DE6803282U - Abstandshalter fuer brennelemente mit einer vielzahl von brennstoffstaeben. - Google Patents

Description

NUKEM

Nuklear-Chemie und -Metallurgie Gesellschaft m.b.n.

WoIfgang b. Hanau

Abstandshalter für Brennelemente mit einer Vielzahl von Brennstoff stäben.

Brennelemente von wassergekühlten. Reaktoren bestehen meist aus einer Vielzahl von Brennstoffstäben, die zu einem Bündel zusammengefaßt und an den Stirnseiten fixiert sind. Aus der Tatsache, daß die relativ langen Stäbe im Betrieb zum Durchbiegen und zu Schwingungen neigen, ergibt sich die Forderung, mehrere Abstandshalterungen über die Länge des Bündels verteilt anzubringen.

Von Abstandshaltern wird verlangt, daß sie einerseits die Brennstoffstäbe in ihrer gegenseitigen Lage fixieren, andererseits deren axiale Verschiebung infolge unterschiedlicher Wärmedehnung zulassen. Weiter ist von Bedeutung, daß die Abstandshalter im strömenden Kühlmittel nur einen geringer ~juckverlust hervorrufen, einen geringen Einfangquerschnitt für thermische Neutronen aufweisen sowie einen einfachen Zusammenbau des Brennelementes ermöglichen.

Es ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung, für Brennelemente mit quadratisch angeordneten Brennstoffstäben einen Abstandshalter zu schaffen, der die vorgenannten Anforderungen weitgehend erfüllt.

Ausgehend von dem an sich bekannten Prinzip, die Brennstoffstäbe in einem Stegraster durch ein System von festen Anlagepunkten und Federn auf Abstand zu halten, wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die festen Anlagepunkte als Beulen aus den Stegblechen ausgeprägt sind, während die Federn als in sich geschlossene, zweiseitig wirkende Biegefedern ausgebildet und in den Kerben zweier ubereinanderliegender Stege eingehängt sind.

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In einer Variante des Abstandshalters werden die festen Anlagepunkte für die Brennstoffstäbe als schmale trapezförmige Streifen ausgestanzt. Ein erfindungsgemäßes Merkmal der Federn sind Ausbeulungen in der Mitte der beiden Schenkel. Sie stellen bei Überlastung einen Schutz vor plastische^Deformation der Feder dar.

Die Abbildungen zeigen die Ausführungsformen des Abstandshalters am Beispiel eines Bündels von 6x6 Stäben. Es zeigt:

Fig. 1 Einen erfindungsgemäßen Abstandshalter in der Aufsicht

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A durch den AH nach Fig. 1

Fig. 3 ausschnittsweise einen Schnitt entlang der Linie B-B des AH nach Fig. 1

Fig. 4 eine Feder im Einbauzustand

Fig. 5 eine Feder nach Fig. 4 bei Überlastung

Fig. 6 ausschnitteweise einen Schnitt entlang C - G in Fig. 1

Fig. 7 eine Variante des erfindungsgemäßen AH in der Aufsicht

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie A-A durch den AH nach Fig. 7

Fig. 9 ausschnittsweise eiuen Schnitt entlang der Linie B-B des AH nach Fig. 7.

Gemäß den Fig. 1-6 besteht die erste Ausführungsform aus Stegblechen 1,2 RaLmenblechen 3 und Federn 4. Aus den Stegblechen 1 sind Beulen 5 ausgeprägt, die als Anlagepunkte für die Brennstoffstäbe 6 dienen. Die Federn 4· sind in Einkerbungen 13 der schmalen Stegbleche 2 eingehängt. Die Stegbleche 1,2 sind mit den Rahmen'blecnen 3 verschweißt, die vier Rahmenbleche miteinander ebenfalls durch Schweißen verbunden. Die Kreuzungsstellen der

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_ 3-Stege werden gelötet oder stirnseitig verschweißt.

Die Beulen 5 liegen in Ebenen oberhalb und unterhalb der Berührungspunkte der Feder. Die jeweils einer Feder gegenüberliegenden beiden Beulen sind außerdem gegenüber der Brennstoffstabachse leicht versetzt angeordnet. Jeder Brennstoffstab 6 wird von zwei um 90° versetzt angeordneten Federn gegen die jeweils gegenüberliegenden Beulen gedrückt. Die Stegtleche 1,2 weisen Einschnitte 7 zur Aufnahme der kreuzenden Stege und Nasen 8 zum Einstecken in das Rahmenblech auf. Zur Gewichtsersparnis sind öffnungen 9 ausgestanzt.

Die Federn 4 sind gemäß Fig. 4 als zv:eiseitig wirkende Biegefedern ausgebildet» Die Herstellung erfolgt durch Prägen aus Rohrabschnitten. Ein besonderes Merkmal stellen die Ausprägungen 10 dar. Diese sind so dimensioniert, daß sich entsprechend Fig. 5 bei einer Überlastung die beiden Schenkel der Federn aufeinander abstützen und dadurch eine plastische Deformation verhindern. Eine Überlastung der Feder'kann beispielsweise infolge unsachgemäßer Handhabung der Brennelemente eintreten. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, sind die Federn 4- in die Einkerbungen 15 von schmalen Stegen 2 eingehängt.

In einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abstandshalters sind die festen Anlagepunkte für die Brennstoffstäbe gem. Fig. 7 und 9 als schmale trapezförmige Streifen 11 ausgebildet, während der übrige Aufbau des AH identisch mit der Grundausführung ist. Die trapezförmigen Streifen 11 sind wechselseitig aus dem Stegblech 12 ausgestanzt und liegen in Ebenen oberhalb und unterhalb des Kraftangriffspunktes der Federn. Jeder Feder 4- liegen wieder 2 feste Anlagepunkte 11 gegenüber.

Als Werkstoff kommen bei beiden Varianten rostfreier Sta>l, Legierungen vom Typ Inconel oder Zircaloy für die Steg- und Rahmenkonstruktion in Frage. Die Federn werden vorzugsweise aus einer aushärtbaren Ni-Cr-Legierung gefertigt.

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Claims (2)

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Abstandshalter flir Brennelemente mit Brennstoff stäben

in quadratischer Anordnung, bestehend aus einem System von starren Anlagepunkten und Federn, die die Brennstoffstäbe gegen diese Anlagepunkte drücken, dadurch gekennzeichnet, dass die festen Anlagepunkte als Beulen (5) wechselseitig aus den Stegblechen ausgeprägt oder als schmale trapezförmige Streifen (11) wechselseitig aus den Stegblechen aus gestanzt sind, während die Federn als in sich geschlossene, zweiseitig wirkende Biegefedern (h) ausgebildet und in Kerben zweier schmaler übereinanderllegender Steg" aufgehängt sind.

2. Abstandshalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schenkel der Federn in der Mitte Aufwölbungen (10) mit einem relativ grossen Krümmungsradius aufweisen, wobei die Aufwölbung so dimensioniert ist, dass sich die Schenkel der Federn bei Überlastung aufeinander abstützen.

Frankfurt/Main, 18.10.1968
Schn/Bi

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