HU214519B

HU214519B - Fűtőelem atomerőművekhez

Info

Publication number: HU214519B
Application number: HU9301803A
Authority: HU
Inventors: Werner Meier; Peter Rau; Walter Sauermann
Original assignee: Siemens Ag. Berlin-München
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1991-12-09
Publication date: 1998-03-30
Also published as: HU9301803D0; BG97878A; CZ110893A3; HUT64643A; DE4041349A1; WO1992011640A1; SK60193A3; BG60695B1; CZ280533B6; FI932807A0; RU2087952C1; FI932807A; SK280668B6

Abstract

A találmány szerinti atőmerőművi fűtőelemnek, amely fűtőelemrűdakból(8) és hősszanti fűtőelem bőrításból (3) tevődik össze, az egyik végénfűtőelem végződése (2) van, ezen a fűtőelemvégződé en (2) pedig őlyanfűtőelemrúd-tartótest (5) van, amely a fűtőelem bőrításőn (3) belüllazán van elhelyezve, amelybe mindegyik fűtőelemrúd (8) a végződésévelbelenyúlik és amely a fűtőelemrúdak (8) e lenőrzéséhez és cseréjéhezegy emelő szerkezet egy rúd (20) menetes végéhez kapcsőlódó meneteshüvellyel (10) van ellátva, a fűtőelembőrításból (3) a fűtőelemrúd-tartótest (5) kiemeléséhez. ŕ

Description

A találmány tárgya fűtőelem atomerőművekhez nyújtott borítással, amelynek egyik végén fűtőelemvégződés van rögzítve, fűtőelemrúd-tartótesttel, amely a fűtőelemborításon belül lazán van elhelyezve és amelyet a fűtőelemvégződés támaszt meg, és a fíítőelemrúd-tartótesten a fűtőelemborításból történő kiemeléshez emelőszerkezet részére megfogási hely van kiképezve, továbbá a fűtőelemborításon belül elhelyezett fűtőelemrudakkal, amelyek mindegyike a fűtőelemrúd-tartótestnek a nyújtott fűtőelemborítás másik vége felé néző belső oldalán van elrendezve és fütőelemrúd-végződéssel nyúlik bele a fűtőelemrúd-tartótestbe.

Ilyen fűtőelem atomerőművekhez a Matériái Science Fórum (1989), Vol. 48-49, p. 403-423 közlemény alapján, különösen a 404. oldalról ismert. Ennél az ismert atomerőművi fűtőelemnél a fütőelemrúd-tartótest a fűtőelemrúd-végződésen van rögzítve. Ezért ennek az ismert atomerőművi fűtőelemnek a fűtőelem rudait az atomreaktor állásideje alatt, amikor az atomerőművi fűtőelemeket behelyezik, lehet ellenőrizni vagy kicserélni. Ha az egyik fűtőelemrúd meghibásodása esetében az ilyen atomerőművi fűtőelemből radioaktív hasadási termékek válnak szabaddá, akkor ezt a fűtőelemet csak mint egész egységet lehet elkülöníteni és a hiba elhárítására előkészíteni.

A találmány feladata az ismert atomerőművi fűtőelem olyan továbbfejlesztése, amely lehetővé teszi a fűtőelemek ellenőrzését és cserélését.

A kitűzött célt a találmány értelmében olyan atomerőművi fűtőelemmel érhetjük el, amelynél a megfogási hely a fütőelemrúd-tartótestben a fűtőelemborítás hosszirányában haladó, a nyújtott fűtőelemborítás másik vége felé nyitott furat, amelynek belső menete van, amelyhez egy rúdvégen külső menettel ellátott, rúdként kiképzett emelőszerkezet kapcsolódik.

Mivel a fűtőelemborításon belül a fűtőelemrúd-tartótest lazán helyezkedik el, az emelőszerkezetet egy fűtőelemrúd-végződés eltávolítása után be lehet vezetni a fűtőelemborítás másik végénél és be lehet akasztani a fűtőelemrúd-tartótesten lévő megfogási helynél úgy, hogy ez a fütőelemrúd-tartótest a fűtőrudakkal együtt kiemelhető a fütőelemborításból. Ekkor a fütőrudak készen állnak az ellenőrzéshez és a cseréléshez.

A találmány szerinti fűtőelemnél a megfogási helyet képező furat előnyösen átmenőén van kiképezve.

A találmány előnyösen úgy is megvalósítható, hogy az átmenő furat a fütőelemrúd-tartótest külső oldalán egy hüvellyel, előnyös módon záróhüvellyel van meghosszabbítva, amely a fűtőelemvégződés belső menettel ellátott üregébe nyúlik bele.

Ilyen megvalósítás esetén a hüvelyt célszerűen menetes hüvely alkotja, amely a fütőelemrúd-tartótest átvezetésként kiképzett furatába van belecsavarozva.

A menetes hüvely előnyösen egy csőnek a végződésénél van kiképezve, amely a fűtőelemrúd-tartótestnek az átvezetésként kialakított furatába van belecsavarozva és amelynek a másik vége a fütőelemrúd-tartótest belső oldala felett van és nyitott. Ezeknél a kiviteli példáknál a fűtőelemborításból a fűtőelemrudak kiürítése különösen könnyen elvégezhető.

Egy másik lehetséges kialakításnál a fűtőelemrúd-tartótest belső oldalán az átvezetésként kialakított furatba mindkét végén nyitott cső csővége van belecsavarozva.

Ennél a kialakításnál a menetes hüvelynek és a csőnek azonos emelkedési irányú külső menete van a fűtőelemrúd-tartótestben lévő átvezetésként kialakított furatba történő becsavarozáshoz, a menetes hüvelyben lévő belső menet pedig ellenkező emelkedési irányú a menetes hüvely és a cső külső menetéhez képest.

Különösen előnyös a találmány szerinti fűtőelem olyan kialakítása, amelynél a cső hossztengelye körüli elcsavarás ellen a fűtőelemborításban biztosítva van egy távtartóval, amelyen keresztül ez a cső és a fűtőelemrudak át vannak vezetve.

A találmányt a továbbiakban a mellékelt rajzon példaképpen bemutatott kiviteli alakok alapján ismertetjük részletesebben, ahol az

1. ábra a találmány szerinti fűtőelem atomerőművekhez, amely hosszában félig el van metszve, a

2. ábra az 1. ábrán jelölt II—II síknak megfelelő keresztmetszet, a

3. ábra az 1. ábra és a 2. ábra szerinti atomerőművi fűtőelem egy részletének metszete,

4. és 5. ábra a fütőelemrúd-tartótest és a menetes hüvely kiviteli alakjai metszetben.

Az 1. és a 2. ábra szerinti atomerőművi fűtőelemnek olyan 2 fűtőelemvégződése van, amely a fűtőelemlábat képezi. Ez a fütőelemláb rozsdamentes acélból készített üreges test, amelynek a felső végén szabályos hatszög alakú körvonala van.

A fűtőelemláb ezzel a felső végével hosszanti 3 fűtőelemborításba nyúlik bele, amely cirkónium ötvözetből áll. A 3 fűtőelemborítás keresztmetszete ugyancsak szabályos hatszög, úgyhogy ez a 3 fűtőelemborítás az alsó végénél a belső felületével szorosan érintkezik a fűtőelemláb külső felületével. Ezen a fütőelemlábon a 3 fűtőelemborítás sugárirányú 4 csavarokkal van szilárdan rögzítve.

A 3 fűtőelemborításon belül van az a hatszög alakú külső körvonallal ellátott lapos 5 fütőelemrúd-tartótest, amely a 3 fűtőelemborítás belső körvonalához illeszkedik. Ez az 5 fütőelemrúd-tartótest a 3 fűtőelemborítás hossztengelyéhez képest merőlegesen lazán helyezkedik el a 3 fűtőelemborításban és lazán a fűtőelemlábra támaszkodik rá.

Amint a 3. ábra szerinti felülnézet feltünteti, ez az 5 fütőelemrúd-tartótest rozsdamentes acélból készített 6 hüvelyekből tevődik össze hálószerűén. Ezeknek a 6 hüvelyeknek a hossztengelye párhuzamos a 3 fűtőelemborítás hossztengelyével. Ezenkívül ezeknek a 6 hüvelyeknek a külső oldala rozsdamentes acélból készített 7 hidak segítségével van egymással mereven összekötve.

A 3 fűtőelemborításban ennek hossztengelyével párhuzamosan hasadó anyaggal töltött 8 fűtőelemrudak helyezkednek el, amelyek mindegyike a rúd alsó végződésével lazán belenyúlik az 5 fütőelemrúd-tartótest valamelyik 6 hüvelyébe.

Az 5 fütőelemrúd-tartótest középpontjában lévő 6a hüvelynek nagyobb belső és külső átmérője van, mint a

HU 214 519 Β többi 6 hüvelynek. Ez az 5 fütőelemrúd-tartótestben átvezetésként kiképzett lyukat alkot, amelyben belső menet van. Ebbe a 6a hüvelybe van belecsavarozva az a cirkónium ötvözetből készített hosszanti 9 cső, amelynek a becsavarozott csővégződésén a 6a hüvely belső menetének megfelelő külső menetes szakasza van. Ennél a becsavarozott csővégződésnél a 9 cső olyan 10 menetes hüvellyel van kiképezve, amely az 5 fütőelemrúd-tartótest külső oldalán van. Ez a 10 menetes hüvely a fűtőelemláb üregébe nyúlik bele. A 10 menetes hüvelyen a 3 fűtőelemborítás hosszirányában 11 átvezetés van kialakítva. Ezenkívül belső menete van. Az 5 fütőelemrúd-tartótest belső oldala felett található a 9 cső másik csővégződése, amely nyitott. Ez a 9 cső lehet például mérőcső termoelem és/vagy neutronfluxus-mérő elhelyezésére alkalmas.

A 9 cső és a 8 fűtőelemrudak is át vannak vezetve egy 12 távtartó szemein. A 12 távtartók külső körvonala szabályos hatszög alakú és a 3 fűtőelemborítás belső keresztmetszetéhez igazodik. A 12 távtartó mindegyik szeme, amely a 3 fűtőelemborítás hossztengelyére merőlegesen egymástól bizonyos távolságban helyezkedik el, a 3 fűtőelemborítás hosszanti irányában a fütőelemrudakat tartja rögzített bütykök és rugók által biztosított erőzáró kapcsolattal. A 9 cső mindegyik 12 távtartóban alaktest segítségével van elfordulás ellen rögzítve. Ezen túlmenően a 12 távtartók önmagukban is alaktesttel vannak rögzítve kívül a 9 csövön a 3 fűtőelemborítás hosszirányában. Az 1. ábrán csak egyetlen 12 távtartó van vázlatosan jelölve.

A 3 fűtőelemborítás felső végénél, ennek a 3 fütőelemborításnak a belsejében van rozsdamentes acélból az a további 13 fűtőelemrúd-tartótest, amely hasonlóan a fütőelemlábon szabadon nyugvó 5 fütőelemrúd-tartótesthez, a 3 fűtőelemborítás hossztengelyével párhuzamos tengelyű hüvelyekből és hidakból tevődik össze. Mindegyik 8 fűtőelemrúd a felső végével szabadon belenyúlik valamelyik hüvelybe, míg a 9 cső a 13 fűtőelemrúd-tartótest középpontjában lévő, hozzá tartozó hüvelyen halad keresztül. A további 13 fűtőelemrúd-tartótest és a fűtőelemlábon lévő 5 fűtőelemrúd-tartótest között mindegyik 8 fűtőelemrúdon olyan 14 nyomórugó van, amely az egyik végével a második 13 fűtőelemrúdtartótest belső oldalán, a másik végével pedig az illető 8 fűtőelemrúd külső felületén lévő lépcsőzeten támaszkodik.

A második 13 fűtőelemrúd-tartótest peremén 15 nyelvek vannak, amelyek a 3 fűtőelemborítás hosszanti irányában túlnyúlnak a felső 13 fűtőelemrúd-tartótest külső oldalán. Ezek a 15 nyelvek a felső végükkel 17 fűtőelemfejrész 16 mélyedéseibe érnek bele. A 17 fűtőelem-fejrész a 3 fűtőelemborítás felső végénél, mint további fűtőelem-testrész van a 3 fűtőelemborításban elhelyezve. A 17 fűtőelem-fejrész egy üreges test, és a 3 fűtőelemborításhoz képest az egyik végállásból a 3 fíítőelemborítás középtengelye körül egy másik, az 1. ábrán feltüntetett olyan végállásba fordítható el, amelyben ez a 17 fűtőelem-fejrész a külső oldalán lévő 18 kerületi bordával a 3 fűtőelemborítás belső oldalán lévő megfelelő 19 résekbe kapaszkodik bele, és így ez a 3 fűtőelemborításhoz a 14 nyomórugók hatása következtében rögzítődik a 3 fűtőelemborítás hosszanti irányára vonatkozólag.

A 8 fűtőelemrudak kiemeléséhez a 3 fütőelemborításból a második 13 fütőelemrúd-tartótestet a 17 fűtőelem-fejrész üregébe a 3 fűtőelemborítás hosszanti irányában bevezetett szerszámmal eltoljuk az alsó 5 fűtőelemrúd-tartótest irányába és ezáltal a 17 fűtőé lem-fejrész rögzítését feloldjuk. Mivel a második 13 fütőelemrúd-tartótest 15 nyelvei sem nyúlnak már bele a 17 fűtőelem-fejrész 16 mélyedéseibe, ezután a 17 fűtőelemfejrészt az 1. és a 2. ábrán ábrázolt végállásból a 3 fűtőelemborítás hossztengelye körül el lehet fordítani a másik végállásba és ki lehet húzni a 3 fűtőelemborításból. Ezt követőleg az 1. ábrán szaggatottan jelölt 20 rudat a külső menettel ellátott végével átvezetjük a 9 csövön a 10 menetes hüvelyig és hossztengelye körül forgatva összecsavarozzuk a 10 menetes hüvely belső menetével. Ez a 20 rúd olyan emelőszerkezetet alkot, amivel a fűtőelemlábra lazán ráfektetett 5 fütőelemrúdtartótestet a 9 csővel, a 8 fütőelemrudakkal, a 12 távtartókkal és a második 13 fűtőelemrúd-tartótesttel együtt ki lehet emelni a 3 fűtőelemborításból. Mivel a 20 rúd az 5 fűtőelemrúd-tartótest külső oldalához ér el, a 9 cső elakadása ki van zárva.

A 4. ábra a fütőelemlábra helyezhető 5 fűtőelemrúdtartótest 6a hüvelyét ábrázolja a 3. ábrának megfelelően. Ez a hüvely átvezetésként kiképzett lyukat alkot az 5 fütőelemrúd-tartótestben. Ez a lyuk a 10 menetes hüvellyel van meghosszabbítva, amelybe a 6a hüvely vezet át és amelyben az emelőszerkezetként szolgáló 20 rúdhoz a belső menet található. A 10 menetes hüvely az 5 fűtőelemrúd-tartótest alsó oldalán van és a fütőelemláb üregébe nyúlik bele.

Az 5. ábrán látható 5 fűtőelemrúd-tartótest átvezetésként kialakított 21 furattal ellátott olyan lap alakjában van kiképezve, amelybe az egyik végükkel a 8 fűtőelemrudak lazán nyúlhatnak bele. A központi, átvezetésként kiképzett 21a furatban belső menet van. Ebbe a központi 21a furatba az 5 fűtőelemrúd-tartótest belső oldala felől a két végén nyitott 9 cső egyik vége van becsavarozva, míg a külső oldal felől a 10 menetes hüvely van behajtva. Ennek a 10 menetes hüvelynek belső menete van a 20 rúd részére, amely ellentétes emelkedésű a 9 csövön és a 10 menetes hüvelyen lévő külső menettel, úgyhogy a 9 cső és a 10 menetes hüvely menetes csatlakozása az 5 fütőelemrúd-tartótestből nem lazulhat ki a 20 rúd becsavarásakor.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Fűtőelem atomerőművekhez nyújtott fűtőelemborítással, amelynek egyik végén fűtőelemvégződés van rögzítve fűtőelemrúd-tartótesttel, amely a fűtőelemborításon belül lazán van elhelyezve és amelyet a fütőelemvégződés támaszt meg, és a fütőelemrúd-tartótesten a fűtőelemborításból történő kiemeléshez emelőszerkezet részére megfogási hely van kiképezve, továbbá a fűtőelemborításon belül elhelyezett fütőelemrúdakkal, amelyek mindegyike a ffitőelemrúd-tartótestnek a nyújtott fútőelemborítás másik vége felé néző belső oldalán van elrendezve és fűtőelemrúd-végződéssel nyúlik bele a ffitőelemrúd-tartótestbe, azzaljellemezve, hogy a megfogási hely a fútőelemrúd-tartótestben (5) a fűtőelemborítás (3) hosszirányában haladó, a nyújtott fűtőelemborítás (3) másik vége felé nyitott furat (21a, 21), amelynek belső menete van, amelyhez egy rúdvégén külső menettel ellátott, rúdként (20) kiképzett emelőszerkezet kapcsolódik.

2. Az 1. igénypont szerinti fűtőelem atomerőművekhez, azzal jellemezve, hogy a furat (21a, 21) átmenőén van kiképezve.

3. A 2. igénypont szerinti fűtőelem atomerőművekhez, azzal jellemezve, hogy az átmenő furat (21a, 21) a fűtőelemrúd-tartótest (5) külső oldalán egy hüvellyel (6a), előnyös módon záróhüvellyel van meghosszabbítva, amely a fűtőelemvégződés (2) belső menettel ellátott üregébe nyúlik bele.

4. A 3. igénypont szerinti fűtőelem atomerőművekhez, azzal jellemezve, hogy a hüvelyt (6a) menetes hüvely (10) alkotja, amely a fűtőelemrúd-tartótest (5) átvezetéseként kiképzett furatába van belecsavarozva.

5. A 4. igénypont szerinti fűtőelem atomerőművekhez, azzal jellemezve, hogy a menetes hüvely (10) egy csőnek a végződésénél van kiképezve, amely a ffitőelemrúd-tartótestnek (5) az átvezetésként kialakított furatába van belecsavarozva és amelynek a másik vége a fűtőelemrúd-tartótest (5) belső oldala felett van és nyitott.

6. A 4. igénypont szerinti fűtőelem atomerőművekhez, azzal jellemezve, hogy a fűtőelemrúd-tartótest (5) belső oldalán az átvezetésként kialakított furatba mindkét végén nyitott cső (9) csővége van belecsavarozva.

7. A 6. igénypont szerinti fűtőelem atomerőművekhez, azzal jellemezve, hogy a menetes hüvelynek (10) és a csőnek (9) azonos emelkedési irányú külső menete van a fútőelemrúd-tartótestben (5) lévő átvezetésként kialakított furatba történő becsavarozáshoz, a menetes hüvelyben (10) lévő belső menet pedig ellenkező emelkedési irányú a menetes hüvely (10) és a cső (9) külső menetéhez képest.

8. Az 5-8. igénypontok bármelyike szerinti fűtőelem atomerőművekhez, azzal jellemezve, hogy a cső (9) hossztengelye körüli elcsavarás ellen a fűtőelemborításban (3) biztosítva van egy távtartóval (12), amelyen keresztül ez a cső (9) és a fütőelemrudak (8) át vannak vezetve.