DE69410113T2 - Brennstabbündel mit führungsrohren mit verriegelungselementen für einen kernreaktor - Google Patents
Brennstabbündel mit führungsrohren mit verriegelungselementen für einen kernreaktorInfo
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Description
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- ZUSAMMANFASSUNG DER ERFINDUNG, VORTEILE
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Die Erfindung wird am leichtesten mit Hinweis auf die beiliegenden Zeichungen verstanden, wobei
- Figur 1 schematisch ein Brennstabbündel mit in der oberen Düse angeordneten Sperrelementen zeigt,
- 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,
- Figur 4 einen Querschnitt durch eine Führungsbüchse zeigt,
- Figur 5 in Einzelheiten ein drittes Sperrelement zeigt, das in einer Sperrbüchse im Schnitt gemäss Figur 2 angeordnet ist, und
- Figur 6 in Einzelheiten ein drittes, in einer Führungsbüchse angeordnetes Sperrelement zeigt.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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
- 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.
Claims (3)
1. Brennstabbündel (1) für einen Kemreaktor, welches eine Anzahl paralleler
Brennstäbe (2) umfasst, die mit Hilfe von entlang den Brennstäben (2) angeordneten
Abstandgittern (3) und Führungsrohren (4) festgehalten werden, wobei diese
Führungsrohre (4) an den Abstandgittem (3) befestigt sind und die Führungsrohre mit
den zugehörigen Brennstäben zwischen eine obere (5) und eine untere (6) Düse
befestigt sind, wobei durchgehende Bohrungen (11) in der oberen Düse (5) zum
Befestigen einer oberen, mit dem oberen Ende der entsprechen Führungsrohre (4)
verbundenen Büchse (8) angeordnet sind, wobei ein erstes Sperrelement (10) in der
oberen Büchse (8) zum Zusammenwirken. mit einem zweiten, auf einer
Führungsbüchse (12) angeordneten Sperrelement (14) versehen ist, wobei die
Führungsbüchse (12) durch diese Bohrung (11) in der oberen Düse (5), die der
entspechenden oberen Büchse (8) entspricht, einsetzbar ist, und wobei die
Sperrelemente (10, 14) in zusammengefügter Position mit Hilfe einer, in die
Führungsbüchse (12) einsetzbaren Sperrbüchse (15) gehalten werden, dadurch
gekennzeichnet, dass die Sperrbüchse (15) ein drittes, im oberen Teil der
Sperrbüchse (15) angeordnetes Sperrelement in Richtung des Herausholens in
Gestalt einer in der Wand der Sperrbüchse (15) angeordneten durchgehenden
Bohrung (18) umfasst, wobei eine konsol enförmige Partie (19 ) an der Kante diese
Bohrung (18) vorgesehen ist, wobei diese Bohrung (18) der konsglenförmigen Partie
(19) federnde Eigenschaften verleiht, und wobei die konsolenförmige Partie (19) bei in
die Führungsbüchse (12) eingesetzter Sperrbüchse (15) mit einem vierten
Sperrelement in Gestalt eines, in die Innenwand der Führungsbüchse (12)
angeordneten, ringförmigen Schlitzes (21) zusammenwirken kann.
2. Brennstabbündel (1) gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der obere und/oder der untere Teil des ringförmigen, in der Führungsbüchse (12)
angeordneten Schlitzes (21) einen Winkel β unter 90º mit der Innenwand der
Führungsbüchse (12) bildet.
3. Brennstabbündel (1) gemss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der obere und/oder der untere Teil des ringförmigen, in der Führungsbüchse (12)
angeordneten Schlitzes (21) einen Winkel β unter 45º mit der Innenwand der
Führungsbüchse (12) bildet.
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