter 4 umkonfiguriert werden, um in solche
relativ kleineren Führungszellen
zu passen und damit zusammenzuwirken.
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Wie
aus den anliegenden Figuren ersichtlich ist, ist jeder Abstandhalter 4 eine
etwa scheibenförmige
Platte aus Material, das im Querschnitt etwa kreisförmig ist
und eine etwa ebene Anlagefläche 40 und eine
etwa ebene Rückhaltefläche 44 einander
entgegengesetzt aufweist. Der Abstandhalter 4 ist zusätzlich mit
einem im wesentlichen kreisförmigen
Loch 48 gebildet, das etwa zentrisch darin angeordnet ist
und zwischen der Anlagefläche 40 und
der Rückhaltefläche 44 verläuft. Der
Abstandhalter 4 weist weiter eine bogenförmige Umfangsfläche 52 auf,
die in Umfangsrichtung entlang des Abstandhalters 4 zwischen
der Anlagefläche 40 und
der Rückhaltefläche 44 verläuft. Es
versteht sich jedoch, dass die Abstandhalter 4 auch von
anderem nicht kreisförmigem Querschnitt
in Abhängigkeit
von den spezifischen Bedürfnissen
der jeweiligen Anwendung sein können,
ohne vom Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Es
ist weiter aus 3 ersichtlich, dass die Streifen 28 angrenzend
an die Führungszellen 36 mit Kerben 56 ausgebildet
sind, die zur Aufnahme eines der Abstandhalter 4 darin
konfiguriert sind. Jeder der Streifen 28 weist einen Rand 60 auf,
und die Ränder 60 der
Streifen 28 des Schutzgitters 8 sind etwa entlang
einer Ebene ausgerichtet, die eine Gitteroberfläche 64 definiert.
Wie am besten in 6 gezeigt ist, weist jede Einkerbung 56 eine
Einkerbungsbasis 68 und mindestens eine Einkerbungsseite 72 auf,
wobei jede Einkerbungsbasis 68 von dem Rand 60 beabstandet
ist. In dieser Hinsicht ist ersichtlich, dass die Streifen 28,
die an den Endschnittstellen 38 endigen, nur eine einzige
Einkerbungsseite 72 aufweisen, während die nicht endigenden
senkrechten Streifen 28 ein paar von Einkerbungsseiten 72 aufweisen.
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Die
Kerben 56 in den Streifen 28 sind zur Aufnahme
des Abstandhalters 4 darin angeordnet, wobei die Rückhaltefläche 44 an
den Einkerbungsbasen 68 anliegt. Die Kerben 56 können so
konfiguriert sein, dass sie einen leichten Festsitz mit dem Abstandhalter 4 bilden,
wodurch die Umfangsfläche 52 an
den Einkerbungsseiten 72 anliegt.
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Wenn
die Abstandhalter 4 in den Kerben 56 aufgenommen
sind, wird der Abstandhalter 4 dann an den Streifen 28 durch
Schweißen
oder ein anderes geeignetes Befestigungsverfahren befestigt. In dieser
Hinsicht ist ersichtlich, dass eine Schweißung 76 zwischen der
Umperden vorteilhafterweise im wesentlichen während des gleichen Schweißvorgangs gebildet,
wenn die Streifen 28 aneinander verschweißt werden,
um das Schutzgitter 8 zu bilden. Während das Schutzgitter 8 hier
als durch Schweißung
verbunden dargestellt ist, versteht es sich, dass andere Befestigungsverfahren
wie Hartlöten,
Kleben und dergleichen möglicherweise
zum Befestigen der Streifen 28 aneinander und am Abstandhalter 4 angewendet
werden können,
ohne vom Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Beim
Zusammenbau des Schutzgitters 8 mit den einstückig verschweißten Abstandhaltern 4 wird eine
erste Mehrzahl der Streifen 28 und eine zweite Mehrzahl
der Streifen 28 in einer entsprechenden Halterung (nicht
dargestellt) angeordnet, welche die Streifen 28 in einer
Gitter- oder Netzkonfiguration hält.
Vor dem Schweißen
der Streifen 28 werden jedoch die Abstandhalter 4 in
den Kerben 56 positioniert und in gleicher Weise durch
dieselbe Halterung an Ort und Stelle gehalten, die auf die Streifen 28 in der
Gitter- oder Netzkonfiguration hält.
Wenn die Streifen 28 und die Abstandhalter 4 durch
die Halterung in ihrer Position fixiert sind, werden die Streifen 28 miteinander
verschweißt,
und die Ab standhalter 4 werden mit den Einkerbungsseiten
der Streifen 28 mit den Schweißungen 76 im wesentlichen
in einem einzigen Schweißvorgang
verschweißt.
Eine solche Schweißoperation
kann durch eine computergesteuerte Schweißmaschine durchgeführt werden
und kann Laserschweißen
umfassen, obwohl es sich versteht, dass andere Arten von Schweißmaschinen und
Befestigungsverfahren angewendet werden können, ohne vom Konzept der
Erfindung abzuweichen.
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Nachdem
mit dem einzigen Schweißvorgang diese
Streifen 28 aneinander und an den Abstandhaltern 4 befestigt
worden sind, wird das zusammengesetzte Schutzgitter 8 mit
den einstückig
verschweißten
Abstandhaltern 4 aus der Halterung herausgenommen. Man
kann also sehen, das dass durch Vorsehen des Abstandhalters 4 der
in den Kerben 56 der Streifen 28 anstatt innerhalb
der Führungszellen 36 in
einem fertigen Schutzgitter 8 sitzt, die Streifen 28 und
die Abstandhalter 4 in einer einzigen Anordnungsoperation
und einer einzigen Schweiß-
oder Befestigungsoperation zusammengebaut werden können.
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Man
kann daher sehen, dass, wenn die Abstandhalter 4 in den
Kerben 56 aufgenommen sind, die Ränder des Abstandhalters 4 über die
Endschnittstellen 38 verlaufen. Eine solche übergroße und überlappende
Konfiguration des Abstandhalters 4 erzeugt eine große Anzahl
von Punkten, an denen die Schweißungen 76 zwischen
dem Abstandhalter 4 und den Streifen 28 gebildet
werden können,
ergibt jedoch keine Störung
der in den Zellen 32 aufgenommenen Brennstäbe (nicht
dargestellt). Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Ausführungsformen (nicht
dargestellt) die Abstandhalter 4 auch geringfügig kleiner
bemessen sein können,
um diesen überlappenden
oder übergroßen Aspekt
nicht aufzuweisen.
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Wie
in 6 ersichtlich ist können die Kerben 56 jeweils
von einer Tiefe 80 sein, die zwischen dem Rand 60 und
die Einkerbungsbasis 68 gemessen ist. Es ist weiter ersichtlich,
dass die Abstandhalter 4 von einer Dicke 84 sind,
gemessen zwischen der Anlagefläche 40 und
der Rückhaltefläche 44,
die größer als
die Tiefe 80 ist. Dadurch stehen, wenn die Abstandhalter 4 in
den Kerben 56 aufgenommen sind, so dass die Rückhalteflächen 44 an
den Einkerbungsbasen 68 anliegen, die Anlageflächen 40 auswärts über die
Gitteroberfläche 64 des
Schutzgitters 8 über.
Unabhängig
von dem spezifischen Zusammenhang zwischen der Tiefe 80 und
der Dicke 84 ragen jedoch die Anlageflächen 40 auswärts über die Gitteroberfläche 64 vor.
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Man
kann weiter sehen, dass durch Montieren des Abstandhalters 4 innerhalb
der Kerben 56 und durch Schweißen der Umfangsfläche mit
den Einkerbungsseiten 72 anstatt mit den ebenen Oberflächen der
Streifen 28 die vorliegende Anordnung die Notwendigkeit
zum Schweißen
der Abstandhalter 4 an den Endschnittstellen 38 vermeidet,
was extrem schwierig wäre.
Insoweit überwindet
die Konfiguration der vorliegenden Anordnung die Nachteile herkömmlicher
Schutzgitter mit Führungszellen,
die einer zwei-mal-zwei-Gruppe von Brennstabzellen entsprechen,
die ansonsten die früher
bekannten Hülsen
oder Einsätze
verwenden würden.
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Wie
am besten in 7 gezeigt ist, endigt jedes
Führungsrohr 24 an
einem Ende 88, das in einer der Führungszellen 36 aufnehmbar
ist. Das Führungsrohr 24 hat
an dem Ende 88 ein Innengewinde, wobei das Gewinde mit
einem Gewindebefestigungselement 92 zusammenwirken kann,
das durch das Loch 48 im Abstandhalter 4 aufgenommen
werden kann. Das Befestigungselement 92 weist eine radial auswärts ragende
Schulter 96 auf, die mit einer Ansenkfläche 100 zusammenwirken
kann, die im Mundstück 12 angrenzend
an eine Öffnung 104 gebildet ist,
die durch das Mundstück 12 verläuft.
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Das
Brennelement 14 wird zusammengebaut in dem das Ende 88 des
Führungsrohrs 24 in der
Führungszelle 36 und
gegen die Rückhaltefläche 44 aufgenommen
wird, und in dem das Befestigungselement 92 durch die Öffnung 104 und
das Loch 48 aufgenommen wird und das Befestigungselement 92 in
das Führungsrohr 24 eingeschraubt
wird. Wenn das Befestigungselement 92 mit Bezug auf das
Führungsrohr 24 festgezogen
ist, liegt die Schulter 96 an der Ansenkfläche 100 an,
wodurch das Ende 88 des Führungsrohrs 24 gegen
den Abstandhalter 4 gehalten wird und der Abstandhalter 4 zwischen
dem Ende 88 und dem Mundstück 12 zwischengesetzt
ist. Soweit die Anlagefläche 40 des
Abstandhalters 4 auswärts über die
Gitteroberfläche 64 des
Schutzgitters 8 vorspringt, sind die Gitteroberfläche 64 und
folglich das Schutzgitter 8 von dem Mundstück 12 beabstandet.
Ein solches Befestigungsverfahren wird für jedes der Führungsrohre 24 des
Brennelements 14 angewendet.
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Man
kann daher sehen, dass der Abstandhalter 4 das Schutzgitter 8 vorteilhafterweise
von dem Mundstück 12 innerhalb
des Brennelements beabstandet hält.
In dieser Hinsicht ist der Abstandhalter 4 einstückig am
Schutzgitter 8 im wesentlichen in einer einzigen Anordnungsoperation
und einer einzigen Schweißoperation
mit entsprechenden Kosteneinspa rungen angeschweißt oder auf andere Weise befestigt.
Des weiteren ist der Abstandhalter 4 durch Schweißen der
Umfangsfläche 52 des
Abstandhalters 4 mit den Einkerbungsseiten 72 durch
die Schweißungen 76 anstatt
des Versuchs des Verschweißens
der Umfangsfläche 52 mit
den ebenen Flächen
der Streifen 28 an den Endschnittstellen 38 zuverlässig mit
minimaler Arbeit und minimalen Aufwand am Schutzgitter 8 verschweißt. In dieser
Hinsicht ist der Abstandhalter 4 vorteilhafterweise so konfiguriert,
dass das Schutzgitter 8 (mit den Abstandhaltern 4)
fest an dem unteren Mundstück 12 anliegen
kann, wobei die Konstruktion der Abstandhalter 4 die Herstellbarkeit
starker robuster Verbindungen zwischen dem Schutzgitter 8 und
dem Abstandhaltern 4 maximiert. Wie oben angedeutet, kann
der Abstandhalter 4 auch andere Formen als hier abgebildet
haben, je nach der Konfiguration des Schutzgitters 8 und
den spezifischen Bedürfnissen der
jeweiligen Anwendung. Es versteht sich auch, dass andere Gitter
als das Schutzgitter 8 in Verbindung mit dem Abstandhalter 4 verwendet
werden können,
um die Verankerung und Beabstandung an bzw. von dem unteren Mundstück 12 zu
bewerkstelligen.
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Während eine
besondere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung hier beschrieben worden ist, versteht es
sich, dass verschiedene Änderungen, Zusätze, Modifikationen
und Adaptionen gemacht werden können,
ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie
er in den folgenden Ansprüchen
dargestellt ist.