DE1539821A1 - Brennelementanordnung - Google Patents

Description

BV 495/CE 27^2

kil/ko 26.9.66

Anmelder: Combustion Engineering; Inc« Windsor j Connecticut_e UoSoA.

Brennelementanordnung

Die vorliegende Erfindung betrifft Kernreaktoren und insbesondere einen Reaktorkern mit einer neuartigen Brennelementanordnung. Genauer gesagt betrifft die Erfindung Vorrichtungen sowohl zur Abstützung der Brenneleraentanordnung als auch zur Führung der Kegel» *^kstäbeβ bei denen Folgeglieder für die Regelstäbe vermieden werden.

Es ist wohl bekannt, dass Brennstoff oder ein spalt» bares Material für heterogene Kernreaktoren häufig in einer Vielzahl dünner Rohre enthalten ist, aus denen die Brennelemente oder Brennstäbe bestehen und die in der Brennelementanordnung oder in Bündeln für den Reaktor gruppiert sind. Jeder Reaktor ist mit einer Anzahl solcher Brennelementanordnungen versehen, die zusammen den Reaktorkern bilden«, Es ist weiterhin wohl l>ekannt₀ dass !«eaktoren normal erweise mit einem oder mehreren Regelstäben versehen sind_fi die zur

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Regulierung der Reaktivität des Reaktors dienen. Diese Stäbe, die von eines Neutronen absorbierenden Material gebildet werden,, reichen in den Reaktorkern zwischen den Brennelementanordnungen hinab und Absorbieren Neutronen, damit die Reaktivität vermindert wird«, Diese Regelstäbe passen in Kanäle zwischen den im Abstand voneinander angeordneten Brennstoffanordnungen.

Die bekannten Regelstäbe sind verhältnismässig grossen Querschnitte» so dass sie mit einer ausreichenden Steif» heit versehen sind« Dies ist notwendig, damit eine Durchbiegung der Regelstäbe innerhalb der Kanäle für die Kegelstäbe vermieten wird und keine Verklemmung oder Beschädigung der benachbarten ürennel entente auftritt» Wegen dieses grossen Querschnitts der Regelstäbe ist es erforderlich,, dass die Kanäle für die Regelstäbe zur Aufnahme von den Stäben vergleichbar gross sind» Wenn üer Reaktor in Betrieb ist und die Regelstäbe aus den Kern abgezogen eind₉ werde die Kanäle für die Regel= stäbe mit dem Reaktorkühlmittel gefüllte was im Fall eines wassergekühlten und moderierten Reaktors Wasser väreo Diese Wasserkonzentration_v die ils Vergleich mit der Wassermenge zwischen den Brennelementen gross ist, erzeugt innerhalb der Brennelementanordnung eine Neutronenflusapltze in dem Bereich der Kanäle für die Regelstäbeo Der Grund dafür liegt in der groeacn Konzentration des Moderators in diesem Bereich und dem niedrigen Neutroneneinfachquerschnitt des Wassers«. Diese Plusspitzen verursachen unerwünschte hohe Tenperaturen in den benachbarten Brennelementen. Ein übliches und bekanntes Verfahren zur Beseitigung dieses Problems bestellt darin₀ Folgeglieder für die Regsslstäbe zu ver·=

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wenden, die an den freien Enden der Hegelstäbe befestigt sind und sich in den Kanälen für die Pegeistäbe befinden« wenn die Regelstäbe ausgefahren sind. Diese Folfceglleder» die aus einen relativ nicht absorbierenden Material_B wie /o Bo einer Zirkoniumlegierung (Zircaloy) bestehen_c verdrän_f en auf diese Veiee das Wasser aus den Kanälen und vermeiden die Plusspitzen. l>ie Folgeglieder können ausser» dem so ^lan« sein, dass sie ständig in Eingriff mit den Führungsgliedern sind, so dass die Hegelstäbe und die Folgegliedei ständig an beiden Seiten abgestützt sind.

Die Verwendung von Folgegliedern fUr die Segelstäbe stellt jedoch einige Probleme. Das Folgeglied selbst verursacht natürlich beträchtliche Kosten. Die Befestigung des Folgegliedes an dee Regelstab bedeutet, dass öle Anordnung des Regeletabs und seines Folgegliedes doppelt so lang ist, wie der Hegelstab ohne das Folgeglied«, D. h„ aber» dass der Heaktordruckkessel beträchtlicher länger oder höhe sein muss, damit er die Folgeglieder für die Kegelstäbe auch dann aufnehmen kann» wenn sie sich ausser« halb dee Kern» befinden. Dieser grosse Druckkessel bedeutet normalerweise, dass in ihm mehr Vasser enthalten ist j, was andererseits vied er um bedeutet, dass der Reaktorbehälter grosser sein muss, um den Druck aufnehmen, der ira Falle eines Unfalles durch die von den ver- ^rösserten Wasseranteil freigesetzte Energie_p bestimmt wirdc Ausserden stellt der längere Regelstab mit der Folgegliedkombination ein zusätzliches Gewicht dar und deshalb werden von dem Mechanismus zur Steuerung der Iiegelstäbe zusätzliche Probleme und Kosten verursacht» Ein Hauptproblem bei der Verwendung von Folgegliedern für tue Kegelstäbe ist uie Verbindung zwischen dem

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Polgeglied und dem Hegelstab. Beide Teile sind natürlich aus verschiedenen Materialien,, da sie trunclsätzlich verschiedene Neutronen-Absorptionseigenschaften haben muss en <, Da sich die Verbindung zwischen dem Ftab und dem Folgeglied durch den Kanal für den Regelst ab bewegt,, kann sie nicht sehr umfänglich sein, denn das würde eine VergrHsserung dee «fuerechnitts des Kanals für den Kegeletab bedeuten„ Bei den bekannten Befestigungegliedern kann die Abmeseungsgenauigkeit der Verbindung zwischen dem Stab und dem Folgeglied nicht so gut gehalten werden, wie die Abmessungen des Kegelstabs selbst und deshalb muss der Kanal für den kegelstab etwas vergrössert werden» so dass er die Verbindung in Jedem Fall aufnehmen kann» Dieser vergröeserte Kanal hat natürlich vergröeeert· Fluespif;zen zur Folge_o

Die vorliegende Erfindung schafft daher eile Folgeglieder für Fet .elstäbe ab und liefert gleichzeitig eine Verringerung des Querschnitts der Regelstäbe und der Kanäle für sie. Bs wäre natürlich 'wünschenswerte die Grötise der Kanäle für die Regvsä&täbe soweit zu verringern,, dass die Brennelemente auf $euer Seite des Kanals nicht wesentlich weiter voneinander entfernt sind_D als die Brennelemente innerhalb jeder Brenneleraentanordnungo Solch ein Abstand würde die lokalen Fluaspitzen tatsächlich vermeiden» Die Herstellung von Kanälen für di® Na^elstäbe κöleher Grosse oder annähernd solcher Cfröese stellt einige Probleme dar_t auf deren Lösung die vorliegende Erfindung gerichtet istc Die Reaktor-Regelung muss zum Anfahren des lleaktorso zur Einstellung der Ausgangsleistung auf einen gewünschten V/ert_D zum Halten dieses Wertes und

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dann zum Stillebens falle notwendig, des Reaktors verfügbar seine Eine Sicherheitsregelung muse auaserdem zur Vermeidung einer Beschädigung im Falle eines Unfalls vorhanden sein- Es ist offensichtlich ganz wesentliche dass die Regelstäbe in den Kern völlig frei ein» und ausgefahren werden können, ohne dass die Möglichkeit einer Verklemmung in den Kanälen für die Kegelstäbe auftritt α Ausserdem ist es ganz we sent-= IiCh₀ dass der Kontakt zwischen den Kegelstäben und den Brennelementen vermieden wird_e da ein solcher Kontakt evtl_o eine Beschädigung der Brennelemente und eine dementsprechende Vergiftung mit radioaktiven Materialien zur Folge haben könnte₀ Da der Querschnitt der Kegelstäbe wie oben beschrieben nach der vorliegenden Erfindung reduziert worden ISt₉ sind die Stäbe nicht länger so steif_β wie es notwendig ist₉ einen solchen Kontakt in den Kanälen mit ihren gewünschten kleinen Abmessungen zu vermeiden_o Es muss also Vorsorge getroffen werden, dass sowohl ein· Verklemmung der Regelstäbe als auch keine Beschädigung der Brennelemente auftritto

Di· Lösung des obigen Problems brachte gleichzeitig die Lösung eines weiteren Probleme₉ das bei der Konstruktion der Brennelementanordnungen auftritto Die Bronnelemente in diesen Anordnungen sind üblicher« weise ziemlich lange _ff dünne Rohre f, die im Abstand voneinander in Reihen angeordnet sind_o Da die Elemente r.icht bloss verglichen _mit ihren einzelnen DurcIimesseTnj sondern auch verglichen mit uer Querabmessung der Brennelementanordnüng verhältnisraässig lang sind_e 1st es üblich geworden, querliegende Abstands- und Stütz»

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über der Länge der Brennelemente an bestirnten .'-tollen vorzusehen« Diese Abstände=- und Sttitsigl.^edjr /erküten irgendeine Durchbiegung der Brennele-i :.it& lud halten sie parallel fluchtend₀ wie ea für rtiiiari . icht: gen Reaktorbeirieb notwendig ist» Die Br mr j.t a-■itca»? ef.ner einzigen Brennelementanordnung untes»I.iogen !häufig einer ungleichen thermischen Ausdehnung - der . trttgegeben werden muss,' damit übermässige SpaiinuiJseri Ln den Brennelementen vermieden werden. Es iac deshalb notwendig,, dass die Abstande- und Stützgliecter es den Brennelementen ermöglichen₀ relativ !zueinander zu gleiten während sie sie gleichzeitig seitlich fluchtend halten,, Aue diesem Grund können die Abstands- und Stütsglleder nicht direkt an einem der Brennelemente befestigt werden, Jedoch ist es notwendige dass die Stützglieder in ihrer geeigneten Lage auf der Länge der Brenn element ■=· anordnungen gehalten werden«, Aus diesen Gründen nüssen andere Vorrichtungen als die Brennelemente selber zu diesem Zweck vorgesehen sein«

Die Erfindung hat ciashalb die Aufgabe., eine Rea Anordnung zu schaffen» die dünne Kegelstäbe uno dünne Kanäle für die Kegelstäbe verwendete so dass die Notfür Folgeglieder für die Kegelstäbs entfällt

Auaserdetu hat die Erfindung die Aufgabe, neue und wirkcame Führungen für die Kegelstäbe des !Reaktors zv. uchaffenο

Eine weitere Aufgabe ύ&τ Erfindung ist es« eine neuartige Konstruktion von Brennelement anordnung en anaugi/:>eii_c weich« Führungsglieder für die Hegelstäbe liefert

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die mit «inen Minimm von Bestandteilen leicht fabriziert werden kann.

Noch «ine veiter· Aufgabe der Erfindung 1st die Herstellung von Führungsgliedern für die Regelstäbe, welche die Grosse der Kanäle für die Regelstäbe nicht wesentlich erhöhen.

Die Erfindung lust diese Aufgaben durch eine Brennelement anordnung, bestehend aus einer Vielzahl, in einem bestimmten Querschnitt angeordneter länglicher; paralleler Brennelemente und aus wenigstens einem,, su ihnen parallelen und sich in wesentlichen gleich weit wie sie erstreckenden Führungsstab« bei der sich die FUhrungsflache jedes Führungsstabes wenigstens über einen Teil seiner Länge auf der Aussenseite des Querschnitts der Anordnung erstreckt.

Zum besseren Verständnis, wird die Erfindung jetzt anhand von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar:

Figur 1:. Einen senkrechten Schnitt durch einen zur

Verwendung der vorliegenden Erfindung geeigneten Kernreaktor}

Figur 2: einen horizontalen Querschnitt Längslinie 2-2 der Figur Ij

Figur 3: eine Seitenansicht der Brennelementanordnung;

Fi{rur k: eine Draufsicht auf die Brennelementanordnung der Figur 3|

Figur 5: einen Teilschnitt durch die Brennelementanordnung Längslinie 5~5 der Figur 3ι

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Figur 6 t eine perspektivische Ansicht eines Teil des Brennelemente und der zugeordneten Abstandβ» und stützglieder;

Figur 7» «ine schematische Darstellung der Anordnung von Brennelementanordnungen und Kegelstäben genäse der vorliegenden Erfindung;

Figur 8t eine scheaatische Darstellung» die der von Figur 7 ähnlich ist und eine modifizierte Drennelementanorunung darstellt;

Figur 9t eine perspektivische Ansicht der Führung*-

stäbe nach der vorliegenden Erfindung zusammen mit den benachbarten Brennelementen und einem Teil der Abstände- und Htützglieuer;

Figuren IO „ 11 und 12 t verschiedene Verfahr »tsh schritte

zur Verbindung der Abstände- und Stutzglieder mit dem Führungsstab}

Figuren 13 und lh; ein weiteres AusfUhrungebeispiel der Führungseileder fUr die Regelstäbe}

Fi&ur 15t die Anwendung der Erfindung auf hexagonale Brennelementanordnungen ο

Oer in den Figuren 1 und 2 dargestellte Reaktor 10 besteht aus einen Druckkessel 12_c einer Wärmeabschirmung Ik und einem Behälter 16 zur Lagerung des Reaktorkerns 18„ der ihn umgibtο Der Kern besteht aus einer Vielzahl von Brennelementanordnungen 2O₀ die senkrecht und in Keinen Abstand haltend angeordnet sindο In den Zwischenräumen zwischen einigen der Brennelementanoranungen sind ' Kegelstäbe 22 angeordnetj, die in der üblichen Form

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kreuzförmig ausgebildet sind» Die allgemeine Anordnung der Bestandteile des Reaktors 1st in Figur 1 beschriebene wo zum Zweck grösserer Klarheit nur zwei der Regelstäbe dargestellt worden sind. Die Konstruktion des gesamten Reaktors und die Art und Veine_t in der die Brennelement« anordnungen und Kegelstäbe im Reaktor montiert worden sind_D bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung und kann von irgendeiner der üblichen Ausführungen SeIn₉ die Fachleuten wohl bekannt ist und keine ins einzelne gehende Beschreibung erfordert.

VIe in Figur 3 dargestellt, besteht die Brennelementanordnung 20 aus einer Vielzahl von Brennelementen Zk₀ Diese Brennelemente werden von Rohren aus rostfreiem Stahl oder anderen Materialien, wie z_o B«, einer Zirkoniumlegierung (Zircaloy) gebildete die teilweise mit Kugeln? SeheIben_s Presskörpern oder Pulvern eines spaltbaren Materials gefüllt sindο Die Rohre sind an ihrem unteren und oberen Ende mit Absclilusskappen versehen, nämlich mit den Kappen 26 und 28ο Die Kappen 26 am unteren Ende sind an der Grundplatte 30 z* Bo durch einen Pressitz befestigt. Der Pressitz wird von dem Bolzen 32 auf den AbSchlusskappen 26 und den Sacklöchern 3U-in der Grundplatte 30 gebildet» Die oberen Enden der Brennelemente werden in ihrer Lage durch eine obere Halteplatte 36 gehalten* deren Draufsicht in Figur k dargestellt istο Bolzen 38 auf den oberen Abschlusskappen 28 sind ^leitfähig in den Löchern hi) in der oberen Halteplatte geführte Dieser gleitfähige Eingriff zwischen den Brennelementen und der oberen Halteplatte gestattet eine unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen den verschiedenen Brennelementen auf Grund einer ungleichmäseigen Erwärmung«,

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Xn Figur 4 ist ausserdein dargestellt, i*ie eine Vielzahl von Löchern hz zwischen den Löchern 4o eingefügt ist ο Ahnliche Löcher sind auch in der Grundplatte 30 ausgebildet,, damit die Kühlflüssigkeit auf wares durch die Grundplatte„ zwischen den Brennelementen der Brennelementanordnung hindurch und dann durch die Löcher h2 in der oberen' Halteplatte strömen kann. Ausserdem ist auf der oberen Halteplatte J6 ein kreuzförmiger Aufsatz kh befestigt, der zur Handhabung der Brennelement an» Ordnung dient und sie. in ihrer richtigen Lage im Reaktorkern hält.

Da die Brennelemente an der oberen Halteplatte nicht starr befestigt sind, ist es notwendig, Vorrichtungen vorzusehen, welche diese Halteplatte In ihrer Lage halt en ο Für diesen Zweck werden eine Anzahl von Stäben k6 verwendet.» Diese Stäbe besitzen Verlängerungen k8 „ die mit Gewinden versehen sind und sich durch geeignet angeordnete Löcher in der Grundplatte und der oberen Halteplatte erstrecken. Dann werden Muttern 50 auf die Verlängerungen k8 geschraubt und vorzugsweise an ihrer Stelle durch «ine Verschweissung gehalten„ damit eine Lockerung während des Betriebs vermieden wird. Pie Ptäbe k6 zusammen mit den Nuttern 5O halten dann die Brennelement anordnung als Einheit zusammen. Diese Ftäbe k6 haben ausserdem noch andere Funktionen, die im folgenden beschrieben werden» Es ist aus Figur k ersichtliche dass die Löcher 52 für die Flüssigkeit β strHmunge die den Nuttern 5O benachbart sind? kleiner als die Löcher k2 für die Flüssigkeitsströmung sind,, so dass die Halteplatten an diesem Punkt nicht unsulässig geschwächt werden und dass sich die Lecher nicht mit den Muttern 5O überdecken«, -**

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Di· Brennelemente 2k sind verglichen nicht nur mit ihren einzelnen Durchmessern sondern auch mit uen Querabmessungen der Brennelenentanordnung verhält·» nismässlg lang, so dass sie wie zuvor beschrieben, für eine Durchbiegung verhältnlsnäasig anfällig eindc Ein solches nicht Fluchten der Stäbe bedeutete dass die Brennelemente an gewissen Stellen der Brennelement· anordnung dichter zusammenliegen und dass sich der Querschnitt der Flüssigkeitsströmung in dem gleichen Gebiet ändert· Dies verursacht Flusspitzen in den FlUsslgkeltskanälen benachbart den durchgebogenen Elementen als auch eine unglcLchmässlge Verteilung des Kühlmittels« was sich in einer Überhitzung der Brennelement· in diesem Teil der Anordnung äussert. Die Durchbiegung von Brennelementen, die auf dem Umfang der Einheit angeordnet sind» kann ausserdem zu einer Verklemmung oder Behinderung der Bewegung der Regels'fi.be führen. Deshulb 1st es notwendig, seitliche Abstünde- und Sttitzglieder über der Länge der Brennelementanordnung vorzusehen» um die Brennelemente parallel fluchtend zu halten.

Ein Abstände- und Stützglied 5¹» 1st in den Figuren 3, 5 und 6 dargestellt· Die Abstands- und Stützglieder bestehen aus einem Rahmen 56 auf dem Umfang der Anordnung, der die Uelhen von Brennelementen umgibt_o Innerhalb des von dem Rahmen 56 umschlossenen Gebiets befindet sich eine Vielzahl von Gliedern 58„welche eine gitterähnliche Struktur bilden. Diese gitter-=■ bildenden Teile 58 sind aus dünnen länglichen Streifen

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oder Bändern von Metall wie der Nahmen $6 eelbet gebildet, Die gitterbildenden Teile 58 sind mit Schlitzen 60 an ihren überkreuzungssteilen versehen„ eo dass die Teile vie in Figur 6 dargestellt, ineinandergeschoben werden können₀ Diese eierkisten ("egg-crate")-tihnlicho struktur bildet eine Vielzahl von Zellen 62_s durch welche sich die Brennelemente 2k erstrecken.

Jedes der gitterbilaenden Teile 5b¹ 1st an Punkten gebogen₀ die im wesentlichen den Mittelpunkten der Zelle 62 entsprechen« Deshalb erstreckt sich jeder Knick oder jede Durchbiegung von einer Zelle auswärts in die benachbarte hinein,, so dass Bögen gebildet werden j, die mit dem Brennelement darin im Eingriff steheno An den gitterbildenden Teilen 58 sind Federzungen Ch ausgebildet_ö welche eich in die Zellen von zwei benachbarten : elten her hineineretrecken« Diese Federzungen stehen mit den Brennelementen im Eingriff und drücken sie gegen die gegenüberliegenden Bögen«

Der Rahmen 56 ist wie bei 66 in den Figuren 3_ff 9_P 13 und Ik auegestanzt₀ und zi>ar entsprechen diese Stellen dem Eingriff des Rahmens mit den Brennelementen„ Diese Ausstanzungen gestatten eine lokale Kühlung der Brenn» elementbekleidungp die den Kahruen berührt.

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Da da· Abstamis- und Stützglied 5k nicht direkt an den Brennelementen befestigt ist, sondern relativ zu ihm gleitfähig angeordnet ist, ist es notwendig» Vorrichtungen vorzusehen _B welche die Stutsglieder 5¹* in ihrer Lage halten. Dies kann durch eine Befestigung der Stützglieder 5k an den Stäben k6₉ wie z. B. durch eine Versehtelssung, erreicht werden* Die besondere ^eise, auf welche diese Befestigung vorzugsweise hergestellt virdo ist im folgenden beschriebene Die Ftäbe k6 dienen deshalb nicht nur zum Zusammenhalten der gesamten Brennelementanordnung, sondern ausserdem dazu» die Abstancs- und Stutzglieder in ihrer geeigneten Lage auf der Länge der Anordnung zu halten. Ks ist offensichtlich, dass eine Vielzahl von Abstands« und Stützgliedern 5k über der Länge jeder der Brennelementanordnungen zur Schaffung der erforderlichenSteifhelt verwendet werden kann.

Die gegenseitige Anordnung der Kegelstäbe und der Brennelemente ist in den Figuren 7 und 8 und in Figur dargestellt» Xn der Anordnung aw Figur 2 sind Gruppen von vier Brennelementanordnungen dargestellt, die von Teilen von vier Regelstäben umgeben «Ind. In den Anordnungen der Figuren 7 und 8 dagegen ist jede Brennelementanordnung von den feilen von zwei Regelstäben umgebene Viele verschiedene Anordnungen sind mftglich, auf welche die Erfindung g-lelchermassen anwendbar iato Es ist aus diesen Darstellungen ersichtlich, dass bei, einer geringfügigen Drehung des Regelstabβ ale Einheit oder einer seitlichen Versetzung in den Kanälen für die Kegelstäbe, der Kegelstab mit den. Brennelementanordnungen in kontakt gebr<cht würde. Da die Kegelstäbe

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dünn und flexibel sind, 1st es aueeerdem für die einzelnen Schaufeln de» kreuzförmigen Ii«gelstäbe mäg-IiCh₀ sich relativ zueinander zu durchbiegen und die Anordnungen zu berühren, llie Gegenwart der Abstände- und Stutzglieder 5** und insbesondere die Gegenwart des Hahmene 56_B der über die äusseren Brennelemente nach auseen hervorsteht, stellen ein Problem bezüglich der Vftrklemmung eines Kegel »tab es? dar. Die Enden der Regelstäbe kannten nach der Einführung des Stabes mit dem Rahmen 56 im Eingriff stehen und dadurch eine Verklemmung des Stabes verursachen. Das würde natürlich zerstörerisch wirken«

Die Verhinderung eines Kontakts zwischen den Regelstäben und den Brennelementen selbst als auch die Verhinderung einer Varklemmung wird durch die Verwendung von Führungsflachen 68 erreicht« Diese Führungsflächen werden von den Aussenf lachen der Führungeglieder gebildet, die »inen Teil der Brennelementanordnungen bilden» Diese Führungsglieder küimen verschiedene Formen annehmen und verschieden« Modifikationen werden be-= schrieben« Jedoch existieren einige grundsätzliche not'« wendige Kennzeichen der Führungeflächen und der Führungβ» glieder selbst, die a23»n verschiedenen Modifikationen gemeinsam sind. Zunächst sollten »ich die Führungsflächen über die volle Länge der Brennelementanordnung oder \tenigstens im wesentlichen über ihr® volle Länge er« strecken, um die Brennelemente auf dem ganzen It eg der Regelstäbe zu schützen«, Ks 1st auch wesentliche dass die Führungeglieder verhältnimeässlg starr sind_ff so dass sie während deit Betriebsbedingungen gerade und in ihrer

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Lage bleiben» Dies erfordert_e daβa die Abmessungen der Führungeglleder Jn einer Richtung senkrecht zu «en Seiten der Brennelementenanordnung wesentlich eindj, so dass die Führungsglleder sich in dieser JSbene nicht durchbiegen kennen» Zur gleichen Zeit let es wichtig,, dass die Führunceglleder aus den Seiten der Urennelementanordnung nur geringfügig hervorstehen_r um die Kanäle für die Kegeletäbe klein zu halten., Diese beiden letzten Erfordernlese*stehen miteinander im Widerspruch und die Lösung erfordert, dass die Führungeglieder sich nach hinten in da· Innere der Brennelement» anordnung erstrecken« damit dl· notwendige Steifheit gegeben ieto Dies stellt jedoch andere Probleme »iar_e weil die PUhrungeglleder die Brennelemente nicht wie Zo Bo durch die Verursachung heiseer Stellen beeinträchtigen sollten«

Di« in den Figuren 3c 5 p 9 und Io - 12 dargestellten FUhrungsglleder beetehen aus den zuvor beschriebenen Stäben k6₉ die schon zun Zusammenhalten der brennelement· heit dienen und gleichseitig die Abstand·- und Ftützglieder $k in ihrer Lage halten. Die Ftlhrungs flächen 68 bestehen aus den hervorstehenden äusseren Oberflächen der Ptttbe 46, die einen grösseren Durchmesser als die zugeordneten Brennelemente haben, wie es an deutlichsten in Figur 5 dargestellt ist. Die Stäbe U6 und deshalb die FUhrungsflachen 68 stehen durch die ausgestanzten Teile in dem Rahmen 56 hervor» Diese Stäbe U6 weisen alle zuvor beschriebenen wünschenswerten Kennzeichen für die Führungsglieder auf, d„ h«, (.l) sie erstrecken sich über die volle Länge der

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BrenneleMentelnhelt, (2) si· et «hen nach aus* en Über dl« reiten der ttrennelenentanordnung nur sehr venig hervor« (3) ei· eind «telf, «ta »ie in dae Innere der Brenneleaentanordnung nach hinten hineinreichen. Figur stellt die Verwendung von acht FUhrungeetäben pro Brennelement&Aerdnuiie dar« währesid d£« BrennelementAn-Ordnung <*er Figur & säur vier Fühnmueettthe verwendet. S» kennen natürlich in Jader Brenneleme^tanordnung ein« beliebig· Anxsahl ^or Führungsstab«« forhandeis »ein» solange nur die notwendige Führung für 4·» Heg»!stab und die notwendige Halterung für dl« AB-öröiau«^, gee#lsen let» Vort*il_B d©r gleieheäsnisen ^a^rdi&tuii^ &uf d$m Vmtmng f igttr 7 gög9ßüb»r der »Icsht ®l«lchm&ct»äs«n. Att&rdmxng; •wem Ti.gim B ist der, da·« die Br$!mel®tt€Hf%2i3rdi!ungan in den B*a'Kt©s*©s?s #i«s«i1lhi't w#rd#n kSsmen» ohne das» ■ ei© <srient±®s-*5 ν®τύ®η ai!ee*n_s '«iUirend dageg®»i die Aaordnitfiigen v©m Figts^ 8 In. .f*€ig,»®t®r '!«!©β eingeführt werden «!US··»* ls®£ cie^ ^i« Fül»rus!g8£täbe is geeigneter Lage sein

Si4isran#setSl3e 46 k9nn«ii λά desa Hahaien 56 auf verschiedene "Weis»® l»efeet'%t w#^!#rv_:, -:;·*:;.¹ Matesti in. Pigwsp i*t aur *iS8g#®eliiiitteii werden, daasit «Ab Spult 7ß g#- fSrßse® ia ilisfe hersoatteSI-S wird and 4»t dansi-

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tief» damit die Führung,«flach· in geeigneter Weis· hervorsteht. Löcher 78 werden dann in den Führungsstab hC in den Vertiefungen »riechen den Zungen ?4 gebohrt« Die löcher «erden dann mit Gewinden versehen und ύ·τ Gewindebolzen 80 wird eingeführt« Der hervorstehende Teil des Bolzene 60 wird dann Über den Zungen 7k des Rahuens 56 schmolanrerschweient* so das« eine innige Verbindung zwischen den Bolssen 8ö itnct deai Hahnen 56" und dem FUhrungeetab k6 herste teilt Bach der Schmelsversch*eissung wird die ticrw^ Aue eonfläche der Verschwel*sung auf d»n'ü«Ji' aa Führungsstab» wie in der .Figur 12 dargestellte abgeschliffen« Auf diese Veise wiru eins glatt- ?Ute: .·,:.»£»·- fläche hergestellt»

Di« Führungsetftbe !Bussen nicht, wie »*λτ«τ e s ?· > * · 'Λ>* zylindrisch sein« Die- Figur 13 stellt ein.τ ^ihjr^nfr-** stab 82 dar, der angefähr halbkreief $rm\$H" ';> tieren to* fit ,4St und einen hertorstehenden Teil Bh best'-Kt,. i^l:-:ecr Teil Bk erstreckt sich durch einen Spalt ^r~ umm 56 und bildet die Führungsfläche 68« Der Ka%ugtn. 56

dann in geeigneter Weise an de» Führung»βteb 62 ■: ■:■ Testigt« Ks ist offensichtlich, dass Füttnattg»«>i!äu-«: vieler. Forsien verwendet werden können, Bi· soweit beschriebenen FUhrungsstttbe waren eher »ue VollmAterial als »rennstoff enthaltende Rohre« Oa nor»&l«rueie& üb se der Breite der Brennelementanordung ein Unterschied ia Neutronenfluss besteht, können die Brennelemente auf einer Seite der Anordnung eine andere Temperatur ale die auf der anderen Seit· haben· Oa die beschriebene» FUhrungsstäbe ausserde« als Bauteile aum Zueamnienssi«heit der Brennelementeinheit dienen* würde «in Temperatur-

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«tetsBte„Sett©sa <äer* ISinlseit" ©ist« «tar Brenn·· aas

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111« Schiene 88 war« allein und ohne Befestigung an deoRohr 86 nicht etarr genug« use al· Führung au dienen. Durch die Befestlcung an dem Bohr 86 wird der Führung jedoch die notwendige» wirksame Tiefe und daailt die notwendige Starrheit gegeben. Der Rennen $6 Int mn der Führung duroh Schwelssen mit der Schiene 88 verbunden. UIe gegenüberliegende Seite dee Bohr· 86 kann auch eine der Fohienen entsprechende Schiene enthalten, die »um Ausgleich nur der Bekleidung dient· . -

Die Erfindung 1st hieher Im ZueejMMiihang mit rechteckigen Brennelenentanordnuncen und kr#Vefüralgen itanerungsstäben dargeetellt «ordan. Sa let offan· •lchtllch,Vdfttis daa irlnslp und die Vorteile der Erfindung auch In Ahänderune «it anderen Poraen von Brenneleiüentanordnung en angewendet verden kHnnen« Figur 15 seipt eehenatleoh die Anwendung der Erfindung auf hexogonaie BrenneleHentanordnungen tuMt Y-föreige Steuerstüfee 92 auf· Bine eyemetrieche Anordnung von FflhrungeetKoen 9^ let dargestellt» UIe Erfindung kennte auch leicht auf.dreieckige BrenneleKentanordnungen angewenoet verden.

Die FUhrungsatäbe dienen nicht nur ale Führungen für die RegeletXbOt eondern ale eehtttzen auch die Brennelemente ves einer Beschädigung während der Handhabung der Brenneleitentanordimng» Während der Einführung der Brenne!β«entanordnung in den Keaktorkern» let ee tateftchllch unMSglich₈ einen Eingriff der Brennelemente mit den zuvor sehen eingeführten Brennnleftentanordnungen ssti vermeide»·

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Ohne dl· Ptihnuigitstilb· vttrd·» 41· llrennele«ent· nit sicherheit wenigsten· an. der oberen Halt«platte j6 reiben» eo dft«· da· Risiko für eine Beschädigung und «ine Zerstttrung «In·· Kienente auftritt· Sind dagegen dl· Führungsstab· In Ihrer JLag·· dann sind dl« PUhrungsetKb· und nicht dl· Brenneleaante eelbet» v«leh· alt den v«r*chi«üenen Τ·11·η der benachbarten Br»nn«l«nentanordnung la lingriff etehen. JKe let deshalb augenscheinlich, da·· dl« FUhrungeetKbe In der von AmT vorliegenden Erfindung rorg·- •chlag«n«n form «in· Vl*lsahl von Punktionen haben·

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Brennelementanordnung bestehend au» einer Vielaahl in einem bestimmten Querschnitt angeordneter länglicher« paralleler Brennelemente und au» wenigstens einen, asu ihnen par al lein und «ich im wesentlichen gleich v«*it vie sie erstreckenden Führungsstab, dadurch £ekemuBSichnet* das« sieh die Füimuigsfläche (68) jedes Führung»stäbeβ (^6) wenigstens tibmr einen Teil seiner Länge auf der Aussenseite de» Querschnitts der Anordnung erstreckt»

   ₀ Anordnung nach Anspruch 1» dadurch eekMtiazs:lshhet, . dass sie ie wesentlichen einen vi»l«cfe±g9& seftnitt hat.

   3« Anordnung nach Anspruch 2_e dadurch dass' bei einer ~ Vielaahl von t einer- (k6) in jeder Saite em® Schnitts angeortfxiet ist (Figur Q)*

   k. Anordnung nach Asnepruöh 2» d&«ftnr0üi d&ss bei einer VielsaJtl von Seite des vieleckigen Querschnitts stttbe (46) .ist seitlichem Abstand ordnet sind (figur 7 und

   Anordnung nach irgendeinem der

   Ansprüche« bei der'Abetand·- land

   zwischen den End®a der BrennelesHintis-'angeordnet

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   dadurch &ekennseichne$, dass» eil« Aba£a»ds~ und

   .sttttzglieder (5*0 aas ©ta«»«, cfess

   eist. T@£l (?o) ©atfsrat £®t-

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