WO1995026554A1

WO1995026554A1 - Abstandhalter mit hexagonalen maschen

Info

Publication number: WO1995026554A1
Application number: PCT/DE1995/000388
Authority: WO
Inventors: Alexander Steinke
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1995-03-22
Publication date: 1995-10-05
Also published as: RU2126562C1; HUT74705A; SK121696A3; UA39133C2; HU9602615D0; FI963810A0; HU219046B; DE4410396A1; CZ291796B6; FI963810A; CZ279796A3

Abstract

Die hexagonalen Maschen (1) eines Abstandhalters werden dadurch gebildet, daß Blechstreifen (3), die jeweils zwei freie Enden (4, 5) haben und deren Mehrzahl sich über mehrere Maschenseiten (2a, 2b, 2c) erstreckt, mit ihren freien Enden an entsprechende Biegekanten (6, 7) anderer solcher Blechteile (8, 9) angeschweißt werden. Diese Biegekanten der Blechstreifen bilden dabei die Ecken der Abstandhalter.

Description

Beschreibung

- Abstandhalter' mit hexagonalen Maschen

Die Erfindung betrifft einen Abstandhalter für zueinander un¬ gefähr parallele Stäbe, die in Maschen eines Gitters sitzen, wobei zumindest die Innenmaschen des Abstandhalters einen he¬ xagonalen Querschnitt haben.

In Reaktoren sowjetischer Bauart werden Brennelemente einge¬ setzt, deren Brennstäbe in Gittern mit hexagonalen Maschen sitzen. Auch Brutreaktoren und geplante Reaktortypen, bei de¬ nen die Brennstäbe im Hinblick auf ein optimales Verhältnis zwischen dem Brennstoff-Volumen und dem Volumen des Modera- tors verhältnismäßig dicht beieinander sitzen, weisen eine derartige Anordnung auf. Dabei können je nach Brennelementtyp einige der Brennstabpositionen auch durch Instrumentierungs- rohre, Führungsrohre für Absorberstäbe, wassergefüllte Leer¬ rohre oder andere stabförmige Elemente ersetzt werden. Der Abstandhalter besitzt Stützelemente, z. B. Federn und/oder Noppen, um die Brennstäbe an den Stegen des gitterförmigen Abstandhalters abzustützen, während einige der Stäbe (z. B. Führungsröhre) keine derartigen Stützelemente benötigen, son¬ dern z. B. als Anschlag dienen können, um die axiale Lage des Abεtandhalters im Brennelement festzulegen. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, derartige Gitter nicht zum Abstützen der Stäbe sondern lediglich als Träger für Mischelemente zu verwenden, z. B. für fahnenför ig an die Oberkanten der Stege angesetzte Leitflügel, die das zwischen den Brennstäben strö- mende Kühlmittel verwirbeln.

Während bei rechteckigen Maschen derartige Abstandhalter von Stegen gebildet werden können, die sich praktisch über den ganzen Querschnitt erstrecken und gegenseitig kreuzen, sind derartige durchgehende und sich kreuzende Stege bei hexagona¬ len Abstandhaltern nicht möglich, da an den Ecken der Maschen jeweils drei Maschen, also auch drei die Maschen voneinander trennende Stege aneinanderstoßen. Es besteht daher die Auf¬ gabe, eine möglichst einfache, fertigungsfreundliche Kon¬ struktion zu finden, die den Bedürfnissen des Brennelementes gerecht wird.

Die bekannten Brennelemente sowjetischer Bauart werden da¬ durch gebildet, daß zunächst aus einem entsprechend gebogenen Blechstreifen, dessen beide freien Enden zusammengeschweißt werden, eine hexagonale Hülse gefertigt wird. Diese Hülsen werden dann mit ihren Sechseck-Seiten flächenhaft zusammenge¬ schweißt, wodurch doppelwandige Stege entstehen, die die ein¬ zelnen Maschen voneinander trennen. Dringt Kühlwasser in diese Doppelwand ein, so kann es zu einer Korrosion in dem Zwischenspalt kommen, und da Korrosionsschichten eine Volu- menvergrößerung bedingen, kommt es im Spalt zu Spannungen, zum Aufquellen der Oberflächen und zu Abplatzungen, die die Stabilität des Abstandhalters gefährden. Die Blechstreifen müssen daher verhältnismäßig stark ausgebildet werden, so daß die Doppelwände sowohl im Hinblick auf die Verengung des Strömungsquerschnitts für das Kühlmittel als auch die Schwä¬ chung des Neutronenflusses durch das eingebrachte Abstandhal¬ termaterial ungünstig sind.

Aus der EP-A-0 433 493 ist ein Abstandhalter für ein Brenn- element bekannt, bei dem ebenfalls zunächst durch Aneinander- schweißen der freien Enden eines gebogenen Blechstreifens ei¬ ne hexagonale Hülse erzeugt wird. Die Oberkanten und Unter¬ kanten dieses Blechstreifens tragen dabei seitliche Laschen, die an den Ecken des Sechsecks nach außen gebogen werden und mit ihren freien Enden an die entsprechenden freien Enden an¬ derer Hülsen geschweißt werden. Dadurch entstehen oberhalb und unterhalb der Hülsen zusammengeschweißte Verbindungsste¬ ge, die die Nachbarmaschen der Hülsen begrenzen. Dadurch wird zwar eine Spaltkorrosion vermieden, jedoch sind diese zusam- mengeschweißten Stege von geringer Stabilität, sofern der da¬ bei auftretende Materialeinsatz, also die Menge des neutro¬ nenabsorbierenden Materials, beschränkt bleibt. Auch bedingt 3 diese Konstruktion eine verhältnismäßig hohe Anzahl von Schweißnähten und damit einen erhöhten Aufwand bei der erfor¬ derlichen sorgfältigen Herstellung des Gitters.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein anderes Konstruktionsprinzip für die Herstellung eines Abstandhalters mit hexagonalen Maschen zu finden, das fertigungsfreundlich ist und hinsichtlich Materialaufwand, Strömungswiderstand unter den Betriebsbedingungen des Brennelements, Menge des neutronenabsorbierenden Materials und anderen Anforderungen den besonderen Bedürfnissen des Brennelements angepaßt werden kann. Die Erfindung geht dabei von einem Gitter mit Maschen aus, die durch Stege voneinander getrennt werden. Die Stege bilden den Rand von Innenmaschen, die jeweils von Maschen umgeben sind, und Randmaschen am Rand des Gitters. Während die Maschenform am Rand davon abhängig ist, wie ein das Git¬ ter außen umgebendes Außenband geformt ist (unter besonderen Bedingungen kann auch auf ein Außenband verzichtet werden, die Randmaschen können also seitlich offen bleiben) , besitzen die Innenmaschen einen polygonalen Querschnitt, wobei unter "Stegen" diejenigen Konstruktionselemente bezeichnet werden, die sich jeweils von einer Ecke einer Innenmasche zur näch¬ sten Ecke (oder im Fall von Randmaschen bis zu einer Stelle am Rand des Gitters) erstrecken und die Seiten der Maschen bilden. Jede Ecke einer Innenmasche wird dabei von einer Biegekante eines Blechstreifens gebildet, jedoch werden die freien Enden eines derartigen Blechstreifens nicht zusammengeschweißt, wie dies bei der erwähnten Herstellung hexagonaler Hülsen vorgesehen ist, sondern die beiden freien Enden eines Blechstreifens sind jeweils an den Biegekanten anderer Blechstreifen befestigt.

Durch diese Konstruktion kann insbesondere ein Gitter herge¬ stellt werden, dessen Stege sich in einer ungefähr ebenen Fläche erstrecken. In dieser Eben haben die Blechstreifen nur zwei freie Enden; weitere freie Enden, wie sie bei der Kon¬ struktion nach der EP-A-0 433 493 durch Abbiegen von seitlich angesetzten Laschen entstehen, sind also nicht vorgesehen. Dadurch werden die Stege im wesentlichen von lauter, gleichen Teilstücken der hochkant in der Ebene angeordneten Blech- streifen gebildet, können also alle praktisch die gleiche Hö¬ he und gleiche mechanische Stabilität aufweisen. Dadurch soll nicht ausgeschlossen werden, daß die Oberkanten und/oder Un¬ terkanten der Blechstreifen noch angesetzte Mischflügel oder z. B. zur Halterung an den erwähnten Führungsröhren ange¬ formte Vorsprünge tragen.

Von dieser Grundkonstruktion ausgehend sieht die Erfindung also für zueinander ungefähr parallele Stäbe, die in Maschen eines Gitters sitzen, folgende Merkmale für einen entspre¬ chenden Abstandhalter vor: a) die Innenmaschen (also Maschen, die jeweils von sechs an¬ deren Maschen umgeben sind) haben sechs Ecken und sechs Seiten, während am Rand des Gitters sitzende Randmaschen mindestens vier Seiten haben, b) an den Seiten verlaufen Blechεtreifen mit jeweils zwei freien Enden, und c) jede Ecke einer Innenmasche wird von einer Biegekante des Blechstreifens gebildet, an der jeweils ein freies Ende eines anderen Blechstreifens befestigt ist.

Dabei ist es insbesondere möglich, bei der Bildung der Stege auf Doppelwände zu verzichten, d. h. jede Seite einer Innen¬ masche wird von einer Seitenfläche eines Blechstreifens ge¬ bildet, während eine dieser Seitenfläche gegenüberliegende Seitenfläche auf der anderen Seite des Blechstreifens eine Seite einer benachbarten Masche bildet.

Bevorzugt ist kein Steg von zusammengeschweißten Teilen meh¬ rerer Blechstreifen gebildet, sondern jede Maschenseite be¬ steht aus einem durchgehenden Teil eines einstückigen Strei- fens, wobei insbesondere die Mehrzahl der Seiten von ein¬ stückigen Blechstreifen gebildet wird, die sich jeweils über mehrere Seiten erstrecken. Dabei ist vor allem vorteilhaft, daß alle Blechstreifen, die Seiten von Innen aεchen bilden, derart miteinander ver¬ schweißt werden, daß nur praktisch senkrecht zu den Stäben verlaufende Schweißnähte entstehen. Diese Schweißnähte ver- binden dabei jeweils ein freies Enden eines Blechstreifens mit der Biegekante eines anderen Blechteils, das ebenfalls einstückig ist und sich über mehrere Maschenseiten erstreckt.

Von dem oben beschriebenen Gitter ausgehend, kann man zu- nächst auch nur fordern, daß Doppelwände vermieden werden sollen. Dies führt dann zu einer Konstruktion mit den obenge¬ nannten Merkmalen a) und b) , wobei dann die Blechstreifen je¬ weils mindestens ein Paar gegenüberliegender Seitenflächen haben, von denen die eine Seitenfläche eine Seite einer In- nen asche und die andere Seitenfläche die Seite einer benach¬ barten Masche bildet.

Jeder Steg kann dabei von einem einzigen einstückigen Blech¬ streifen gebildet werden, der zwei freie Enden hat und sich zumindest über die ganze Breite einer Maschenseiten erstreckt und in vielen Fällen mehrere Stege bildet. Dabei liegt je¬ weils ein derartiges Ende dieser Blechstreifen entweder am Rand des Abstandhalters oder ist mit einer Biegekante eines anderen Blechstreifens verbunden. Diese Biegekanten sind dann also Ecken der Maschen. Werden alle freien Enden der Blechstreifen, die Gitterstege bilden, jeweils an solchen Biegekanten befestigt, so ergibt sich eine hexagonale Struk¬ tur, bei der jeweils drei Stege an jeder Ecke der Innenmasche aneinanderstoßen, wobei an jede Ecke einer dieser aneinan- derstoßenden Stege von einem ersten Blechstreifen gebildet wird, während die beiden anderen zusammenstoßenden Stege von einem zweiten Blechstreifen gebildet werden, der an der Ecke entsprechend gebogen ist und an dessen Biegekante das freie Ende des ersten Blechstreifens befestigt ist.

Dabei kommt man mit einer verhältnismäßig geringen Zahl von Schweißnähten aus. Im Prinzip ist nur ein einziger Typ eines gebogenen Blechstreifens erforderlich; allerdings können sich Abwandlungen dieses Blechstreifen-Typs durch die Gestaltung der Randmaschen, durch Stützelement wie Federn und Noppen für die Brennstäbe und durch Maschen, die z. B. Führungsrohre tragen und derartige Stützelemente nicht benötigen, ergeben.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Weiterbildungen sind in den Ansprüchen angegeben und werden anhand von εieben Ausfüh- rungsbeispielen und 17 Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 das Prinzip der Erfindung anhand eines ersten Ausfüh¬ rungsbeispiels eines Abstandshalters, Figur 2 perspektivische Seitenansicht und Grundriß eines Blechstreifens für dieses erste Ausführungsbeispiel,

Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä¬ ßen Abstandhalters, Figur 4 einen Blechstreifen-Typ in zwei Positionen, wie er für ein drittes Ausführungsbeispiel verwendet wird, Figur 5 dieses dritte Ausführungsbeispiel,

Figur 6 einen Ausschnitt eines Abstandhalters nach einem vierten Auεführungsbeispiel der Erfindung, Figur 7 den Grundtyp eines Blechstreifens nach einem fünften Ausführungsbeispiel, Figur 8 Abwandlungen des Grundtyps der Figur 7 für Stege, die an Führungsröhren gehalten sind, Figur 9 den Abstandhalter nach diesem fünften Ausführungsbei- spiel (Figur 9a: linke Hälfte, Figur 9b: rechte Hälf¬ te) , Figur 10 die Abwandlung des Blechstreifen-Grundtyps für Rand¬ stege, Figur 11 den Aufbau einer Zentralmasche, der benachbarten Ma¬ schen und eines Sektors eines sechsten Abstandhal¬ ters, Figur 12 den Blechstreifen-Grundtyp beim sechsten und siebten Ausführungsbeispiel, Figur 13 die für die Zentralmasche des siebten Ausführungs¬ beispiels benötigten Stege, Figur 14 die Abwandlung dieser Stege, wie sie für Maschen be¬ nutzt werden, die auf Diagonalen liegen und/oder Führungsrohre enthalten,

Figur 15 den Randsteg dieser siebten Ausführungsform, Figur 16 den Aufbau der Zentralmasche, des Mittelbereiches und eines Sektors des Abstandhalters nach dieser siebten Ausführungsform, und Figur 17 die vollständige siebte Ausführungεform (Figur 17a: linke Hälfte, Figur 17b: rechte Hälfte)

Gemäß der ersten Ausführungsform nach Figur 1 wird von Blech¬ streifen ausgegangen, die sich jeweils über drei benachbarte Seite einer hexagonalen Innenmasche, also z. B. über die drei Seiten 2a, 2b und 2c der Innenmasche 1, erstrecken und somit eine halbe Gittermasche begrenzen. Der Blechstreifen 3 be¬ steht zunächst also aus drei Stegen, deren eine Seite die Seiten 2a, 2b, 2c der Innenmasche 1 darstellen, während die gegenüberliegenden Seiten 2a', 2b', 2c' jeweils Seiten einer benachbarten Masche sind. Mit den Pfeilen 21, 22 sind Posi¬ tionen für eventuelle Stützelemente (Federn und/oder Noppen) angegeben.

Mit 4 und 5 sind die freien Enden des Blechstreifens 3 ge¬ zeigt, die in Pfeilrichtung an die entsprechenden Biegekanten 6 und 7 weiterer Blechstreifen 8 und 9 angeschweißt werden. Diese weiteren Blechstreifen 8 und 9 besitzen ihrerseits freie Enden 10 und 11, mit denen sie an den Biegekanten 12 eines weiteren Blechstreifens 13 angesetzt werden.

Somit werden alle Seiten der Innenmasche 1 von Blechstreifen gebildet, die sich jeweils über drei Stege (hier: drei Seiten einer einzelnen Masche) erstrecken. Mit den Bezugsziffern 14 und 15 sind die freien Enden der Blechstreifen 8, 9 und 13 angegeben, die am Rand des Abstandhalters enden. Sofern das dadurch entstehende Gitter nur als Tragstruktur für (nicht dargestellte) Mischflügel an den Oberkanten der Blechstreifen verwendet ^' werden, kann der durch die strich¬ punktierten Linien 16 angedeutete Rand des Abstandhalters of- fen bleiben. Die Stege brauchen dann keine Stützelemente für die Brennstäbe zu tragen, höchstens Sicherheitsanschläge, um einen Mindestabstand der Brennstäbe voneinander und von den Stegen und deren Mischflügel einzuhalten.

Figur 2 zeigt den häufigeren Fall, daß der Abstandhalter Stützelemente (Noppen 20, 21 und Federn 22) zum Abstützen der Brennstäbe trägt. Diese Federn 22, die mit einem C-förmigen Mittelteil an den Brennstäben anliegen, können mit ihren Fe¬ derenden in entsprechende Auskerbungen 23 eines Steges einge- hängt werden. Abgesehen von diesen leichten Auskerbungen, die die Stabilität der Stege nicht beeinflussen, haben alle Stege die gleiche Höhe; ihre Oberkanten und Unterkanten liegen in jeweils einer Ebene, die zu den (nicht dargestellten) Stäben des Brennelements senkrecht ist. Es können aber auch andere Federtypen (z. B. aus dem Steg selbst ausgeprägt Federn) ver¬ wendet werden. Ebenso ist es in manchen Fällen möglich, die Brennstäbe nur durch Federn oder nur durch Noppen zu halten.

Um die freien Blechstreifen-Enden an den Biegekanten zu befe- stigen, tragen die entsprechenden freien Enden Vorsprünge 24, mit denen sie in entsprechende Nuten 25 eingreifen, die an den Biegekanten der Blechstreifen vorgesehen sind. Durch Schweißnähte, die entlang dieser Biegekante geführt sind, da¬ her die Biegekanten verstärken und ungefähr parallel zu den Brennstäben verlaufen, werden somit alle Blechstreifen mit¬ einander verbunden, wodurch eine mechanische Steifheit aller Stege sichergestellt ist.

Die in der Figur 3 gezeigte Ausführungsform besitzt nur In- nenmaschen, die von zickzackförmig gebogenen Blechstreifen 30 und Verbindungsstegen 31 gebildet werden. Die Verbindungsste¬ ge 31, die jeweils von einem einteiligen, sich nur über eine einzigen Steg des Abstandhalters erstreckenden Blechteilen gebildet werden, sind dabei nur verkürzt dargestellt, um den Ort der Sehweißnähte zur^• gegenseitigen Befestigung der Blech¬ stege erkennbar zu machen. Sie sind mit ihren Enden 32, 33 an den Biegekanten 34, 35 der längeren Blechstreifen 30 befe¬ stigt. Diese Blechstreifen 30 sind hierbei mit ihren freien Enden 36 an einem außen um den Abstandhalter herumlaufenden Außensteg 37 gehalten.

Mit 38 sind wieder die Stützelemente zum Abstützen der Brenn¬ stäbe 39 dargestellt.

Sind die freien Enden dieser Blechstreifen 30, 31 an den Bie¬ gekanten 34, 35 der anderen Blechstreifen angeschweißt, so kann dadurch eine Innenmasche 1 geschaffen werden, die sich in keiner Weise mehr von der nach Figur 1 hergestellten In¬ nenmasche unterscheide .

Der Blechstreifen-Typ nach Figur 4 erstreckt sich ebenfalls wie der Typ der Figur 1 jeweils über drei Stege, ist jedoch nicht U-förmig sondern Z-förmig gebogen. Mit dem Pfeil 43 ist die Position einer Stützfeder an dem Steg 40 angegeben, wobei dieser Steg die beiden Stege 41 und 42 miteinander verbindet, die Noppen 44 tragen.

Ferner ist in Figur 4 gezeigt, daß durch eine Drehung des Blechstreifens 45 dieser Blechstreifen in eine Position 46 mit den Positionen 44' und 45' für Noppen und für Federn übergeht.

In Figur 5 sind erneut zur besseren Darstellung die freien Enden dieser Blechstreifen 45, 46 verkürzt dargestellt um die Lage der Schweißnähte sichtbar zu machen, mit denen diese freien Enden an den entsprechenden Biegekanten 47 befestigt werden. Während die Innenmaschen 1, die zum Abstützen von (nicht dar¬ gestellt) Brennstäben dienen, derartige Stützelemente 43, 44 tragen, ist in Figur 5 eine Masche gezeigt, mit der der Ab¬ standhalter an einem Führungsrohr 48 gehalten ist. Die Stege dieser, das Führungsrohr 48 tragenden Masche besitzen daher keine ins Innere dieser Masche gerichteten Noppen und Federn. Für jede derartige Masche sind daher zwei Blechstreifen mit entsprechenden, noppenlosen Stegen sowie ein Blechstreifen ohne eingehängte Feder bereitzustellen.

Eine ähnliche Abwandlung des in Figur 4 gezeigten Blechstrei¬ fen-Typs ist auch für die Randmaschen vorgesehen, wobei Figur 5 ein U fangsband 50 zeigt, an dem die freien Enden der an der Bildung der Randmaschen beteiligten Blechstreifen befe- stigt sind. Dabei ist außerdem gezeigt, daß die strichpunk¬ tiert gezeichneten freien Enden 51 einiger freier Blechstrei¬ fen über den Rand des Abstandhalters hinausstehen und gekürzt werden. Im übrigen aber besteht der Abstandhalter nach Figur 5 ähnlich wie nach Figur 1 aus lauter identischen Blechstrei- fen, die sich jeweils - soweit sie nicht bei der Bildung der Randmaschen beteiligt und entsprechend gekürzt sind - über drei Stege erstrecken.

Das Gleiche für den Abstandhalter der Figur 6 dessen Blech- streifen sich von den entsprechenden Blechstreifen der Figur 1 nur durch die Anordnung der Federn und Noppen unterschei¬ den.

Der in Figur 7 gezeigte Grund-Typ eines Blechstreifens ist von den Typen der Figuren 1 und 6 ebenfalls nur durch die An¬ ordnung der Noppen und Federn unterschieden. Dieser Grund-Typ des Blechstreifens 70 mit seinen freien Enden 71, 72 und den Biegekanten 73, 74 ist immer dann vorgesehen, wenn die Stege 75, 76 und 77 mit den Noppen 78, 79 und/oder Federn 80 zum Abstützen von Brennstäben 81, 82 benötigt werden. Wenn die von dem Blechstreifen gebildeten Stege jedoch an Führungs¬ rohren 85, 86 zu liegen kommen, wie in Figur 8 dargestellt iεt, εind die entεprechenden Positionen 78', 79' und 80' der Noppen 78, 79 und Federn 80 nicht besetzt. Für die Bildung derartiger Maschen sind daher einige Blechstreifen-Sonderfor¬ men 81, 82 vorgesehen.

Daraus ergibt sich dann nach dem in Figur 1 gezeigten Kon¬ struktionsprinzip der Abstandhalter der Figur 9. Dabei sind zwar die Führungsrohrm sehen gezeigt, bei denen sowohl der Grund-Typ 70 wie auch die Sonderformen 81 und 82 der Blech- streifen beteiligt sind und die die Führungsrohre 85, 86 tra¬ gen, jedoch sind in den "normalen" Innenmaschen 1 die nur aus dem Grund-Typ 70 aufgebaut sind, die Brennstäbe zur Erhöhung der Übersichtlichkeit weggelassen.

Ferner ist in Figur 9 davon ausgegangen, daß der Abstandhal¬ ter von einem Umfangsband 91 seitlich umgeben ist. Trennt man von der in Figur 8 gezeigten Sonderform 81 des Blechstreifens das an der Position 78' sitzenden freie Ende ab, so gelangt man zu einer weiteren Sonderform 90, die in Figur 10 darge- stellt ist. Diese Sonderform wird benutzt, um einerseits die freien Enden 71 der dem Grund-Typ 70 entsprechenden Blech¬ streifen, die zur Bildung der Randmaschen benötigt werden, am Umfangssteg 90 zu befestigen und gleichzeitig durch die ent¬ sprechenden Noppen 92 dieser Sonderform 90 auch die Brenn- stäbe in den Randmaεchen abzustützen.

In Figur 10 sind zwei derartige Blechstreifen 90, 90' dieser zweiten Sonderform nebeneinander gezeigt, die mit ihren frei¬ en Enden jeweils am Randsteg 91 befestigt werden können. Statt die Sonderform 90 durch Verkürzen der Sonderform 81 herzustellen, kann vorteilhaft auch ein zickzackförmiger Randsteg (z. B. nach Figur 15) vorgesehen sein, der dann mit einigen seiner Biegekanten an den Außensteg 90 angeschweißt werden kann. Diese Randkonstruktion ist nur in der in Figur 9a gezeigten, einen Hälfte des Abstandhalters (und auch hier nur an zwei Seiten des hexagonalen Umfangs) erforderlich. In dem anderen in Figur 9b gezeigten Teil stoßen die von dem Grund-Typ 70 gebildeten Blechstreifen ohnehin bereits mit ihren Biegekanten an dem entsprechenden Außenband 90 an und können dort festgeεchweißt werden.

Bei dieser Ausführungsform der Figur 9 zeigen in allen Ma¬ schen die Federn jeweils in die gleiche Richtung. Dadurch kann dem Abstandhalter hinsichtlich der mechaniεchen Bela¬ stung und der Hydrodynamik eine Vorzugsrichtung gegeben wer¬ den. Umgekehrt kann bei Abstandhaltern mit hexagonalem Quer- schnitt eine derartige Vorzugsrichtung vermieden werden, wenn er entsprechend seiner 60 °-Drehsymmetrie aufgebaut wird.

Dies kann mit den Blechstreifen-Typen der Figuren 7 bis 10 bzw. Figuren 12 biε 15 erreicht werden, wie anhand der Figur 11 erläutert wird. Dabei ist eine zentrale Innenmasche 93 gezeigt, die im Schnittpunkt der Verbindungslinien 94a, 94b und 94c liegt, die jeweils gegenüberliegende Ecken des hexa¬ gonalen Abstandhalterrandes miteinander verbinden. Die Seiten dieser Innenmasche 93 werden von sechs Blechstreifen 95 ge- bildet, die εich jeweils nur über zwei Maschenseiten er¬ strecken. Von dieser Zentralmasche 93 ausgehend sind alle Stege, die die Diagonalen 94a, 94b und 94c kreuzen, von der¬ artigen kürzeren Streifen 95 gebildet.

Figur 11 zeigt ferner, daß die Innenmaschen, die ganz in ei¬ nem Sektor zwischen den Diagonalen 94a und 94b liegen, von Blechstreifen 100 gebildet werden, die sich über die Länge dreier Stege erstrecken (bei diesem Ausführungsbeispiel also drei Seiten einer Innenmasche 1 bilden) .

Diese Blechstreifen 100 der Figur 11 entsprechen der spiegel¬ bildlichen Position des Grund-Typs 70 der Figur 7; sie sind in Figur 12 nocheinmal dargestellt. Da die Federn in die Stege eingehängt werden können, ohne Noppen 103 zu stören, die entgegengesetzt zur Feder auε dem Steg gebogen εind, εind dabei an den zur Diagonalen 94a gerichteten Seiten der Blech- εtreifen 100 zuεätzliche Federn eingehängt. Die in Figur 2 gezeigten Ausnehmungen 23 können ohnehin an jeder einen Steg bildenden Fläche vorgesehen sein. Der in Figur 11 gezeigte Aufbau des zwischen den Diagonalen 94a und 94b gezeigten Sek¬ tors mit den Innenmaschen 1 und dem Blechstreifen kann durch Drehung um 60 ° auch in die benachbarten Sektoren zwischen den Diagonalen 94a, 94c bzw. 94e, 94c und durch weitere Dre¬ hung in die restlichen Sektoren fortgesetzt werden. Der da¬ durch entstehende Abstandhalter nach dem sechsten Ausfüh¬ rungsbeispiel ist daher rotationssymmetrisch mit einem Symme- triewinkel von 60 °.

Die erwähnten, in einige Blechstreifen 100 zusätzlich einge¬ hängten Federn 96 können auch mit einer anderen Orientierung in den auf den Diagonalen liegende Maschen angebracht werden. Ein entεprechendes Ausführungsbeispiel liefern die Figuren 13 bis 17.

Dieses Ausführungsbeispiel geht ebenfalls von dem Blechstrei¬ fen nach dem Grund-Typ 100 der Figur 12 aus. Für den Aufbau der Zentralmasche 111 (Figur 15), in der ein Führungsrohr, Instrumentierungsröhr, Waεεerrohr oder ein anderes, stabför- migeε Element sitzt, das keine Stützelemente benötigt, werden dabei die Blechstreifen 101 und 102 der Figur 13 verwendet. Wird das freie Ende 101' eines Blechstreifenε 101 an die ent- sprechende Biegekante 108 geschweißt, so entspricht das dabei entεtehende Gebilde zwei entεprechend aneinandergeεchweißten Blechteile 95 an der Zentralmasche 93 der Figur 11, wobei je¬ doch die Noppen und Federn nunmehr anders angeordnet sind. Wie Figur 15 zeigt, wird die Innenmasche 111 daher aus drei Blechstreifen des Typs 101 und drei Blechstreifens des Typs 102 gebildet.

Von dieser Zentralmasche 111 ausgehend liegen nunmehr auf der

Diagonalen 120 außer dem erwähnten Blechstreifen 101 nur noch Blechstreifen der Typen 106 und 107 (Figur 14) , die εich ebenεo wie die Blechstreifen 95 der Figur 11 nur über zwei Stege, nämlich zwei Seiten der auf der Diagonalen liegenden Innenmaschen, erstrecken.

Figur 16, die entsprechend der Figur 11 ebenfalls den Aufbau eines Sektors des hexagonalen Abstandhalters darstellt, zeigt außerdem, daß in der Nähe von Maschen 113, die ähnlich wie die Zentralmasche 111 keinen abzustützenden Stab enthalten, weitere Blechstreifen der Sonder-Typen 102 und 112 verwendet sind.

Am Rand des hexagonalen Abstandhalters ist an jeder Seite ein Randsteg nach Figur 15 vorgesehen. Dadurch ergibt sich der Abstandhalter der Figur 17, zu dessen Herstellung also außer sechs identischen Randstegen insgeεamt 60 Blechteile deε Grund-Typs 100, 21 Blechteile des Sonder-Typs 102 und 12 Blechteile des Sonder-Typs 112 verwendet sind, wobei diese Sonder-Typen in der Nähe von Führungsrohren sowie am Rand des Abεtandhalterε verwendet sind. Auf den Diagonalen liegen ferner die drei Blechstreifen des Sonder-Typs 101, sechs Blechεtreifen deε Sonder-Typε 107 (wegen der auf den Diagona¬ len sitzenden Führungsröhren fehlt hier jeweils eine Noppe) und 24 Blechstreifen des Sondertyps 106.

Wie bereits erwähnt wurde, können als Stützelemente nur Fe- dern verwendet werden; vorteilhaft wird mindestens eine Feder in Maschen, die Brennstäbe abstützen, verwendet. Ferner ist es vorteilhaft, wenigstens zwei Seiten jeder einen Brennstab tragenden Maεche mit Noppen zu verεehen. Man entnimmt den Auεführungεbeispielen, daß die Federn und/oder Noppen insbe- sondere äquidistant über den Umfang der Maschen verteilt sind, wobei jedem Steg, der eine in eine Masche ragende Noppe aufweist, jeweils Stege benachbart sind, die keine in diese Innenmasche ragenden Noppen oder Federn aufweisen, sondern höchstens Noppen oder Federn, die in eine benachbarte Masche zeigen. Gemäß dem Ausführungεbeiεpiel nach Figur 3 und 15 kann es vorteilhaft sein, wenn einige Innenmaschen Blechteile enthal¬ ten, ie εich nur -über einen Ste'g erstrecken. Bei allen Aus- führungsbeispielen sind aber die meistens die Innenmasche be- grenzenden Stege Teile von Blechεtreifen, die εich über mehr als zwei Stege erstrecken. Dadurch wird die Zahl der Schweiß¬ nähte herabgesetzt.

Entscheidender als die Zahl der Schweißnähte und der verwen- deten Blechstreifen-Typen ist jedoch, daß der Abstandhalter mit hoher Maßgenauigkeit in Fertigungsautomaten zusammenge¬ schweißt werden kann. Die Blechstreifen, die eine einfache Geometrie aufweisen, können in einer Massenfertigung exakt gebogen werden und ihre freien Enden sind beim Schweißen be- reitε in den Schlitzen an den Biegekanten gehalten, so daß sich identische regelmäßige Maschen aus einstückigen, geraden Stegen ergeben, ohne daß freie Streifenenden während des Schweißens besonders sorgfältig ausgerichtet werden müssen.

Claims

Patentansprüche

1.. Abstandhalter für zueinander ungefähr parallele Stäbe, die in Maschen eines Gitters sitzen, mit folgenden Merkmalen: a) die Innenmaschen haben sechs Ecken mit sechs Seiten, die Randmaεchen mindestens vier Seiten, b) an den Seiten verlaufen Blechstreifen mit jeweils zwei freien Enden, und c) jede Ecke einer Innenmaεche wird von einer Biegekante ei- nes Blechstreifens gebildet, an der jeweils ein freies En¬ de eines anderen Blechstreifen befestigt ist.

2. Abstandhalter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jede Seite einer Innenmasche gebildet wird von einer Seitenfläche eines Blechstreifenε, der auf seiner anderen Seite eine Seitenflä¬ che trägt, die eine Seite einer benachbarten Masche bildet.

3. Abstandhalter nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jede Seite praktisch vollständig von einem einteiligen Blechstreifen ge¬ bildet wird, wobei die Mehrzahl der Seiten von Blechstreifen gebildet wird, die sich jeweils über mehrere Seiten er¬ strecken.

4. Abstandhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß alle Blechstreifen derart miteinander verschweißt sind, daß nur praktisch senkrecht zu den Stäben verlaufende Schweißnähte entstehen.

5. Abstandhalter für zueinander ungefähr parallele Stäbe, die in Maεchen eines Gitters εitzen, mit folgenden Merkmalen: a) die Innenmaschen haben sechε Ecken mit sechs Seiten, die Randmaschen mindestens vier Seiten, b) an den Seiten verlaufen Blechstreifen mit zwei freien En¬ den, c) jeder Blechεtreifen beεitzt mindestens ein Paar einander gegenüberliegender Seitenflächen, wobei die eine Seiten¬ fläche eine Seite einer Innenmasche und die andere Seiten¬ fläche die Seite einer benachbarten Masche bildet, und d) jedes freie Ende eines Blechstreifenε liegt entweder am Rand des Abstandhalters oder ist an jeweils einer Biege¬ kante eines anderen Blechstreifens befestigt.

6. Abstandhalter nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jede Seite aus einem einzigen einteiligen Blechεtreifen gebildet wird.

7. Abstandhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß alle Blechstreifen hochkant in einer einzigen, ungefähr ebenen Fläche nebeneinander angeordnet sind und ihre Seitenflächen alle (oder indestenε weit mehr alε die Hälfte aller ihrer Seitenflächen) praktiεch die gleiche Höhe aufweiεen.

8. Abstandhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zumindest die Seiten der Mehrzahl der Innenmaschen von Blechteilen ge¬ bildet werden, die sich jeweils über drei Seiten von Innenma¬ schen erstrecken.

9. Abstandhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen praktisch he¬ xagonalen Querschnitt, bei dem alle zwischen zwei Verbin¬ dungslinien gegenüberliegender Abstandhalterecken liegende Innenmaschen jeweils drei Seiten haben, über die sich jeweils ein Blechstreifen erstreckt.

10. Abεtandhalter nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an den Biegekanten dieser sich über die drei Seiten erstreckenden

Blechstreifen jeweils ein Blechstreifen verbunden ist, der sich über mehrere Seiten einer benachbarten Masche erεtreck . 18

11. Abstandhalter nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Mittel¬ punkt . des Abstandhalters eine Zentralmasche sitzt^', bei der drei Seiten von drei sich jeweils nur über eine Seite er- streckende Blechstreifen gebildet werden.

12. Abstandhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen praktisch he¬ xagonalen Querschnitt mit einer im Zentrum des Abstandhalters sitzenden Zentralmasche, wobei - höchstens mit Ausnahmen von Blechteilen zwischen der Zentralmasche und benachbarter In¬ nenmaschen - alle Seiten von Innenmaschen von Blechstreifen gebildet sind, die sich über mindeεtenε zwei Seiten er¬ strecken.

13. Abstandhalter nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß alle In¬ nenmaschen innerhalb jedes Sektors von sechs Sektoren, die zwischen den Verbindungslinien gegenüberliegender Abstandhal- terecken liegen, nur Seiten haben, die von längeren Blech¬ εtreifen gebildet sind, wobei sich diese längeren Blech¬ streifen entweder über drei Seiten innerhalb des entsprechen¬ den Sektorε liegender Maschen oder sich über mindestens zwei Seiten von Randmaschen oder auf den Verbindungslinien liegen- den Maschen erstrecken.

14. Abεtandhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zumindest einige Innenmaεchen jeweilε mindestens einen Blechstreifen aufweisen, der sich nur über eine Seite dieser Innenmasche erstreckt und dessen zwei freie Enden an Biegekanten von zwei weiteren Blechteilen befestigt sind, die ihrerseits minde¬ stens zwei Biegekanten aufweisen und sich über mindestens drei Seiten benachbarter Maschen erstrecken.

15. Abstandhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß εich über alle Seiten von Innenmaschen Blechstreifen erstrecken, die sich jeweils mindestens über zwei Seiten von Innenmaschen ^'er¬ strecken.

16. Abεtandhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in minde¬ stens der Mehrzahl der Innenmasche mindestens zwei der ent¬ sprechenden Seiten Noppen aufweisen, die ins Innere dieser Innenmasche weisen und als Lagerstelle eines Brennstabs aus¬ gebildet sind.

17. Abstandhalter nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die beiden diese Noppen tragenden Seiten miteinander durch mindestens einen Teil eines Blechstreifenε verbunden sind, der keine Noppe oder höchstens eine Noppe (oder mehrere Noppen) trägt, die in Nachbarmaschen weisen.

18. Abstandhalter nach Anspruch 16 oder 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Blech¬ streifen, der auf einer Seite einer Innenmasche eine oder mehrere Noppen trägt, auf seiner dieser Seite gegenüberlie¬ genden Seitenfläche keine Noppe trägt.

19. Abstandhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mindestens bei einer Mehrzahl der Innenmaschen eine Seite eine Feder trägt, die als Lagerung für einen Brennstab ausgebildet ist.

20. Abstandhalter nach einem der Anspruch 19 in Kombination mit einem der Ansprüche 16 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß alle einen Brennstab enthaltenden Innenmaschen jeweils an einer Seite eine Feder und an zwei Seiten Noppen aufweisen, wobei die Feder und Noppen äquidistant über den Umfang der Maschen ver¬ teilt sind.

21. Abεtandhalter nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß alle Fe¬ dern in zueinander paralleler Richtung in das Innere der je¬ weiligen Maεche ragen.

22. Abεtandhalter nach Anεpruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ab¬ standhalter praktisch einen hexagonalen Querschnitt mit einer zentralen Innenmasche und sechs Sektoren aufweist, die von Verbindungslinien gegenüberliegender Abεtandhalterecken be¬ grenzt sind, wobei mit Ausnahme der zentralen Innenmasche al¬ le innerhalb eines Sektors liegende Maεchen Federn tragen, die in zueinander paralleler Richtung in eine Innenmaεche ra¬ gen, und zwei benachbarte Sektoren jeweils um 60 ° gegenein- ander versetzt εind.

23. Gitter mit Maschen, die durch Stege voneinander getrennt sind, mit folgenden Merkmalen: a) die Stege verlaufen zwischen Innenmaschen, die jeweilε von εechs Maschen umgeben sind, und Randmaschen am Rand des

Gitters, b) die Innenmaschen haben einen polygonalen Querschnitt, wo¬ bei sich jeder Steg von einer Ecke einer Innenmasche bis zur nächsten Ecke oder bis zu einer Stelle am Rand des Gitters erstreckt, c) die Stege erstrecken sich in einer ungefähr ebenen Fläche und werden von Blechstreifen mit jeweils zwei freien Enden gebildet, und d) jede Ecke einer Innenmasche wird von einer Biegekante ei- nes Blechstreifens gebildet, an der jeweilε ein freies En¬ de eines anderen Blechstreifenε befeεtigt iεt.