TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Kernreaktoren und insbesondere eine Gitteranordnung zur
Abstützung von Bündeln von Brennelementen im Reaktor.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein
geschweißtes Brennstab-Abstandshaltegitter, das mit
"seitlich gestützten", angeformten Strömungsleitflügeln
ausgebildet ist, die zur Verbesserung der
Wärmeübertragung Fluidströmung um die Brennstäbe herum
leiten.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Brennelementbündel für Druckwasserkernreaktoren
enthalten allgemein eine oder mehrere
Brennstabanordnungen, die durch eine Konstruktion mit
mehreren geschweißten Abstandshaltegittern, einem
unteren Endstück und einem oberen Endstück in Position
gehalten werden. Steuerstab-Führungsrohre sorgen für
die konstruktive Stabilität zwischen dem unteren
Endstück, dem oberen Endstück und den
Abstandshaltegittern zwischen den Enden des
Brennelementbündels. Die Abstandshaltegitter definieren
eine Anordnung von Brennstäben, die in der Regel aus
Reihen und Säulen von jeweils 16 Stäben besteht. Ein
Beispiel für ein derartiges Abstandshalte- und
Stützgitter ist aus dem US-Patent Nr. 3,481,832
bekannt.
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Ein typisches Abstandshaltegitter, das zum
Halten einer Abstandsanordnung von Kernbrennstäben
verwendet wird und an einer zwischen den Brennstabenden
liegenden Stelle angeordnet ist, enthält einen
allgemein viereckigen oder anderen vieleckigen Umfang.
Mehrere Brennstabfächer oder -zellen innerhalb des
Umfangs werden durch erste und zweite gitterbildende
Glieder oder Stege, die mit dem Umfang verschweißt und
an ihren jeweiligen Schnittpunkten aneinandergefügt
sind, definiert. Die gitterbildenden Glieder des
Brennstab-Abstandshaltegitters weisen entlang einem
Teil ihrer Breite einen Schlitz auf und sind so
angeordnet und miteinander verriegelt, daß sie eine
"eierkartonähnliche" Konstruktion bilden. Diese
Konstruktion wird verwendet, weil sie ein gutes
Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht aufweist, ohne daß
die Strömung des Kühl- oder Bremsmediums durch das
Gitter des Kernreaktors stark beeinträchtigt wird. In
der Regel enthalten die Gitterstege vorstehende Federn
und Wölbungen zur Ineingriffnahme und Abstützung der
Brennelemente innerhalb der Gitterfächer. Somit wird an
jeder Brennstabgitterposition im Brennelementbündel
eine Axial-, Seiten- und Rotationszwangsführung
bereitgestellt, um einer Brennstabbewegung, die im
allgemeinen durch Einwirkungen wie zum Beispiel der
Kühlmittelströmung, seismische Störungen oder äußere
Aufschläge erzeugt wird, Widerstand entgegenzusetzen.
Des weiteren dienen die Abstandshaltegitter als
seitliche Führungen beim Einsetzen und Herausziehen des
Brennstabbündels in den bzw. aus dem Reaktor. Sämtliche
Elemente des Brennstoffgitters, einschließlich der
Federn und Wölbungen innerhalb der Fächer, sind
bezüglich der Brennstoffkühlmittelströmung so
angeordnet, daß eine Behinderung der Fluidströmung und
der sich ergebende Druckverlust am Gitter auf ein
Minimum reduziert werden.
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Aus dem US-Patent Nr. 3,395,077 ist eine
Gitteranordnung bekannt, bei der Strömungsleitflügel
mit den Gitterstegen einstückig ausgebildet sind. Diese
Flügel sind jedoch bezüglich der Ebene der das Gitter
bildenden, relativ flachen Stege winkelförmig gebogen,
so daß spitze Winkel in einem Bereich von 20º bis 40º,
vorzugsweise 20º, definiert werden. Diese Biegung
beginnt am oberen Rand des Stegs und führt insofern zu
einem Problem, als der Flügel durch eine schmale Basis
gestützt wird, die verdreht und gebogen ist und eine
örtlich begrenzte Last trägt, wodurch hohe Spannungen
entstehen.
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Bei diesen und anderen schon bekannten Flügeln,
bei denen jeder der Flügel an der Flügelbasis, wo er an
dem Gittersteg befestigt ist, gestützt wird, ist der
Flügel zwar möglicherweise ausreichend gestützt,
während sich das Bündel im Reaktor befindet, doch läßt
sich der Biegewinkel nur relativ schwer steuern, und
die Flügel werden bei der Fertigung oder
Brennstoffwiederaufbereitung schnell beschädigt.
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Bei der Wiederaufbereitung von
Brennelementbündeln können beispielsweise einzelne
Brennelemente innerhalb des Bündels entnommen und
ersetzt werden. Einzelne Mischflügel, die gemäß den
herkömmlichen Ausführungen von den Stegrändern
abstehen, können während des verbogen werden, wenn sich
die Spitze des Brennelements dem Gitter zunächst nähert
und darin eintritt. Dieses Verbiegen kann zu einer
Blockierung führen, wodurch ein weiteres Einsetzen
verhindert wird, oder während des anschließenden
Betriebs zu einer Berührung des wiedereingesetzten
Elements oder der benachbarten Elemente. Eine derartige
Berührung kann örtlich begrenzten Verschleiß oder
möglicherweise ein Brechen des Brennelementhüllrohrs
hervorrufen. Wird ein herkömmlicher Flügel am Stegrand
stark genug verbogen, kann er des weiteren brechen bzw.
abbrechen und dann als Trümmer in der umlaufenden
Flüssigkeit des Kernreaktors vorliegen. Derartige
Trümmer bilden allgemein die Ursache für ein
Brennelementbrechen bei in Betrieb stehenden Reaktoren.
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Zur Verbesserung der Wärmeleistung der
Abstandshaltegitter werden am oberen (stromabwärts
gelegenen) Ende des Gitters einstückig mit den
Gitterstegen ausgebildete Flügel angefügt und in einem
spitzen Winkel, allgemein zwischen 20º und 40º, von der
vertikalen Achse weggebogen. Die gebogenen Flügel
lenken das Kühlmittel so ab, daß es sich zwischen den
Kanälen der beabstandeten parallelen Brennstäbe mischt
oder in diesen Kanälen wirbelt. Im US-Patent Nr.
4,879,090 wird eine derartige Flügelausführung nach dem
Stand der Technik beschrieben, deren Bau und Betrieb
bislang sehr erfolgreich war. In den US-Patenten Nr.
3,862,000, 4,692,302 und 4,698,204 werden andere
Flügelausführungen gezeigt, die sämtlich oben am
Gittersteg derartige horizontale Biegungen aufweisen,
daß der schmale Spitzenteil bzw. die schmalen
Spitzenteile des bzw. der Flügel von der Vertikalen
weggebogen ist bzw. sind.
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Mindestens fünf Aspekte dieser
Flügelausführungen nach dem Stand der Technik müssen
verbessert werden. Erstens können die freitragenden,
freistehenden Flügel, die von den oberen Rändern der
Stege abstehen, bei der Steghandhabung, Gittermontage
und Stabladung und -wiederaufbereitung leicht durch
Verbiegen beschädigt werden. Zweitens neigt sich die
obere Fläche des Flügels von der Stabzelle, die er
einnimmt, in Richtung des Schnittpunkts weg. Sollte das
Ende des Brennstabs während der Erstfertigung oder
Wiederaufbereitung diese Fläche berühren, würde der
Brennstab von der für ihn bestimmten Zelle weggeführt
werden anstatt auf sie zu. Drittens ist die
Positionier- und Biegerichtung der Flügel derart, daß
Flügel an mindestens einigen Stegen in beiden
orthogonalen Richtungen erforderlich sind. Dadurch wird
die Verriegelung der Gitterstege zu einem
Abstandshaltegitter erschwert, da während der
Gittermontage der bzw. die Flügel an den Stegen mit
ihren am oberen Teil ausgebildeten Schlitzen die
Stabstützvorrichtungen der Stege mit ihren am unteren
Teil ausgebildeten Schlitzen passieren muß bzw. müssen.
Viertens ist der mit dem Flügel verbundene Druckabfall
hydraulisch an den des Abstandshaltegitters gekoppelt,
da der breiteste Teil des Flügels neben dem oberen Teil
des Gitters liegt. Fünftens erleiden freistehende
Flügel aufgrund von Leckageverlusten an den offenen
Seiten der Flügel einen Wirkungsgradverlust bezüglich
der Strömungsneuverteilung.
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Bei einigen Abstandshaltegitterausführungen
(siehe zum Beispiel US-A-5 307 393 und US-A-4 089 741)
ist der obengenannte erste Aspekt (Neigung zur
Beschädigung durch Verbiegen) dadurch angegangen
worden, daß an dem orthogonalen Steg eine Nase angefügt
wurde, um die Unterseite des Flügels zu stützen. Durch
diese Ausführungen wird die Fähigkeit der Flügel,
Belastungen zu widerstehen, ohne daß sie beschädigt
werden, verbessert; dazu müssen jedoch zusätzliche
Nasen angefügt werden, die wiederum während der
Gittermontage beschädigt werden können und bei einigen
Ausführungen zusätzliches Schweißen benötigen. Es sei
darauf hingewiesen, daß diese Ausführungen immer noch
dazu neigen, einen Brennstab von der für ihn bestimmten
Zelle wegzuführen, obwohl die stützende Nase eine
Beschädigung des Flügels verhindern würde.
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Bei der oben angeführten US-A-5 307 393 wurde
ebenfalls die Flügelstütznase verwendet, um das Problem
einer seitlichen Strömungsleckage auf der Unterseite
des Flügels anzugehen. Dies erforderte wiederum eine
zusätzliche Nase und seine möglichen Auswirkungen
während der Gittermontage.
KURZE DARSTELLUNG DER ER ERFINDUNG
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Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, "seitlich gestützte" Flügel
bereitzustellen, die alle fünf der obigen Aspekte
betreffen, und Anordnungen bereitzustellen, die viel
weniger dazu neigen, durch Verbiegen beschädigt zu
werden, die Brennstäbe zu der für sie bestimmten Zelle
führen, die sich leicht montieren lassen, die die
Trennung des Flügeldruckabfalls von dem
Abstandshaltegitterdruckabfall unterstützen und die
seitliche Strömungsleckage auf ein Minimum reduzieren,
während die hydraulische Wärmeleistung des
Abstandshaltegitters verbessert wird.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, eine Steganordnung bereitzustellen, die
sich leicht zu einem Brennstab-Stützgitter oder
dergleichen zusammenbauen läßt und die ermöglicht, daß
Strömungsleitflügel auf eine Weise gebildet werden, die
die Möglichkeit einer Berührung mit den Brennstäben und
eine mögliche Beschädigung durch diese während des
Entnehmens oder Ersetzens der Brennstäbe vermindert.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht
darin, die Herstellung sogenannter "seitlich
gestützter" Strömungsleitflügel durch Biegen eines oder
mehrerer Randteile von Nasen oder zinnenartigen Teilen,
die von einem Rand ausgewählter Stege abstehen und im
wesentlichen koplanar damit sind, zu ermöglichen.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, "seitlich gestützte" Flügel
bereitzustellen, die eine Geometrie aufweisen, die
während der Wieraufbereitung nicht so leicht durch
Brennelemente beschädigt wird, wodurch die Möglichkeit
einer Berührung mit Brennstäben und dergleichen und die
sich ergebende Entstehung von Trümmern während des
Betriebs des Reaktors verringert wird.
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Die obigen Aufgaben werden durch eine Anordnung
gelöst, bei der ein Kernbrennstab-Abstandshaltegitter
aus schlitzverriegelten Sätzen von im wesentlichen
flachen Stegen gebildet wird. Ein Satz Stege ist mit
angeformten koplanaren Nasenteilen ausgebildet, bei
denen ein oder mehrere Randteile winkelförmig gebogen
sind, um angeformte Mischflügel zu bilden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
bereitgestellte Fluidströmungsleitflügel oder
"Mischflügel" sind an Nasen ausgebildet, die an einem
das Gitter bildenden Steg angeformt sind, indem ein
oder mehrere Seitenteile der Nase gebogen werden. Dies
ermöglicht Flügel, die länglich sind und durch die
angeformten Nasen auf eine Weise gestützt werden, daß
sie eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen in
Axialrichtung ausgeübte Belastungen aufweisen, macht
den Biegewinkel bezüglich der Ebene des Stegs, an dem
die Nase ausgebildet ist, steuerbarer und vermindert
Druckverluste. Überdies gestatten diese "seitlich
gestützten" Flügel zur Erzielung gewünschter Wirbel-
und Strömungsmuster eine größere Flexibilität bei der
Flügelplazierung. Bei den offenbarten Ausführungsformen
sind die Flügel von den Gitterstegen so weit
beabstandet, daß sie ausreichend von der Austrittsebene
des Gitterstegs stromabwärts bewegt werden können, um
den Flügel von der durch den Gittersteg und das
Schweißmaterial in der Austrittsebene dargestellten
Strömungsbegrenzung hydraulisch zu trennen.
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Aus diesem Grunde stellt die Flügelanordnung
gemäß der vorliegenden Erfindung einen geringeren
Druckabfall pro gegebener Flügelfläche bereit.
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Insbesondere besteht die Erfindung aus einem
Kernbrennstab-Abstandshaltegitter gemäß Anspruch 1.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden anhand einer Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf
die beigefügten Zeichnungen besser verständlich; es
zeigen:
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Fig. 1 eine Draufsicht eines Teils eines
Brennstab-Abstandshaltegitters mit beabstandeten,
seitlich gestützten Flügeln, die gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen
sind;
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Fig. 2 eine Seitenansicht, die einen
bruchstückartigen Teil eines Gitterstegs nach Fig. 1
zeigt, wobei die angeformte Nase und die seitlich
gestützen Flügel vor ihrem Biegen entlang der
gestrichelten Biegelinien dargestellt werden;
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Fig. 3 eine Draufsicht eines Teils einer
zweiten Ausführungsform eines Brennstab-
Abstandshaltegitters, wobei aneinander angrenzende,
seitlich gestützte Flügel gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgesehen sind;
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Fig. 4 eine Seitenansicht eines
bruchstückartigen Teils eines Gitterstegs nach Fig. 3,
die die angeformte Nase und die seitlich gestützten
Flügel vor ihrem Biegen entlang der gestrichelten
Biegelinien darstellt;
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Fig. 5 eine Seitenansicht ähnlich den Fig.
2 und 4, die eine Anordnung dargestellt, die eine
dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
kennzeichnet;
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Fig. 6 eine Seitenansicht ähnlich den Fig.
2, 4 und 5, die eine Anordnung gemäß einer vierten
Ausführungsform zeigt;
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Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, die eine
fünfte und bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
zeigt;
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Fig. 8, 9 und 10 verschiedene erreichbare
Flügelanordnungen, die zur Herstellung verschiedener
Wirbelmuster in den Brennstabanordnungen verwendet
werden können; und
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Fig. 11 ein Balkendiagramm, in dem der DNB-
Punkt über der Wassertemperatur am Testabschnittseinlaß
aufgetragen ist, wobei die Auswirkung der Erfindung
dargestellt wird.
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In den verschiedenen Figuren sind der Übersicht
halber die Brennstabstützvorrichtungen, wie z. B. Federn
und Wölbungen, nicht abgebildet.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Das erfindungsgemäße Brennstab-Stützgitter wird
allgemein mit der Zahl 10 bezeichnet und enthält einen
ersten Satz paralleler Stege 12, die mit einem zweiten
Satz paralleler Stege 14, welche im rechten Winkel zu
dem ersten Satz angeordnet sind, schlitzverriegelt
sind. Die zwischen dem ersten und zweiten Satz von
Stegen definierten Schnittpunkte sind zur Herstellung
einer dauerhaften Verbindung verschweißt.
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Wie in Fig. 2 zu sehen, sind an den Stegen
Nasen 18 angeformt, die sich von ihren oberen oder
stromabwärts gelegenen Rändern nach oben erstrecken.
Diese Nasen sind jeweils so geformt, daß sie entlang
einem Paar von Biegelinien 20, wie sie zum Beispiel in
Fig. 2 gezeigt sind, so gebogen werden können, daß sie
ein Paar von "seitlich gestützten" Flügeln 22 bilden.
Es versteht sich, daß die Nasen 18 mit den Stegen 12
koplanar sind, so daß die Biegelinien allgemein in
Richtung der Kühlmittelströmung durch das Gitter 10
verlaufen.
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Die Flügel 22 gemäß der ersten Ausführungsform
sind um ein vorbestimmtes Ausmaß in entgegengesetzten
Richtungen gebogen, wie in Fig. 1 angedeutet. Das
heißt, ein Flügel ist "nach außen" gebogen, so daß er
sich in Blickrichtung des Betrachters erstreckt,
während der andere "nach innen", vom Betrachter
weggebogen ist. Ein flacher oberer Randteil 24 ist am
Scheitel der Nase 18 definiert, wie er nach dem Biegen
der Flügel in dem vorbestimmten Winkel bezüglich der
Nase 18 erscheint.
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Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten
Ausführungsform sind an dem Gitter 10' seitlich
gestützte Flügel 22' angeformt, die aneinander
angrenzen und von den an den Stegen 12' angeformten
Nasen 18' seitlich gestützt werden. Auch in diesem
Beispiel sind die Flügel durch Biegen der Nase entlang
der Biegelinien 20' hergestellt. Bei dieser
Ausführungsform laufen die Biegelinien derart an einem
Punkt zusammen, daß kein oberer Randteil 24 entsteht.
Die sich aus dem Biegen der Nase ergebenden aneinander
angrenzenden seitlich gestützten Flügel 22' sind in der
Draufsicht von Fig. 3 zu sehen.
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Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt, sind die
Strömungsleitflügel 22 und 22' derart, daß sie
Kühlmittelströmungskomponenten bilden, die die
Mischflügel allgemein in der durch die kleinen Pfeile
angedeuteten Richtung verlassen.
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Bei einer dritten Ausführungsform, die in Fig.
5 gezeigt wird, ist der Steg 12" mit einer
vorbestimmten Anzahl angeformter Nasen 18" versehen,
die jeweils derart entlang den Biegelinien 20" gebogen
sind, daß sie Paare von seitlich gestützten, länglichen
Flügeln 22" bilden. In diesem Beispiel sind die Flügel
jedes Paares durch einen Randteil 24" getrennt. Die
Basisbreite "X" jeder Stütznase 18" ist so ausgewählt,
daß ihr und den daran angeformten Flügeln ein
gewünschter Grad an mechanischer Abstützung und
Steifigkeit verliehen wird, der dazu ausreicht, die
erforderlichen Misch- und Langlebigkeitsanforderungen
zu erfüllen.
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Die Abmessung "X" wird durch Faktoren wie zum
Beispiel die Brennstab-Gitterteilung und die Anzahl der
Mischflügel pro Schnittpunkt beschränkt. Vor dem Biegen
können die zum Beispiel seitlich gestützten Mischflügel
und die Stege, die zum Beispiel bei der ersten, zweiten
oder dritten Ausführungsform verwendet werden, unter
Verwendung eines Schweißlinsenverfahrens fest
miteinander verbunden werden. Zur Erleichterung dieser
Art des Schweißens können in jedem Steg 12 zur Aufnahme
der gebildeten Linsen Ausschnitte 26 ausgebildet
werden.
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In Fig. 6 wird eine vierte Ausführungsform
dargestellt, die aneinander angrenzende Mischflügel
22''' aufweist, welche durch Biegen der Seiten der
angeformten Stütznase''' entlang den Biegelinien 20'''
gebildet sind. Ähnlich den obigen Ausführungsformen
sind die Biegelinien 20''' mit den Stegen 12''' koplanar
und laufen allgemein in Richtung der Kühlmittelströmung
durch das Gitter zusammen.
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Somit sind die Mischflügel gemäß der
vorliegenden Erfindung fester als bestehende Flügel,
führen zu einem geringeren Druckabfall und erzeugen
bezüglich bestehender Abstandshaltergitterausführungen
eine gleiche oder überlegene
DNB-Wärmestromdichteleistung. Überdies weisen gemäß den Grundsätzen der
Erfindung hergestellte Gitter, die die seitlich
gestützten Mischflügel verwenden, Biegewinkel auf, die
unter Betriebs- und
Brennstoffwiederaufbereitungsbedingungen leichter aufrechtzuerhalten sind.
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In Fig. 7 wird die fünfte und bevorzugte
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Bei
dieser fünften Anordnung besteht das
Abstandshaltegitter 500 aus einem Satz von an der oberen Seite
mit einem Schlitz ausgebildeten Stegen 501, die mit dem
Satz von Stegen 502, die an ihrer unteren Seite mit
einem Schlitz ausgebildet sind, verriegelt und an den
Verbindungsschnittpunkten damit verschweißt sind. Die
am oberen Teil mit einem Schlitz ausgebildeten Stege
501 weisen keine Flügel, sondern nur
Stabstützvorrichtungen auf und können somit bei der Fertigung
von Abstandshaltegittern ohne Flügel sowie von
Abstandshaltegittern mit Flügeln verwendet werden. Die
am unteren Teil mit einem Schlitz versehenen Stege 502
weisen an der Oberseite Flügel auf, die sich an den
gewünschten Verbindungsschnittpunkten befinden. Die
Montage der miteinander verriegelten Stege ist im
Vergleich zum Stand der Technik stark vereinfacht, da
die Ineinanderschachtelung der am oberen Teil mit einem
Schlitz ausgebildeten Stege 501 (ohne Flügel) und der
am unteren Teil mit einem Schlitz ausgebildeten Stege
502 (mit Flügeln) nicht erfordert, daß die Flügel eine
Stabstützvorrichtung passieren.
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Die gemäß den Grundsätzen der Erfindung
vorgesehenen Strömungsleitflügel 22' sind durch Biegen
von Teilen einer Nase 18' gebildet, die an dem
Gittersteg angeformt sind (siehe Fig. 4). Dies führt
dazu, daß jeder Flügel 22' entlang seiner Seite anstatt
entlang seiner Basis gestützt wird, wie dies bei
Anordnungen nach dem Stand der Technik der Fall ist.
Zum Erreichen der gewünschten Strömungseigenschaften
kann der Winkel der Biegeachse variiert werden, wobei
typische Winkel in einem Bereich von 20º bis 40º
liegen. Der Winkel, in dem der Flügel gebogen ist, kann
ebenfalls variiert werden, wobei er bei der bevorzugten
Ausführungsform 90º beträgt, jedoch auch Winkel über
oder unter 90º verwendet werden können. Durch das
Biegen des Flügels 22' entlang seiner Seite anstatt
seiner Basis wird der Flügel versteift, so daß er
weitaus weniger anfällig für Beschädigung aufgrund
einer Änderung des Biegewinkels ist, und wesentlich
mehr Abstützung für durch die Brennstabendkappe während
des Ersteinsetzens der Stäbe oder der
Wiederaufbereitung auf den Flügel ausgeübte Belastungen
bietet. Bezüglich des Einsetzen der Stäbe ist des
weiteren die Neigung des oberen Rands des Flügels
derart, daß er eine Brennstabendkappe in die für sie
bestimmte Zelle führen würde.
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Nach dem Biegen ist die Ausrichtung des Flügels
22' allgemein dreieckig, wobei der schmale Teil des
Flügels zum unteren Teil (in der Nähe des oberen Teils
der Hauptgitterstege) und der breite Teil des Flügels
zum oberen Teil hin liegt. Da der breitere Teil des
Flügels einen größeren Teil der Strömung blockiert oder
umleitet als der schmalere Teil und da er in
Axialrichtung weiter von dem Hauptkörper des
Abstandshaltegitters entfernt ist, unterstützt er die
Trennung der hydraulischen Wirkung des Flügels von der
des Gitters, wodurch im Vergleich zu einem nach dem
Stand der Technik ausgerichteten Flügel der Druckabfall
vermindert und die von dem Flügel 504 abgelenkte freie
Strömung erhöht wird.
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Der Teil der angeformten Nase 18', der in der
Ebene des Stegs bleibt, dient nicht nur zur Verstärkung
des Flügels, sondern auch zur Minimierung seitlicher
Leckage der Strömung, die von dem an der Nase
befestigten Flügel umgeleitet wurde. Die "Seitenwand"
drängt mehr Strömung weiter an der Unterseite des
Flügels nach, die, wie beabsichtigt, am Ende des
Flügels 22' austritt.
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Zur Bewertung der Leistung der seitlich
gestützten Mischflügeln im Vergleich zu Gittern ohne
Flügel sind an Stabanordnungen von 6 · 6 mit seitlich
gestützten Mischflügel Hochdruckwasserversuche mit
elektrisch beheizten Stäben durchgeführt worden. In
diesen Versuchen wurde die zur Bewirkung des DNB-Punkts
erforderliche Energie gemessen. Ein Vergleich der
Leistung der seitlich gestützten Gitter mit Flügeln und
der Gitter ohne Flügel ist in Fig. 11 dargestellt.
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Insbesondere ist in Fig. 11 das Verhältnis der
Versuchsabschnittsenergie zur Bewirkung des DNB-Punkts
zu der vorhergesagten Versuchsabschnittsenergie zur
Bewirkung des DNB-Punkts bei Fehlen der Mischflügel
aufgetragen. Dieses Verhältnis ist über der
Wassertemperatur am Einlaß des Versuchsabschnitts
aufgetragen. Die seitlich gestützten Flügel verbessern
deutlich die DNB-Leistung, da das Verhältnis überall
größer als 1 ist.
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Es sei darauf hingewiesen, daß, obwohl in Fig.
7 eine typische Konfiguration der bevorzugten
Ausführungsform gezeigt wird, wobei die Nasengeometrie
nach Fig. 7 vor dem Biegen in Fig. 4 gezeigt wird, im
Schutzbereich der Erfindung die Verwendung alternativer
Flügelgeometrien möglich ist, um gezielt die
gewünschten Strömungseigenschaften zu erhalten. In den
Fig. 2 und 6 werden zwei mögliche Beispiele gezeigt.
Durch Ändern der Biegerichtung der Flügel können
innerhalb einer Anordnung von Brennstäben 508
verschiedene Wirbelmuster erreicht werden (siehe
Fig. 8, 9 und 10).
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Angesichts der obigen Offenbarung sind für
Fachleute auf dem Gebiet von
Abstandshaltegitterausführungen die verschiedenen möglichen Änderungen und
Modifikationen, ohne daß von dem Schutzbereich der
vorliegenden Erfindung abgewichen wird, offensichtlich.