TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Brennstabbündel für einen
Kernreaktor, wobei im Brennstabbündel eine entfernbare, die Überholung des
Brennstabbündels ermöglichende, obere Düse angeordnet ist.
BEREITS BEKANNTE TECHNIK, PROBLEME
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Ein Brennstabbündel bereits bekannter Ausbildung enthält eine Mehrzahl
Brennstäbe und Führungsrohre für Kontrollstäbe oder für dadurch strömende
Kühlmittel. Die Brennstäbe und die Führungsrohre werden mit Hilfe von Abstandgittern in
vorbestimmten Lagen zueinander gehalten, die in verschiedenen Ebenen entlang der
Brennstäbe angeordnet sind. Eine obere und eine untere Düse sind an den jeweiligen
Brennstabenden zum Befestigen der Führungsrohre angeordnet. Die Befestigung der
Führungsrohre an der oberen und der unteren Düse wird dadurch ermöglicht, dass die
Führungsrohre etwas ausserhalb der jeweiligen Brennstabenden verlaufen. im
schwedischen Patent 465 796 (US-A-5,147,599) sind dergliche Brennstäbe
beschrieben worden. Die Führungsrohre sind gemäss dem Patent oben mit einer
oberen Büchse versehen, die in eine entsprechende, durch die obere Düse ragende
Bohrung passt. In der oberen Büchse ist eine Führungsbüchse vorgesehen, die durch
der Bohrung in der oberen Düse einsetzbar ist, die der jeweiligen oberen Büchse
entspricht. Eine Sperrbüchse ist ihrerseits in der oberen Büchse einsetzbar
vorgesehen um diese in der oberen Büchse in der Sperrlage zu verhaken, d.h. wenn
die obere Düse fest mit den Führungsrohren mit Hilfe der Sperranordnung verhakt ist.
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Die Innenseite der oberen Büchse ist mit einem Ringschlitz zum Zusammenwirken
mit einem äusseren, in der Führungsbüchse vorgesehenen Wulst versehen. in dem
der oberen Büchse zugewandten Ende der Führungsbüchse ist ein achsial
verlaufender Schlitz vorgesehen um das Zusammenpressen der Führungsbüchse auf
einen das Einsetzen des Wulstes in den inneren Schlitz der oberen Büchse
ermöglichenden Durchmesser zu erlauben. Um ein sicheres Verhaken der
Sperrbüchse in der Führungsbüchse durchzuführen, kann die Sperrbüchse nach
Einfügen in die Führungsbüchse mit einem Wulst zum Zusammenwirken mit der
Hinterseite der Aussenwulste der Führungsbüchse versehen werden, alternativ ist die
Sperrbüchse mit Wulsten auf der Untenseite der Führungsbüchse versehen, wobei die
Untenseite im Brennstabbündel angeordnet ist.
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Der Nachteil dieser hier oben beschriebenen Anordnung ist, dass in den Fällen,
wo die Sperrbüchse nicht mit Wulsten für ein zuverlässiges Ineinandergreifen
versehen ist, eine Gefahr besteht, dass sie beim Einsetzen und Herausziehen der
Führungsrohre für die Kontrollstäbe aus ihrer Lage gelangt. in den Fällen, wo die
Sperrbüchse mit Wulsten versehen ist, ist der Wulst nach dem Einsetzen der
Sperrbüchse in die Führungsbüchse angeordnet worden, was beinhaltet, dass die
Abmasse des Wulstes nicht genau festgelegt werden können und somit auch nicht die
Kraft zum Ineinandergreifen der Sperrbüchse und der Führungsbüchse. In den Fällen,
wo die Sperrbüchse nicht mit Wulsten versehen ist, muss eine herausgenommene
Sperrbüchse und Führungsbüchse auf Grund der Beschädigung beim Herausnehmen
verworfen werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Lage der oben
beschriebenen Wulste an der Untenseite der Führungsbüchse beinhaltet, dass die
Sperrbüchse eine verhältnismässig lange Strecke in achsialer Richtung gezogen
werden muss um aus dem Griff der Führungsbüchse zu gelangen.
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ZUSAMMANFASSUNG DER ERFINDUNG, VORTEILE
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Brennstabbündel, welches eine
Anzahl paralleler Brennstäbe umfasst, die mit Hilfe von entlang den Brennstäben
angeordneten Abstandgittern und Führungsrohren für die Kontrollstäbe oder Kühlstäbe
zusammengehaiten werden. Die Führungsrohre sind zwischen die Brennstäben verlegt
und an den Abstandgittern befestigt. Die Führungsrohre mit zugehörigen Brennstäben
sind zwischen eine obere und eine untere Düse verlegt. Die obere Düse ist mit
durchgeheneden Bohrungen zum Befestigen einer oberen, mit dem oberen Ende der
Führungsrohre verbundenen Büchse versehen.
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In der oberen Büchse ist ein erste Sperrelement angeordnet um mit einem
zweiten, an der Aussenseite einer Führungsbüchse angeordneten Sperrelement
zusammen zu wirken. Die Führungsbüchse ist durch eine Bohrung in der der oberen
Büchse zugehörigen Spitze einsetzbar.
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Zum ineinandergreifen der Führungsbüchse ist eine Sperrbüchse in die
Führungsbüchse einsetzbar. In dieser Sperrbüchse ist erfindungsgemäss ein äusseres
federndes, drittes Sperrelement angeordnat um mit einem inneren, vierten, in der
Führungsbüchse angeordneten Sperreement zusammen zu wirken.
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Erfindungsgemäss ist die zum Herausnehmen der Sperrbüchse aus der
Führungsbüchse erforderliche Kraft bekannt, da der Verlauf des dritten
Sperrelementes in radialer Richtung bekannt ist. Das federnd ausgebildete dritte
Sperrelement ermöglicht es, die Führungsbüchse nach dem Herausnehmen wieder zu
verwenden. Bei der Anordnung des dritten und des vierten Sperrelementes an den
oberen Teilen der Sperrbüchse bzw. der Führungsbüchse kommt die Sperrbüchse
nach einer verhältnismässig kurzen Strecke des Herausnehmens aus dem Eingriff,
verglichen mit bereits bekannten Verfahrensweisen, wo praktisch die gesamte Länge
der Büchse herausgezogen werden muss, bevor sie aus dem Eingriff in die
Führungsbüchse gelangt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung wird am leichtesten mit Hinweis auf die beiliegenden Zeichungen
verstanden, wobei
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Figur 1 schematisch ein Brennstabbündel mit in der oberen Düse angeordneten
Sperrelementen zeigt,
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Figur 2 eine Vergrösserung der mit 7 in Figur 1 bezeichneten Einzelheit zeigt,
Figur 3 einen Querschnitt durch eine um 90º zur Sperrbüchse in Figur 2 versetzte
Sperrbüchse zeigt,
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Figur 4 einen Querschnitt durch eine Führungsbüchse zeigt,
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Figur 5 in Einzelheiten ein drittes Sperrelement zeigt, das in einer Sperrbüchse im
Schnitt gemäss Figur 2 angeordnet ist, und
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Figur 6 in Einzelheiten ein drittes, in einer Führungsbüchse angeordnetes
Sperrelement zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Figur 1 zeigt ein Brennstabbündel 1, welches aus einer grossen Anzahl
Brennstäbe 2 besteht, die von Abstandgittern 3 festgehalten werden. Zwischen den
Brennstäben 2 sind Führungsrohre 4 angeordnet, die gleichfalls von den
Abstandgittern in vorherbestimmten Positionen gehalten werden. Die Führungsrohre 4 sind
etwas länger als die Brennstäbe 2 und können sich etwas oberhalb und unterhalb
deren Enden erstrecken. Die Führungsrohre 4 sind an einer oberen Düse 5 und einer
unteren Düse 6 befestigt. Eine Einzelheit 7, die den Oberteil der Befestigung eines
Führungsrohres 4 an der oberen Düse zeigt ist in Figur 2 vergrössert veranschaulicht.
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In Figur 2 ist das obere Ende des Führungsrohres 4 mit einer oberen Büchse 8 mit
Hilfe einer Anzahl Wulsten 9 verbunden. Das obere Ende der oberen Büchse 8 ist auf
der Innenseite mit einem ersten Sperreement in Gestalt eines ersten inneren Schlitzes
10 versehen. Durch die obere Düse 5 ist eine Bohrung 11 angeordnet, in welche von
oben eine Führungsbüchse 12 mit einem Flansch 13 eingesetzt ist. Die
Führungsbüchse 12 ist mit einem dritten Sperrelement in Gestalt eines, um die
Führungsbüchse herum verlaufenden Wulstes 14 versehen. Der Wulst 14 soll nach
Einbau in das erste Sperrelement, d.h. den ersten Schlitz 10 passen. Eine
Sperrbüchse 15 mit einem Flansch 16 ist vorgesehen, von oben in die Sperrbüchse 12
einsetzbar zu sein. In der oberen Düse 5 ist zur Aufnahme der oberen Büchse 8 ein
Sitz 17 vom Durchmesser der durchgehenden Bohrung 11 ausgebildet, wobei dieser
am unteren Teil der Büchse 11 grösser gestaltet ist als an dessen oberen Teil.
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Figur 3 zeigt die Sperrbüchse 15 im Querschnitt. Der obere Teil der Sperrbüchse
15 ist gemäss der Figur mit einem dritten Sperrelement in Gestalt einer
durchlaufenden Bohrung 18 in der Wand der Sperrbüchse 15 versehen. Eine konsolenförmige
Partie 19 ist in der unteren Kante der Bohrung 18 angeordnet und verläuft in Richtung
von der Mitte der Sperrbüchse 15 weg. Die Bohrung verleiht der konsolenförmigen
Partie 19 federnde Eigenschaften. Die konsolenförmige Partie 19 ist angepasst mit
einem vierten Sperrelement zusammen zu wirken, wenn die Sperrbüchse 15 sich in
einer in die Führungsbüchse eingesetzte Position 12 befindet. Die konsolenförmige
Partie 19 kann natürlich an einer beliebigen Stelle entlang der Kante der Bohrung 18
angeordnet sein.
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Figur 4 zeigt die mit einem Schlitz 20 versehene Führungsbüchse 12. Der Schlitz
20 verleiht der Führungsbüchse 12 federnde Eigenschaften, sodass die
Führungsbüchse mit ihrem Aussenwulst 14 in die obere Büchse 8 eingesetzt werden kann.
Desweiteren ist veranschaulicht, wie die Führungsbüchse 12 innen mit dem vierten
Sperrelement in Gestalt eines inneren zweiten ringförmigen Schlitzes 21 am oberen
Ende der Führungsbüchse versehen ist.
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Figur 5 zeigt eine detaillierte Ansicht des dritten Sperrelementes 18, 19, welches in
der Sperrbüchse 15 im selben Teil wie in Figur 2 angeordnet ist. in den Figuren 2 und
5 wird die Sperrbüchse 15 mit zwei diametral entgegengesetzten Bohrungen 18 mit
konsolenförmigen Partien 19 gezeigt. Vorzugsweise sind zwei oder drei Bohrungen 18
mit konsolenförmigen Partien von einander getrennt und entlang der Wand der
Sperrbüchse 15 angeordnet.
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Figur 6 zeigt eine detaillierte Ansicht des vierten, in der Führungsbüchse 12
angeordneten Sperrelementes. Der obere und/oder der untere Teil des ringförmigen
Schlitzes 21 ist mit einem Winkel β unter 90º, vorzugsweise unter 45º, zur inneren
Wand der Führungsbüchse 21 ausgeführt um eine ausreichende Sperrkraft und ein
leichtes Herausnehmen der Sperrbüchse 15 aus der Führungsbüchse 12 zu erzielen.
in den Fällen, wo die konsolenförmige Partie 19 in der Sperrbüchse 15 in der unteren
Kante der Bohrung 18 angeordnet ist, wird zumindestens der obere Teil des Schlitzes
21 in der Führungsbüchse 12 so angepasst, dass sich ein Winkel β mit der inneren
Wand der Führungsbüchse 12 bildet. In den Fällen, wo die konsolenförmige Partie 19
in der Sperrbüchse 15 in der oberen Kante der Bohrung 18 angeordnet ist, wird
zumindestens der untere Teil des Schlitzes 21 in der Führungsbüchse 12 so
angepasst, dass sich ein Winkel β mit der inneren Wand der Führungsbüchse 12
bildet.
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Während dem Aufsetzen wird die obere Düse auf den Führungsrohren 4 so
angeordnet, dass die oberen Enden der oberen Büchse 8 nach unten zum Sitz 17 in
den Bohrungen 11 gesteuert werden. Die Führungsbüchse 12 wird danach nach unten
durch die Bohrungen 11 gepresst, wodurch die Führungsbüchse 12 durch Einwirken
des Schlitzes 20 zusammenschnappt um in die Bohrung 11 trotz des Aussenwulstes
14 zu passen. Die Führungsbüchse 12 wird soweit eingesetzt dass der Wulst in den
ersten Schlitz 10 fällt. Die Sperrbüchse 15 wird danach so tief in die Führungsbüchse
12 gesteckt, das die konsolenförmige Kante 19 in den zweiten Schlitz 21 rastet,
wodurch die Sperrbüchse 15, die Führungsbüchse 12 und die obere Büchse 8
ineinderhaken.
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In den Fällen, wo das Brennstabbündel 1 ohne eingesetzte Brennstäbe 2
transportiert werden soll, wird die Sperrbüchse 15 nur soweit geschlossen, dass die
Brennstäbe während des Transportes zumsammen gehalten werden, d.h. die
Sperrbüchse 15 wird soweit in die Führungsbüchse 12 eingeführt, das die
konsolenförmige Partie 19 an dem oberen Ende der Führungsbüchse 12 anliegt.
Hiermit wird das Entfernen der oberen Düse 5 zum späteren Einführen der Brennstäbe
erleichtert. Die Führungsbüchsen 12 und die Sperrbüchsen 15 werden danach gemäss
Obigem montiert
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Um die obere Düse 5 zu entfernen werden beispielsweise die Sperrbüchsen 15,
um das Brennstabbündel 1 zu überholen, zuerst aus den Führungsbüchsen 12
herausgezogen und danach werden die Führungsbüchsen 12 aus den oberen Büchsen
8 herausgezogen. Danach liegt die obere Düse 5 völlig lose auf den oberen Büchsen
8 der Führungsrohre 4.