DE1514110B2

DE1514110B2 - SPACER FOR CONTINUOUS FUEL RODS OF NUCLEAR REACTORS

Info

Publication number: DE1514110B2
Application number: DE19651514110
Authority: DE
Inventors: Jochen Dipl.-Ing. 6000 Frankfurt Höchel
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1965-01-21
Filing date: 1965-01-21
Publication date: 1972-11-30
Also published as: GB1129103A; DE1514110A1; FR1465164A

Description

Abstandshalterung^ für durchgehende Brennstoffstäbe sind in mannigfaltigen Ausführungen bekanntgeworden. So ist z. B. durch die französische Patentschrift 1381787 eine Abstandshalterung für durchgehende Brennstoffstäbe von Kernreaktoren bekanntgeworden, die einen die gesamte Anordnung umfassenden rechteckigen Rahmen aufweist, der durch ineinandergesteckte Auflagestege für die Brennstoffstäbe gitterförmig unterteilt ist und Auflager besitzt, die direkt an der wärmeabgebenden Fläche der Brennstoffstäbe angreifen.Spacers ^ for continuous fuel rods have become known in various designs. So is z. B. by the French patent specification 1381787 a spacer for Continuous fuel rods of nuclear reactors became known, which one the entire arrangement has comprehensive rectangular frame, which is supported by nested support webs for the Fuel rods are divided into a grid and has supports that are directly attached to the heat emitting Attack the surface of the fuel rods.

Bei dieser bekannten Abstandshalterung werden die Auflagestege unter mehreren Richtungen wellenförmig zwischen den einzelnen Brennstoff stäben hindurchgeführt. Es ergibt sich dadurch eine Konfiguration mit sechs mehr oder weniger starren gleichen Auflagern.In this known spacer, the support webs are undulating in several directions passed between the individual fuel rods. This results in a configuration with six more or less rigid identical supports.

Diese bekannte Abstandshalterung hat daher neben dem Nachteil, daß das Gittermuster von relativ komplizierter geometrischer Gestalt ist und damit relativ schwierig herzustellen ist sowie daß die Brennstoffstäbe einen relativ großen Abstand voneinander haben, da jeweils zwischen vier Stäben zwei Leerfelder in der Gitterstruktur entstehen, was sich ungünstig auf die Brennelementauslegung auswirkt, den erheblichen Nachteil, daß sie nicht immer den mechanischen und dynamischen Bedingungen, die der Reaktorbetrieb erfordert, genügt. Letzteres gilt auch für eine andere bekannte Abstandshalterung, die in jedem Gitterraum ausschließlich elastische Auflager aufweist (französische Zusatzpatentschrift 83 644).
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen relativ einfachen, leicht herzustellenden Abstandshalter anzugeben, der gute mechanische und dynamische Bedingungen hinsichtlich seines Betriebsverhaltens sowie gute reaktorphysikalischeThis known spacer therefore has the disadvantage that the grid pattern is of a relatively complex geometrical shape and is therefore relatively difficult to manufacture and that the fuel rods have a relatively large distance from one another, since two empty fields arise in the grid structure between four rods, which is unfavorable on the fuel element design has the significant disadvantage that it does not always meet the mechanical and dynamic conditions required by reactor operation. The latter also applies to another known spacer which only has elastic supports in each lattice space (French additional patent specification 83 644).
The invention is therefore based on the object of specifying a relatively simple, easy-to-manufacture spacer that has good mechanical and dynamic conditions with regard to its operating behavior as well as good physical reactor conditions

ίο Eigenschaften aufweist. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt ausgehend von einer Abstandshalterung für durchgehende Brennstoffstäbe von Kernreaktoren mit einem die gesamte Anordnung umfassenden, rechteckigen Rahmen, der durch ineinandergesteckte Auflagestege für die Brennstoffstäbe gitterförmig unterteilt ist, mit Auflagern, die direkt an der wärmeabgebenden Fläche der Brennstoffstäbe angreifen, gemäß der Erfindung dadurch, daß jeder Gitterraum in gleicher Anzahl sowohl feste, von stark ausgebildeten Auflagestegen und dem Rahmen getragene als auch elastische Auflager aufweist.ίο has properties. The solution to this problem succeeds on the basis of a spacer for continuous fuel rods of nuclear reactors with a rectangular frame encompassing the entire arrangement, the Support webs for the fuel rods is divided into a grid, with supports that are directly on the heat-emitting Attack surface of the fuel rods, according to the invention in that each lattice space in the same number of fixed, supported by strongly formed support webs and the frame as well Has elastic support.

Bei der erfindungsgemäßen Abstandshalterung werden somit die Brennstpffstäbe zwischen festen und flexiblen Auflagerpunkten gelagert. Diese Kombination besitzt folgende Vorteile: Zunächst ist es möglich, die Stäbe gut durch das Gitter einzuführen, da nur geringe Reibkräfte vorhanden sind. Weiterhin ist es möglich, infolge entsprechender Federcjiarakteristiken Schwingungen im Betrieb zu dämpfen als auch für eventuelle Durchmesserzunahmen der Brennstoffstäbe während des Betriebes des Reaktors Raum im Gitter zur Verfügung zu stellen und trotzdem eine geometrisch vorgegebene Teilung zu gewährleisten. In the spacer according to the invention, the fuel rods are thus fixed between and flexible support points. This combination has the following advantages: First, it is possible to introduce the rods well through the grid, since only low frictional forces are present. Farther it is possible due to the corresponding spring characteristics To dampen vibrations during operation as well as for possible increases in diameter Fuel rods to provide space in the grid during the operation of the reactor and anyway to ensure a geometrically predetermined division.

In einer weiteren Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die als feste Auflager vorgesehenen Stege stärker ausgeführt sind und ein herausgerücktes Profil aufweisen. Weiterhin ist es möglich, auf den festen Auflagerstegen Halteprofile in Form von Rippen oder ISfietreihen anzubringen. Für die federnden Auflagerungen sind Federelemente vorgesehen, die in Form von in sich geschlossenen oder einseitig offenen Bandfedern auf die entsprechenden Stege aufgezogen werden. Um diese Federelemente gegen seitliches Rutschen zu sichern, ist es möglich, die betreffenden Stege mit Aussparungen zu versehen, in die die Federn einrasten können. Zum besseren Durchtritt des Kühlmittels und zur Verringerung von neutronenabsorbierendem Material sind in üblicher Weise die Stege mit Durchgangslöchern versehen. In a further embodiment of the subject matter of the invention, it is advantageous that the fixed supports provided webs are made stronger and have a pushed-out profile. Furthermore it is It is possible to attach retaining profiles in the form of ribs or rows of I-rivets to the fixed support webs. For the resilient supports spring elements are provided, which are in the form of self-contained or band springs open on one side can be pulled onto the corresponding webs. Around To secure spring elements against sliding sideways, it is possible to use the relevant webs with recesses to be provided in which the springs can snap into place. For better passage of the coolant and for Reduction of neutron-absorbing material, the webs are usually provided with through holes.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt das Prinzip derkombinierten Abstandshalterung der Brennstoffstäbe 3 durch jeweils zwei feste Auflager 1 und durch ebenso viele federnde Auflager!. Der ganze so fixierte Block von Brennstoffstäben 3 wird von dem Rahmen 4 umfaßt. Die F i g. 1 zeigt nicht im einzelnen die Form der Stege, an denen sich die Auflager befinden. Diese Stege sind aus der Fig. 6 zu erkennen. Der Rahmen 4 ist mit gedrückten Profilen versehen, und zwar so, daß diese nach innen erhaben sind und am Brennelement anliegende feste Auflager I bilden. In gleicher Weise besitzen die Stege 5 die festen Auflager 1. An den Stegen 6 befinden sich die federnden Auflager 2, hier in Form von aufgeschobenen und eingerasteten Federn.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing. Fig. 1 shows the principle of the combined The fuel rods 3 are spaced by two fixed supports 1 and by as many resilient supports !. The entire block of fuel rods 3 fixed in this way is encompassed by the frame 4. The F i g. 1 does not show in detail the shape of the webs on which the supports are located. These Bridges can be seen from FIG. 6. The frame 4 is provided with pressed profiles, namely so that these are raised inward and form fixed supports I resting on the fuel assembly. In in the same way, the webs 5 have the fixed supports 1. On the webs 6 are the resilient ones Support 2, here in the form of pushed-on and locked springs.

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Zwei Ausführungsmöglichkeiten dieser Federele- verschiedene Art und Weise möglich. So kann sich mente sind in den Fig.4 und 5 dargestellt. Die z.B. der Rahmen4 auf nur einen einzigen, geteilt F i g. 4 zeigt dabei ein bandförmiges in sich geschlos- ausgeführten Stab abstützen, den sogenannten Konsenes Federelement 2, das auf dem zugeordneten nektorstab. Er kann aber auch durch an seinen vier Steg 6 aufgezogen ist. Bei dem Federelement nach 5 Seiten befestigte Blechstreifen axial in seiner Lage Fig.5 ist dagegen die Bandfeder2' nicht in sich ge- gehalten werden, z.B. an den Brennelementhüllkäschlossen und wird auf den Steg 6 aufgeschoben. Wie sten. Im Fall der zentralen Befestigung mittels eines dabei aus F i g. 6 zu erkennen ist, sorgen Aussparun- Konnektorstabes enthält das zugeordnete Gitterkästgen in den Stegen 6 für ein Einrasten der Blattfedern. chen des Abstandshalters natürlich nicht die festenThis spring element can be implemented in two different ways. So can elements are shown in FIGS. For example, the frame4 is divided into just one F i g. 4 shows a band-shaped, self-contained rod support, the so-called consensus Spring element 2, which is on the associated nektorstab. But he can also get through to his four Web 6 is raised. In the case of the spring element, sheet metal strips fastened axially in its position on 5 sides 5, on the other hand, the band spring 2 'is not held in place, e.g. on the fuel element cladding and is pushed onto the bridge 6. How most. In the case of central attachment by means of a from FIG. 6 can be seen, ensure that the connector rod contains the assigned lattice box in the webs 6 for the leaf springs to snap into place. Of course, the spacers are not the fixed ones

Die Anzahl und die ,Ausführung der herausge- io und federnden Auflagepunkte wie im anderen TeilThe number and the design of the protruding and resilient support points as in the other part

drückten Profile 1 in den Stegen 5 bestimmt die Zahl des Abstandshalters, sondern es sind in diesem Feldpressed profiles 1 in the webs 5 determines the number of spacers, but there are in this field

der festen Auflager. Verwendet man wie in F i g. 6 mechanische Befestigungselemente vorgesehen,of the fixed supports. If one uses as in FIG. 6 mechanical fasteners provided,

zwei Ausprägungen, wobei hier eine nach rechts, die Bei dem erfindungsgemäßen Abstandshalter fürtwo expressions, here one to the right, the case of the spacer according to the invention for

andere nach links erhaben ist, so erhält man eine Brennstoffstäbe liegt ein Abstandshalter vor, derother is raised to the left, one obtains a fuel rod if there is a spacer that

Konfiguration gemäß F i g. 2, bei der jeweils ein fe- 15 auch für langen Abbrand sowohl in bezug auf Ein-Configuration according to FIG. 2, in each of which a fe- 15 also for long burn-off both with regard to

stes Auflager pro Stab vorhanden ist. Es sind jedoch bau, Schwingungen und mögliche Durchmesserverän-The first support per bar is available. However, there are construction, vibrations and possible changes in diameter

auch andere Konfigurationen möglich, z.B. die An- derungen der Brennstoff stäbe sowie Volumenzunah-other configurations are also possible, e.g. changes to the fuel rods and volume increases

ordnung gemäß Fig. 3, wobei es auch denkbar wäre, men der Abstandshalterstrukturteile Geometriever-arrangement according to FIG. 3, whereby it would also be conceivable to

daß auf beiden Seiten des Steges 5 zwei Auflager- änderungen erleiden kann, ohne daß dabei auf diesethat on both sides of the web 5 two support changes can suffer without affecting them

punkte vorhanden sein können. 20 Weise das mechanische oder dynamische Verhaltenpoints can be present. 20 way the mechanical or dynamic behavior

Die axiale Befestigung des Abstandshalters ist auf geändert wird.The axial fastening of the spacer is to be changed.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Spacer for continuous fuel rods of nuclear reactors with one the whole Arrangement comprehensive, rectangular frame, which by nested support webs for the fuel rods is subdivided in a grid shape, with supports that are directly attached to the heat emitting Attack surface of the fuel rods, characterized in that each Lattice space in the same number as well as solid, strongly formed support webs (5) and the frame (4) carried as well as elastic supports (2) (Fig. 1).

2. spacer 'according to claim 1, characterized in that the strong support webs (5) and / or the frame (4) have pushed-out profile (1) as a fixed support (Fig. 6).

3. Spacer according to claim 1 or 2, characterized in that on the strong Support webs (5) and / or the frame (4) ribs or rows of rivets are arranged.

4. Spacer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the elastic support spring elements in the form of self-contained or open on one side the corresponding webs are drawn on ribbon springs (2, 2 ').

5. Spacer according to one of claims 1 to 4, characterized in that a Lattice space has no supports but fastening means for a central connector rod.