DE6803282U

DE6803282U - SPACERS FOR FUEL ELEMENTS WITH A VARIETY OF FUEL RODS.

Info

Publication number: DE6803282U
Application number: DE6803282U
Authority: DE
Original assignee: Nukem GmbH
Current assignee: Nukem GmbH
Priority date: 1968-11-28
Filing date: 1968-11-28
Publication date: 1969-02-27
Also published as: NL6913578A; SE335770B; CH499850A; BE740656A

Description

NUKEMNUKEM

Nuklear-Chemie und -Metallurgie Gesellschaft m.b.n.Nuclear Chemistry and Metallurgy Society m.b.n.

WoIfgang b. HanauWoIfgang b. Hanau

Abstandshalter für Brennelemente mit einer Vielzahl von Brennstoff stäben.Spacers for fuel assemblies with a wide variety of fuel rods.

Brennelemente von wassergekühlten. Reaktoren bestehen meist aus einer Vielzahl von Brennstoffstäben, die zu einem Bündel zusammengefaßt und an den Stirnseiten fixiert sind. Aus der Tatsache, daß die relativ langen Stäbe im Betrieb zum Durchbiegen und zu Schwingungen neigen, ergibt sich die Forderung, mehrere Abstandshalterungen über die Länge des Bündels verteilt anzubringen. Fuel elements from water-cooled. Reactors usually consist of a multiplicity of fuel rods, which are combined into a bundle and are fixed on the front sides. From the fact that the relatively long rods bend during operation and tend to vibrate, there is a requirement to attach several spacers distributed over the length of the bundle.

Von Abstandshaltern wird verlangt, daß sie einerseits die Brennstoffstäbe in ihrer gegenseitigen Lage fixieren, andererseits deren axiale Verschiebung infolge unterschiedlicher Wärmedehnung zulassen. Weiter ist von Bedeutung, daß die Abstandshalter im strömenden Kühlmittel nur einen geringer ~juckverlust hervorrufen, einen geringen Einfangquerschnitt für thermische Neutronen aufweisen sowie einen einfachen Zusammenbau des Brennelementes ermöglichen.Spacers are required to have the fuel rods on the one hand fix in their mutual position, on the other hand their axial displacement due to different thermal expansion allow. It is also important that the spacers cause only a slight loss of itching in the flowing coolant, have a small capture cross-section for thermal neutrons and simple assembly of the fuel assembly enable.

Es ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung, für Brennelemente mit quadratisch angeordneten Brennstoffstäben einen Abstandshalter zu schaffen, der die vorgenannten Anforderungen weitgehend erfüllt.It is the subject of the present invention for fuel assemblies To create a spacer with square fuel rods that meet the aforementioned requirements largely fulfilled.

Ausgehend von dem an sich bekannten Prinzip, die Brennstoffstäbe in einem Stegraster durch ein System von festen Anlagepunkten und Federn auf Abstand zu halten, wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die festen Anlagepunkte als Beulen aus den Stegblechen ausgeprägt sind, während die Federn als in sich geschlossene, zweiseitig wirkende Biegefedern ausgebildet und in den Kerben zweier ubereinanderliegender Stege eingehängt sind.Starting from the principle known per se of keeping the fuel rods at a distance in a web grid by a system of fixed contact points and springs, the object is achieved in that the fixed contact points are formed as bumps from the web plates, while the springs are intrinsic closed, bilaterally acting spiral springs are formed and hung in the notches of two superimposed webs.

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In einer Variante des Abstandshalters werden die festen Anlagepunkte für die Brennstoffstäbe als schmale trapezförmige Streifen ausgestanzt. Ein erfindungsgemäßes Merkmal der Federn sind Ausbeulungen in der Mitte der beiden Schenkel. Sie stellen bei Überlastung einen Schutz vor plastische^Deformation der Feder dar.In a variant of the spacer, the fixed contact points are for the fuel rods as narrow trapezoidal strips punched out. An inventive feature of the springs are bulges in the middle of the two legs. They provide when overloaded a protection against plastic ^ deformation of the spring.

Die Abbildungen zeigen die Ausführungsformen des Abstandshalters am Beispiel eines Bündels von 6x6 Stäben. Es zeigt:The figures show the embodiments of the spacer using the example of a bundle of 6x6 bars. It shows:

Fig. 1 Einen erfindungsgemäßen Abstandshalter in der AufsichtFig. 1 A spacer according to the invention in plan

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A durch den AH nach Fig. 1FIG. 2 shows a section along the line A-A through the AH according to FIG. 1

Fig. 3 ausschnittsweise einen Schnitt entlang der Linie B-B des AH nach Fig. 13 shows a section along the line B-B of the AH according to FIG. 1

Fig. 4 eine Feder im Einbauzustand4 shows a spring in the installed state

Fig. 5 eine Feder nach Fig. 4 bei Überlastung5 shows a spring according to FIG. 4 when overloaded

Fig. 6 ausschnitteweise einen Schnitt entlang C - G in Fig. 1FIG. 6 shows a detail of a section along C - G in FIG. 1

Fig. 7 eine Variante des erfindungsgemäßen AH in der Aufsicht7 shows a variant of the AH according to the invention in a top view

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie A-A durch den AH nach Fig. 7FIG. 8 shows a section along the line A-A through the AH according to FIG. 7

Fig. 9 ausschnittsweise eiuen Schnitt entlang der Linie B-B des AH nach Fig. 7.9 is a fragmentary section along the line B-B of the AH according to FIG. 7.

Gemäß den Fig. 1-6 besteht die erste Ausführungsform aus Stegblechen 1,2 RaLmenblechen 3 und Federn 4. Aus den Stegblechen 1 sind Beulen 5 ausgeprägt, die als Anlagepunkte für die Brennstoffstäbe 6 dienen. Die Federn 4· sind in Einkerbungen 13 der schmalen Stegbleche 2 eingehängt. Die Stegbleche 1,2 sind mit den Rahmen'blecnen 3 verschweißt, die vier Rahmenbleche miteinander ebenfalls durch Schweißen verbunden. Die Kreuzungsstellen derAccording to FIGS. 1-6, the first embodiment consists of web plates 1, 2 frame plates 3 and springs 4. From the web plates 1, bumps 5 are formed, which act as contact points for the fuel rods 6 serve. The springs 4 are suspended in notches 13 in the narrow web plates 2. The web plates 1,2 are with the Frame sheets 3 welded together, the four frame sheets also connected to one another by welding. The crossing points of the

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_ 3-Stege werden gelötet oder stirnseitig verschweißt._ 3-webs are soldered or welded on the front side.

Die Beulen 5 liegen in Ebenen oberhalb und unterhalb der Berührungspunkte der Feder. Die jeweils einer Feder gegenüberliegenden beiden Beulen sind außerdem gegenüber der Brennstoffstabachse leicht versetzt angeordnet. Jeder Brennstoffstab 6 wird von zwei um 90° versetzt angeordneten Federn gegen die jeweils gegenüberliegenden Beulen gedrückt. Die Stegtleche 1,2 weisen Einschnitte 7 zur Aufnahme der kreuzenden Stege und Nasen 8 zum Einstecken in das Rahmenblech auf. Zur Gewichtsersparnis sind öffnungen 9 ausgestanzt.The bumps 5 are in planes above and below the contact points the feather. The two bulges opposite a spring are also opposite the axis of the fuel rod arranged slightly offset. Each fuel rod 6 is pressed against the opposite bulges by two springs offset by 90 °. The web plate 1,2 have incisions 7 for receiving the intersecting webs and noses 8 for insertion into the frame plate. Openings 9 are punched out to save weight.

Die Federn 4 sind gemäß Fig. 4 als zv:eiseitig wirkende Biegefedern ausgebildet» Die Herstellung erfolgt durch Prägen aus Rohrabschnitten. Ein besonderes Merkmal stellen die Ausprägungen 10 dar. Diese sind so dimensioniert, daß sich entsprechend Fig. 5 bei einer Überlastung die beiden Schenkel der Federn aufeinander abstützen und dadurch eine plastische Deformation verhindern. Eine Überlastung der Feder'kann beispielsweise infolge unsachgemäßer Handhabung der Brennelemente eintreten. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, sind die Federn 4- in die Einkerbungen 15 von schmalen Stegen 2 eingehängt.The springs 4 are, according to FIG. 4, as spiral springs acting on the ice side trained »Production takes place by stamping from pipe sections. The expressions represent a special feature 10. These are dimensioned so that, as shown in FIG. 5, the two legs of the springs come together in the event of an overload and thereby prevent plastic deformation. An overload of the spring can, for example, as a result of improper Handling of the fuel assemblies occur. As can be seen from Fig. 6, the springs 4- in the notches 15 are narrow Bars 2 hooked in.

In einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abstandshalters sind die festen Anlagepunkte für die Brennstoffstäbe gem. Fig. 7 und 9 als schmale trapezförmige Streifen 11 ausgebildet, während der übrige Aufbau des AH identisch mit der Grundausführung ist. Die trapezförmigen Streifen 11 sind wechselseitig aus dem Stegblech 12 ausgestanzt und liegen in Ebenen oberhalb und unterhalb des Kraftangriffspunktes der Federn. Jeder Feder 4- liegen wieder 2 feste Anlagepunkte 11 gegenüber. In a second embodiment of the spacer according to the invention, the fixed contact points for the fuel rods according to FIGS. 7 and 9 are designed as narrow trapezoidal strips 11, while the rest of the structure of the AH is identical to the basic design. The trapezoidal strips 11 are alternately punched out of the web plate 12 and lie in planes above and below the force application point of the springs. Each spring 4- are again 2 fixed contact points 11 opposite.

Als Werkstoff kommen bei beiden Varianten rostfreier Sta>l, Legierungen vom Typ Inconel oder Zircaloy für die Steg- und Rahmenkonstruktion in Frage. Die Federn werden vorzugsweise aus einer aushärtbaren Ni-Cr-Legierung gefertigt. In both variants, stainless steel, alloys of the Inconel or Zircaloy type are possible materials for the bar and frame construction . The springs are preferably made from a hardenable Ni-Cr alloy.

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Claims

PROTECTION CLAIMS

1. Spacers for fuel assemblies with fuel rods

in a square arrangement, consisting of a system of rigid contact points and springs that press the fuel rods against these contact points, characterized in that the fixed contact points are formed as bumps (5) alternately from the web plates or as narrow trapezoidal strips (11) alternately from the Web plates are punched out, while the springs are designed as self-contained, bilateral bending springs (h) and are suspended in notches of two narrow webs that are laid one on top of the other.

2. Spacer according to claim 1, characterized in that the two legs of the springs in the middle have bulges (10) with a relatively large radius of curvature, the bulge being dimensioned so that the legs of the springs are supported on one another when overloaded.

Frankfurt / Main, October 18, 1968
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