DE2011888A1 - Spacing fixture for nuclear fuel rods - Google Patents
Spacing fixture for nuclear fuel rodsInfo
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Abstract
Description
Abstandshalter für Brennstoff stäbe Um die Brennstoff stäbe in heterogenen Kernreaktoren zueinander in genau festgelegte Positionen zu halten, werden sogenannte Abstandshalter verwendet. Mehrere übereinanderliegende s.bstandshalter fassen eine Gruppe von Brennstoffstäben zu jeweils einem Brennelement zusammen. Eine Vielzahl von Brennelementen bilden das Core. Spacers for fuel rods Around the fuel rods in heterogeneous Keeping nuclear reactors in precisely defined positions with respect to one another is called Spacers used. Several spacers on top of each other hold a Group of fuel rods together to form a fuel assembly each. A multitude of fuel assemblies form the core.
üblicherweise werden solche Abstandshaltor aus einer größeren unzahl si-ch einander rechtwinklig icreuzender Stege gebildet, wobei durch jede der dadurch entstehenden quadratischen Maschen ein Brennstab hindurchgeführt ist. Zur Zentrienung dieser L'rcnnstäbe in den quadratischen Laschen sind Vorsprünge und Fahnen aus dem Stegmaterial herausgenrbeitet. Teilwoise sollen diese Aulageelomente federnd sein, um Feitigungstoleranz eil und unterschiedliche thermische Ausdchnungen währond des Betriebes aufnchmen zu können.Usually such spacers are made up of a large number webs that cross each other at right angles are formed, with each of the resulting a fuel rod is passed through the resulting square mesh. For centering These lugs in the square tabs are projections and flags from the Bar material worked out. In part, these elements should be resilient, around Elimination tolerance and different thermal dimensions during the period To be able to start operations.
Durch die französische Fatentschrift 1 487 53@ ist es bekannt bei einem durch sich einander rechtwinklig kreuzende Stege gebildeten Abstandshalter in den Kreuzungspunkten federnde Elemente anzuordnen, pie mit jeweils einer Nase (6) in die vier zum Kreuzungspunkt gehörenden @uadrate ragen und dort jeweils einen federnden Funkt zur @alterung der Brennstoffstäbe bilden. Durch Aufsetzen solcher federnder Elemente in allen Kreuzungspunkten der Stege erhält man fiir jeden Brennstoffstab nur insgesamt vier federnde Auflagepunkte.It is known from the French Fatentschrift 1 487 53 @ a spacer formed by webs crossing each other at right angles to arrange resilient elements in the intersection points, pie with one nose each (6) protrude into the four @uadrates belonging to the intersection and one each there Form a springy point for the aging of the fuel rods. By putting on such Resilient elements in all crossing points of the webs are obtained for every fuel rod only a total of four resilient support points.
Die beschriebene Konstruktion bedingt, daß eine genaue, zentrische Position der Brerrnstoffstäbe nur erreicht wird, wenn die Federelemente genau gleiche libmessungen haben und ihre Federkraft jeweils gleich ist, was sich nur unvollkommen realisieren läßt. Ein unterschiedlicher gegenneitiger Abstand der Erennstoffstäbe kann zu unzulässig hohen Hüllrohrtemperaturen führen.The construction described requires that an exact, centric The position of the fuel rods is only achieved if the spring elements are exactly the same have lib measurements and their spring force is the same in each case, which is only imperfect can be realized. A different mutual spacing of the fuel rods can lead to impermissibly high cladding tube temperatures.
Ein zweiter wesentlicher Nachteil der Abstandshalterung nach dem genannten französischen Patent besteht darin, daß durch die federnde Halterung der Brennst off stäbe die Gefahr besteht, daß durch das vorbeiströmende Kühlmittel die Brennstoffstäbe zum Schwingen angeregt erden, Mit der Konstruktion des Abstandshalters nach der deutschen Offenlegungsschrift 1 514 560 werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß jeder Brennstoffstab zwischen zwei st-arren und einem losen, federnden Anlage -element aufgenommen ist, wobei die federnden Elemente als lose, an beiden Enden abgebogene längliche, bandförmige Teile in das Steggitter derart eingesetzt sind, daß jedes Ende in zwei nebeneinanderliegenden Maschen das dritte Alllageelement bilden. Diese Konstruktion bedingt jedoch wiederum andere Nachteile. Der wichtigste besteht darin, daß das Einschieben der Brennstoff stäbe in die Abstandshalterung uzständlich ist. Da zunächst die Brennstoff stäbe auf die in die quadratischen Maschen des Steggitters hin einragenden horizontal angeordneten wederelemente treffen würden, muß jedes Federelement zum Einführen der Rohre von Hand zur Seite gedrückt werden. " zusätzlicher Nachteil dleser Anordnung besteht darin, -daß ein Federelement die federnden Punkte für jeweils zwei prennstofistäbe bildet, Dadurch wirkt sich eine Ungenauigkeit in einem Quadrat zwangsläufig auch im benachbarten Quedrst aus. In ungunstigen Fällen kann dies zu hobe oder zu geringe Federkräfte bedin£en.A second major disadvantage of the spacer according to the above French patent is that by the resilient holder of the fuel off the danger is that by the coolant flowing past ground the fuel rods to vibrate, with the construction of the spacer according to the German Offenlegungsschrift 1 514 560, these disadvantages are eliminated avoided that each fuel rod between two rigid and a loose, springy one Plant element is added, the resilient elements as loose, on both Elongated, band-shaped parts bent at the ends are inserted into the web lattice in this way are that each end in two adjacent meshes the third general layer element form. However, this construction again causes other disadvantages. The most important is that the insertion of the fuel rods into the spacer is essential. As first the fuel rods on the in the square mesh horizontally arranged elements protruding from the bar lattice would not hit, each spring element must be pushed to the side by hand to insert the pipes. "An additional disadvantage of the arrangement is that -that a spring element resilient points for every two fuel rods Inaccuracy in one square inevitably also results in the neighboring Quedrst. In In unfavorable cases, the spring forces may be too high or too low.
Die Erfinder haben sich die Aufgabe gestellt, einen Abstandshalter zu entvickeln, der einmal die genannten Nachteile der bekannten bstandshalter vermeidet und zusätzlich den Vorteil bietet daß auch Rohre unterschiedlichen Durchmessers mit ihr distanziert werden können. Hierzu ist zu sagen, dalJ man in letzter Zeit bestrebt ist, zur Xrzielung eines gleichmäßigeren tbbrands statt zwischen auch in den einzelnen Brennelementen Stäbe zur Reaktivitätskontrolle (Steuerstabe) vorzusehen. Diese werden dan in Rohren geführt. Bei optimaler auslegung solcher Anordnungen ergibt es sich, daß die Führungsrohre für die Stäbe einen anderen - meist etwas größeren - Durchmesser erfordern als die Brennstoffstäbe.The inventors set themselves the task of creating a spacer to develop that avoids the disadvantages of the known spacers mentioned and also has the advantage that pipes of different diameters are also available can be distanced with it. To this it should be said that one has lately endeavors to achieve a more even fire instead of between in to provide rods for reactivity control (control rod) for the individual fuel assemblies. These are then guided in pipes. With optimal design of such arrangements it turns out that the guide tubes for the rods have a different - mostly something Require larger - diameter than the fuel rods.
Diese Aufgabe wird bei einem abstandshalter für Kernreaktorbrennelemente in Kastenform, bei dem eine Vielzahl von Brennstoffstaben und gegebenenfalls Steuerstabführungsrchre einzeln in den quadratischen falschen eines durch sich einander rechtwinklig kreuzende, vorzugsweise durchbrochene Stege gebildeten Gitters gehaltert werden, wobei für jeden Brennstoffstab jeweils zwei feste aus den Stegen herausgearbeitete Anlageelemente und ein federndes Anlageelement vorhanden sind und die federnden Anlageelemente durch in den Kreuzungspunkten der Stege aufgesteckte Federelernente gebildet sind dadurch gelöst, daß für die Brennstoff stäbe die festen Anlageelemente durch jeweils einen S-fö.rmi3en abschnitt in jeweils zwei in den Quodreten rechtwinklig zueinander stehenden Stegabschnitten sorgegeben sind und die federnden Anlageelemente in den Kreuzungspunkten der Stege ohne feste Anlageelemente angeordnet sind und für jeweils.vier Brennstoff stäbe die federnden Anlageelemente bilden, während für die Steuerstabführungsrohre durch Abtrennen jeweils eines Bogenstückes des S-förmigen sbschnitts und Umgestaltung der federnden inlageelemente der volle Querschnitt der Quadrate zur Verfügung steht.This task is performed with a spacer for nuclear reactor fuel assemblies in box shape with a large number of fuel rods and, if necessary, control rod guides individually in the square false one through each other at right angles crossing, preferably openwork webs formed grid are supported, with for each fuel rod has two fixed contact elements carved out of the webs and a resilient contact element are present and the resilient contact elements are formed by spring elements attached to the intersection points of the webs solved in that for the fuel rods the fixed contact elements through each an S-shaped section in two at right angles in the Quodreten to each other standing web sections are provided and the resilient contact elements in the Crossing points of the webs are arranged without fixed contact elements and for each.vier Fuel rods form the resilient contact elements, while for the control rod guide tubes by cutting off a piece of arch of the S-shaped section and redesigning it The full cross-section of the squares is available to the resilient inlay elements.
Anhand der Zeichnung wird nun die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen die Figur 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des abstandshalters nach der Erfindung, Figur 2 einen Steg mit festen Anlageelementen in Vorderansicht für die Ausführung nach Figur 1, Figur 3 den Steg nach Figur 2 in Seitenansicht, Figur 4 ein in den Kreuzungspunkten des Abstandshalters aufzus-etzendes Bederelement in Fprderansicht, Figur 5 das Federelement nach Figur 4 in Draufsicht.The invention will now be described in more detail with reference to the drawing. It FIG. 1 shows a plan view of an exemplary embodiment of the spacer according to the invention, Figure 2 shows a web with fixed contact elements in a front view for the embodiment according to Figure 1, Figure 3 the web of Figure 2 in side view, FIG. 4 shows a control element to be placed in the crossing points of the spacer in Fprderansicht, Figure 5 the spring element according to Figure 4 in plan view.
Zunächst wird nun auf die Figur 1 Bezug genommen.First of all, reference is now made to FIG.
Der Abstandshalter wird aus einer größeren Anzahl einander-rechtwinklich kreuzender Stege gebildet. Dabei sind wechselweise in beiden Koordinatenrichtungen Stege mit festen Anlageclemonten 1 und 2, 1' und 2l oder 1 " und 2" usw. und Stege ohne Anlagoelemente eingesetzt. Die Stege mit festen @nlageelementen in in der Figur 1 mit 3, 3', 3" 3" usw., die ohne Anlageelemente mit 4, 41, 4' usw. bezeichnet. Durch diese @nordnung entstehen qu@dratische Maschen mit je.-;eils zwei benachbarten glatten Stege abschnitten und zwei benachbarten Stegabschnitten mit festen Anlageelementen 1 und 2, 1' und 2' usw. Da nicht alle Quadrate Brennstoffstäbe 5 aufnehmen ollen, sind für fallweise zu bestimmende quadrate die in sie hineinragen den festen Änlageelemente vor dem Zusammensetzen der Stege entfernt worden, damit mehr Raum zur aufnahme von Steuerstabführungsrohre 6 zur Verfügung steht. Auf den Kreuzungspunkton der Stege ohne feste nlageelemente 4, 4', 4'' usw. sind Federelemente 7 anbeordnet, die für vier zum Kreuzungspunkt gehörende Brennstoffstäbe einen federnden Anschlag bilden. Dadurch wird jeder Brennstoffstab von zwei festen und einem federnden Anlageelement gehaltert. Die Federelemente 7 sind derart gestaltet, daß sie für quadratische Maschen, in denen ein Führungsrohr 6 eingeschoben ist, leicht derart umgebildet werden können, daß in solche quadratische Maschen kein federndes Anlageelement reicht.The spacer is made of a larger number of each other-at right angles crossing webs formed. Thereby are alternately in both coordinate directions Bridges with fixed investment clemonts 1 and 2, 1 'and 2l or 1 "and 2 "etc. and bars without attachment elements are used. The bars with fixed attachment elements in FIG. 1 with 3, 3 ', 3 "3" etc., those without contact elements with 4, 41, 4' etc. designated. This arrangement creates square meshes with two parts each adjacent smooth webs sections and two adjacent web sections with fixed contact elements 1 and 2, 1 'and 2' etc. Since not all squares are fuel rods 5 ought to include squares to be determined on a case-by-case basis that protrude into them the fixed Änlageelemente have been removed prior to assembling the webs, so more space to accommodate control rod guide tubes 6 is available. On the Crossing points of the webs without fixed system elements 4, 4 ', 4 ", etc. are spring elements 7 arranged, the one resilient for four fuel rods belonging to the crossing point Form stop. This means that each fuel rod is made up of two fixed ones and one resilient one Plant element held. The spring elements 7 are designed so that they for square meshes, in which a guide tube 6 is inserted, easily so can be remodeled that in such square mesh no resilient contact element enough.
Nähere Einsslheiten zu den Stegen mit festen Änlageelementen können aus der iigur 2 entnommen werden. bei der Gestaltung dieser Stege wurde drauf geachtet, möglichst wenig Strukturmaterial zu ver;.enden, um eine @uerströmung des Kühlmittels zu ermöglichen und einen möglichst goringen @bsorptions @uerschnitt zu erhm ten.You can get more detailed information about the bridges with fixed attachment elements can be taken from iigur 2. When designing these bridges, attention was paid to as little as possible Structural material to be used in order to create an overflow to enable the coolant and a goringen @absorption @cross section to gain.
Der Steg besteht aus T-förnigen Abschnitten 9,- weiche des besseren erkennens eigen teilweise in der Figur 2 schraffiert wurden. Die T-föriaigen Abschnitte fußen auf einem gemeinstmen Längssteg 8 während sie am oberen Ende jeweisl durch U-förmige Abschnitte, 9, die ebenfalls schraffiert wurden, mitein@nder verbunden sind. Die U-förmigen Abschnitte 9 bilden ochlitze 10 solcher Weite, daß sich die Stege darin zur Bildung des Gitters ineinanderstecken lassen.The bridge consists of T-shaped sections 9, - soft of the better recognizable have been partially hatched in FIG. The T-föriaigen sections are based on a common longitudinal web 8 while they each go through at the top U-shaped sections, 9, which have also been hatched, connected with one another are. The U-shaped sections 9 form ochlitze 10 such a width that the Let the bars plug into one another to form the grid.
Betrachtet man die Stege von der Seite, wie es in Figur 3 dargestellt ist, so erkennt man, daß die vertikalen hbschnitte der T-förmigen Abschnitte 9 S-förmig ebogen sind. Dadurch bilden sich die bereits erwähnten festen Anlageelemente 1 und 2 bzw. 1' und 2' usw. (Figur 1) und zwar zu einer Stegseite hin im oberen und zur anderen Stegseite hin im unteren Teil der Stege. ;ie zu Beginn der Beschreibung erläutert, müssen für die quadratischen Maschen des Abstandshalters, welche Führungsrohre 6 aufneiimen sollen, die festen Anlegeelemente aus den betreffenden Stegabschnitten entfernt werden. Das geschieht in einfacher Weise dadurch, daß ein Bogenstck des S-förmigen :fbschnitts abgetrennt wird. Dies ist mittels einer einfach herzustellenden Vorrichtung leicht möglich. Das verbleibende Bogen-/ stück Anschweißen wird dann durch Bit dem U-förmigen bschnitt 9 jeweils verbunden. Bierzu haben die vertikalen @bschnitte der T-förmigen Abschnitte @ jeweils in halber Höhe eine Nase 11, die die U-förmigen Abschnitte 9' nahezu berührt.If the webs are viewed from the side, as shown in FIG is, it can be seen that the vertical sections of the T-shaped sections 9 are S-shaped ebogen are. As a result, the already mentioned fixed contact elements 1 and are formed 2 or 1 'and 2' etc. (Figure 1), namely to a web side in the upper and to the other side of the web in the lower part of the webs. ; ie at the beginning of the description explained, need for the square mesh of the spacer which guide tubes 6 should take up the fixed contact elements from the respective web sections removed. This is done in a simple manner in that a sheet of the S-shaped: the section is severed. This is by means of a simple to manufacture Device easily possible. The remaining bow / piece Welding is then connected by bit to the U-shaped section 9 in each case. To have beer vertical sections of the T-shaped sections each have a nose at half height 11, which almost touches the U-shaped sections 9 '.
Die in der Figur 1 mit 4, ', 4" usw. @ezeichneten Stege unterscheiden sich von den zuvor beschriebenen Stegen 3, 3', 3'' us@. im wesontlichen dadurch, daß keine S-förmigen abschnitte vorhanden sind.Differentiate between the webs shown in FIG. 1 with 4, ', 4 ", etc. @ from the previously described webs 3, 3 ', 3' 'us @. mainly by, that there are no S-shaped sections.
Die den Abstandshalter begrenzenden äußeren Stege sind derart ausgebildet, daß das Prinzip, in jeder quadratischen Masche zwei feste inlageelemente und ein federndes Anlageelement zu erhalten beibehalten wird.The outer webs delimiting the spacer are designed in such a way that that the principle of two solid inlay elements and one in each square mesh to obtain resilient contact element is retained.
Nunmehr wird Bezug auf Figur 4 genommen, die ein Federelement 7 zeigt. Dieses besteht aus einem nach dem Einsetzen in die Kreuzungspunkte des Abstandshalters zusammengeschweißten und/oder mit dem Abstandshalter verschweißten Strukturkörper 12 von quadratischem @uenschnitt. Die Seitenwände des Strukturkörpers 12 haben verschicdenartig bemessene Ausstanzungen 13, 14 und 15, die zur Aufnahme einer Feder 16 pro Seitenwand dienen. @s wird dadurch möglich für Kreuzungspunkte, bei denen nu z@ei federnde Anlageelemente erforderlich zind, den St@@kturkö@@or mit Zwoi Seitenwänden und damit zwei Federn 16 auszustatton, Die Feder 16 hat die Form einer Haarspange. bin Federschenkel wird zur Einführung in den Strukturkörper 12 jeweils in das Innere des Dtrukturkörpers geschoben, während der andere durch die obere Ausstanzung 13 außerhalb verläuft. Die beide-n Pederschenkel liegen erst in der unteren Ausstanzung 15 wieder aneinander. Die Federwirkung kommt dadurch zustande, daß der äußere Federschenkel, elcher den federnden Anlagepunkt für jeweils ein Brennstoffstab bildet, an den einander zugewandten Kanten der Aussparungen 13 und 15 aufliegen und zur Mitte hin aufgrund ihrer Form Abstand von dem Strukturkörper haben.Reference is now made to FIG. 4, which shows a spring element 7. This consists of one after inserting it into the crossing points of the spacer structural body welded together and / or welded to the spacer 12 of square shape. The side walls of the structural body 12 have various types sized cutouts 13, 14 and 15, which are designed to accommodate a spring 16 per side wall to serve. This makes @s possible for intersection points at which z @ ei resilient Plant elements required zind, the St @@ kturkö @@ or with two side walls and thus to equip two springs 16, The spring 16 is in the form of a hair clip. The spring leg is used for introduction into the structural body 12 in each case into the interior of the structural body, while the other is pushed through the upper cutout 13 outside runs. The two Peders legs are only in the lower cut-out 15 together again. The spring effect is due to the fact that the outer spring leg, elcher forms the resilient contact point for each fuel rod, to the one another facing edges of the recesses 13 and 15 rest and due to the center their shape have a distance from the structural body.
Zur leichteren Einfuhrbarkeit der Feder 16 besitzen- die oberen Ausstanzungen 13 kurze .bbiegungen zum Inneren des-Strukturkörpers 12 hin.To make the spring 16 easier to insert, the upper cutouts are provided 13 short bends towards the interior of the structural body 12.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Abstandshalters liegen darin, daß trotz einfachster Bauweise -die Nachteile bekannter Abstandshalter, wie z. B. das Schwingen der Brennstoffstäbe oder ein ungleichmaßiges gegenseitiges Distanzieren vermieden werden. Hinzukommt ; daß aufgrund der Form der auf die Kreuzungspunkte aufzusteskenden Federelemente 7 es möglich wird, die Brennstoff stäbe einfach in den Abstandshalter hineinzuschieben, während bei anderen Lonstruktionen, wie beispielsweise der nach der deutschen Offenlegungsschrift 1 514 560 die Federelemente von hand zur Seits gedrückt werden müssen. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist, da2 sich Ungenauigkeiten in einer quadratischen Masche nicht über die Federelesente auf benachbarte quadratische Maschen übertragen können.The advantages of the spacer according to the invention are that despite the simplest construction -the disadvantages of known spacers such. B. that Swinging of the fuel rods or uneven mutual distancing be avoided. Come in addition ; that due to the shape of the on the crossing points Aufzuseskenden spring elements 7 it is possible to simply put the fuel rods in pushing the spacer in, while with other Lonstruktionen, such as according to the German Offenlegungsschrift 1 514 560, the spring elements by hand must be pressed to the side. Another important advantage is that inaccuracies in a square mesh are not spread over the spring element can be transferred to adjacent square meshes.
Gegenüber der Ausführung nach der französischen Patent -schrift 1 487 538 weist die erfindungsgemäne Konstruktion noch den Vorteil auf, daß die Federelemente keine horizontalen Abschnitte haben und-dadurch die Strömung des vorbeifließenden Küh@ittels behindern.Compared to the version according to the French patent specification 1 487 538, the construction according to the invention still has the advantage that the spring elements have no horizontal sections and -this allows the flow of the passing Hinder Küh @ ittels.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702011888 DE2011888C3 (en) | 1970-03-13 | Spacers for nuclear reactor fuel elements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702011888 DE2011888C3 (en) | 1970-03-13 | Spacers for nuclear reactor fuel elements |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2011888A1 true DE2011888A1 (en) | 1971-10-14 |
DE2011888B2 DE2011888B2 (en) | 1975-08-07 |
DE2011888C3 DE2011888C3 (en) | 1976-03-18 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2011888B2 (en) | 1975-08-07 |
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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 | ||
EGA | New person/name/address of the applicant | ||
EF | Willingness to grant licences | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |