DE4125084A1 - CORE REACTOR FUEL ELEMENT - Google Patents

CORE REACTOR FUEL ELEMENT

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Abstract

A repairable nuclear reactor fuel element with a securing tube (8), one end of which passes through a securing plate (5) of a fuel element head (3) and an outer projection (10) of which bears on the inside of the securing plate (5), has a guide tube (12) fitted with a thread (13) and is screwed to the securing tube (8) via its thread (13) on the outside of the securing plate (5); said guide tube (12) also passes with some clearance through a parallel plate (9) secured firmly and with a space on the outside of the securing plate (5) and a coupling tube (15) threaded (16) in the opposite direction to the thread (13) of and coaxial with the guide tube (12) is secured via the opposite thread (16) to the upper side of the parallel plate (9) and engages closely and removably with the guide tube (12) for the purposes of securing against rotation about the shared longitudinal axis.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kernreaktorbrennelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a nuclear reactor fuel element according to the Preamble of claim 1.

Ein derartiges Kernreaktorbrennelement ist bereits üblich. Bei diesem üblichen Kernreaktorbrennelement ist das Führungsrohr an der Außenseite der Halteplatte des Brennelementkopfes das Halterohr selbst. In dieses Halterohr wird in einem Druckwas­ serkernreaktor ein Steuerstab oder ein Meßinstrument in das Kernreaktorbrennelement eingefahren.Such a nuclear reactor fuel element is already common. At this usual nuclear reactor fuel element is the guide tube on the outside of the holding plate of the fuel assembly head Holding pipe itself. In this holding pipe is in a pressure was reactor reactor a control rod or a measuring instrument into that Nuclear reactor fuel element retracted.

Das Halterohr ist sowohl lose durch die Halteplatte des Brennelementkopfes als auch lose durch die Parallelplatte ge­ führt. Das zum Halterohr koaxiale Überwurfrohr ist mit einem Ende an der Halteplatte des Brennelementkopfes festgeschweißt und durchgreift ebenfalls lose die Parallelplatte. Über dieser Parallelplatte sind die Enden von Überwurfrohr und Halterohr miteinander fest verschweißt. Deshalb kann der Brennelement­ kopf nicht vom Halterohr entfernt werden, wenn zur Reparatur des Kernreaktorbrennelementes ein Brennstab ausgetauscht werden muß, sondern in diesem Fall ist das Kernreaktorbrenn­ element insgesamt der Entsorgung zuzuführen.The holding tube is both loose through the holding plate of the Fuel element head as well as loose through the parallel plate leads. The union tube coaxial to the holding tube is with a End welded to the mounting plate of the fuel assembly head and also loosely reaches through the parallel plate. About this The ends of the union tube and holding tube are parallel plates welded together. Therefore the fuel assembly head must not be removed from the holding tube when repairing a fuel rod of the nuclear reactor fuel element must be, but in this case the nuclear reactor is burning to be disposed of as a whole.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und das Kernreaktorbrennelement für Reparaturen zu ertüchtigen.The object of the invention is to remedy this create and the nuclear reactor fuel element for repairs too train.

Zur Lösung dieser Aufgabe hat ein Kernreaktorbrennelement der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teiles des Patentanspruchs 1. To solve this problem, a nuclear reactor fuel element has the initially mentioned type according to the invention the characteristics of the Drawing part of claim 1.  

Bei diesem Kernreaktorbrennelement kann zum Abnehmen des Brennelementkopfes die Verrastung zwischen dem die Oberseite der Paralleplatte überragenden Führungsrohr und dem Über­ wurfrohr gelöst werden. Die gegensinnigen Gewinde am Über­ wurfrohr und an der Parallelplatte einerseits und am Füh­ rungsrohr und am die Parallelplatte durchgreifenden Halterohr andererseits stellen eine Verdrehungssicherung dar, die wirk­ sam ist, wenn das die Parallelplatte überragende Führungs­ rohr und das Überwurfrohr miteinander verrastet sind.This nuclear reactor fuel element can be used to remove the The locking between which the top the parallel plate towering guide tube and the over throwing pipe be loosened. The opposite threads on the over throwing pipe and on the parallel plate on the one hand and on the pipe and on the holding tube reaching through the parallel plate on the other hand, they represent an anti-rotation device that works sam, if the guide projecting above the parallel plate tube and the union tube are locked together.

Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen des Kernreaktorbrennelements gerichtet.The subclaims relate to advantageous developments of the Nuclear reactor fuel element directed.

Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:The invention and its advantages are based on the drawing an embodiment explained in more detail:

Fig. 1 zeigt stark schematisiert und in Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Kernreaktorbrennelement. Fig. 1 shows highly schematically and in side view an inventive nuclear reactor fuel assembly.

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt das Kernreaktorbrennelement nach Fig. 1. FIG. 2 shows the nuclear reactor fuel element according to FIG. 1 in longitudinal section.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt von Führungsrohr und Über­ wurfrohr des Kernreaktorbrennelements nach den Fig. 1 und 2. Fig. 3 shows a cross section of the guide tube and throw tube of the nuclear reactor fuel element according to FIGS . 1 and 2.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt zu Fig. 3. FIG. 4 shows a longitudinal section to FIG. 3.

Das Kernreaktorbrennelement nach Fig. 1 ist für einen Druck­ wasserkernreaktor bestimmt und hat einen Brennelementfuß 2 und einen Brennelementkopf 3, die Abstand voneinander haben. Der Brennelementfuß 2 hat eine Halteplatte 4 und der Brennelement­ kopf 3 eine Halteplatte 5. Die Halteplatten 4 und 5 sind zueinander parallel. Zwischen ihren inneren Seiten befinden sich mit Brennstoff gefüllte Brennstäbe, von denen ein Brennstab 6 dargestellt ist. Dieser Brennstab 6 ist parallel zur Längsachse 7 des Kernreaktorbrennelements. Seine Stab­ enden haben jeweils Abstand von der Halteplatte 4 bzw. 5. The nuclear reactor fuel element according to FIG. 1 is intended for a pressurized water nuclear reactor and has a fuel element base 2 and a fuel element head 3 which are spaced apart. The fuel assembly 2 has a holding plate 4 and the fuel assembly head 3 has a holding plate 5 . The holding plates 4 and 5 are parallel to each other. Fuel rods filled with fuel are located between their inner sides, of which a fuel rod 6 is shown. This fuel rod 6 is parallel to the longitudinal axis 7 of the nuclear reactor fuel element. Its rod ends are at a distance from the holding plate 4 or 5 .

Ein zur Längsachse 7 ebenfalls paralleles Halterohr 8 hat eine Längsachse, die die Halteplatte 4 des Brennelementfußes 2 und die Halteplatte 5 des Brennelementkopfes 3 rechtwinklig durchdringt. An einem Ende ist dieses Halterohr 8 am Brenn­ elementfuß 2 und mit dem anderen Ende am Brennelementkopf 3 gehaltert.A holding tube 8 , which is also parallel to the longitudinal axis 7, has a longitudinal axis which penetrates the holding plate 4 of the fuel element base 2 and the holding plate 5 of the fuel element head 3 at right angles. At one end, this holding tube 8 is held on the fuel element base 2 and with the other end on the fuel element head 3 .

Zwischen den Innenseiten der Halteplatten 4 und 5 befinden sich in Querschnittsebenen des Kernreaktorbrennelements in Richtung der Längsachse 7 des Kernreaktorbrennelements gesehen mit Abstand voneinander gitterförmige Abstandhalter 29, die in Fig. 1 schematisch dargestellt sind. Das Halterohr 8 ist durch jeweils eine Masche der gitterförmigen Abstandhalter 29 geführt, und diese gitterförmigen Abstandhalter 29 sind an dem Halterohr 8 formschlüssig gehaltert. Der Brennstab 6 ist hin­ gegen durch eine ebenfalls nicht erkennbare andere Masche der gitterförmigen Abstandhalter 29 geführt und jeweils in dieser Masche mit Hilfe einer radial wirkenden Feder, die sich in der Masche an einer Maschenwand befindet und dem Brennstab 6 gegen zwei ebenfalls in der Masche an zwei anderen Maschenwänden befindliche starre Noppen preßt, kraftschlüssig gehaltert.Between the inner sides of the holding plates 4 and 5 there are grid-shaped spacers 29 in cross-sectional planes of the nuclear reactor fuel element in the direction of the longitudinal axis 7 of the nuclear reactor fuel element, which are shown schematically in FIG. 1. The holding tube 8 is guided through a mesh of the grid-shaped spacers 29 , and these grid-shaped spacers 29 are positively held on the holding tube 8 . The fuel rod 6 is guided against by a likewise not recognizable other mesh of the grid-shaped spacers 29 and in each mesh in this mesh with the aid of a radially acting spring which is located in the mesh on a mesh wall and the fuel rod 6 against two also in the mesh rigid knobs located on two other mesh walls, held in a force-fitting manner.

Wie Fig. 2 zeigt, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugs­ zeichen wie in Fig. 1 versehen sind, ist das Halterohr 8 an einem Ende, an dem es eine Öffnung mit nur geringem Quer­ schnitt aufweist, an der Halteplatte 4 des Brennelement­ fußes 2 festgeschraubt.As shown in Fig. 2, in the same parts with the same reference numerals as in Fig. 1 are provided, the holding tube 8 is at one end, at which it has an opening with only a small cross section, on the holding plate 4 of the fuel element foot. 2 screwed tight.

Der Brennelementkopf 3 weist nicht nur die Halteplatte 5 auf, sondern über der Außenseite der Brennelementplatte 5 mit Ab­ stand von der Brennelementplatte 5 eine Parallelplatte 9. Diese Paralleplatte 9 ist mit Streben 10 starr an der Halte­ platte 5 befestigt.The fuel element head 3 has not only the support plate 5, but on the outside of the fuel plate 5 from standing by the fuel plate 5 a parallel plate. 9 This parallel plate 9 is rigidly attached to the holding plate 5 with struts 10 .

Mit dem anderen, offenen Ende durchgreift das Halterohr 8 die Halteplatte 5. An diesem Ende hat das Halterohr 8 einen Außen­ flansch 10, der an der Innenseite der Halteplatte 5 anliegt. Ferner hat das Halterohr 8 über der Außenseite der Halte­ platte 5 ein Außengewinde 11, auf das ein koaxiales an bei­ den Enden offenes Führungsrohr 12 mit einem Innengewinde 13 aufgeschraubt ist. Dadurch ist das Halterohr 8 an der Halte­ platte 5 festgeschraubt.With the other, open end, the holding tube 8 passes through the holding plate 5 . At this end, the holding tube 8 has an outer flange 10 which bears against the inside of the holding plate 5 . Furthermore, the holding tube 8 over the outside of the holding plate 5 has an external thread 11 , onto which a coaxial at the ends open guide tube 12 is screwed with an internal thread 13 . As a result, the holding tube 8 is screwed onto the holding plate 5 .

Das Führungsrohr 12 durchgreift lose die Parallelplatte 9 und eine Stützplatte 14, die mit Abstand von der Parallelplatte 9 über der von der Halteplatte 5 abgewandten Oberseite der Parallelplatte 9 angeordnet ist.The guide tube 12 loosely passes through the parallel plate 9 and a support plate 14 which is arranged at a distance from the parallel plate 9 above the upper side of the parallel plate 9 facing away from the holding plate 5 .

Ein zum Führungsrohr 12 koaxiales, an beiden Enden offenes Überwurfrohr 15 weist an einem Ende ein Außengewinde 16 auf, mit dem es mit einem Gegengewinde 17 innerhalb einer Durch­ führung in der Parallelplatte 9 verschraubt ist, durch die das Führungsrohr 12 geführt ist. Das Innengewinde 13 am Führungs­ rohr 12 und das Außengewinde 11 als Gegengewinde am Halte­ rohr 6 einerseits sowie das Außengewinde 16 am Überwurfrohr 15 und das Gegengewinde 17 an der Parallelplatte 9 andererseits sind gegensinnig.A to the guide tube 12 coaxial, open at both ends union tube 15 has at one end an external thread 16 with which it is screwed to a counter thread 17 within a passage in the parallel plate 9 through which the guide tube 12 is guided. The internal thread 13 on the guide tube 12 and the external thread 11 as a counter thread on the holding tube 6 on the one hand and the external thread 16 on the union tube 15 and the counter thread 17 on the parallel plate 9 on the other hand are in opposite directions.

Das Überwurfrohr 15 mit dem in ihm befindlichen Führungsrohr 12 durchgreift lose die Stützplatte 14, an der sich eine das Überwurfrohr 15 umschließende Schraubenfeder 18 mit einem Ende abstützt. Das andere Ende dieser Schraubenfeder 18 stützt sich auf der Oberseite der Parallelplatte 9 ab. Ferner ist an der Oberseite der Parallelplatte 9 ein Zuganker 19 festgeschraubt, der die Stützplatte 15 lose durchgreift und an der der Parallelplatte 9 abgewandten Oberseite der Stützplatte 14 einen Anschlagkopf 20 für die Stützplatte 14 aufweist. Auf diese Weise ist die Halteplatte 5 mit der Parallelplatte 9 des Brennelementkopfes 3 auf die Stützplatte 14 zu gegen die Federwirkung der eine Druckfeder darstellenden Schraubenfeder 18 verschiebbar, so daß an dieser Stützplatte 14 eine Halte­ struktur im Reaktorkern eines Druckwasserkernreaktors an­ greifen kann, in der das Kernreaktorbrennelement an dem Brennelementfuß 2 und an dem Brennelementkopf 3 gehaltert ist.The union tube 15 with the guide tube 12 located therein loosely engages through the support plate 14 , on which a helical spring 18 surrounding the union tube 15 is supported at one end. The other end of this coil spring 18 is supported on the top of the parallel plate 9 . Further, 9 is a tie rod 19 is bolted to the top of the parallel plate, which engages through the support plate 15 loosely and having for the support plate 14 of parallel plate 9 top of the support plate 14 facing away from a stop head twentieth In this way, the holding plate 5 with the parallel plate 9 of the fuel assembly 3 on the support plate 14 against the spring action of a compression spring representing coil spring 18 is displaceable, so that on this support plate 14, a holding structure in the core of a pressurized water core reactor can engage, in which Nuclear reactor fuel element is held on the fuel assembly base 2 and on the fuel assembly head 3 .

Wie Fig. 3 und 4 zeigen, hat das Überwurfrohr 15 am Ende über der Oberseite der Parallelplatte 9 sich in Längsrichtung des Überwurfrohres 15 erstreckende Fenster 21, in denen sich jeweils eine in Axialrichtung des Überwurfrohres 15 er­ streckende Blattfeder 22 befindet, die außen am Überwurfrohr 15 an ihren beiden Enden beispielsweise festgenietet ist. Diese Blattfeder 22 durchgreift das Fenster 21 radial nach innen und greift dort in einen am Ende des Führungsrohres 12 über der Parallelplatte 9 offenen Längsschlitz 23, so daß das Überwurfrohr 15 und das Leitrohr 12 miteinander verdrehungs­ sicher verrastet sind.As shown in Fig. 3 and 4 show, has the coupling pipe 15 at the end on the upper side of the parallel plate 9 extending in the longitudinal direction of the coupling pipe 15. Window 21, in each of which a it is in the axial direction of the coupling tube 15 stretching the leaf spring 22, the outside of the coupling tube 15 is riveted at both ends, for example. This leaf spring 22 passes through the window 21 radially inwardly and engages there into a at the end of the guide tube 12 open via the parallel plate 9 longitudinal slot 23, so that the coupling pipe 15 and the guide tube 12 are twist locked securely together.

Ein Schraubenschlüssel, der in die Längsschlitze 23 am Füh­ rungsrohr 12 greift, kann in dieses Führungsrohr 12 einge­ steckt werden. Dieser Schraubenschlüssel drängt die jeweilige Blattfeder 22 radial durch das Fenster 21 nach außen und hebt so die Verrastung des Überwurfrohres 15 mit dem Leitrohr 12 auf. Das Leitrohr 12 kann dann ungehindert vom Halterohr 8 abgeschraubt und der Brennelementkopf 3 von diesem Halterohr 8 abgehoben werden.A wrench, which engages in the longitudinal slots 23 on the guide tube 12 , can be inserted into this guide tube 12 . This wrench urges the respective leaf spring 22 radially outward through the window 21 and thus releases the locking of the union tube 15 with the guide tube 12 . The guide tube 12 can then be unscrewed from the holding tube 8 unhindered and the fuel assembly head 3 can be lifted off this holding tube 8 .

Claims (4)

1. Kernreaktorbrennelement mit einem eine Halteplatte auf­ weisenden Brennelementkopf und einem ebenfalls eine Halte­ platte aufweisenden Brennelementfuß sowie mit mit Kernbrenn­ stoff gefüllten Brennstäben, die sich zwischen den Innen­ seiten der beiden Halteplatten befinden, und mit folgenden weiteren Merkmalen:
  • a) eine Parallelplatte (9) ist über der Außenseite der Halte­ platte (5) des Brennelementkopfes (3) starr und mit Ab­ stand an der Halteplatte (5) befestigt,
  • b) ein Halterohr (8), dessen Längsachse beide Halteplatten (4; 5) rechtwinklig durchdringt, ist mit einem Ende an der Halteplatte (4) des Brennelementfußes (2) befestigt und mit dem anderen Ende durch die Halteplatte (5) des Brenn­ elementkopfes (3) geführt,
  • c) ein an der Außenseite der Halteplatte (5) des Brenn­ elementkopfes (3) befindliches Führungsrohr (12) ist am die Halteplatte (5) durchgreifenden Halterohr (8) ange­ bracht und durchgreift lose die Parallelplatte (9)
  • d) dem Führungsrohr (12) ist ein koaxiales Überwurfrohr (15) zugeordnet, das auf der der Außenseite der Halteplatte (5) des Brennelementkopfes (3) abgewandten Oberseite der Parallelplatte (9) mit dem Führungsrohr (12) verbunden ist und das das Führungsrohr (12) am Brennelementkopf (3) haltert,
1. Nuclear reactor fuel element with a holding plate pointing to the fuel element head and a fuel element base also having a holding plate and with fuel rods filled with nuclear fuel, which are located between the inner sides of the two holding plates, and with the following further features:
  • a) a parallel plate ( 9 ) is rigid over the outside of the holding plate ( 5 ) of the fuel assembly head ( 3 ) and from stood on the holding plate ( 5 ),
  • b) a holding tube ( 8 ), the longitudinal axis of which penetrates both holding plates ( 4 ; 5 ) at right angles, is attached at one end to the holding plate ( 4 ) of the fuel element base ( 2 ) and with the other end through the holding plate ( 5 ) of the fuel element head ( 3 ) led,
  • c) on the outside of the holding plate ( 5 ) of the fuel element head ( 3 ) located guide tube ( 12 ) is on the holding plate ( 5 ) penetrating holding tube ( 8 ) and loosely engages through the parallel plate ( 9 )
  • d) the guide tube (12) is a coaxial union pipe (15) associated with the outside of the holding plate (5) of the fuel element head (3) upper side of the parallel plate (9) facing away connected to the guide tube (12) on the one and the guide tube ( 12 ) on the fuel assembly head ( 3 ),
dadurch gekennzeichnet, daß das Halterohr (8) einen an der Innenseite der Halteplatte (5) des Brennelementkopfes (3) anliegenden Außenvorsprung (10) auf­ weist,
daß das Führungsrohr (12) mit einem Gewinde (13) versehen und an einem Gegengewinde (11) am Halterohr (8) festgeschraubt ist,
daß das Überwurfrohr (15) mit einem Gewinde (16) versehen und an einem an der Paralleplatte (9) befindlichen Gegengewinde (17) festgeschraubt ist,
daß das Gewinde (16) am Überwurfrohr (15) und das Gegenge­ winde (17) an der Parallelplatte (9) gegensinnig zum Gewinde (13) am Führungsrohr (12) und zum Gegengewinde (11) am die Parallelplatte (9) durchgreifenden Halterohr (8) gerichtet sind und
daß das Führungsrohr (12) und das Überwurfrohr (15) zur Sicherung gegen Verdrehung um die gemeinsame Längsachse lösbar und formschlüssig miteinander verrastet sind. characterized in that the holding tube ( 8 ) has an outer projection ( 10 ) resting on the inside of the holding plate ( 5 ) of the fuel assembly head ( 3 ),
that the guide tube ( 12 ) is provided with a thread ( 13 ) and is screwed onto a counter thread ( 11 ) on the holding tube ( 8 ),
that the union tube ( 15 ) is provided with a thread ( 16 ) and screwed onto a counter thread ( 17 ) located on the parallel plate ( 9 ),
that the thread ( 16 ) on the union tube ( 15 ) and the mating thread ( 17 ) on the parallel plate ( 9 ) in the opposite direction to the thread ( 13 ) on the guide tube ( 12 ) and the mating thread ( 11 ) on the parallel tube ( 9 ) through the holding tube ( 8 ) are directed and
that the guide tube ( 12 ) and the union tube ( 15 ) are releasably and positively locked together to secure against rotation about the common longitudinal axis. 2. Kernreaktorbrennelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen­ vorsprung (10) am Halterohr ein Außenflansch ist.2. Nuclear reactor fuel element according to claim 1, characterized in that the outer projection ( 10 ) on the holding tube is an outer flange. 3. Kernreaktorbrennelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Über­ wurfrohr (15) und das Führungsrohr (12) mit einer am Überwurf­ rohr (15) angebrachten, sich in Axialrichtung erstreckenden Blattfeder (22) verrastet ist, die radial durch ein Fenster (21) im Überwurfrohr (15) hindurch in einen vom Ende über der Oberseite der Parallelplatte (9) ausgehenden Längsschlitz (23) im Leitrohr (12) greift.3. Nuclear reactor fuel element according to claim 1, characterized in that the throw tube ( 15 ) and the guide tube ( 12 ) with a on the union tube ( 15 ) attached, extending in the axial direction leaf spring ( 22 ) is locked radially through a window ( 21 ) in the coupling tube ( 15 ) engages in a longitudinal slot ( 23 ) in the guide tube ( 12 ) extending from the end over the top of the parallel plate ( 9 ).
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