DE7128521U

DE7128521U - Abstandhalter und gitteranordnung fuer kernreaktoren

Info

Publication number: DE7128521U
Application number: DE19717128521U
Authority: DE
Original assignee: United Nuclear Corp
Current assignee: United Nuclear Corp
Priority date: 1970-07-24
Filing date: 1971-07-24
Publication date: 1972-09-07
Also published as: FR2099595A1; GB1362546A; DE2137158A1

Description

Anmelderin: Stuttgart, 23· Juli 1971

Gulf United Nuclear !Fuels Corp. P 2376 XAg Grasslands Road
Elmsford, S".T. , "v.St.A.

Abstandhalter und Gitter anordnung iür Kernreaktoren

Die Erfindung betrifft einen Ab standhält er und eine Gitter anordnung für Kernreaktor—Brennstoff stäbe, mit einer eine Matrix Brennstoff stäbe aufnehmender Kammern definierenden Gitterstruktur "und einer Tielzahl von Aostandhältern, die von der Matrix getragen sind und die die Brennstoff stäbe in einem vorbestimmten gegenseitigen Abstand halten.

Brennstoffanordnungen von Kernreaktoren umfassen im allgemeinen eine Anordnung im Abstand parallel zueinander gehaltener Brennstoffstäbe und eine oder mehrere Eierbehälter- oder Gitterstruktur©*!, die an ausgewählten Stellen längs der Brennstoffstabanordnung vorgesehen sind und eine Vielzahl von Kammern definieren, durch welche sich die Brennstoffstäbe hindurch erstrecken. Die Gitterstrukturen dienen zum exakten Einhalten der Abstände zwischen benachbarten Brennstoffstäben der Anordnung und zum Verhindern des Dutrchbiegens der Brennstoffstäbe aufgrund thermisch bedingter Belastungen.

Üblicherweise ist die Gitterstruktur aus einer Vielzahl senkrecht zueinander ausgerichteter Eippen aufgebaut, die zur Bildung des Gitters miteinander verschweißt sind; die Höhe der Gitterstruktur, die durch die Höhe der Rippen bestimmt ist, ist extrem gering, verglichen mit der Gesamthöhe der Brennstoffstabanordnung. Die Rippen der P Gitterstruktur sind mit vorstehenden Kontaktpunkten ver-

Jp sehes.* die is. die Bressstoffstablcaiaiaern ra^en und die

entsprechend angeordneten Brennstoffstäbe abstützen, um sie einzeln in einer exakt bestimmten räumlichen Lage im Abstand voneinander zu halten.

Eür die erhabenen Kontaktpunkte sind im allgemeinen zwei Grundtypen verwendet. Der eine dieser 2ypen ergibt eine

ν relativ starre tragende Oberfläche für die Brennstoff

stäbe, wogegen der andere eine federnd nachgiebige tra—

f gende Oberfläche für die Brennstoffstäbe ergibt. Oft

schließen sowohl die festen als auch die federnd nachgiebigen tragenden Oberflächen geeignet geformte federn

■*· 3 —

ein, die horizontal oder vertikal zu aer Feder orientiert se±n können, die die feste tragende Oberfläche definiert und die eine relativ niedere Federrate aufweist, verglichen mit der Federrate der Feder, die die federnd nachgiebige tragende Oberfläche definiert.

Die festen und die federnd nachgiebigen Tragflächen für die Brennstoffstäbe sind im allgemeinen über die Gitterstruktur so verteilt, daß jede Kammer zwei feste Kontaktpunkte aufweist, die unter einem Winkelabstand von 90 um den sich durch die Kammer erstreckenden Brenn— stoffstab angeordnet sind, sowie zwei federnd nachgiebige Kontaktoberflächen, die ebenfalls unter einem ■Winkelabstand von 90° zueinander um den Brennstoffstab herum

angeordnet sind. Es ist auf diese Weise

Kontaktpunkt bezüglich einem der federnden Kontaktpunkte

um 180° versetzt angeordnet.

Bei einem Abstandhalter—Gitter des oben geschiläerten Aufbaues können sich die Brennstoffstäbe radial ebenso wie axial ausdehnen, WeHn sie sieh €3rürar£rgj3., ■sfod'urcli €Ll=s Neigung zum Durchbiegen wegen unterschiedlicher thermischer Ausdehnung zwischen benachbarten Stäben ausgeschaltet wird. Auch drückt wegen der gegenseitigen Anordnung der festen und der federnd nachgiebigen Kontaktpunkte innerhalb ^eöer Kammer ^eder federnd nachgiebige Kontaktpunkt oder tragende Oberfläche den Brennstoffstab gegen einen gegenüberliegenden festen Kontaktpunkt, Hier durch wird ein "eingebautes" Xräftepaar erzeugt,, das auf den Brennst off stab einwirkt. Wird auf den Brennst off stab ein äußeres Moment aufgebracht, beispielsweise durch

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f- , „—.—_ ,

ParallelflmB-Vibration oder durch mechanische Verlagerung ■während des Reaktorbetriebes, ändert sich die Position des BrennstoffStabes relativ zur Kammer, durch die er sich erstreckt, nicht, solange das "eingebaute" Kräftepaar die extern aufgebrachten Momente übersteigt» Biese Anordnung bringt die relative Bewegung zwischen den festen und den federnd nachgiebigen Kontaktflächen und dem Brennstoffstab auf ein Minimum, wodurch die Gefahr der Beschädigung der Brennstoffstäbe durch Pressen wesentlich vermindert wird.

In den meisten'Anwendungsfällen, bei denen versucht wird, die durch die oben geschilderte Gitterkonstruktion möglichen Vorteile zu erzielen, ist der gewünschte Abstand zwischen den Brennstoffstäben der Anordnung ganz gering und es können deshalb die festen und die federnden vorstehenden Kontaktpunkte kostengünstig und einfach aus den Abstandhalterrippen herausgeformt sein, die die Gitterkaamern definieren. Das Herausformen der Kontaktpunkte aus den Abstandhalterrippen ist in diesen Anwendungsfällen deshalb möglich, weil diese Kontaktpunkte nicht weit in die Brennstoffstabkammern hineinragen müssen, weil der Abstand zwischen den Brennstoffstäben minimal ist„^ASelbst wenn, wie zuvor erwähnt, die Höhe der Rippen ganz'gering ist, so ist trotzdem ausreichend Rippenmaterial vorhanden, aus dem geeignete feste und federnde Kontaktpunkte geformt werden können.

Es gibt jedoch andere Anwendungsfälle, bei denen das Erzielen der Vorteile des.bben geschilderten Gitteraufbaues ebenfalls wichtig und wünschenswert ist. Eine dieser Anwendungsfälle ist bei einer Kernbrennstoffanordnung

gegeben, bei der der Abstand zwischen benachbarten Brennstoffstäben der Anordnung ungewöhnlich groß ist. Bei solchen Anwendungsfallen können die vorstehenden Xontaktpunkte nicht aus dem Rippenmaterial des Gitters heraus ge formt werden, wenn nicht die Höhe der Sippen und damit auch der Gitterstruktur drastisch vergrößert wird. Sin Vergrößern der Höhe ist in solchen 3?ällen notwendig, um genügend Eippenmaterial zur Verfügung zu haben, so daß sich diese Kontaktpunkte ausreichend tief in die Brennstoffstabkammern erstrecken, um an den Brennstoff stäben zur Anlage zu kommen und eine adäquate ihxnktion auszuüben. Jedoch überwiegen die durch das Vergrößern der Rippenhöhe hervorgerufenen Probleme hinsichtlich beispielsweise des Gewichts, der Größe, der bequemen Installationsmöglichkeit usw_# manchmal die Vorteile, die bezüglich der Punktion der Gitterstruktur erzielt werden könnten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Abstandhalter- und Gitteranordnung zu schaffen, die besonders vorteilhaft bei solchen Anwendungsfällen verwendbar ist, bei denen die Abstände zwischen den Brennstoffstäben der Anordnung groß sind.

Ausgehend von einer Abstandhalter- und Gitteranordnung der eingangs genannten Art wird die Erfindungsaufgabe dadurch gelöst, daß jeder Abstandhalter zwei längliche, einen Stab haltende Clips oder Federbügel umfaßt, die an ihren Enden miteinander verbunden sind und einen zwei benachbarte Kammern trennenden Matrixabschnitt zwischen sich einschließen, derart, daß der eine

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clip in die Zamm&r auf der einen Seite des Matrix— abschnittes ragt -und den sich durch diese Kammer erstreckenden Brennstoffstab abstützt, und daß der andere 3?rägerclip in die Kammer auf der anderen Seite des Matrixabscnnittes ragt und den sicn hier hindurch erstreckender; .orennst oil's tab abstützt.

Der Vorteil einer erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß auch einen unüblich großen gegenseitigen Abstand aufweisende Brennstofistäbe an geeigneter Weise gehalten sind·

j Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung | werden zwei Typen von Abstandhaltern verwendet · Bei einer Ausführungsform umfassen sowohl der eine wie auch der andere Srägerclip eine federnd nachgiebige tragende Oberfläche, die an dem Brennstoffstab anliegt, der in der Kammer angeordnet ist, in die sich der betreffende. Trägerclip erstreckt. Die federnd nachgiebige Federoberfläche dieser Clips sind zu beiden Seiten von relativ festen 2'ragoberflachen flankiert, die ständiges Strecken der federnd nachgiebigen Federoberfläche aufgrund übermäßigen Ausbiegens verhindern.

Bei einer anderen Ausführungsform der Abstandhalter umfaßt der eine Trägerclip die federnd nachgiebigen und die festen Tragoberflächen, wie sie eben im Zusammenhang mit dem ersten Abstandhaltertyp besprochen wurden, und es umfaßt der andere Trägerclip nur die festen Tragoberflächen, die einen Abstand voneinander aufweisen.

Die Abstandhalter sind in ausgesucht er Weise auf der fiierbehälifcerartigen Gitterstruktur in einer¹ Weise angeordnet, daß jeder Sta"b von zwei .federnden Tragoberflächen gehalten ist, die bezüglich des Brennstoffstabes, den sie abstützen, um 90 zueinander versetzt angeordnet sind; der Brennstoffstab ist außerdem von zwei festen Tragflächen gehalten, die ebenfalls bezüglich des Brennstoffs tabes, den sie abstützen, um 90 zueinander ver-

sind. Durch diese Anordnung sind die federnd nach= giebigen und die festen Tragoberflächen bezüglich des abgestützten Brennstoffstabes einander gegenüberliegend angeordnet und" es drücken die federnden Tragoberflächen während des Betriebes den abgestützten Brennstoffstab gegen die festen tragenden Oberflächen, wodurch der Brennstoffstab fest und sicher in seiner Position gehalten ist,

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigen^

i*ig. 1 eine Seitenansicht einer Kernbrennstoff anordnung, bei der Abstandhalter und Gitterstruktur gemäß der Erfindung angewandt sind,

i"ig. 2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Abstandhalter- und Gitterstruktur und die gehaltenen Brennstoffstäbe,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer der äußeren Rippen der Gitterstruktur,

Pig» 3a eine Draufsicht auf die- äußere Rippe nach S¹Xg₅ 3, . 3"b eine Seitenansicht der äußeren Rippe nach Fig. 3*

Fig. 3c einen Querschnitt der in Fig. 3 dargestellten äußeren Rippe entlang der linie 3c-3o der Fig. 3a,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer der inneren Rippen der Gitt ers truktur,

* 5 TTi vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch die Abstandhalter und die Gitterstruktur in zusammengehautem Zustand mit positionierten Brennst off stäben gemäß der I/inie 5-5 der Fig. und

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Abschnittes der Fig. 5·

In Fig.. 1 ist eine Gruppe von Kernbrennstoffstäben 10 dargestellt, die durch eine Reihe von Abstandgittern oder Strukturen 11, die in geeigneter Weise in ausgewählten Iiängsabständen entlang der Brennstoffstabgruppe abgestützt sind, parallel zueinander und im Abstand zueinander gehalten werden. Wie Fig. 2 zeigt "weist das Abstandsgitter 11 eine im wesentlichen rechteckige Configuration auf und umfaßt eine "Vielzahl innerer Rippen 12 soTTie vier äußere Rippen 13» die den Umriß des Abstandsgitter definieren. Die inneren Rippen sind senkrecht

zueinander und zu den äußeren Rippen 13 angeordnet und "bilden zwischen diesen eine Mehrzahl von Kammern 14, durch die hindurch sich die Kernbrennstoffstäbe 10 erstrecken,

Um einen vorgegebenen Abstand zwischen den Kernbrennstoffstäben 10 einzuhalten, die sich durch die Kammern hindurch erstrecken, ist eine Vielzahl von Abstandhaltern 15 auf den inneren Rippen 12 in der Weise angebracht, daß jeder Abstandhalter sich gegen zwei benachbarte Kernbrennstoff stäbe stützt, die sich durch einander benachbarte Kammern des Abstandgitters erstrecken· Die inneren Rippen 12 und die äußeren Rippen 13 sind vorzugsweise aus einem geeigneten, Neutronen wenig absorbierenden Material hergestellt, wie z.B. Ziracloy; die Wahl des verwendeten Materials hängt ab von den Erfordernissen bezüglich der Neutronenabsorption des Anwendungsfalles mit den höchsten Anforderungen.

Die Struktur der äußeren Rippen ist in den Fig=. 3 bis 3c am deutlichsten dargestellt. Es ist aus diesen Figuren ersichtlich, daß die äußere Rippe eine Platte 16 umfaßt, die durch die Kanten 16a und die Enden 16b "begrenzt ist· Zum Zusammenfügen der äußeren Rippen miteinander sind die Enden 16b in Richtung auf die Innenseite der Platte "Mn unter einem Winkel von etwa 4-5° zur Ebene der Platte abgekantet. Bei dieser Konstruktion werden die äußeren Rippen des Abstandgitters dadurch zusammengefügt, daß die abgekanteten Enden benachbarter äußerer Rippen überlappt zusammengeschweißt werden, wie es am besten in Fig· 2 zu. sehen ist.

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Entlang der Seitenkanten 16a der Platte 16 sind mit Abstand zueinander eine Gruppe von geschlitzten Laschen vorgesehen, die unter einein bestimmten Winkel zur Ebene der Platte 16 zu deren Innenseite hin abgekantet sind. Die abgekanteten Laschen 18 dienen der Verbindung der inneren Rippen mit den äußeren Rippen, wie es nachfolgend ausführlicher erläutert wird.

Die Platte 16 umfaTt außerdem eine Gruppe von mit Abstand voneinander vorgesehener öffnungen 17, die in einer Reihe nacheinander in der Mitte der Platte 16 vorgesehen sind, wobei sich die am äußersten Ende befindende Öffnung 17 sich bis zum Rand des Endes 16b erstreckt. Die Öffnungen 17 vermindern in vorteilhafter Weise das Gewicht der äußeren Rippen und damit das Gewicht des Abstandsgitters und erlauben ein relativ freies Fließen des Reaktorkühlmittels durch die äußeren Rippen und über die Kernbrennstoff stäbe hinweg, die sich durch die peripheren Kammern des Abstandsgitter= srstrecken-

Eine längliche Sicke 20 ist ssea der inneren Seite der äußeren Rippe beidseitig entlang der Reihe von Öffnungen 17 eingeformt; eine Reihe von im Abstand zueinander angeordneten Querschlitzen 21 erstreckt sich quer zu jeder Bicke 20. Die Querschlitze 21 sind in gerader Verlängerung zn den Schlitzen in den abgekanteten laschen 18 angeordnet und dienen zusammen mit den Laschen 18 zur Verbindung der inneren und äußeren Rippen miteinander, wie nachfolgend erläutert wird. Die Sicken 20 ergehen feste Berührungspunkte oder Tragflächen für die Kernbrennstoffstäbe, die

sich durch die peripheren Kammern des Abstandsgittere hindurch erstrecken. Außerdem versteifen die Sicken 20 die äußere Rippe.

Jede innere Rippe umfaßt, wie ^ig. 4 zeigt, eine Platte die hei einer bevorzugten Ausführungsform einen im wesentlichen rechteckigen Umriß aufweist, die durch Seitenkanten 22a und Endkanten 22b begrenzt ist. Die Platte ist mit einer Vielzahl von Aussparungen 23 versehen, die im Abstand voneinander in einer Reihe entlang der Längsmittellinie der Platte 22 angeordnet sind, sowie zwei Reihen von Bohrungen 24, die zu beiden Seiten der Längsmittellinie der Platte 22 vorgesehen sind. Die Bohrungen 24 sind mit seitlichem Abstand und versetzt zu den Aussparungen 23 "ttöd im Abstand zueinander vorgesehen. Die am äußeren Ende befindlichen Aussparungen 23 erstrecken sich bis über den Rand der Endkanten 22b der Platte 22, wie es dargestellt ist. In der dargestellten Konstruktion weisen die Aussparungen 23 einen etwa viereckigen Umriß auf und die Bohrungen 24 sind im Querschnitt kreisförmig. Ebenso wie die Öffnungen 17 der äußeren Sippen erfüllen die Aussparungen 23 und die Bohrungen 24 den Zweck, das Gewicht der inneren Rippen und das des Abstandgitters zu vermindern und ein freies Fließen des Reaktorkühlbnittels durch die Matrix der inneren Rippen des Abstandgitters zu ermöglichen, um die Kühlung der Kernbrennstoffstäbe 10 zu maximleren.

Es 1st jede innere Rippe außerdem mit einer Vielzahl von Schlitzen 25 versehen, die sich von der in Fig. 4 oberen Seitenkante 22a der Platte 22 durch die Bohrungen

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hindurch, nach, innen bis über die Längsmittellinie der Platte 22 hinaus erstrecken. Die ScJhlitze 25 erleichtern das Zusammensetzen der Matrix innerer Rippen, weil mittels dieser Schlitze die Matrix leicht zus-ämmengesteilt werden kann. Es genügt, einfach jeweils zwei der inneren Rippen umgekehrt und senkrecht zueinander anzuordnen, wobei zwei Schlitze sich in "Verlängerung zueinander befinden, und dann in dieser Position die Rippen zusammenzuschieben, so da-ß sich die in Verlängerung zueinander befindlichen Schlitze ineinanderschieben und die jeweils ungeschlitzte Seite der anderen Hippe aufnehmen. Jn der endgültig zusammengefügten Position stehen die Enden in Verlängerung zueinander befindlicher Schlitze auf Stoß miteinander; in dieser Stellung sind die beiden Rippen wirksam miteinander verbunden.

Die Endkanten 22b der Platte 22 sind jeweils mit zwei lappen 26 versehen, die voneinander eine Entfernung einnehmen, die gleich dem Abstand zwischen den Querschlitzen

21 in der Platte 16 der äußeren Rippe ist; dieser Abstand wird senkrecht zu der Längsmittellinie der Platte 16 der äußeren Rippe gemessen. Die Lappen 26 greifen, wenn die inneren und äußeren Rippen zur Bildung des Abstandgitters zusammengesteckt sind, durch die Querschlitze 21 in der Hatte 16 der äußeren Rippe. Eckabschnitte 27 der Platte

22 der inneren Rippe passen in die Schlitze der abgekanteten Laschen 18 der Platten 16 der äußeren Rippe, wie es am besten aus 3?ig. 2 zu ersehen ist. TJm zu vermeiden, daß sich die äußeren Rippen zwischen den zusammengeschweißten und abgekanteten Enden 16b nach außen biegen oder krummem, sind die Lappen 26 der inneren Rippen an

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der Außenseite an die Platten 16 der äußeren Sippen durch TIG- oder durcn Widerstandsscnweißung befestigt· Der durch die Sicken 20 gebildete Hohlraum auf dieser nach außen weisenden Seite der Platte 16 der äußeren Sippen, in den die Lappen 26 hineinragen, ergibt in vorteilhafter Weise eine ausreichende Z-ugänglicnkeit beim Schweißvorgang.

Die parallelen Seitenkanten 22a der Platte 22 weisen eine Seihe von im Abstand zueinander angeordneten zurück-« springenden Montageflächen 28 auf, die jeweils zwischen den Schlitzen 25 etwa im Bereich der Aussparungen 23 vorgesehen sind. Diese zurückspringenden Oberflächen sind zum Zwecke der Montage der Abstandhalter 15 auf den inneren Sippen vorgesehen, wie es nachfolgend im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben wird.

Die erfindungsgemäßen Abstandhalter 15» die auf der Matrix | innerer Sippen des Abstandsgitters angebracht sind, umfassen zwei Grundtypen, die zur eindeutigen Erläuterung in der Fig. 5, wo beide Typen dargestellt sind, mit den Bezugszeichen 15a und 15b versehen sind.

Der Abstandhalter 15a umfaßt zwei den Kernbrennstoffstab tragende Clips oder Bügel 301 die an ihren flachen Enden 30a miteinander verbunden sind, beispielsweise durch TIG- oder durch Y/iderstands schweißung, Zwischen sich halten die Clips 30 einen Abschnitt 31 der inneren Sippenmatrix, die benachbarte Kammern 40 für die Kernbrennstoffstäbe trennt. Die Clips 30 erstrecken sind, wie in den Fig. ■und 5 gezeigt, in benachbarte Kammern des Abstandsgitters

■und stützen die Kernbrennstoffstäbe ab, die sich durch diese Kammern erstrecken·

Jeder Trage-Clip 30 ist aus einem Streifen eines Materials J !hergestellt, das gute Feder eigenschaften aufweist, wie || beispielsweise Inconel oder rostfreier Stahl· 2er Streifen I ist in die in. !"ig. 5 dargestellte Form gebogen. "Wie Fig· 5 | zeigt ist jeder Clip so geformt, daß er eine nachgiebige f lederoberfläche 32 aufweist, die sich etwa auf seiner | halben Länge befindet und die einen federnd nachgiebigen 1 Kontaktpunkt für den Kemorennstoffstab ergibt _s der sich \ durch die Kammer erstreckt, in die der Clip 30 ragt· r Zwei relativ stabile Stopilachen sind in Gestalt von ■Wölbungen 33 auf jeder Seite der lederoberfläche 32 angeordnet. Die lederoberfläche ist mit den zu ihren beiden Seiten vorgesehenen Stopflächen über zwei geneigte Abschnitte 3^ verbunden, die der lederoberfläche 32 die Eigenschaft einer Blattfeder verleihen. Die Wölbungen 33 dienen dazu, ein dauerndes Verformen der elastisch nachgiebigen Federoberfläche wegen übergroßer Durchfederung zu verhindern«

Ein Ende des einen Trageclips und das entgegengesetzte Ende des anderen Trageclips sind mit einer Widerlagerfläche 35 versehen, die sich etwa senkrecht zur Längserstreckung des jeweiligen Trageclips 30 erstreckt· Diese V/iderlagerflachen 35 stehen, wie dargestellt, in Kontakt mit den gegenüberliegenden zurückgesetzten Montageflächen 28, die in die Seitenkanten 22a deair Platte 22 der inneren Rippe eingearbeitet sind. Durch diese Anordnung sind die Trageclips 30 sicher au ihrem Platz auf der inneren Rippenmatrix befestigt.

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Die Abstandhalter 15b umfassen zwei den Brrennstoffstab tragende Clips 40 und 41. Der Trageclip 40 ist in seinem Aufbau identisch mit den Trageclips 30, die vorstehend in Verbindung mit dem Abstandhalter 15a beschrieben wurden« J?er Trageclip 41 ist ebenfalls identisch in seinem Aufbau mit den Trageclips 50 des Abstandhalters 1$a mit der Ausnahme, daß die lederoberfläche 32 eliminiert ist und auf diese Weise nur die beiden stabilen Stützoberflächen oder Wölbungen 33 verbleiben, die feste und stabile Kon— taktpunkte für den Brennstoffstab ergeben.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Trageclips der Abstandhalter 15a und 15b aus Inconel oder aus rostfreiem Stahl hergestellt, um die guten Federungseigenschaften dieses Materials auszunutzen; die Trageclips werden getrennt ausgehärtet (gealtert), ehe sie auf die innere Rippenmatrix gesteckt werden, um die Abstandhalter 15a und 15b zu bilden.

Die Abstandhalter 15a und 15b sind einzeln über die ganze Gitterstruktur hinweg angeordnet und bilden an zwei benachbarten Seiten einer jeden Brennstcffstabkammer 14 stabile Kontaktpunkte, wogegen sie auf den den Seiten mit den stabilen Kontaktpunkten gegenüberliegenden Seiten federnd nachgiebige Kontaktpunkte bilden. Im Fall einer im Inneren des Gitters angeordneten Kammer, beispielsweise der Kammer 14a in Fig. 2, sind die festen Kontaktpunkte durch die stabilen Tragoberflächen des Trageclips 41 gegeben; bei den peripheren Kammern des Gitters, beispielsweise der Kammer 14b, sind die festen Kontaktpunkte durch die stabilen Tragoberflächen der Trageclips 41 und durch die in den äußeren Rippen eingetonnten Sicken 20 gegeben.

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Bei den Kammern im Eck des Gitters, "beispielsweise der Kammer 14c, sind alle festen Kontaktpunkte durch die in der äußeren Rippe eingeformten Sicken gebildet· Alle federnd nachgiebigen Kontaktpunkte jeder Kammer des Gitters sind durch die Wölbungen 33 der Trageclips 30, 40 gebildet, die, wie oben erwähnt, von gleicher Konstruktion sind.

Durch die "Verteilung der festen und der federnd nachgiebigen Kontaktpunkte, wie sie oben beschrieben ist, wird jeder Brennstoffstab durch die anliegende Wölbung 33 der Abständhalter 15a, 15"b gegen die Gegenhaltung eines festen Kontaktpunktes gedruckt, der entweder durch die Trageclips 41 oder die Sicken 20 der äußeren Hippen gebildet ist, je nach der Lage der Kammer innerhalb des Gitters. Es ist deshalb jeder Brennstoffstab in einer relativ fixierten Position bezüglich der Gitterstruktur gehalten und die Möglichkeit einer Beschädigung der Kernbrennstoffstäbe wegen Relativbewegungen zwischen Stäben und Gitter, die durch die Betriebsbedingungen des Reaktors verursacht sind, ist praktisch ausgeschlossen·

Durch die erfindungsgemäße Abstandhalteranordnung werden zusätzlich zu den bereits erwähnten Vorteilen verschiedene weitere Vorteile erzielt. Zunächst einmal ergeben die abgekanteten geschlitzten laschen an den äußeren Rippen des Gitters eine natürlich "Einführung" zum bequemen Einführen der Brennstoffanordnung ±n den Reaktor, ohne daß die Gefahr des sogen· Hängenbleibens besteht. Außerdem ergeben die Schlitze in den abgekanteten laschen eine perfekte Stoßstelle mit inneren Rippen des Gitters, die

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zum Erzielen haltbarer geschweißter Verbindungen zwischen den inneren und den äußeren Rippen erforderlich ist. Außerdem sind an den oben geschweißten Verbindungsstellen zwischen den äußeren Rippen des Gitters keine scharfen -cken vorhanden, wodurch das Einführen der Brennstoffanordnung in dem Reaktor- zusätzlich erleichtert ist.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Abstandhalter- und Gitteranordnung dort, wo der Abstand zwischen den Brennstoffstäben ungewöhnlich groß ist. Bei solchen Anwendungsfällen ist der Raum im Breich der Peripherie der Gitterstruktur im allgemeinen ungewöhnlich eng. Folglich ist das Verwenden üblicher Feder- oder Sickenclips nicht zulässig, wie sie üblicherweise bei Abstandhalteranordnungen in Nuklearreaktoren verwendet werden. Die erfindungsgemäße Anordnung des Ab= standsgitters löst das Problem durch die Verwendung der Kontaktsicken auf den äußeren Rippen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Abstandhalter in der Art, daß federnd anliegende Kontaktpunkte in den peripheren Kammern vorgesehen sind, in die die erhabenes Sicken 3iis.eiiira.gexi^ werden die Vorteile der federnd nachgiebigen Kontaktpunkte trotz des Fehlens üblicher Knopffederclips erzielt. Auch ist es bei wenig peripherem Raum wichtig, daß die Gefahr vermieden ist, daß sich die äußeren Rippen durchbiegen oder krümmen. Das ist in einfacher und wirtschaftlicher Veise bei der erfindungsgemäßen Abstandsgitter anordnung dadurch erzielt, daß die Irin er en Rippen an zwei Stellen mit den äußeren Rippen verschweißt sind, nämlich, wie zuvor beschrieben, wo die Lappen in die Schlitze eingreifen, die in den erhabenen Sicken der äußeren Rippen eingeschnitten sind. * ·

Da die Abstandhalter aus zwei getrennten Trageclips hergestellt sind, "braucht die Höhe* der Gitterstruktur nicht vergrößert werden, um die Brennstoffanordnungen unterzubringen, wo der Abstand zwischen den Brennstoff- BV&vBn. gj?öß ist. Vielmehr können die Trageclips so her= gestellt sein, daß sie in die Kammern des Gitters hineinragen, so weit dies nötig ist, um den Brennstoffstäben einen ausreichenden Halt zu geben.

Es versteht sich, daß die erfindungsgemäßen Abstandhalter aus demselben oder aus einem anderen Material bestehen können wie dem, aus dem die inneren und äußeren Rippen hergestellt sind. Dies ergibt für das Abstandsgitter eine erhöhte Vielseitigkeit, wodurch es für praktisch alle Anwendungsfälie adaptiert werden kann. Diese Vielseitigkeit wird noch gesteigert durch die außerordentlich einfache und wirtschaftliche Matrixgrundkonstruktion, •wodurch die Kosten eines jeden erfindungsgemäß aufgebauten Abstsndgitters erheblich vermindert werden.

Ss versteht sick, daß die erfindungsgesäßen Abstandhalter auch in anderer Weise in ihrer Position gehalten werden können als durch die Befestigung an den Rippen einer Matrix. Auch dabei halten sie in zweckmäßiger und vorteilhafter Weise die Kernbrennstoffstäbe in der gewünschten Position fest» Di_e Erfindung hat also sowohl die Abstandhalter für sich .als auch die an die Matrix angepaßten und an ihr befestigbaren Abstandhalter zum Gegenstand.

Claims

j^aasprüche

1. Abstandhalter und Gitteranordnung für Kernreaktor-Brennstoff stäbe, mit einer eine Matrix Brennstoffstäbe aufnehmender Kammern definierenden Gitterstruktur und einer Vielzahl von Abstandhaltern, die von der Matrix getragen sind und die die Brennstoffstäbe in einem vorbestimmten gegenseitigen Abstand halten, dadurch gekennzeichnet, daß Jeder Abstandhalter (15) zwei längliche einen Stab (1O) haltende Clips (30 bzw. 40 bzw. 41) umfaßt, die an ihren Enden miteinander verbunden sind und einen zwei benachbarte Kammern trennenden Matrixabschnitt (31) zwischen sich einschließen, derart, daß der eine Trägerclip in die Kammer auf der einen Seite des Matrixabschnittes (31) ragt und den sich durch diese Kammer erstreckenden Brennstoffstab (1O) abstützt, und daß der andere Trägerclip in die Kammer auf der anderen Seite des Matrixabschnittes (3Λ) ragt und den sich hier hindurch erstreckenden Brennstoff stab (1O) abstützt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Trägerclip (30.bzw. 40) eine nachgiebig federnde lederoberfläche (32) aufweist, die an dem Brennstoffstab (1O) anliegt, der sich durch die Kammer erstreckt, in die der eine Trägerclip (30 bzw. 40) ragt, un-d daß der andere Trägerclip (41) eine relativ steife Oberfläche (33) umfaßt, die an dem Brennstoffstab (1O) anliegt, der sich durch die Kammer erstreckt, in die der andere Trägerclip (41) ragt.

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3· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der eine wie auch der andere Trägerclip (30) eine federnd nachgiebige lederoberfläche (32) aufweisen, die an dem entsprechenden Brennstoffstab anliegt, der sich durch die Kammer der Gitterstruktur erstreckt, in die die Trägerclips hineinragen·

4-, Anordnung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß beide Trägerclips je ein. Paar relativ steifer Oberflächen (33) aufweisen, die zu beiden Seiten der Federoberfläche vorgesehen sind.

5· Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Trägerclip eines Abstandhalters und der andere Trägerclip eines anderen Abstandhalters in eine Kammer der Gitterstruktur ragen und bezüglich des durch diese Kammer sich erstreckenden Brenn- \ Stoffstabes um 180° zueinander versetzt angeordnet sind.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des einen Trägerclips und das entgegengesetzte Ende des anderen Trägerclips eine Widerlagerfläche (35) aufweisen, von denen eine als Anlagefläche für eine Kante (28) des Matrixabschnittes (31) dient und die andere Widerlagerflache (35) als Anlagefläche für eine Kante (28) des Matrixabschnittes dient, aie parallel zur erstgenannten Kante verläuft, wodurch der durch die miteinander verbundenen Trägerclips gebildete Abstand— halter (15a. bzw. 15b) fest an dem Matrixabschnitt der Gitterstruktur vexankert ist.

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7» Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander parallelen Kanten (28) des !«atrixabschnittes (31) , an denen die Widerlagerflächen der beiden Clips anliegst-, in der gemeinsamen Wand zurückgesetzt angeordnet sind.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Trägerclips aus einem einzigen Streifen Federmaterial hergestellt und in eine JForm gebogen sind, durch die die federnd nachgiebigen und die festen Oberflächen gegeben sind*