DE7140488U

DE7140488U - Brennstab-verriegelungsbauteil fuer brennelement-bauteilgruppen von kernreaktoren

Info

Publication number: DE7140488U
Application number: DE19717140488U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-10-29
Filing date: 1971-10-26
Publication date: 1972-05-18
Also published as: GB1324192A; IT942758B; SE369454B; NL170676B; US3775249A; BE774782A; FR2111923B1; FR2111923A1; NL170676C; DE2153238A1; ES396448A1; NL7114659A

Description

UNITED KINGDOM ATOMIC ENERGY AUTHORITY, 11, Charles II Street, London , S.W.1, England

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patent= Anmeldung Nr. 51595/70 vom 29· Oktober 1970 in Anspruch genommen.

Brennstab-VerrieRelunKsbauteil für Brennelement-

von Kernreaktoren

Die Neuerung bezieht sich auf Kernreaktor-Brennelement-Bauteilgruppen und insbesondere auf diejenige Gattung von Brennelement-Bauteilgruppen, die mehrere in Querrichtung auf Abstand angeordnete längliche Brennstäbe aufweist, die in einem Bündel gehalten sind, wobei deren Längsachsen G3rallel zueinander verlaufen.

Das Bündel von Brennstäben wird allgemein in einer an den Enden offenen rohrförmigen Umhüllung gehalten, wobei sieh die Brennstäbe zwischen oberen undunteren Endfittings in der Umhüllung erstrecken. Die Brennstäbe können auch an Stellen zwischen ihren Enden durch Abstandsgitter gehalten werden, die dazu dienen > die richtige Seitenlage der Brennstäbe in der Bauteilgruppa relativ zueinander aufrechtzuerhalten.

. Üblicherweise sitzen bei dieser Art von Brennelement-Bauteilgruppe die Enden der Brennstäbe mit Gleitsitz in Aussparungen in den oberen und unteren Endfittings, wobei auf diese Weise eine Wärmelängsausdehnung der Brennstäbe bei Anstieg der Temperatur von der Umgebungstemperatur auf Betriebstemperatur bei Verwendung der Brennelement-Bauteilgrupps in einem Kernreaktor ermöglicht wird= Jedoch kenn eine kleine Anzahl von Brennstäben mit ihren Enden an den oberen und unteren Endfittings befestigt werden, wobei auf diese Weise die End-Haltegitter in der Umhüllung miteinander verbunden werden. Bei einer besonderen Anordnung weisen diese Brennstäbe sich in Längsrichtung erstreckende Endzapfen auf, die in Ausnehmungen in den oberen und unteren Endfittings sitzen. Die Endzapfen an den unteren Enden der Brenn-

£ stäbe werden in die Aussparungen im unteren Endfitting eingeschraubt. Die Endzapfen an den oberen Enden der Brennstäbe erstrecken sich durch die Aussparungen im oberen Endfitting hindurch und sind zur Aufnahme von Halterauttern mit Gewinde versehen, wobei diese Muttern die Brennstäbe am oberen Endfitting befestigen.

Ein Problem entsteht bei Verwendung einer solchen Brennelement-Bauteilgruppe in einem kernreaktor. Infolge von Vibration der Brennelement-Bauteilgruppe im Betrieb kann es vorkommen, daß sich die Brennstäbe aus den Ausnehmungen im unteren Fitting herausschrauben. Außerdem kann es vorkommen, daß sich die Haltemuttern auf den Gewinde zap fen an den oberen Enden der Brennstäbe losschrauben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verriegelungs-"bzw. Si ch.e rungs einrichtung zu schaffen, die der Doppel funkt ion des Verhinderns eines derartigen Herausschraubens der Brennstabe aus dem unteren Endfitting und des Abschraubens der Haltemuttern auf dem Gewinde zap fen an den oberen Enden der Brennstäbe dient.

Erfindungsgemäß ist bei einer Kernreaktor-Brennelement-Bauteilgruppe der vorgenannten Gattung, bei welcher die Enden

,. eines benachbarten Paares von Brennstäben in das Endfitting am einen Ende der Brennelement-Bauteilgruppe eingesehraubt ist und bei welcher die anderen Enden des Paares von Brennstäben sich durch Ausnehmungen im zweiten Endfitting am anderen Ende der Brennelement-Bauteilgruppe hindurch erstrecken und mit aufgeschraubten Haltebauteilen versehen sind, welche die Enden der Brennstäbe mit dem zweiten Endfitting in wirkverbiaäung bringen, ein Brennstab-VerriegeT.ivagsbauteil vorgesehen* der Endteile aufweist, welche jeden der aufgeschraubten Haltebauteile mit dem Ende des jeweiligen Brennstabes kuppelt, um ein Abschrauben der Haltebauteile von den Enden der Brennstäbe zu verhindern, wobei die Endteile des Verriegelungsbauteils zwischen den aufgeschraubten Haltebauteilen der Brennstäbe miteinander verbunden

f} sind, derart, daß dadurch ein Abschrauben der Brennstäbe vom Endfitting am einen Ende der Brennelement-Bauteilgruppe durch den Verriegelungsbauteil verhindert wird, der außerdem eine Drehung der Brennstäbe relativ zueinander verhindert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei welcher Haltemuttern auf die mit Schraubengewinde versehenen Enden der Brennstäbe, welche sich durch Aussparungen im zweiten Endfitting hindurcherstrecken, aufgeschraubt sind, hat der Verriegelungsbauteil die Form eines U-förmigen Splintes, der gegabelte Arme bzw. Schenkel aufweist, welche sich durch entsprechende Querbohrungen in den Halt emutx; era. und den Enden der Brennstäbe innerhalbc der Haltemuttern erstrecken.

71*0488 ie. 5.72

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher beschrieben, und zwar zeigen die

Fign. 1 und 2 im Längsschnitt das obere und untere Ende einer Kernreaktor-Brennelement-Bauteilgruppe, während

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Brennelement-Bauteilgruppe nach den Fign. 1 und 2 wiedergibt.

Die in der Zeichnung dargestellte Kernreaktor-Brennelement-Bauteilgruppe weist ein Bündel von in Querrichtung auf Abstand gehaltenen zylindrischen Brennstäben 1 auf, die mit ihren Längsachsen parallel zueinander angeordnet sind. Die Brennstäbe erstrecken sich im Innern einer rohrförmigen Umhüllung 2 zwischen einem oberen Endfitting 3 und einem unteren Endfitting 4, die an der Enden der rohrförmigen Umhüllung 2 sitzen.

Sowohl das obere als auch das untere Endfitting 3 "bzw. 4-weist eine Reihe von rohrförmigen Ansätze^ 5 auf, die über Querstreben 6 miteinander verbunden sind. Die Brennstäbe 1 weisen je einen rohrförmigen Metallmantel 7 auf, der spaltbares Brennstoffmaterial, wie beispielsweise Pellets 8 aus Urandioxid, enthält. Die Mäntel 7 der Brennstäbe 1 sind an jedem Ende durch Endkappen 9 verschlossen, die einstückig angeformte Zapfen 10 aufweisen. Die Zapfen 10 an den unterer-Enden der Brennstäbe 1 sitzen in den rohrförmigen Ansätzen im unseren Endfitting 4-, Die Zapfen 10 an den oberen Enden der Brennstäbe 1 sitzen mit Gleitsitζ in den Ansätzen 5 im oberen Endfitting 4«, Druckfedern 11 sind auf den Zapfen 10 an den unteren Enden der Brennstäbe vorgesehen und wirken zwischen dem oberen Endfitting 4 und den Schultern der Endkappen 6 an den unteren Enden der Brennstäbe 1.

Die Zapfen 10 von zwei benachbarten Brennstäben Λ 3uf jeder der vier Seiten der Brennstoff-Bauteilgruppe sind an ihren unteren Enden mit Gewinde versehen und in die entsprechenden Ansätze 5 im unteren Endfitting 4 eingeschraubt. Die Zapfen 10 an den unteren Enden dieser Brennstäbe 1 erstrecken sich durch die entsprechenden Ansätze 5 im oberen Endfitting 3 hindurch, wobei die Enden der Zapfen 10, die über die Ansätze 5 im oberen Endfitting 3 vorstehen, mit Gewinde und Haltemuttern 12 versehen sind. Eine Verriegelungsvorrichtung bzw. Sicherungsvorrichtung in Form eines U-förmigen Splintes 13 weist Arme 14 auf, die in Querbohrungen 15 der Haltemuttern 13 und Zapfen 10 jedes benachbarten Paares von Brennstäben 1 sitzen.

Die Splinte 13 führen zwei Funktionen aus: Erstens wird bei Verwendung des Brennstoffelementes ein Abschrauben der Ealtemuttern 12 von den Zapfen 10 der Brennstäbe infolge Vibration der Brennelement-Bauteilgruppe durch die Splinte 13 verhindert. Außerdem verhindern die Splinte 13 ein Drehen der benachbarten Brennstäbe 1 in jedem Paar als Ganzes, und sie verhindern auf diese Weise ein Herausschrauben der mit Gewinde versehenen Zapfen 10 an den unteren Enden der Brennstäbe aus den Ansätzen 5 im unteren Endfitting 4.

Die Neuerung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Schutzanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Neuerungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Claims

25.ÜKT1971

71 07-5 Kü/Sch ■

Λ ο Brennstab-Verriegelungsbauteil für eine Kernreaktor-Brennelement-Bauteilgruppe, die eine Vielzahl von in Verrichtung auf Abstand voneinander angeordneten länglichen Brennstäben aufweist, die sich zwischen oberen und unteren Endfittings in der Bauteilgruppe erstrecken, wobei ein benachbartes Paar von Brennstäben mit den Enden in das Endfitting am einen Ende der Bauteilgruppe eingeschraubt ist, während die anderen Enden des Paares von Breionstäben sich durch Ausnehmungen im zweiten Endfitting am anderen Ende der Bauteilgruppe hindurcherstrecken und mit Gewinde aufweisenden Haltebauteilen versehen sand , welche die Enden der Brennstäbe mit dem zweiten Endfitting in Wirkverbindung bringen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsbauteil Endteile aufweist, welche jeden der mit Gewinde versehenen Haltebauteile mit dem Ende des entsprechenden Brennstabes kuppelt, derart, daß ein Abschrauben der Haltebauteile von den Enden der Brennstäbe verhindert wird, wobei die Endteile des Brennstabd-Verriegelungsbauteils zwischen den mit Gewinde versehenen Haltebauteilen der Brennstäbe miteinander verbunden sind, derart, daß ein Herausschrauben der Brennstäbe aus dem Endfitting am einen Ende der Bauteilgruppe durch den Brennstab-Verriegelungsbauteil verhindert wird, der ferner eine Drehung der Brennstäbe relativ zueinander verhindert.
2. Verriegelungsbauteil nach Anspruch 1 für eine Kernreaktor-Brennelement-Bauteilgruppe, bei welcher die mit Gewinde versehenen Haltebauteile Muttern sind, welche auf die Gewindeenden der Brennstäbe, welche sich durch die Ausnehmungen im zweiten Endfitting hindurcherstrecken, aufgeschraubt sind, dadurch gekenn-

zeichnet, daß der VerriegelungGbauteil ein U-förmiger Splint ist, der gegabelte Arme bzw. Schenkel aufweist, welche sich durch entsprechende Querbohrungen in den Muttern und den Enden der Brennstäbe innerhalb der Muttern hindurcherstrecken.