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re Gitteranordnung (2) in einer druckkraftübertragenden Verbindung
mit den Drosselorganen (7, 7', 14) angeordnet ist.
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6. Brennstabbündel 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 das Drosselorgan mehrere axial nach oben gerichtete Schenkel (17)
enthält, die in druckkraftübertragender Verbindung mit der unteren Gitteranordnung
(2) angeordnet sind.
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7. Brennstabbündel nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e
i c h n e t, daß mindestens zwei der Schenkel (17) einen radial nach außen gerichteten
Vorsprung (17') haben, während der obere, im wesentlichen quadratische Abschnitt
des übergangsstückes mit entsprechenden nach unten gerichteten Oberflächenabschnitten
(17kl) ausgeführt ist, an welche die radial nach außen gerichteten Vorsprünge (17')
mit nach oben gerichteten Flächen anliegen.
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8. Brennstabbündel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d
u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Drosselorgane (22, 28, 40) in dem Einlaufteil
angeordnet sind.
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9. Brennstabbündel nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e
i c h n e t, daß das EinlauSteil innen mindestens eine horizontale Stützfläche hat
und daß das Drosselorgan ebene an der/den genannten Stützfläche(n) anliegende Drosselscheibe
(22, 40) enthält.
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10. Brennstabbündel nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z
e i c h n e t, daß das Einlaufteil eine kreiszylindrische, mit Gewinde versehene
Innenfläche hat und daß das Drosselorgan (28) mit einem entsprechenden, mit Gewinde
versehenen Abschnitt (29) versehen ist, der in das Einlaufteil einschraubbar ist
Brennstabbündel
Die Erfindung betrifft ein Brennstabbündel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1.
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Das am unteren Ende des Brennstabbündels vorhandene Einlaufteil dient
dazu, in eine zugeordnete Öffnung in einer Aufstellplatte angeordnet zu werden,
die mehrere Brennstabbündel trägt. Die Öffnungen in der Aufstellplatte und damit
die Brennstabbündel sind hydraulisch jeweils an eine Wasserpassage für die Zufuhr
von Kühlwasser zum Brennstabbündel angeschlossen. Es ist bekannt, diese Wasserpassagen
jeweils mit einem Drosselorgan zu versehen1 um unter anderem die Wasserverteilung
im Reaktorkern optimal einstellen zu können, indem man die durch ein Brennstabbündel
strömende Wassermenge unterschiedlich auf die einzelnen Gruppen von Brennstabbündeln
verteilt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brennstabbündel der
eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem die Möglichkeit besteht, insbesondere
im Zusammenhang mit einer Brennstofferneuerung, den durch das Brennstabbündel strömenden
Reaktorkühlmittelfluß leicht zu justieren. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Brennstabbündel
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß die
im kennzeichnenden Teil.des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
genannt.
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Die durch die Erfindung gewonnene- Justiermöglichkeit ist von großer
Bedeutung, wenn mehrere Brennstabbündel, die im unjustierten Zustand untereinander
unterschiedliche hydraulische Gesamtwiderstände aufweisen'in demselben Reaktorkern
verwendet werden sollen. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn ein Viertel der Gesamtzahl
der Brennstabbündel im Kern gegen Brennstabbündel mit einem geringeren hydraulischen
Widerstand ausgetauscht werden sollen. Es kann dann beim Einsetzen der neuen Brennstabbündel
für jedes Brennstabbündel ein solches Drosselorgan gewählt werden, daß sich eine
optimale oder nahezu optimale Verteilung des gesamten Reaktorkühlwasserflusses auf
die einzelnen Brennstabbündel einstellt, ohne daß es eines -Eingriffes in die unterhalb
der Brennstabbündel befindlichen Reaktorteile bedarf.
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Anhand der in den Figurengezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung
näher erläutert werden. Es zeigen Figur 1 eine erste Ausführungsform eines Brennstabbündels
gemäß der Erfindung im partiellen Vertikalschnitt längs der Linie 1 - I in Figur
2, Figur 2 einen Horizontalschnitt längs der Linie II - II in Figur 1, wobei in
Figur 1 und 2 die linke Hälfte eine erste Alternative und die rechte Hälfte eine
zweite Alternative dieser Ausführungsform gemäß der Erfindung beeinhalten, Figur
3 eine zweite Ausführungsform eines Brennstabbündel gemäß der Erfindung im partiellen
Vertikalschnitt längs der Linie III - IDI in Figur 4, Figur 4 einen Horizontalschnitt
längs der Linie IV - IV in Figur 3, Figur 5 in Draufsicht ein Drosselorgan'für die
in den Figuren 3 und 4 gezeigten Brennstabbündel, Figur 6 eine.n.Vertikalschnitt
längs der Linie VI - VI in Figur 5,
Figur 7 eine dritte Ausführungsform
eines Brennstabbündels gemäß der Erfindung in einem partiellen Vertikalschnitt längs
der Linie VII - VII in Figur 8, Figur 8 einen Horizontalschnitt längs der Linie
VIII - VIII in Figur 7, Figur 9 eine vierte Ausführungsform eines Brennstabbündels.
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gemäß der Erfindung in einem partiellen Vertikalschnitt durch die
vertikale Mittellinie des Brennstabbündels, Figur 10 eine fünfte Ausführungsform
eines Brennstabbündels gemäß der Erfindung in einem partiellen Vertikalschnitt längs
der Linie X - X in Figur 11, Figur 11 einen Horizontalschnitt längs der Linie XI
- XI in Figur 10.
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In den Figuren sind die Brennstoffkanalvorrichtungen der Brennstabbündel
mit 1 bezeichnet. Jedes Brennstabbündel hat vierundsechzig Brennstäbe 3, die von
der Brennstoffkanalvorrichtung 1 des Brennstabbündels umhüllt sind und von einer
unteren Gitterkonstruktion 2 getragen werden. Die Git.terkonstruktion 2 enthält
mehrerer Schenkel 2', mittels welcher die Gitteranordnung 2 von einem übergangsstück
getragen wird, das auf einer Brennstabbündel-Aufstellplatte montiert ist. Bei allen
dargestellten Ausführungsformen hat das obere Ende des Übergangsstückes einen im
wesentlichen quadratischen Querschnitt, während das untere Ende des übergangsstückes
als kreiszylindrisches Einlaufteil für das dem Brennstabbündel zugeführte Reaktorkühlmittel
ausgebildet ist.
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Bei den in den Figuren 1 und 2 gezeigten alternativen Ausführungsformen
ist der obere Teil des Übergangsstückes 4 mit vier verhältnismäßig dickwandigen
Ecken versehen, in welchen nach oben gerichtete, horizontale Trageflächen 5 bzw.
alternativ 6 für eine in einer Horizontalebene angeordnete Drosselscheibe 7 bzw.
alternativ 7' angeordnet sind. Die Drosselscheibe 7 bzw. alternativ 7' ist als quadratische
Metallplatte mit abgefasten Ecken ausgebildet und hat mindestens acht, vorzugsweise
jedoch mehr (beispielsweise sechzehn)
durchgehende Löcher 8. Die
Drosselscheibe 7 ruht auf den Trageflächen 5 mittels vier an der Drosselscheibe
befestigter Blattfedern 11, während die Drosselscheibe 7' in direktem mechanischem
Kontakt mit den Trageflächen 6 angeordnet ist.
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Bei beiden Alternativen wird die Drosselscheibe durch horizontale,
auf die Drosselscheibe gerichtete Stützflächen 12 an den Schenkeln 2' daran gehindert,
sich in nennenswerter Weise vertikal nach oben zu bewegen.
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Das Übergangsstück 4 hat ein Einlaufteil 9, das inwendig und auswendig
mit einer kreiszylindrischen Fläche ausgeführt ist, und das, ebenso wie die Einlaufteile
der übrigen in den Figuren gezeigten Ausführungsformen, mit einem Drosselorgan versehen
ist, die aus drei gleichmäßig verteilten von dem Einlaufteil 9 ausgehenden Armen
10 besteht, die in einem zentralen Punkt miteinander verbunden sind.
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Das übergangsstück 4 hat, ebenso wie die übrigen in den Figuren gezeigten
Übergangsstücke, mindestens ein Loch 16 für "by-pass"-Wasser.
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Bei dem in den Figuren 3 bis 6 gezeigten Brennstabbündel sind vier
nach oben gerichtete horizontale Trageflächen 13 für eine quadratische Drosselscheibe
14 in der unteren Hälfte eines mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt ausgeführten
Abschnittes eines übergangsstückes 15 vorhanden, und zwar in der Mitte der vier
Quadratseten. Die Drosselscheibe 14 hat vier vertikal'nach oben gerichtete Schenkel
17, die an je einer der vier Quadratseiten der Drosselscheibe festgeschweißt sind.
Die Drosselscheibe 14 ruht auf den Trageflächen 13 mittels vier an je einer Tragefläche
13 anliegender und an der Drosselscheibe 14 befestigter Blattfeder 18. Jeder Schenkel
17 hat einen radialen Vorsprung 17'> der in eine ihm zugeordnete horizontale
Nut 17 eingreift, welche in die innere Wandfläche des übergangsstückes 15 eingelassen
ist. Jeder der Schenkel 17 hat eine horizontale Endfläche 19. Dadurch, daß jede
Endfläche 19 an eine nach unten gerichtete horizontale Fläche eines zugeordneten
Schenkelpaares 2' anliegt, das zu
der unteren Gitteranordnung 2
gehört, wird die Drosselscheibe 14 in ihrer Lage festgehalten. Dadurch, daß die
Drosselscheibe 14 an dem Ubergangsstück.15 durch die Vorsprünge 17' und die Nuten
17" befestigt ist, wirkt nicht nur das Gewicht der unteren Gitterplatte und der
Brennstäbe, sondern auch das Gewicht des übergangsstückes 15 und der Brennstoffkanalvorrichtung
1 einer Bewegung der Drosselscheibe 14 nach oben entgegen.
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Die Entfernung der Drosselscheibe 14 geschieht dadurch, daß die Schenkel
17 soweit elastisch nach innen gebogen werden, daß die Vorsprünge 17' aus- den Nuten
17" herauskommen, so daß die Drosselscheibe 14 vertikal nach oben bewegt werden
kann.
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Die Drosselscheibe 14 ist mit einer größeren Anzahl, vorzugsweise
mindestens acht, Durchlaßlöchern 20 für einen den Brennstäben zugeführten Wasserfluß
versehen.
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Dadurch, daß der Abstand zwischen der Drosselscheibe 14 und der unteren
Gitteranordnung 2 verhältnismäßig groß ist, kann sich das durch die Löcher 20 strömende
Wasser gleichmäßig über den Querschnitt des übergangsstückes verteilen, bevor es
die untere Gitteranordnung passiert. Das Einlaufteil des übergangsstückes ist mit
9' bezeichnet.
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Das in den Figuren 7 und 8 gezeigte Brennstabbündel hat ein übergangsstück
25, dessen unterer Teil mit einer kreisringförmigen Drosselscheibe 22 versehen ist.
Die Drcsselscheibe 22 ist von dem Einlaufteil des Übergangsstückes umschlossen und
ruht auf einem kreisringförmigen Flansch 23, der in dem Einlaufteil angeordnet ist.
Die Bewegbarkeit der Drosselscheibe 22 nach oben wird durch einen in einer Horizontalebene
liegenden Sicherungsring 24 verhindert, der in einer an der Innenwand des übergangsstückes
angeordneten ringförmigen Nut angeordnet ist.
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Bei der in Figur 9 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist ein
übergangsstück 26 vorhanden, das mit einem integrierten
zylindrischen
Einlaufteil 27 ausgeführt ist, das mit Innenge winde versehen ist und in das ein
Drosselorgan 28 eingeschraubt ist. Das Drosselorgan besteht aus einem mit Außengewinde
versehenen kreiszylindrischem Teil mit einem äußeren Flansch 30 am unteren Ende
und einer inneren kreisförmigen Drosselscheibe 31 nahe dem oberen Ende, die ein
integrierter Bestandteil des Drosselorgans 28 ist und ein zentrales kreisförmiges
Loch 32 hat.
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Ein mit drei Steuerarmen 33 versehenes Steuerorgan ist an dem Drosselorgan
28 befestigt. Die oberen Enden der Steuerarme 33 sind an der nach unten gerichteten
Fläche des Flansches festgeschweißtrund zwar in gleichmäßiger Verteilung über den
Um-0 fang (120 ). Die unteren Enden der Steuerarme 33 sind in einem zentralen Punkt
unter dem Flansch 30 miteinander verbunden.
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Die nach oben gerichtete Endfläche des kreiszylindrischen Teils 29
wird .zumindest teilweise von der Fläche 34 einer im übergangsstück 26 ausgeformten
ringförmigen Schulter überlappt.
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Bei der in den Figuren 10 und 11 gezeigten Ausführungsform ist das
üb.ergangsstück des Brennstabbündels mit 35 bezeichnet.
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Das übergangsstück 35 hat ein Einlaufteil 36 mit einer inneren kreiszylindrischen
Fläche 37. An der Fläche 37 sind zwei kleinere Distanzstücke 38 und ein größeres
Distanzstück 39 festgeschweißt. Die Distanzstücke 38 und 39 haben nach unten gerichtete
Anlageflächen, die an der Oberseite einer Drosselscheibe 40 anliegen. Die Drosselscheibe
40 ist in-der gezeigten Lage mit Hilfe eines durchgehenden Bolzens 41 fixiert, der
in einem mit Gewinde versehenen Loch im Distanzstück 39 festgeschraubt ist. Die
Drosselscheibe 40 hat ein größeres Loch 42, vier kleinere Löcher 43 sowie einen
Schlitz 44 zum Durchtritt für das dem Brennstabbündel zugeführte Reaktorkühlmittel.
Der Schlitz 44 ist breiter als die periphere Länge der Seite mindestens eines der
Arme 10 in der Nähe der Endfläche des übergangsstückes 35, während die radiale Länge
des ^,schlitzes 44 mindestens 40 % des Radius der Drosselscheibe 40
beträgt.
Beim Montieren wird die Drosselscheibe 40 in eine solche Winkellage gebracht, daß
der Schlitz 44 einen der Arme 10 umschließt, wonach die Drosselscheibe um diesen
Arm gedreht wird.
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Ein Brennstabbündel nach der Erfindung kann aus vier Teilbündeln bestehen,
wobei die Teilbündel jeweils in einem entsprechenden Teilbrennstoffkanal angeordnet
sind. Dieser kann aus einem besonderen Rohr bestehen, oder er kann als ein durch
Innenwände abgeteiltes Viertel der genannten Brennstoffkanalvorrichtung ausgeführt
sein.
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