DE1539821A1 - Brennelementanordnung - Google Patents
BrennelementanordnungInfo
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Description
BV 495/CE 27^2
kil/ko 26.9.66
Anmelder: Combustion Engineering; Inc« Windsor j Connecticute UoSoA.
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 sindfi 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 Wasserkonzentrationv 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 MaterialB wie
/o Bo einer Zirkoniumlegierung (Zircaloy) bestehenc verdränf
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 Energiep 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 Folgeo
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 sindD 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
dart auf deren Lösung die vorliegende Erfindung gerichtet istc Die Reaktor-Regelung muss zum Anfahren
des lleaktorso zur Einstellung der Ausgangsleistung auf
einen gewünschten V/ertD zum Halten dieses Wertes und
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'"■--tv %^-j UiIWJ!
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 wirde da ein solcher
Kontakt evtlo 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 steifβ wie es notwendig ist9 einen
solchen Kontakt in den Kanälen mit ihren gewünschten kleinen Abmessungen zu vermeideno 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 sindo Da die Elemente
r.icht bloss verglichen mit ihren einzelnen DurcIimesseTnj
sondern auch verglichen mit uer Querabmessung der
Brennelementanordnüng verhältnisraässig lang sinde 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/:>eiic
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:
Verwendung der vorliegenden Erfindung geeigneten
Kernreaktor}
Figur 2: einen horizontalen Querschnitt Längslinie 2-2 der Figur Ij
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;
stäbe nach der vorliegenden Erfindung zusammen mit den benachbarten Brennelementen und einem
Teil der Abstände- und Htützglieuer;
zur Verbindung der Abstände- und Stutzglieder mit dem Führungsstab}
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 12c 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 Veinet in der die Brennelement«
anordnungen und Kegelstäbe im Reaktor montiert worden sindD 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 zo B«, einer Zirkoniumlegierung
(Zircaloy) gebildete die teilweise mit Kugeln? SeheIbens
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«, -**
009839/0222 a ο?^-ΐ ^l
- li -
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 umgibto
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 62s
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 ausgebildetö 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 3ff 9P 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
BAD
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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 56B 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 sindff so dass
sie während deit Betriebsbedingungen gerade und in ihrer
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Lage bleiben» Dies erforderte 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 hervorstehenr
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 »iare
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
$k in ihrer Lage halten. Die Ftlhrungs flächen
68 bestehen aus den hervorstehenden äusseren Oberflächen
der Ptttbe 46, die einen grösseren Durchmesser
als die zugeordneten Brennelemente haben, wie es an deutlichsten in Figur 5 dargestellt ist. Die Stäbe U6
und deshalb die FUhrungsflachen 68 stehen durch die
ausgestanzten Teile in dem Rahmen 56 hervor» Diese
Stäbe U6 weisen alle zuvor beschriebenen wünschenswerten Kennzeichen für die Führungsglieder auf, d„ h«,
(.l) sie erstrecken sich über die volle Länge der
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■ ■ - 16 -
BrenneleMentelnhelt, (2) si· et «hen nach aus* en Über
dl« reiten der ttrennelenentanordnung nur sehr venig
hervor« (3) ei· eind «telf, «ta »ie in dae Innere der
Brenneleaentanordnung nach hinten hineinreichen. Figur
stellt die Verwendung von acht FUhrungeetäben pro
Brennelement&Aerdnuiie dar« währesid d£« BrennelementAn-Ordnung
<*er Figur & säur vier Fühnmueettthe verwendet.
S» kennen natürlich in Jader Brenneleme^tanordnung ein«
beliebig· Anxsahl ^or Führungsstab«« forhandeis »ein»
solange nur die notwendige Führung für 4·» Heg»!stab und
die notwendige Halterung für dl« AB-öröiau«^, gee#lsen let»
Vort*ilB d©r gleieheäsnisen ^a^rdi&tuii^ &uf d$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*ns '«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-
Bef0»tigsiag clea RahMe-f?;» an dea Fötirtiisg-estate
<3i«#«% ""exf^iireft ^tr-J -■...»» '.· Γ air. 71^ χα «fett
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,. il:-: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-
009839/0222
3,8 ·■
1539t2t
«tetsBte„Sett©sa <äer* ISinlseit" ©ist«
«tar Brenn·· aas
ti JU U
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»·
00 9839/0222
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·
009839/0222
Claims (1)
- PatentansprücheBrennelementanordnung 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 2e 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 undAnordnung nach irgendeinem derAnsprüche« bei der'Abetand·- landzwischen den End®a der BrennelesHintis-'angeordnetBAD ORIGINAL009839/0222dadurch &ekennseichne$, dass» eil« Aba£a»ds~ und.sttttzglieder (5*0 aas ©ta«»«, cfesseist. T@£l (?o) ©atfsrat £®t-dos? El0Θ ÖCQC GilO S3Sl-S1OS^ässe ssiOSES CiiSE C31©^ i3G<?ostilgt ciasi.Q99839/02:Leerseite
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |