DE7727751U1

DE7727751U1 - STORAGE RACK FOR FUEL ELEMENTS

Info

Publication number: DE7727751U1
Application number: DE19777727751U
Authority: DE
Original assignee: Nukem GmbH
Current assignee: Nukem GmbH
Priority date: 1977-09-08
Filing date: 1977-09-08
Publication date: 1977-12-29
Also published as: ES245341Y; BR7805460A; JPS5455979A; ES245341U; SE7809503L; SE429273B

Description

Die Neuerung betrifft Lagergestelle für abgebrannte Brennelemente, im wesentlichen bestehend aus zwei oder mehreren mit Öffnungen versehenen Rahmengittern zur Aufnahme von Behältern aus einem neutronenabsorbierenden Werkstoff, in deren Inneres die Brennelemente eingebracht werden. The innovation relates to storage racks for spent fuel elements, consisting essentially of two or more frame bars is provided with openings for receiving containers from a neutron absorbing material, the fuel elements are introduced into the interior thereof.

In den nächsten Jahren werden weltweit erhebliche Mengen abgebrannter Brennelementbündel aus Kernkraftwerken und sonstigen Leistungsreaktoren anfallen, die bis zu ihrer Wiederaufbereitung in Wasserbecken gelagert werden müssen. Dabei muss sichergestellt sein, dass die Brennelementanordnung in diesen Becken stets kritikalitätssicher bleibt. In den bisherigen Wasserbecken betrug der Kante-Kante-Abstand der Brennelementshöhe allseitig etwa 30 cm, wodurch eine praktisch vollständige Isolation der einzelenen Elemente voneinander erreicht wurde. Zur Erhöhung der Lagerbeckenkapazität ist es jedoch wünschenswert, die Brennelementbiindel im Wasserbecken dichter anzuordnen. Das kann man erreichen, wenn man Neutronenabsorber in Kasten- oder Plattenform verwendet, zwischen denen die Brennelemente angeordnet werden. Die Lagergestell müssen ausserdem korrosionsbeständig sein und eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzen, um die Wärmeabfuhr nicht zu behindern.Significant amounts of waste will be burned around the world over the next few years Fuel assemblies from nuclear power plants and others There are power reactors that have to be stored in water basins until they are reprocessed. It must be ensured be that the fuel assembly in these basins always remains criticality safe. In the previous water basin the edge-to-edge distance of the fuel element height was around 30 cm on all sides, which means that the insulation is practically complete of the individual elements of each other was achieved. To increase the storage pool capacity, however, it is desirable that the Arrange fuel bundles closer together in the water basin. That can one can achieve if one has neutron absorbers in box or plate shape used, between which the fuel assemblies are arranged. The storage racks must also be corrosion-resistant and have good thermal conductivity in order to dissipate heat not to hinder.

Bei bekannten Anordnungen werden quadratische "Rohre", die aus Aluminium oder Edelstahl bestehen und in die die Brennelementstäbe eingeschoben werden, senkrecht in entsprechende Gittergestello eingesetzt, wobei din Gitteröffnung on so angeordnet sind, dass der sichere Abstand zwischen den einzelnen Brennelementen gewahrt, bleibt. Um diese Abstände möglichst klein zu halten, werden im allgemeinen neutrononabsorbierendc Materialien verwandet, meist Borcarbid, entweder eingebettet zwischen den Bo-In known arrangements, square "tubes" made of aluminum or stainless steel and into which the fuel rods are inserted be inserted vertically into the corresponding grid frame used, with the grid opening being arranged so that the safe distance between the individual fuel assemblies preserved, remains. To keep these distances as small as possible, neutron-absorbing materials are generally used, mostly boron carbide, either embedded between the

7727751 29.12.777727751 12/29/77

hälterwandungen oder als eigene Absorberstäbe. Bewährt haben sich auch Absorberbleche aus Bor-Aluminium-Legierungen, so dass für solche Lagergestelle auch sogenannte "Boralschächte" verwendet werden, quadratische Rohre aus einer Bor-Aluminium-Legierung, in die die abgebrannten Brennelemente eingeführt werden und die in entsprechenden Rahmengittern befestigt sind.container walls or as their own absorber rods. Have proven also absorber sheets made of boron-aluminum alloys, so that so-called "Boral shafts" for such storage racks square tubes made of a boron-aluminum alloy are used, into which the spent fuel elements are inserted and which are fastened in corresponding frame grids.

Weiterhin gibt es Lagergestelle, bei denen die einzelnen kastenförmigen Behälter fest zusammengefügt sind, beispielsweise durch Schweissen. Diese Gestelle müssen eine hohe mechanische Festigkeit besitzen, um eventuellen Erdbebenkräften zu widerstehen. Zur Verbesserung der Festigkeit und Verwindungsstelfigkeit der Lagergestelle werden daher meist Kreuzverbände auf der Aussenseite der Rahmengitter angebracht, was für eine Vergrösserung des Gestells durch Anbau weiterer Teile hinderlich ist, da sie den Rastermaßstab beeinträchtigen.There are also storage racks in which the individual box-shaped containers are firmly joined together, for example by welding. These frames must have a high mechanical strength in order to withstand possible earthquake forces. To improve the strength and torsion resistance of the storage racks, cross braces are usually used on the Outside of the frame grille attached, which is a hindrance to enlarging the frame by adding more parts is because they affect the grid scale.

Es war Aufgabe der vorliegenden Neuerung, Lagergestelle für abgebrannte Brennelemente zu schaffen, die mechanisch möglichst stabil, steif und damit erdbebensicher sein sollten, wobei auch ohne Veränderung des Rastermaßstabes eine Vergrösserung des Lagergestells durch einfachen Anbau weiterer Gestellteile möglioh sein sollte.Ausserdera sollten die Behälter leicht austausohbar sein, um bei der Lagerung von Brennelementen mit höherer U-235-Anreicherung Behälter aus einem Material mit höherer Neutronenabsorption verwenden zu können.It was the task of the present innovation to create storage racks for spent fuel elements that are mechanically as possible should be stable, stiff and thus earthquake-proof, whereby an enlargement of the Storage rack should be possible by simply adding additional rack parts. In addition, the containers should be easily exchangeable in order to store fuel assemblies with higher U-235 enrichment to be able to use containers made of a material with higher neutron absorption.

Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, dass man Lagergestelle verwendet, die im wesentlichen aus zwei oder mehreren mit Öffnungen versehenen Rahmengitter zur Aufnahme von Behältern aus einem neutronenabsorbierenden Material mit quadratischem QuerschnittThis object was achieved by using storage racks which essentially consist of two or more with openings provided frame grid for receiving containers made of a neutron-absorbing material with a square cross-section

772 7751 2 8.12,77772 7751 2 8.12.77

bestehen, wobei neuerungsgemäss diese Rahmengitter mittels L-Profilstücke so miteinander verbunden sind, dass die Behälter über ihre ganze Länge an allen vier Ecken von diesen Profilen geführt werden, und die zur Verbesserung der Verwindungssteifigkeit des Lagergestells benötigten Kreuzverbände zwischen den Rahmengittern sich im Inneren des Gestells befinden.exist, whereby according to the innovation these frame grids by means of L-profile pieces are connected to each other in such a way that the container are guided by these profiles over their entire length at all four corners, and which improve the torsional rigidity The cross braces required for the storage rack are located inside the rack between the frame grids.

Die Abbildung zeigt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform eines neuerungsgemässen Lagergestells in seitlicher Draufsicht. The figure shows schematically an exemplary embodiment of a storage rack according to the innovation in a side plan view.

Die Rahmengitter (l), deren Anzahl von der Brennelement länge und der wegen der Erdbebensicherheit notwendigen mechanischen Stabilität abhängt, sind über L-Profilstücke (2) vertikal miteinander verbunden. Die Stege (3) dieser Rahmengitter (l) bilden Öffnungen (Ai), welche Behälter (5) mit quadratischem Querschnitt aufnehmen, in die die polygonalen, vorzugsweise ebenfalls quadratischen Brennelemente eingebracht werden. Durch zusätzliche innenliegende Kreuzverbände (6) wird die Steifigkeit und damit die Eigenfrequenz des Gesamtgestells erhöht, was eine höhere Belastung durch Erdbebeneinwirkung zulässt.The frame grids (l), the number of which is the same as the fuel assembly and the mechanical stability necessary because of earthquake security depends, are vertical to each other via L-profile pieces (2) connected. The webs (3) of this frame grid (l) form Openings (Ai), which accommodate containers (5) with a square cross-section, in which the polygonal, preferably also square fuel assemblies are introduced. Additional internal cross braces (6) increase the rigidity and thus increasing the natural frequency of the overall frame, which is a allows higher exposure to earthquake effects.

Die Behälter (5),die vorzugsweise aus einer Alurainium-Bor-Legierung bestehen, werden auf ihrer gesamten Länge an allen vier Ecken von den L-Profilen (2) geführt und sind herausnehmbar. Dadurch besteht die Möglichkeit,bei der Lagerung von Brennelementen mit höherem U-235-Anreicherungsgrad die Behälter (5) herauszunehmen und sie durch Behälter zu ersetzen, die einen höheren Boranteil in der Aluminium-Legierung besitzen, ohne dass man den Rastermaßstab des Gestells ändern müsste. Die Austauschbarkeit erleichtert auch die Kontrolle der einzelnen Behälter (5). Die Behälter (5) können über Zentrierschienen (7) im Gestoll be-The container (5), which is preferably made of an alurainium-boron alloy exist, are guided along their entire length at all four corners of the L-profiles (2) and are removable. This makes it possible to store fuel assemblies with a higher U-235 enrichment level, remove the containers (5) and replace them with containers with a higher Have boron content in the aluminum alloy without having the Would have to change the grid scale of the frame. The interchangeability also makes it easier to check the individual containers (5). the Containers (5) can be loaded in the Gestoll via centering rails (7)

7727751 29.12.777727751 12/29/77

festigt sein, wobei die Zentrierschienen (7), die gegebenenfalls noch durch zusätzlich im rechten Winkel dazu angebrachte Verstärkungsschienen miteinander verbunden sein können, die Biegefestigkeit des Gestells wesentlich erhöhen. Die Befestigung der Behälter (5) ara Gestell ist aber nicht unbedingt nötig, da sie keinen tragenden Hauteil darstellen. Durch die neuerungsgemässe Anordnung der Kreuzverbände (6) im Inneren des Gestells wird erreicht, dass sich keine Verstrebungen an der Aussenseite des Gestells befinden, wodurch eine Vergrössorung des Gestells durch Anbau weiterer Lagcrgestellteile ohne Änderung des Raster-maßes möglich ist.be fixed, the centering rails (7), which may also be attached at right angles to it Reinforcing rails can be connected to one another, significantly increasing the flexural strength of the frame. The attachment the container (5) ara frame is not absolutely necessary because they are not a load-bearing part of the skin. Due to the renewal The arrangement of the cross bracings (6) inside the frame ensures that there are no struts on the outside of the frame, whereby an enlargement of the frame by adding further parts of the bearing frame without changing the grid dimension is possible.

Zur leichteren Zerlegung und Demontierung des Lagergestells sind alle Verbindungen der Teile untereinander vortei lliaf terweise verschraubt oder gesteckt, wobei, vor allem die Stege (3) des Rahincngittors (l) vorzugsweise durch Ausklinkungen (8) miteinander verbunden sind,For easier dismantling and dismantling of the storage rack all connections between the parts are advantageous screwed or plugged in, especially the webs (3) of the Rahincngittors (1) preferably by notches (8) with one another are connected,

Frankfurt/Main, 30.8.1977
Dr.nr.-niFrankfurt / Main, August 30, 1977
Dr.nr.-ni

7727751 29.12.777727751 12/29/77

Claims

I tI t • · «I • I• I ft»·ft »· 11 1111 11 71997199
KNKN • I• I
• ·• ·
I (I (
I II I Il IlIl Il
I I II I I
I 4 tI 4 t
H IlH Il Il IlIl Il
I IMI IM
I II I
t It I ιι
••
II.
II. II.
II.
II.
II. NUKEKNUKEK GmbHGmbH 64506450 HanauHanau 1111th

Lagergestell für BrennelementeStorage rack for fuel assemblies

PROTECTION CLAIMS

1. Storage rack for spent fuel elements, essentially consisting of two or more frame grids provided with openings for receiving containers made of a neutron-absorbing material with a square cross-section, in the cavities of which the fuel elements are introduced, characterized in that these frame grids (l) by means of L -Profile pieces (2)

»Are connected vertically so that the containers (5) over its entire length at all four corners of these profiles (2). to be guided, and to improve the Torsion resistance of the storage frame required cross braces (6) between the rack bars (l) inside of the frame.

2. Storage rack according to claim 1, characterized in that the attachment of the container (5) takes place by means of centering rails (7).

3. Storage rack according to claims 1 and 2, characterized in that the webs (3) ler frame grids (l) are connected to one another by notches (8).

7727751 29.12.777727751 12/29/77

• »ti ·· · I ft I• »ti ·· · I ft I

• ·· · t «flit «• ·· · t «flit«

t · · < ι ι a ■t · · <ι ι a ■

• · ι > ι ι ■ < ι• · ι> ι ι ■ <ι

H. Storage rack naoh claims 1 to 3, daduroh gekennzeichne t that the individual parts are screwed together.

5. Storage rack according to claims 1 to 4, characterized in that the container (5) for receiving the fuel elements consist of an aluminum-boron alloy.

7727751 29.12.777727751 12/29/77