DE69203750T2

DE69203750T2 - Brennstoffbündel mit Strömungskanal.

Info

Publication number: DE69203750T2
Application number: DE69203750T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Aizawa; Hiromasa Hirakawa; Hideaki Ishizaki; Kenji Kanamori; Junjiro Nakajima; Toraki Sakuma; Hajime Umehara; Yoshihiko Yanagi
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1991-02-25
Filing date: 1992-02-14
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2012-02-15
Also published as: US5265139A; EP0501259A1; EP0501259B1; DE69203750D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffkassette, insbesondere eine für die Verwendung in Siedewasserreaktoren bevorzugte Brennstoffkassette.
Eine herkömmliche Brennstoffkassette, die im Siedewasserreaktor verwendet wird, enthält mehrere Brennstoffstäbe, Wasserstäbe, die zwischen den Brennstoffstäben angeordnet sind, eine obere Ankerplatte und eine untere Ankerplatte, die die Brennstoffstäbe und die Wasserstäbe an ihren oberen Enden bzw. an ihren unteren Enden unterstützen, Brennstoff-Abstandshalter, die zwischen den Brennstoffstäben und den Wasserstäben gegenseitige Abstände mit geplanter Breite aufrechterhalten, sowie einen Kanalkasten, der ein Bündel der Brennstoffstäbe umgibt. Der Kanalkasten ist ein langes, rechtwinkliges Rohr, das aus Zirkonium hergestellt ist. Der Kanalkasten hat etwa die folgenden Kunktionen: (1) Herstellen einer gleichmäßigen Strömung in jede der Brennstoffkassetten, (2) Ausbilden einer Führungsebene sowohl für die Einschub- als auch für die Herausziehoperation von Steuerstäben zwischen den Brennstoffstäben und (3) Aufrechterhalten der Starrheit und Erleichtern der Handhabung der Brennstoffkassette.
Während des Betriebs des Kernreaktors verformt sich der Kanalkasten, indem er sich durch die Druckdifferenz zwischen der Innenseite und der Außenseite des Kanalkastens 2 und aufgrund der Neutronenbestrahlung ausdehnt. Durch die obenbeschriebene Verformung ist es möglich, daß sowohl bei der Einschub- als auch bei der Herausziehoperation des Steuerstabs Schwierigkeiten hervorgerufen werden, indem die Abstände zwischen dem Kanalkasten und dem Steuerstab reduziert werden. Ferner ist es durch die Verformung möglich, daß die Zufuhr des Kühlmittels zwischen die Brennstoffstäbe durch die Erhöhung des Spalts zwischen dem Kanalkasten und der unteren Ankerplatte unterbrochen wird.
Daher wird die Verformung herkömmlicherweise durch Ausbilden der Wand des Kanalkastens mit ausreichender Dicke unterdrückt, ferner wird die Leckströmung durch Vorsehen einer Blattfeder zwischen dem Kanalkasten und der unteren Ankerplatte reguliert (Fig. 1 und 2 in JP-A-54-124183 (1979)) . Weiterhin besteht hinsichtlich der Verwendungsdauer des Kanalkastens eine Einschränkung, indem beispielsweise die Wiederverwendung des Kanalkastens, die durch die Demontage verbrauchter Brennstoffe erzielt wird, vermieden wird.
Angesichts der Neutronenökonomie wird jedoch die größtmögliche Reduzierung eines Volumenanteils von Baumaterial im Reaktorkern durch Verdünnung der Wand des Kanalkastens bevorzugt. Darüber hinaus wird im Hinblick auf die Reduzierung radioaktiven Abfalls die längstmögliche Verwendung des Kanalkastens im Reaktorkern bevorzugt. Die Wiederverwendung eines gebrauchten Kanalkastens ist eines der Verfahren für die Verlängerung der Nutzungsdauer des Kanalkastens (US-A-4, 988,476).
Mittlerweile hat die Verwendung der Brennstoffkassette mit höherem Abrand Fortschritte gemacht. Daher wird auch der Kanalkasten für eine längere Zeitperiode als der Kanalkasten der herkömmlichen Brennstoffkassette verwendet. Die längere Nutzungsdauer des Kanalkastens bewirkt eine Zunahme seiner Verformung. Ferner ist es durch die abgesenkte Federkraft der Blattfeder für die Steuerung der Leckströmung zwischen dem Kanalkasten und der unteren Ankerplatte durch Verlängerung der Nutzungsdauer möglich, daß die obenbeschriebene Funktion der Leckströmungs- Steuerung verschlechtert wird.
Wegen des obenbeschriebenen Sachverhalts sind in JP-B-1-13075 (1989), US-A-4,749,543 und US-A-4, 749, 544 Strukturen von Kanalkästen offenbart worden, die bei Unterdrückung der Verformung ohne große Erhöhung des Volumens des Kanalkastens für eine lange Nutzungsdauer ausgelegt sind. In den oben offenbarten Kanalkästen sind die Wanddicken in den Eckabschnitten, wo im Querschnitt die stärkste Beanspruchung durch die Druckdifferenz zwischen der Innenseite und der Außenseite des Kanalkastens entsteht, verstärkt, während die Wanddicke in anderen Bereichen, auf die eine verhältnismäßig schwache Beanspruchung wirkt, dünner ausgebildet ist.
Die Struktur des Kanalkastens, die die obenbeschriebene Leckströmung steuern kann, besitzt nur am unteren Endabschnitt des Kanalkastens einen dicken Wandbereich, um die Starrheit zu erhöhen, wie z. B. in der US-A-3,715,274 offenbart ist. Daher wird die Verformung am unteren Endabschnitt des Kanalkastens unterdrückt.
Der Kanalkasten, der am Eckabschnitt einen dicken Wandbereich, in der Mitte des Seitenwandabschnitts zwischen den Eckabschnitten einen dünnen Wandbereich und längs des gesamten Umfangs am unteren Endabschnitt einen dicken Wandbereich besitzt, ist in JP-A-1-227991 (1989) offenbart. Der dicke Wandbereich am unteren Endabschnitt des Kanalkastens nimmt einen Raum am unteren Ende des Kanalkastens bis zu einer Stelle ein, an der die untere Ankerplatte vorgesehen ist, d. h. bis zur Höhe der Oberseite der unteren Ankerplatte.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Brennstoffkassette zu schaffen, mit der eine bei einem Erdbeben erzeugte Kraft reduziert und die Brennstoffersparnis verbessert werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.
Aufgrund der Anordnung des oberen Endes des unteren dickwandigen Bereichs über der Oberseite der unteren Ankerplatte wird eine Beanspruchung, die am Kanalkasten entsteht, wenn die untere Ankerplatte bei einem Erdbeben gegen den Kanalkasten stößt, reduziert. Insbesondere wird die Konzentration der Beanspruchung auf einen Teil, wo sich die Wanddicke in der Umgebung des oberen Endes des unteren dickwandigen Bereichs verändert, ermäßigt. Darüber hinaus befindet sich das obere Ende des unteren dickwandigen Bereichs unter dem oberen Ende des Bereichs für natürliches Uran, so daß weniger Neutronen absorbiert werden und eine Verbesserung des Neutronennutzungsfaktors, der mit einer Verbesserung der Brennstoffersparnis in Beziehung steht, verwirklicht wird. Insbesondere wird dann, wenn sich das obere Ende des unteren dickwandigen Bereichs zwischen dem oberen und dem unteren Ende des Bereichs für natürliches Uran befindet, die Menge der Moderatorsubstanz durch das Vorhandensein des Materials der dicken Wand verkleinert, außerdem wird die Neutronenbremsung reduziert. Daher wird die Menge schneller Neutronen im Bereich für natürliches Uran erhöht, weiterhin wird der Konversionsgrad von U-238 in spaltbares Plutonium erhöht. Die obenbeschriebene Wirkung erhöht die Brennstoffersparnis. Die Bildung des unteren dickwandigen Bereichs reduziert während des Reaktorbetriebs die Verformung am unteren Abschnitt des Kanalkastens. Daher kann die Leckströmung von Kühlmittel zwischen dem Kanalkasten und der unteren Ankerplatte merklich abgesenkt werden.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß weiterhin im oberen Abschnitt des Kanalkastens ein dickwandiger Bereich ausgebildet ist und daß die Wanddicke des oberen dickwandigen Bereichs größer als die Wanddicke in demjenigen Bereich ist, der sich in vertikaler Richtung zwischen dem oberen Bereich und dem unteren dickwandigen Bereich und in horizontaler Richtung zwischen den Eckbereichen des Kanalkastens befindet.
Daher kann am oberen dickwandigen Bereich ein Kanal- Abstandshalter installiert werden, so daß die Beanspruchung, die bei einem Erdbeben im Abschnitt der Befestigung des Kanal-Abstandshalters erzeugt wird, reduziert werden kann.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine vertikale Schnittansicht einer Brennstoffkassette, die sich auf eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht,
Fig. 2 ist eine Perspektivische Ansicht des Kanalkastens in Fig. 1,
Fig. 3 ist eine Schnittansicht längs der Linie III-III in Fig. 2,
Fig. 4 ist eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in Fig. 2,
Fig. 5 ist eine zum Teil vergrößerte Schnittansicht in der Umgebung des Bereichs für natürliches Uran in Fig. 1,
Fig. 6 ist ein Graph, der die Kennlinien der Neutronenflußverteilung in axialer Richtung der Brennstoffkassette repräsentiert,
Fig. 7 ist eine schematische Teilschnittansicht zur Erläuterung der Bewegung der unteren Ankerplatte bei einem Erdbeben,
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Scherbeanspruchung, die auf den Kanalkasten bei einem Erdbeben einwirkt,
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Verteilung der Druckdifferenz zwischen der Innenseite und der Außenseite des Kanalkastens in axialer Richtung,
Fig. 10 ist ein Graph, der die Kennlinie der Veranderung der Kühlmittel-Leckströmung repräsentiert, die von der axialen Länge des dickwandigen Bereichs am unteren Abschnitt des Kanalkastens abhängt,
Fig. 11 ist eine vertikale Schnittansicht einer Brennstoffkassette, die auf eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezogen ist,
Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht des Kanalkastens in Fig. 11,
Fig. 13 ist eine Draufsicht der Brennstoffkassette in Fig. 11,
Fig. 14 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Bedingung für die Installation der Brennstoffkassette in Fig. 11 in einem Reaktorkern,
Fig. 15 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Verformungszustandes des Kanalkastens bei einem Erdbeben,
Fig. 16 und 17 sind perspektivische Ansichten von Kanalkästen, die auf andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezogen sind, und
Fig. 18 ist eine Schnittansicht längs der Linie X-X in Fig. 17.

Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Nun wird mit Bezug auf Fig. 1 eine Brennstoffkassette erläutert, die eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die auf Siedewasserreaktoren angewendet wird.
Die Brennstoffkassette 1 der vorliegenden Ausführungsform enthält einen Kanalkasten 2, mehrere Brennstoffstäbe 3, mehrere Wasserstäbe 5, mehrere Brennstoff-Abstandshalter 6, die obere Ankerplatte 7 sowie die untere Ankerplatte 8. Die Wasserstäbe sind zwischen den Brennstoffstäben 3 angeordnet. Sowohl das obere Ende als auch das untere Ende jedes Brennstoffstabs 3 und jedes Wasserstabs 5 ist durch die obere Ankerplatte 7 bzw. durch die untere Ankerplatte 8 unterstützt. In axialer Richtung der Brennstoffkassette sind mehrere Brennstoff-Abstandshalter 6 angeordnet, die gegenseitige Abstände zwischen den Brennstoffstäben 3 mit geplanter Breite aufrechterhalten. Das obere Ende des Kanalkastens 2 ist an der oberen Ankerplatte 7 mit Schrauben (in der Figur nicht gezeigt) einer Kanal-Befestigungseinrichtung befestigt, während das untere Ende des Kanalkastens die untere Ankerplatte 8 umgibt. Der obere Abschnitt der unteren Ankerplatte 8 ist in den Kanalkasten 2 eingeschoben. Sämtliche Brennstoffstäbe 3, die mit den Brennstoff-Abstandshaltern 6 gebündelt sind, sind im Kanalkasten enthalten.
In der Brennstoffkassette 1 sind die Brennstoffstäbe 3 in 9 Reihen mal 9 Spalten angeordnet, wobei die Wasserstäbe 5 im Querschnitt im Mittelbereich angeordnet sind. Die Brennstoffkassette 1 kann einen hohen Abrand bis zu 45 Gwd/t erzielen.
Zwischen den Brennstoffstäben 3 im Kanalkasten 2 ausgebildete Räume stellen Wege für ein Kühlmittel dar. Wenn die Brennstoffkassette 1 in den Reaktorkern geladen ist, tritt das durch die untere Ankerplatte 8 zugeführte Kühlmittel in die obenbeschriebenen Kühlmittelwege ein. Wenn das Kühlmittel in den Kühlmittelwegen aufsteigt, wird es durch die Brennstoffstäbe 3 erwärmt und wandelt sich in Dampf um. Das dampfhaltige Kühlmittel tritt aus der Brennstoffkassette durch die obere Ankerplatte 7 aus.
Der Brennstoffstab 3 enthält in einem hermetisch abgedichteten Kühlrohr mehrere Brennstofftabletten. Die gebrauchten Brennstofftabletten werden grob in zwei Arten verteilt. Die eine ist eine Brennstofftablette 4A aus angereichertem Uran. Die andere ist eine Brennstofftablette 4B aus natürlichem Uran. Ein Bereich, in dem die Brennstofftabletten eingefüllt sind, wird Bereich effektiver Brennstofflänge genannt. Die Brennstofftabletten 48 sind in das axiale obere Ende und in das axiale untere Ende des Bereichs effektiver Brennstofflänge eingefüllt, wie in US-A-5, 008, 070 offenbart ist. Die Brennstofftabletten 4A sind in einen Bereich gefüllt, der sich in axialer Richtung des Bereichs effektiver Brennstofflänge zwischen den Bereichen befindet, in die die Brennstofftabletten 4B gefüllt sind. Die axiale Länge des Bereichs, in den am oberen Endabschnitt des Bereichs effektiver Brennstofflänge die Brennstofftabletten 4B gefüllt sind, beträgt 2/24 (ungefähr 30,8 cm) der axialen Gesamtlänge des Bereichs effektiver Brennstofflänge. Die axiale Länge des Bereichs am unteren Endabschnitt des Bereichs effektiver Brennstofflänge, in den die Brennstofftabletten 4B gefüllt sind, beträgt 1/24 (ungefähr 15,4 cm) der obenbeschriebenen axialen Gesamtlänge.
Der Kanalkasten 2 besitzt eine Form, die in Fig. 2 dargestellt ist. Das heißt, der Kanalkasten 2 ist ein Rohr mit rechtwinkligem Querschnitt. Der Kanalkasten 2 besitzt mit Ausnahme des axialen Endabschnitts 2a im horizontalen Querschnitt am Eckabschnitt 2b dickere Wände als im Mittelabschnitt 2c zwischen den Eckabschnitten 2b (Fig. 3). Die in Fig. 3 gezeigte Form ist die gleiche wie diejenige des in JP-B-1-13075 (1989) offenbarten Kanalkastens. Ein dickwandiger Bereich am unteren Endabschnitt 2a des Kanalkastens 2 besitzt im Querschnitt längs des gesamten Umfangs eine gleichmäßige Wanddicke, die gleich derjenigen des Eckabschnitts 2b ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Der Eckabschnitt 2b besitzt vorzugsweise die Wanddicke, die ungefähr gleich der 1,4- bis 1,7fachen Wanddicke im Mittelabschnitt der Seitenwand 2c ist, was mit den Beanspruchungen und der Verformung in Beziehung steht, die am Kanalkasten 2 erzeugt werden. Der Stufenabschnitt 12 ist am oberen Ende des unteren dickwandigen Bereichs 2a ausgebildet, d. h. an der Grenze zwischen dem unteren dickwandigen Bereich 2a und dem dünnen mittleren Bereich 2c der Seitenwand. Das untere Ende des Kanalkastens befindet sich unterhalb der Oberseite der unteren Ankerplatte 8. Der Stufenabschnitt 12 befindet sich über der Oberseite der unteren Ankerplatte 8, jedoch unterhalb des oberen Endes des Bereichs für natürliches Uran (des Bereichs, in den die Brennstofftabletten 4B gefüllt sind) am unteren Endabschnitt des Bereichs effektiver Brennstofflänge.
In der Brennstoffkassette 1 der vorliegenden Ausführungsform wird eine Fingerfeder, die in einer herkömmlichen Brennstoffkassette verwendet worden ist, um ein Kühlmittelleck zwischen dem Kanalkasten und der unteren Ankerplatte zu unterdrücken, nicht verwendet. Der Grund hierfür besteht darin, daß der untere dickwandige Bereich 2a vorgesehen ist.
Nun wird die Anordnung des Stufenabschnitts 12 in axialer Richtung der Brennstoffkassette erläutert.
Zunächst wird mit Bezug auf die Fig. 5 und 6 der Grund erklärt, weshalb der Stufenabschnitt 12 sich unter dem oberen Ende des Bereichs 17 für natürliches Uran am unteren Endabschnitt des Bereichs effektiver Brennstofflänge befindet. Die Brennstoffkassette 1 der vorliegenden Ausführungsform besitzt Bereiche für natürliches Uran sowohl am oberen Endabschnitt als auch am unteren Endabschnitt des Bereichs effektiver Brennstofflänge, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Die Gründe, weshalb die Bereiche für natürliches Uran vorgesehen sind, sind (1) die Verhinderung eines Neutronenlecks im Reaktorbetrieb und (2) die Reduzierung unverbrauchten Urans, das in einer verbrauchten Brennstoffkassette vorhanden ist, wenn sie vom Reaktorkern entladen wird. Das bedeutet, daß schnelle Neutronen, die durch eine Kernspaltung von Spaltmaterialien im Brennstoffstab erzeugt werden, sowie thermische Neutronen, die durch die Bremsung der schnellen Neutronen durch das Moderatormaterial erzeugt werden, sowohl aus dem oberen Endabschnitt als auch aus dem unteren Endabschnitt der Brennstoffkassette entweichen. Dieses Entweichen der obenbeschriebenen Neutronen ist zu einem Gradienten der Neutronenflußverteilung proportional. Mit Bezug auf Fig. 6 werden die obenbeschriebenen Wirkungen (1) und (2) durch den Bereich für natürliches Uran erläutert. Die Brennstoffkassette ohne Bereiche für natürliches Uran besitzt in der Neutronenflußverteilung einen großen Gradienten θ&sub0;, wie durch die durchgezogene Linie gezeigt ist, sowie ein großes Neutronenleck, während die Brennstoffkassette mit den Bereichen für natürliches Uran einen reduzierten Gradienten θ&sub1; der Neutronenflußverteilung, wie durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, und ein reduziertes Leck der Neutronen wie etwa der thermischen Neutronen besitzt.
Die Anordnung des Stufenabschnitts 12 am Bereich 17 für natürliches Uran hat die Wirkung, daß die obenbeschriebenen Wirkungen (1) und (2) des natürlichen Urans verstärkt werden, während sie keinerlei andere negative Auswirkungen hat. Wenn sich andererseits der Stufenabschnitt 12, der das obere Ende des unteren dickwandigen Bereichs 2a bildet, über dem Bereich 17 für natürliches Uran befindet, siehe beispielsweise Fig. 6 im Patent US 4,749,573, entsteht durch den Kanalkasten 2 ein Phänomen, das parasitäre Neutronenabsorption genannt wird. Das bedeutet, daß die Menge der vom Kanalkasten absorbierten Neutronen erhöht wird. Die Neutronen sind notwendig, um die Kernspaltung des spaltbaren Materials für die Wärmeerzeugung hervorzurufen. Daher muß die Wanddicke des Kanalkastens 2 am Bereich mit hohem Neutronenfluß verringert werden. Durch die Anordnung des Stufenabschnitts 2 unter dem oberen Ende des Bereichs 17 für natürliches Uran wird die obenbeschriebene Bedingung erfüllt. Oberhalb des Bereichs 17 für natürliches Uran wird die Neutronenabsorption für den Kanalkasten 2 wegen des Vorhandenseins des Mittelabschnitts der Seitenwand 2c mit dünnen Wänden reduziert. Folglich wird der Neutronennutzungsfaktor in der Brennstoffkassette 1 verbessert und die Brennstoffersparnis erhöht.
Die Anordnung des Stufenabschnitts 12 im Bereich 17 für natürliches Uran zerstört die wirksame Verbrennung sowohl von U-235 in natürliches Uran und von U-238 in natürliches Uran nach der Umwandlung in Pu-239 nicht. Das heißt, daß die Konversion von U-238 in Pu-239 erhöht werden kann, weil sich das Vorhandensein des dickwandigen Bereichs 2a am unteren Abschnitt des Kanalkastens 2 ausschließlich auf das Kühlmittel auswirkt, während Kühlwasser im Siedewasserreaktor auch eine Funktion als Moderator besitzt, so daß die Moderatormenge abnimmt. Die obenbeschriebene Abnahme des Moderators bewirkt eine Zunahme schneller Neutronen. Daher wird die Verbrennung von Uran nach der Konversion von U-238 in Pu-239, wenn auch in geringem Maß, erhöht.
Im folgenden wird das Verhalten der Brennstoffkassette 1 bei einem Erdbeben erläutert.
Die untere Ankerplatte 8, die vom Brennstoffunterstützungselement 9 unterstützt wird, dreht sich bei einem Erdbeben, wie durch den Pfeil 11 in Fig. 7 gezeigt ist. In diesem Zeitpunkt übt die Oberseite der unteren Ankerplatte 8 auf den Kanalkasten 2 eine große Kraft aus. Umgekehrt nimmt das untere Ende des Kanalkastens 2 eine Gegenkraft auf, so daß sich der Kanalkasten 2 in einem Zustand, in dem er in die untere Ankerplatte 8 eingepaßt ist, dreht. Ein Ergebnis der Analyse des obenbeschriebenen Verhaltens entlang der gesamten Länge der Brennstoffkassette ist in Fig. 8 dargestellt (dargestellt bis zum tiefsten, ersten Brennstoff-Abstandshalter). Die Scherbeanspruchung, die auf den Kanalkasten 2 einwirkt, wird im Kanalkasten 2 lokal erzeugt und bewirkt eine erhebliche, große Beanspruchung für den Kanalkasten 2. Die obenbeschriebene Beanspruchung wird an dem Ort, an dem der Kanalkasten 2 gegen die Oberseite der unteren Ankerplatte 8 stößt, besonders groß. Dennoch besitzt der Kanalkasten 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform längs seines gesamten Umfangs am unteren dickwandigen Bereich 2a dicke Wände, darüber hinaus befindet sich der Stufenabschnitt 12 über der Oberseite der unteren Ankerplatte 8. Folglich wird eine geringere Beanspruchung erzeugt als diejenige, die in jedem der Kanalkästen der Brennstoffkassetten erzeugt wird, die in Fig. 2 der JP-B-1-13075 (1989), US-A-3,715,274, US-A-4,749,543 und US-A-4,749,544 offenbart sind. Die oben offenbarten Brennstoffkassetten besitzen nicht den Kanalkasten, in dem sich der untere dickwandige Bereich über der Oberseite der unteren Ankerplatte befindet. Bei dem in JP-A-1-227991 (1989) offenbarten Kanalkasten befindet sich der Stufenabschnitt zwischen dem unteren dickwandigen Bereich und dem Mittelabschnitt der Seitenwand auf der gleichen Höhe wie die Oberseite der unteren Ankerplatte, wobei bei einem Erdbeben die Oberseite der unteren Ankerplatte gegen das obere Ende des unteren dickwandigen Bereichs stößt. Folglich tritt am Stufenabschnitt, wo sich die Wanddicke plötzlich verändert, eine große Beanspruchungskonzentration auf.
Bei dem Kanalkasten der vorliegenden Erfindung befindet sich der Stufenabschnitt 12 über der Oberseite der unteren Ankerplatte 8, so daß die Beanspruchungskonzentration am Stufenabschnitt 12 um ungefähr 5 % gegenüber derjenigen des in JP-A-1-22799 (1989) offenbarten Kanalkastens ermäßigt wird.
Die Erfinder haben die Unterdrückungswirkung eines zwischen dem Kanalkasten 2 und der unteren Ankerplatte 8 gebildeten Spalts hinsichtlich der Kühlmittel-Leckströmung in der vorliegenden Ausführungsform quantitativ untersucht. Das Ergebnis der Untersuchung wird im folgenden mit Bezug auf die Fig. 9 und 10 erläutert.
Das meiste Kühlmittel, das in die Kühlmittelwege, die im Kanalkasten 2 durch die untere Ankerplatte 8 ausgebildet sind, eintritt, steigt unter Erwärmung nach oben, wie oben beschrieben worden ist, und tritt von der oberen Ankerplatte 7 aus. Der Rest des in die Kühlmittelwege eingetretenen Kühlmittels strömt aus der Brennstoffkassette 1 durch den zwischen dem Kanalkasten 2 und der unteren Ankerplatte 8 gebildeten Spalt aus.
Ein Zwischenraum (Wasserspalt), der an der Außenseite des Kanalkastens 2 gebildet ist, d. h. zwischen voneinander beabstandeten Brennstoffkassetten 1, weist einen niedrigen Druck auf. Daher befindet sich der Kanalkasten 2 in einem intern mit Druck beaufschlagten Zustand. Die Druckdifferenz zwischen der Innenseite und der Außenseite des Kanalkastens 2 wird an der Oberseite der unteren Ankerplatte 8 maximal und nimmt beim weiterem Aufstieg allmählich ab (Fig. 9). Die Druckdifferenz bewirkt, daß sich der Kanalkasten 2 schleichend nach außen verformt. Ferner nimmt die schleichende Verformung in Abhängigkeit von der Erhöhung des Abrandes der Brennstoffkassette zu. Die Erhöhung der schleichenden Verformung erhöht das Kühlmittelleck aus dem zwischen dem Kanalkasten 2 und der unteren Ankerplatte 8 gebildeten Spalt. Ein während eines Brennstoffzyklus möglichst konstantes Kühlmittelleck wird bevorzugt, weil die Leckströmung die kritische Leistung des Brennstoffstabs beeinflußt, die für den Entwurf der Brennstoffkassette wichtig ist.
Eine Veränderung der Kühlmittel-Leckströmung (Differenz zwischen der Kühlmittel-Leckströmung bei Beginn des Brennstoffzyklus und der Strömung am Ende des Brennstoff- Zyklus) ist in Fig. 10 gezeigt. Fig. 10 zeigt eine Anderungskennlinie der Veränderung der Kühlmittel-Leckströmung in Abhängigkeit von dem als Parameter dienenden axialen Ort des Stufenabschnitts 12 des Kanalkastens 2. Das heißt, Fig. 10 zeigt die Anderung der Kühlmittel- Leckströmung in Abhängigkeit von der axialen Länge H (siehe Fig. 5) der Einpaßlänge des Kanalkastens 2 in der unteren Ankerplatte 8 bei der Montage der Brennstoffkassette (Abrand 0 Gwe/t) . Wie aus Fig. 10 hervorgeht, wird die Anderung der Kühlmittel-Leckströmung während eines gesamten Brennstoffzyklus nahezu konstant, wenn die axiale Länge des unteren dickwandigen Bereichs 2a wenigstens 1,5 H beträgt. Die Änderung der Kühlmittel-Leckströmung in Abhängigkeit von der axialen Länge des unteren dickwandigen Bereichs 2a von 1,5 H beträgt fast 90 % der Veränderung in dem Fall, in dem der dickwandige Bereich über die gesamte axiale Länge des Kanalkastens 2A ausgedehnt ist. Daher wird eine axiale Länge des unteren dickwandigen Bereichs 2a von wenigstens 1,5 H bevorzugt. Gemäß Fig. 5 beträgt die axiale Länge des unteren dickwandigen Bereichs fast 3 H. Im allgemeinen beträgt H ungefähr 5-6 cm.
Die Steuerstäbe für die Steuerung der Kernreaktorleistung werden zwischen die in den Reaktorkern geladenen Brennstoffkassetten 1 eingeschoben. In Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 13 den Steuerstab. Der Steuerstab 13 besitzt einen kreuzförmigen Querschnitt mit vier Blättern, die sich von der axialen Mitte des Steuerstabs 13 getrennt in vier Richtungen erstrecken. Am oberen Endabschnitt jedes Blatts ist die Rolle drehbar angebracht. Die Rolle 15 dreht sich durch den Kontakt mit der äußeren Oberfläche des Kanalkastens 2, wenn sich der Steuerstab 13 aufwärts und abwärts bewegt. Folglich bewegt sich der Steuerstab 13 gleichmäßig aufwärts und abwärts. Fig. 5 zeigt einen Zustand, in dem der Steuerstab 13 in die unterste Position des Einschubbereichs eingeschoben ist. Der Stufenabschnitt 12 ist an einer Position vorgesehen, an der eine gegenseitige Störung mit der Rolle 15 vermieden wird. Daher ist die Brennstoffkassette 1 der vorliegenden Ausführungsform mit dem herkömmlichen Steuerstab 13 ohne jegliche Abwandlung verwendbar. Da der Kanalkasten zwei zwischen den Eckabschnitten 2b den dünnwandigen Mittelabschnitt der Seitenwand 2c besitzt, wird die folgende Wirkung erhalten. Im Querschnitt des Kanalkastens 2 befindet sich die äußere Oberfläche des Mittelabschnitts der Seitenwand 2c weiter innerhalb des Kanalkastens 2 als die äußere Oberfläche des Eckabschnitts 2b. Folglich ist eine Spaltbreite zwischen dem Mittelabschnitt der Seitenwand 2c und der Seitenwand des Blatts des Steuerstabs 13 größer als eine Spaltbreite zwischen dem Eckabschnitt 2b und dem Blatt des Steuerstabs 13. Daher nimmt der zulässige Verformungsbetrag im Mittelabschnitt der Seitenwand 2c nach außen zu, so daß eine gegenseitige Störung zwischen dem Kanalkasten 2 und dem Steuerstab 13 vermieden werden kann. Außerdem hat der Kanalkasten 2 keinerlei negative Auswirkung auf den Betrieb des Steuerstabs 13, der zwischen die Brennstoffkassetten 1 eingeschoben ist.
Der Kanalkasten 2, der auf die vorliegende Ausführungsform bezogen ist, kann sowohl auf die Brennstoffkassette mit einer 8 x 8-Matrix von Brennstoffstäben als auch auf die Brennstoffkassette mit einer 10 x 10-Matrix von Brennstoffstäben angewendet werden.
Eine Brennstoffkassette, die auf eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezogen ist, ist in Fig. 11 gezeigt. Die Brennstoffkassette 1A der vorliegenden Ausführungsform umfaßt den Kanalkasten 2A, der zusätzlich zu dem dickwandigen Bereich 2a den oberen dickwandigen Bereich 2d enthält, einen dickwandigen Abschnitt 2b und einen dünnwandigen Mittelabschnitt der Seitenwand 2c. Die Brennstoffkassette 1A besitzt mit Ausnahme des Kanalkastens 2A die gleiche Struktur wie die obenbeschriebene Brennstoffkassette 1. Die genaue Struktur des Kanalkastens 2A ist in Fig. 12 gezeigt. Der Kanalkasten 2A kann als Struktur betrachtet werden, in der der obere dickwandige Bereich 2b zu der Struktur des Kanalkastens 2 hinzugefügt ist. Der obere dickwandige Bereich 2d besitzt längs des Umfangs des Kanalkastens eine gleichmäßige Wanddicke, die gleich derjenigen des unteren dickwandigen Bereichs 2a ist. Die Wanddicke des oberen dickwandigen Bereichs 2d ist die gleiche wie die Wanddicke des Endabschnitts 2b. Bei dem Kanalkasten 2A besitzen sowohl der untere dickwandige Bereich 2a als auch der obere dickwandige Bereich 2d Querschnitte, deren Form in Fig. 4 gezeigt ist, während ein Querschnitt des Kanalkastens, der den Mittelabschnitt der Seitenwand 2c enthält, die in Fig. 3 gezeigte Form besitzt. Die axiale Länge des oberen dickwandigen Bereichs 2d ab dem oberen Ende des Kanalkastens 2A ist Lu. Am oberen Ende des Kanalkastens 2a sind Laschen 21 vorgesehen.
Der Kanalkasten 2A ist an der oberen Ankerplatte 7 am oberen Ende in der Weise befestigt, daß die dreieckförmigen Laschen 21 in zwei diagonal gegenüberliegenden Ecken des oberen Endes befestigt sind, wie in Fig. 13 gezeigt ist. Das heißt, daß die Lasche 21 mit der Oberfläche der Stütze 22 (Fig. 11) in Kontakt ist, die an den Ecken der oberen Ankerplatte 7 vorgesehen ist und den Kanalkasten 2A abdeckt. Die Kanal-Befestigungseinrichtung 10 ist an dem Eck angeordnet, an dem sich eine der Laschen 21 befindet, und mit einer der Stützen 22 mittels der Schraube 10a befestigt. Die Lasche 21 zwischen der Kanal- Befestigungseinrichtung 10 und der Stütze 22 ist an der Stütze 22 der oberen Ankerplatte 7 mittels der Schraube 10A befestigt. Die Befestigung des Kanalkastens und der Kanal-Befestigungseinrichtung auf die obenbeschriebene Weise wird ebenso auf die vorher beschriebene Brennstoffkassette 1 angewendet. Der Kanal-Abstandshalter 20 ist am oberen dickwandigen Bereich 2d befestigt (Fig. 12).
Die Brennstoffkassette 1A wird durch Einschieben ihrer unteren Ankerplatte 8 in das Brennstoffunterstützungs- Metallgehäuse 9 unterstützt, wie in Fig. 14 gezeigt ist. Das obere Ende der Brennstoffkassette 1A ist in ein Gitter der oberen Gitterplatte 22 des Reaktorkerns eingeschoben. Ein Brennstoffunterstützungs-Metallgehäuse 9 unterstützt jede der unteren Ankerplatten 8 von vier benachbarten Brennstoffkassetten 1A, die den Steuerstab 13 umgeben. Jedes der oberen Enden der vier Brennstoffkassetten 1A ist in eines der Gitter der oberen Gitterplatte 23 des Reaktorkerns eingeschoben. Jede der Kanal-Befestigungseinrichtungen 10 der vier Brennstoffkassetten 1A ist mit den anderen in Kontakt und übt auf den oberen Endabschnitt jeder Brennstoffkassette 1A, d. h. den oberen dickwandigen Bereich 2d des Kanalkastens 2A in horizontaler Richtung einen Druck zur oberen Gitterplatte 23 des Reaktorkerns aus. Das bedeutet, daß der obere dickwandige Bereich 2d mit der oberen Gitterplatte 23 des Reaktorkerns in Kontakt ist. Der in Fig. 12 gezeigte Kanal-Abstandshalter wirkt im Fall eines Defekts der Kanal-Befestigungseinrichtung 10 als Gegendruckelement.
Die Brennstoffkassette 1A hat die gleiche Wirkung wie die, die mit der obenbeschriebenen Brennstoffkassette 1 erhalten werden kann.
Ferner kann die Brennstoffkassette 1A die Probleme lösen, die in der Brennstoffkassette 1 vorhanden sind, weil sie den oberen dickwandigen Bereich 2d besitzt.
Jede der Brennstoffkassetten 1 drückt in einem Zustand, in dem sie in den Reaktorkern geladen sind, mittels jeder der Kanal-Befestigungseinrichtungen 10 auf ihre jeweiligen Nachbarn, wie oben beschrieben worden ist. Bei einem Erdbeben wirkt auf Ebenen, die mit der oberen Gitterplatte 23 im Reaktorkern und mit dem Befestigungsabschnitt des Kanal-Abstandshalters 20 am oberen Endabschnitt des Kanalkastens 2 in Kontakt sind, eine Gegenkraft. Aufgrund der Schwingungen während des Erdbebens bewegen sich zwei der vier Brennstoffkassetten 1, die in den Gittern der oberen Gitterplatte 23 im Reaktorkern angeordnet sind, zu den zwei anderen Brennstoffkassetten. Daher werden die elastischen Kanal-Befestigungseinrichtungen 10 jeder Brennstoffkassette komprimiert, so daß die Kanal-Abstandshalter 20 zusammenstoßen. Da die Kanal- Befestigungseinrichtungen 10 am dünnen Mittelabschnitt der Seitenwand 2c befestigt sind, wird am Befestigungsabschnitt der Kanal-Befestigungseinrichtungen 10 durch den obenbeschriebenen Zusammenstoß eine große Beanspruchung erzeugt. Wenn die Beanspruchung zu groß wird, besteht die Möglichkeit, daß in der Nähe des Befestigungsabschnitts Risse entstehen.
Die Brennstoffkassette 1A kann die obenbeschriebene Erzeugung der Beanspruchungskonzentration an der Brennstoffkassette 1 ermäßigen. Bei der Brennstoffkassette 1A ist der obere dickwandige Bereich 2d am oberen Endabschnitt des Kanalkastens 2A vorgesehen, der mit der oberen Gitterplatte 23 im Reaktorkern in Kontakt ist, so daß die bei einem Erdbeben auf den Brennstoff-Kanalkasten 2A wirkende Gegenkraft von der gesamten Seitenwand des oberen dickwandigen Bereichs 2d aufgenommen werden kann.
Daher wird eine lokale Beanspruchung und Verformung, die im Kanalkasten 2A hervorgerufen wird, ermäßigt. Ferner kann wegen der Anordnung des Kanal-Abstandshalters 20 am oberen dickwandigen Bereich 2d die lokale Beanspruchung am Befestigungsabschnitt des Kanal-Abstandshalters 20 auf weniger als die Hälfte ermäßigt werden.
Nun wird die Bestimmung der axialen Länge des oberen dickwandigen Bereichs 2d des Kanalkastens 2A erläutert. Zunächst wird mit Bezug auf Fig. 15 ein Fall erläutert, in dem die Durchbiegung des Kanalkastens 2A betrachtet wird.
Fig. 15 ist eine schematische Darstellung einer axialen Anordnung einer Seite des Kanalkastens 2A und des Steuerstabs 13 im vertikalen Querschnitt. Der Kanalkasten 2A bildet sowohl für die Einschub- als auch für die Herausziehoperation des Steuerstabs 13 zwischen den Brennstoffkassetten 1A eine Führungsebene. Da der Kanalkasten 2A ein langer Körper ist, kann er beim Herstellungsprozeß die Durchbiegung C erfahren. Angesichts der obenbeschriebenen Situation ist es notwendig, daß sich der obere dicke Wandbereich 2d (Wanddicke am Eckabschnitt = Wanddicke am flachen Abschnitt) in einem Bereich befindet, der zur Seite des Steuerstabs 13 nicht über die Durchbiegung des Mittelabschnitts des Kanalkastens 2A vorsteht.
Im allgemeinen ist eine Durchbiegung des langen Körpers bis zu einem Ausmaß von 0,1 % der Gesamtlänge des langen Körpers zulässig. Wenn die obenbeschriebene Toleranz auf den Kanalkasten 2A angewendet wird, kann die axiale Länge Lu des oberen dicken Wandbereichs 2d, die notwendig ist, damit der Stufenabschnitt 24 am oberen dicken Wandbereich 2d zur Seite des Steuerstabs nicht über den Mittelabschnitt des Kanalkastens 2A vorsteht, durch die folgende Gleichung berechnet werden. Hierbei ist L die axiale Gesamtlänge des Kanalkastens 2A.
Z = Lu/L (1)
Z = 1/2±1/2(B/C)1/2 (2)
Derzeit wird für die Brennstoffkassette im allgemeinen ein Kanalkasten verwendet, bei dem L gleich 4 Meter beträgt. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt L des Kanalkastens 2A ungefähr 4 Meter. Wenn L gleich 4 Meter ist, wird C ungefähr 4 Millimeter. Außerdem beträgt die Stufendifferenz B an der äußeren Oberfläche des Kanalkastens 2A am Eckabschnitt 2b und am flachen Mittelabschnitt 2c der Seitenwand im allgemeinen ungefähr 1 Millimeter.
Anhand der obigen Gleichungen (1) und (2) wird deutlich, daß die bevorzugte axiale Länge Lu des oberen dicken Wandbereichs 2d des Kanalkastens 2A in einem Bereich von 25 % der Gesamtlänge L des Kanalkastens 2A liegt. Wenn Lu innerhalb von 25 % von L liegt, werden sowohl die Einschub- als auch die Herausziehoperationen des Steuerstabs 13 zwischen den Brennstoffkassetten 1A durch keinerlei unerwünschte Wirkung beeinflußt. Weiterhin senkt das obige Lu eine wesentliche Funktion der unebenen Oberfläche des Kanalkastens 2A nicht ab.
Obwohl sich der zulässige Prozentsatz in Abhängigkeit von der Wanddicken-Spezfikation/der axialen Länge wie oben beschrieben verändert, wird der obere dickwandige Bereich 2d wegen anderer Forderungen vorzugsweise soweit wie möglich am oberen Endabschnitt des Kanalkastens 2A angeordnet.
Mit Bezug auf Fig. 14 wird die Bestimmung der axialen Länge des oberen dickwandigen Bereichs 2d im Hinblick auf eine gegenseitige Störung mit der Rolle 15 des Steuerstabs 13 erläutert.
Fig. 14 zeigt einen Zustand, in dem der Steuerstab 13 vollständig zwischen die Brennstoffkassetten 1A eingeschoben ist. Eine äußere Oberfläche des Kanalkastens 2A bildet eine Führungsebene für die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Steuerstabs 13, weshalb der Ort des oberen dickwandigen Bereichs 2d vorzugsweise so bestimmt wird, daß er die Rolle 15 nicht stört, wenn der Steuerstab 13 vollständig eingeschoben ist. Das bedeutet, daß die axiale Länge Lu des oberen dickwandigen Bereichs 2d innerhalb des Abstandes D zwischen dem oberen Ende des Kanalkastens 2A und der Rolle 15 liegen muß, wenn der Steuerstab 13 vollständig eingeschoben ist. Folglich liegt die axiale Länge Lu des oberen dickwandigen Bereichs 2d vorzugsweise innerhalb von 15 % der Gesamtlänge L des Kanalkastens 2A.
Ein weiterer bei der Bestimmung der axialen Länge Lu des oberen dickwandigen Bereichs 2d zu berücksichtigender Faktor wird mit Bezug auf Fig. 11 erläutert.
Angesichts der Verbesserung der Neutronenökonomie und der Brennstoffersparnis wird die Wanddicke des Kanalkastens 2A vorzugsweise so dünn wie möglich hergestellt. Daher besitzt der Bereich des Kanalkastens 2A mit Ausnahme des unteren dickwandigen Bereichs 2a und des oberen dickwandigen Bereichs 2d im Mittelabschnitt der Seitenwand 2c eine geringere Wanddicke als diejenige des Eckabschnitts 2b, um eine Erhöhung der Querschnittsfläche zu vermeiden. Im Hinblick auf die obenbeschriebene Bestimmung befindet sich der obere dickwandige Abschnitt 2d vorzugsweise über dem oberen Ende des Bereichs effektiver Brennstofflänge des Brennstoffs 3, wie in Fig. 11 gezeigt ist.
Die Länge Lu des oberen dickwandigen Bereichs 2d des Kanalkastens 2A liegt vorzugsweise innerhalb von 10 % der Gesamtlänge L des Kanalkastens 2A, damit er nicht mit dem Bereich effektiver Brennstofflänge überlappt.
Mit Bezug auf Fig. 16 wird eine andere Ausführungsform des Kanalkastens erläutert.
Der Kanalkasten 28 der vorliegenden Ausführungsform wird durch Verschweißen zweier langer Elemente 25 und 26 mit jeweils U-förmigem Querschnitt hergestellt, um ein langes rechtwinkliges Rohr zu bilden. Die Wanddicken in der Umgebung des Schweißabschnitts 27 im Mittelabschnitt der Seitenwand sowohl des unteren dickwandigen Bereichs 2a als auch des oberen dickwandigen Bereichs 2d sind die gleichen wie die Dicke der dünnen Wand im Mittelabschnitt der Seitenwand 2c. Daher wird die Wanddicke in der Nähe des Schweißabschnitts 27 über die gesamte axiale Länge hinweg gleichmäßig, so daß die Bestimmung der Schweißbedingungen usw. erleichtert wird.
Weiterhin wird mit Bezug auf die Fig. 17 und 18 eine andere Ausführungsform des Kanalkastens erläutert.
Wie in Fig. 17 gezeigt, besitzt der Kanalkasten 2D eine Struktur, bei der im dünnen Mittelabschnitt der Seitenwand 2c vertikale Rillen 28 ausgebildet sind. Es sind insgesamt acht vertikale Rillen 28 ausgebildet, je zwei auf jeder Seite des Kanalkastens 2D im Mittelabschnitt der Seitenwände, wie in den Fig. 17 und 18 gezeigt ist. Die vertikalen Rillen 28 werden durch Entfernen von Material gebildet, wo das Biegemoment und die Beanspruchung auf den Kanalkasten 2D minimal sind. Die Wanddicke in dem Abschnitt, in dem die vertikale Rille 28 ausgebildet ist, ist geringer als die Wanddicke im Mittelabschnitt 2c der Seitenwand. Im Abschnitt der vertikalen Rille 28 kann eine große Materialmenge entfernt werden, ohne die Durchbiegung der Kanalkastenwand unter einer Druckbelastung stark zu erhöhen. Die Materialmenge des Kanalkastens 2D wird durch eine Wanddicke, die geringer als die Wanddicken der Kanalkästen 2, 2A und 2B in den anderen Ausführungsformen ist, reduziert, so daß sowohl die Neutronenökonomie als auch die Brennstoffersparnis weiter verbessert werden.
Außerdem ist eine der acht Rillen 28 vorzugsweise längs des Weges vorgesehen, wo sich die Rolle 15 des Steuerstabs 13 aufwärts und abwärts bewegt. Der Grund hierfür besteht darin, die Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Steuerstabrolle durch einen benachbarten Kanalkasten nicht zu beschränken, wenn sich der Kanalkasten nach außen verformt.
Ferner kann die in der vorliegenden Ausführungsform erläuterte vertikale Rille auch bei den Kanalkästen in den anderen Ausführungsformen zur Anwendung kommen.

Claims

1. Brennstoffkassette, mit

einer oberen Ankerplatte (7),

einer unteren Ankerplatte (8),

mehreren Brennstoffstäben, wobei das obere Ende und das untere Ende jedes Brennstoffstabes durch die obere Ankerplatte (7) bzw. durch die untere Ankerplatte (8) unterstützt ist und wobei die Brennstoffstäbe jeweils in einem unteren Endabschnitt einen Bereich für natürliches Uran (4B), der natürliches Uran enthält, und oberhalb des Bereichs (4B) für natürliches Uran einen Bereich (4A) enthalten, der angereichertes Spaltmaterial enthält, und

einem Kanalkasten (2, 2A), der an der oberen Ankerplatte (7) befestigt ist und ein Bündel der Brennstoffstäbe (3) sowie die untere Ankerplatte (8) umgibt,

wobei eine Wanddicke in einem unteren dickwandigen Bereich (2a) des Kanalkastens (2, 2A) dicker als eine Wanddicke in einem oberhalb des unteren dickwandigen Bereichs (2a) befindlichen Bereich (2c) und zwischen den Eckabschnitten (2b) des Kanalkastens (2, 2A) ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

sich das obere Ende (12) des unteren dickwandigen Bereichs (2a) oberhalb der Oberseite der unteren Ankerplatte (8) und unterhalb des oberen Endes des Bereichs (4B) für natürliches Uran befindet.

2. Brennstoffkassette nach Anspruch 1, bei der sich das obere Ende des unteren dickwandigen Bereichs (2a) an einer Position befindet, die von einem unteren Ende der unteren Ankerplatte (8) um eine Strecke entfernt ist, die wenigstens gleich der 1,5fachen axialen Länge zwischen der Oberseite der unteren Ankerplatte (8) und einem unteren Ende des Kanalkastens (2, 2A) im montierten Zustand ist.

3. Brennstoffkassette nach Anspruch 2, bei der eine Wanddicke im Eckabschnitt (2b) des Kanalkastens (2, 2A) dicker als eine Wanddicke im Mittelabschnitt (2c) der Seitenwand ist, die sich zwischen den Eckabschnitten (2b) in einem Bereich oberhalb des unteren dickwandigen Bereichs (2a) des Kanalkastens (2, 2A) befindet.

4. Brennstoffkassette nach Anspruch 3, bei der die Wanddicke im unteren dickwandigen Bereich (2a) gleich der Wanddicke in den Eckabschnitten (2b) ist.

5. Brennstoffkassette nach Anspruch 1, bei der die Wanddicke in einem oberen dickwandigen Bereich (2d), der am oberen Ende des Kanalkastens (2, 2A) ausgebildet ist, dicker ist als die Wanddicke in dem Bereich (2c), der sich zwischen dem oberen dickwandigen Bereich (2d) und dem unteren dickwandigen Bereich (2a) befindet, und dikker als die Wanddicke zwischen den Eckabschnitten (2b).

6. Brennstoffkassette nach Anspruch 5, bei der die Wanddicken im unteren dickwandigen Bereich (2a) und im oberen dickwandigen Bereich (2d) über den gesamten Querschnitt der Bereiche hinweg gleichmäßig sind.

7. Brennstoffkassette nach Anspruch 5, bei der sich das obere Ende des unteren dickwandigen Bereichs (2a) an einer Position befindet, die von einem unteren Ende der unteren Ankerplatte (8) um eine Strecke entfernt ist, die wenigstens gleich der 1,5fachen axialen Länge zwischen der Oberseite der unteren Ankerplatte (8) und einem unteren Ende des Kanalkastens im montierten Zustand ist.

8. Brennstoffkassette nach Anspruch 5, bei der eine Wanddicke im Eckabschnitt (2b) dicker als eine Wanddicke im Mittelabschnitt (2c) der Seitenwand ist, die sich zwischen den Eckabschnitten (2b) des Kanalkastens (2, 2A) in einem Bereich zwischen dem unteren dickwandigen Bereich (2a) und dem oberen dickwandigen Bereich (2d) des Kanalkastens (2, 2A) befindet.

9. Brennstoffkassette nach Anspruch 8, bei der die Wanddicken im unteren dickwandigen Bereich (2a) und im oberen dickwandigen Bereich (2d) gleich der Wanddicke an den Eckabschnitten sind.

10. Brennstoffkassette nach Anspruch 5, bei der im oberen dickwandigen Bereich (2d) Kanal-Abstandshalter (20) vorgesehen sind.

11. Brennstoffkassette nach Anspruch 5, bei der eine axiale Länge des oberen dickwandigen Bereichs (2d) wenigstens 25 % der axialen Gesamtlänge des Kanalkastens (2, 2A) beträgt.