Die Erfindung betrifft ein Platzhalter-Brennelement zum Ersetzen eines entsprechenden Brennelements im Reaktorkern eines Siedewasserreaktors und eine Anordnung aus zwei derartigen Platzhalter-Elementen. Die Erfindung betrifft ferner ein Brennelement für einen leichtwassergekühlten thermischen Kernreaktor, in dem jeweils mehrere dieser Elemente eng nebeneinander angeordnet sind und jeweils mit ihrem Fuß in einem von einer Stützstruktur getragenem Adapterteil sitzen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Brennelement eines Siedewasserreaktors mit Merkmalen, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 9 angegeben sind.The invention relates to a placeholder fuel element to replace a corre spondingThe fuel assembly in the core of a boiling water reactor and an arrangementvoltage from two such placeholder elements. The invention further relates to aFuel element for a light water-cooled thermal nuclear reactor in whichseveral of these elements are arranged closely next to each other and eachsit with your foot in an adapter part supported by a support structure.In particular, the invention relates to a fuel element of a boiling water reactorFeatures as specified in the preamble of claim 9.
Im Reaktorkern eines Siedewasserreaktors sitzen die Brennelemente in einer regelmäßigen Anordnung auf einer Kerngitterstruktur. Bei Nachladungen werden die abgebrannten Brennelemente nacheinander entfernt bzw. umgesetzt; die für regelmäßige Inspektionsarbeiten vorgesehenen Druckprüfungen der Reaktor-Druckbehälter erfordern, alle Brennelemente aus dem Behälter zu entfernen und nachher wieder einzusetzen; bei anderen Inspektions- oder Wartungsarbeiten kann es erforderlich sein, z. B. zum Manipulieren der Steuerelemente, insbesondere zu deren Auswechslung, mehrere einem derartigen Steuerelement benachbarte Brennelemente gleichzeitig herauszunehmen. Sind die Steuerelemente, die sich normalerweise in kreuzförmigen Spalten zwischen den Brennelementen befinden, nach der Entnahme dieser Brennelemente nicht mehr seitlich geführt, so kann es erforderlich sein, nach dem Entfernen der entsprechenden Brennelemente Platzhalter-Elemente ("Brennelement-Phantome" oder "Dummy-Elemente") an diesen Stellen in den Verbund der Brennelemente einzusetzen, um die Steuerelemente zu schützen.The fuel elements usually sit in the core of a boiling water reactormoderate arrangement on a core lattice structure. When reloading thespent fuel elements removed or converted one after the other; the rulemoderate inspection work provided pressure tests of the reactor pressureContainers require all fuel assemblies to be removed from the container and afterwardsreinstate; it can be used for other inspection or maintenance workbe derlich z. B. to manipulate the controls, especially theirReplacement, several fuel bundles adjacent to such a control elementelements at the same time. Are the controls that are more normalare located in cruciform columns between the fuel assemblies, according to theRemoval of these fuel elements is no longer guided laterally, so it may be necessarybe placeholder elements after removing the corresponding fuel assemblies("Fuel element phantoms" or "dummy elements") at these points in theUse composite fuel elements to protect the controls.
Fig. 1 zeigt einen derartigen Verband von Brennelementen1 mit kreuzförmigen Spalten2 zwischen den Brennelementen, in denen Steuerelemente3 sitzen. Dabei sind z. B. zwei dem Steuerelement4 benachbarte Brennelemente entfernt, und um beim Entfernen der beiden anderen, diesen Steuerelementen benachbarten Brennelementen5 eine seitliche Führung des Steuerelements sicherzustellen, sind zwei derartige Dummy-Elemente6 eingesetzt.Fig. 1 shows such association of fuel assemblies1 with cross-shaped column2 between the fuel assemblies, in which control elements3 are seated. Here are z. B. two control elements4 adjacent fuel elements removed, and in order to ensure lateral guidance of the control elements when removing the other two, these control elements adjacent elements5 , two such dummy elements6 are used.
Die Brennelemente haben üblicherweise einen prismatischen Querschnitt. Im Falle quadratischer Brennelemente bilden jeweils vier einander benachbarte Elemente den kreuzförmigen Spalt, im Fall von hexagonalen Brennelementen besteht der von jeweils drei aneinander angrenzenden Elementen gebildete kreuzförmige Spalt aus jeweils drei Zwischenräumen zwischen zwei Elementen.The fuel elements usually have a prismatic cross section. In the event ofsquare fuel elements form four adjacent elements eachcruciform gap, in the case of hexagonal fuel elements, that of eachbecause three mutually adjacent elements formed cross-shaped gapthree spaces between two elements.
Fig. 2 zeigt einander benachbarte Brennelemente1, die auf der Kerngitterstruktur, z. B. einer unteren Kernplatte aufsitzen. Im gezeigten Fall besteht die Kerngitterstruktur aus einem Stützgitter10 mit Stützrohren11, die an ihrem oberen Teil ein Gußteil tragen, dessen Querschnitt längs den Linien III-III inFig. 3 gezeigt ist.Fig. 2 shows mutually adjacent fuel elements1 , which on the core lattice structure, for. B. sit on a lower core plate. In the case shown, the core grid structure consists of a support grid10 with support tubes11 , which carry a cast part on their upper part, the cross section of which is shown along lines III-III inFIG. 3.
Das Stützrohr11 ist dabei jeweils vier quadratischen Brennelementen zugeordnet und geht in jeweils einen Durchtrittskanal14 für jedes Brennelement über. Dieser Durchtrittskanal bildet einen Kühlmittelraum, der über ein von einer Stützstruktur gehaltenes Adapter-Teil94 an das Fußteil17 des jeweiligen Brennelements angeschlossen ist. Der Durchtrittskanal14 besitzt dabei eine seitliche Drosselöffnung13, so daß der Kühlmittelstrom seiflich in die Durchtrittskanäle14 und von unten weiter in die einzelnen Brennelemente geleitet wird.The support tube11 is in each case assigned to four square fuel elements and merges into a passage channel14 for each fuel element. This passage channel forms a coolant chamber, which is connected to the foot part17 of the respective fuel element via an adapter part94 held by a support structure. The passage channel14 has a lateral throttle opening13 , so that the coolant flow is passed through the passage channels14 and from below into the individual fuel elements.
Die Brennelemente selbst sind seitlich von einem Kasten umgeben, der oben von einem Kopfteil15 mit einem Griff, unten von einem Fußteil17 abgedeckt ist, das z. B. als trichterförmiges Übergangsstück ausgebildet ist, das mittels eines Flansches18 (Fig. 4) in das Adapterteil94 der Kerngitterstruktur eingepaßt ist. Über die Einlaßöffnung am trichterförmig verjüngten Ende des Übergangsstücks17 wölben sich glockenartig sternförmige Stege, die als Führungsflächen das Einsetzen des Brennelementfußes in das Adapterteil der Kerngitterstruktur erleichtern und als ein Verlängerungsteil19 von oben in das Adapterteil und gegebenenfalls den Kühlmittelraum hineinragen. Ein Anschlagstift20 stellt die Drehorientierung des Brennelements in der Kerngitterstruktur sicher.The fuel assemblies themselves are laterally surrounded by a box, which is covered at the top by a head part15 with a handle, at the bottom by a foot part17 , the z. B. is designed as a funnel-shaped transition piece which is fitted by means of a flange18 (FIG. 4) into the adapter part94 of the core lattice structure. About the inlet opening at the funnel-shaped tapered end of the transition piece17 ben ben bell-shaped star-shaped webs, which facilitate the insertion of the fuel element into the adapter part of the core lattice structure as guide surfaces and protrude as an extension part19 from above into the adapter part and possibly the coolant telraum. A stop pin20 ensures the rotational orientation of the fuel element in the core lattice structure.
InFig. 2 ist ferner ein Steuerelement22 gezeigt, das von unten vollständig in den Reaktorkern eingefahren ist, während ein entsprechendes Steuerelement23 teilweise eingefahren und das Steuerelement24 ganz aus dem Kern herausgefahren ist.InFig. 2, a control element22 is also shown, which is completely retracted from below into the reactor core, while a corresponding control element23 partially retracted and the control element24 is completely moved out of the core.
Diese Steuerelemente sitzen auf Antriebsstangen25, die über Rollen26 in den Stützrohren11 geführt sind. Im herausgefahrenen Zustand verschwinden die Steuerelemente22 in den Stützrohren, sind sie jedoch in den Kern hineingefahren, so stellen die benachbarten Brennelemente eine seitliche Führung dar, die ein Kippen der Steuerelemente verhindern.These controls sit on drive rods25 , which are guided by rollers26 in the support tubes11 . In the extended state, the control elements22 disappear in the support tubes, but if they are moved into the core, the adjacent fuel elements represent a lateral guide which prevents the control elements from tilting.
Wird der Reaktor für die oben erwähnten Arbeiten abgeschaltet, so werden die Steuerelemente in den Kern hineingefahren. Würden dann in diesem Zustand die vier Brennelemente, die den Spalt zur Aufnahme des Steuerelementes bilden, entfernt, so wäre das Steuerelement nicht mehr ausreichend geführt. Es kann sich unter Verbiegung seiner Antriebsmechanik, insbesondere der Antriebsstange25, verdrehen und/oder verbiegen. Daher führt man möglichst alle Arbeiten so aus, daß das Steuerelement stets mindestens von zwei diametral gegenüberstehenden Steuerelementen umgeben ist, die es seitlich führen. Bei manchen Arbeiten jedoch ist es erforderlich, alle Brennelemente aus dem Reaktordruckbehälter zu entfernen oder zumindest die Umgebung der Steuerelemente auszuräumen. In diesem Fall werden zunächst zwei Brennelemente in der inFig. 1 gezeigten Position durch ein Dummy-Paar7 ersetzt, bevor die anderen Brennelemente herausgenommen werden. Dann kann auch das Steuerelement gefahrlos unter die Kernplatte zurückgezogen werden.If the reactor is switched off for the work mentioned above, the control elements are moved into the core. If the four fuel elements, which form the gap for receiving the control element, were then removed in this state, the control element would no longer be adequately guided. It can hen and / or bend while bending its drive mechanism, in particular the drive rod25 . Therefore, if possible, all work is carried out in such a way that the control element is always surrounded by at least two diametrically opposed control elements which guide it laterally. For some work, however, it is necessary to remove all fuel assemblies from the reactor pressure vessel or at least to clear out the surroundings of the control elements. In this case, two fuel elements in the position shown inFIG. 1 are first replaced by a dummy pair7 before the other fuel elements are removed. Then the control element can also be withdrawn safely under the core plate.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung betrifft also ein Platzhalter-Element zum Ersetzen eines entsprechenden Brennelements im Reaktorkern eines Siedewasserreaktors, wobei jeweils mehrere derartige Brennelemente auf einer Kerngitterstruktur derart aufsitzen, daß ein kreuzförmiger Spalt gebildet wird, in den von unten ein Steuerelement einführbar ist, und wobei jedes dieser Brennelemente seitlich von einem prismatischen, oben von einem Kopfteil und unten von einem Fußteil abgedeckten Kasten umgeben ist, und das Fußteil mittels eines Verlängerungsteils in den Durchtrittskanal der Kerngitterstruktur hineinragt.A first embodiment of the invention therefore relates to a placeholder element forReplacement of a corresponding fuel element in the reactor core of a boiling water tankactuator, with several such fuel elements on a core lattice structuresit in such a way that a cross-shaped gap is formed into the bottomControl element is insertable, and each of these fuel elements laterally from eggnem prismatic, above from a head part and below from a foot partcovered box is surrounded, and the foot part by means of an extension part in thePassage channel of the core lattice structure protrudes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Herausnehmen von Brennelementen aus dem Reaktorkern, bzw. das Einsetzen der Brennelemente in einen teilweise oder ganz entleerten Reaktorkern zu ermöglichen, ohne daß die Gefahr besteht, daß hierbei die Steuerelemente beschädigt werden. Allgemein soll der richtige Sitz der Brennelemente bzw. eines entsprechenden Platzhalters kontrollierbar sein.The invention has for its object the removal of fuel elementsfrom the reactor core, or the insertion of the fuel elements in a partial orto allow completely empty reactor core without the risk that herethe controls are damaged. In general, the correct seat of theFuel elements or a corresponding placeholder can be controlled.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Platzhalter-Element vor, das zur seitlichen Führung der Steuerelemente an den Platz eines derartigen Brennelementes eingesetzt werden kann.To achieve this object, the invention provides a placeholder element thatlateral guidance of the controls to the place of such a Brennelementes can be used.
Dieses Platzhalter-Element weist an seinem Oberende ein Handhabungsteil auf, mit dem es von oben anstelle eines Brennelementes auf die Kerngitterstruktur aufsetzbar und nach dem Aufsetzen gehalten ist. Die Außenkontur des Platzhalter-Elementes ist zumindest an zwei aneinander angrenzenden Seitenflächen gleich den an das Steuerelement angrenzenden Seitenflächen des entsprechenden Brennelementes. Das Verlängerungsteil jedoch ist derart an die Innenkontur des Durchtrittskanals angepaßt, daß es von oben in den Durchtrittskanal einsetzbar und im eingesetzten Zustand weiter in den Durchtrittskanal hineinragt als das Brennelement selbst.This placeholder element has a handling part on its upper end, withwhich it attaches to the core lattice structure from above instead of a fuel elementbar and after touchdown is held. The outer contour of the placeholder elementtes is the same as that on at least two adjacent side surfacesControl adjacent side surfaces of the corresponding fuel assembly.However, the extension part is such on the inner contour of the passageadjusted that it can be used from above in the passage channel and used in theState protrudes further into the passage than the fuel assembly itself.
Hätte auch das Verlängerungsteil des Dummy-Elementes nur die Länge des bei dem Brennelement verwendeten Verlängerungsteils, das nur wenig in den Durchtrittskanal hineinragt, so kann der Fall eintreten, daß das Dummy-Element, das ja am Handhabungsteil aufgehängt ist und dessen Unterteil seitlich pendeln kann, auf der Oberseite der Kerngitterstruktur aufsitzt, anstatt in die Öffnung des Durchtrittskanals hineinzugleiten. Es kommt also nicht zu dem erforderlichen, exakten Paßsitz des Elementes, und wenn dieser Fehlsitz nicht bemerkt wird, lastet das Gewicht des Dummys auf seinem Verlängerungsteil, das beschädigt und unbrauchbar werden kann. Der Fehlsitz stört auch die Betätigung der Steuerelemente. So kann z. B. der Fall auftreten, daß ein Steuerelement, das durch das untere Kerngitter hindurch in die Reaktionszone eingefahren wird, zunächst ein ungenau sitzendes Dummy oder Dummy-Paar anhebt, das anschließend abstürzt, auf das Kerngitter aufschlägt und Schaden anrichtet.If the extension part of the dummy element had only the length of thatFuel element used extension part, which is little in the passagenal protrudes, the case may occur that the dummy element, which is yes onHandling part is suspended and the lower part can swing sideways on theTop of the core lattice structure sits instead of in the opening of the passage kanals to slide in. So there is no necessary, exact fitof the element, and if this incorrect fit is not noticed, the weight of theDummies on its extension part that become damaged and unusablecan. The incorrect fit also interferes with the operation of the controls. So z. B. theIn the event that a control element passes through the lower core gridthe reaction zone is retracted, first an inaccurately fitting dummy orRaises the dummy pair, which then crashes, hits the core grid andCauses damage.
Daher ist es erforderlich, daß eine derartige Fehlstellung, bei der das Dummy mit seinem Verlängerungsteil auf der Oberfläche der Kerngitterstruktur aufsitzt, anstatt in den Durchtrittskanal hineinzuragen, sofort leicht feststellbar ist. Dann kann das Dummy erneut angehoben und wieder eingesetzt werden.It is therefore necessary that such a misalignment, in which the dummy withits extension part sits on the surface of the core lattice structure insteadto protrude into the passageway is immediately easy to determine. Then it canDummy raised again and reinserted.
Die obere Kante des erfindungsgemäßen Dummys ragt bei einem derartigen Fehlsitz gerade um die Länge D (Fig. 5) über die Oberkante der korrekt sitzenden Brennelemente hinaus. Die Länge des Verlängerungsteils ist derart gewählt, daß dieses Herausragen dem Bedienungspersonal auch dann sofort auffällt, wenn die Manipulationen aus Sicherheitsgründen von Ferne vorgenommen und beobachtet werden. Auch eine automatische Detektion dieses Fehlsitzes ist leicht möglich.The upper edge of the dummy according to the invention protrudes in such an incorrect fit just by the length D (FIG. 5) beyond the upper edge of the correctly seated fuel elements. The length of the extension part is chosen such that this protrusion is immediately apparent to the operating personnel even if the manipulations are carried out and observed from a distance for security reasons. Automatic detection of this incorrect fit is also easily possible.
Vorteilhaft ist der Schwerpunkt des Dummys so weit nach unten verlagert, daß er bei korrektem Sitz in der Nähe der Kerngitterstruktur zu liegen kommt. Dies kann erreicht werden, wenn das Verlängerungsteil nicht als Hohlkörper oder aus einzelnen Stegen gebildet ist, sondern ein volles, massives Materialstück. Dadurch wird einerseits das Pendeln des am Handhabungsteil aufgehängten Dummys verringert, andererseits auch die Gefahr einer Beschädigung des Verlängerungsstückes selbst dann praktisch vermieden, wenn das Dummy bei einem Fehlsitz unsanft auf der Kerngitterstruktur abgesetzt wird. Da das Dummy ohnehin nicht bei Betrieb des Reaktors verwendet wird, kann es aus einem beliebigen Material, z. B. Stahl, gefertigt werden, insbesondere einem neutronenabsorbierenden Material.The focus of the dummy is advantageously shifted so far down that itcomes to rest near the core lattice structure when seated correctly. This can can be achieved if the extension part is not as a hollow body or from individualNEN webs is formed, but a full, solid piece of material. This willon the one hand reduces the swinging of the dummy suspended from the handling part,on the other hand, the risk of damage to the extension piece itselfthen practically avoided if the dummy is rough on the wrong seatCore lattice structure is deposited. Since the dummy is not in operation anywayReactor is used, it can be made of any material, e.g. B. steel, geferbe taken, especially a neutron absorbing material.
Da bereits zwei Dummys, die gemäß der inFig. 1 gezeigten Stellung einander über Eck benachbart sind, eine ausreichende seitliche Führung des Steuerelementes ermöglichen und andererseits keine Dummys benötigt werden, wenn das Steuerelement durch zwei einander auf diese Weise gegenüberstehende Brennelemente geführt ist, ist es vorteilhaft, zwei derartige Platzhalter zu einer Anordnung zu vereinigen, bei der das Handhabungsteil eines Dummys über ein gemeinsames Joch mit dem Handhabungsteil eines entsprechenden zweiten Dummys verbunden ist.Since already two dummies, which are adjacent to each other around the corner according to the position shown inFig. 1, allow sufficient lateral guidance of the control element and on the other hand no dummies are required if the control element is guided by two fuel elements facing each other in this way it is advantageous to agree two such placeholders to an arrangement in which the handling part of a dummy is connected via a common yoke to the handling part of a corresponding second dummy.
Eine derartige Anordnung nach der Erfindung ist im Anspruch 4 angegeben. Bevorzugt sind die beiden unteren Enden der Platzhalter-Elemente vor ihrem Einsetzen in die Durchtrittskanäle der Kerngitterstruktur über ein zweiteiliges Verschlußteil miteinander verbunden, wobei die beiden Teile des Verschlußteils beim Einsetzen in die Durchtrittskanäle voneinander lösbar sind. Dadurch wird vermieden, daß die am Joch hängenden Dummys unabhängig von einander pendeln; vielmehr sind sie aneinander gekoppelt und führen daher nur gemeinsame, höchstens stark gedämpfte Pendelungen aus.Such an arrangement according to the invention is specified in claim 4. Bethe two lower ends of the placeholder elements are preferred before they are insertedzen into the through channels of the core lattice structure via a two-part closurepartially connected to each other, the two parts of the closure part when insertingzen are detachable from each other in the passage channels. This avoids thatthe dummies hanging on the yoke commute independently of each other; rather arethey are coupled to each other and therefore only lead together, at most stronglydampened oscillations.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn der eine Teil des Verschlußteils über einen Gelenkarm an dem einen Dummy, der andere Teil über einen anderen Gelenkarm am anderen Dummy befestigt ist und die beiden Gelenkarme beim Einsetzen automatisch geschwenkt werden, bis sie hinter der Außenkontur des jeweiligen Dummys zurückgezogen sind. Hierzu kann ein Taststift verwendet werden, der das Schwenken eines Gelenkarms auslöst, sobald das Verlängerungsteil ausreichend weit in den entsprechenden Durchtrittskanal hineinragt.It is useful if one part of the closure part via a jointarm on one dummy, the other part on another articulated arm on the otherren dummy is attached and the two articulated arms automatically when insertedbe pivoted until they close behind the outer contour of the respective dummywithdrawn. A stylus can be used for this purpose, which pivotsof an articulated arm triggers as soon as the extension part is sufficiently far into thethe corresponding passage channel protrudes.
Der diesem Platzhalter-Element zugrunde liegende Gedanke, eine leicht erkennbare optische Anzeige für den richtigen Sitz des Elementes in der Kerngitterstruktur zu schaffen, kann auch auf Brennelemente übertragen werden. Während gasgekühlte oder natriumgekühlte Reaktoren oder andere Sondertypen ein Kerngitter und Brennelementfüße haben, die nach besonderen Gesichtspunkten recht unterschiedlich konstruiert sind, sitzen die Brennelemente von Siedewasserreaktoren üblicherweise mit einem trichterförmigen Fußteil in einem vom Kerngitter getragenen Adapterteil, das einen Kühlmittelraum im Kerngitter oben mit dem Fußteil verbindet, wobei das Fußteil und das Adapterteil eine Durchtrittsöffnung für das Kühlmittel bilden und das Adapterteil den Strömungsquerschnitt im Kühlmittelraum an den Querschnitt der Trichteröffnung im Fußteil anpaßt.The idea underlying this placeholder element, an easily recognizable onevisual display for the correct seat of the element in the core lattice structurecreate, can also be transferred to fuel assemblies. While gas-cooled or sodium cooled reactors or other special types a core lattice andHave fuel element feet, which differed from a special point of vieware constructed, the fuel elements of boiling water reactors are more commonwise with a funnel-shaped foot part in a supported by the core latticeAdapter part that connects a coolant space in the core grille with the foot part at the topdet, wherein the foot part and the adapter part have a passage opening for the coolanttel form and the adapter part to the flow cross section in the coolant chamberAdjust the cross-section of the funnel opening in the foot section.
Bei Druckwasserreaktoren, einem anderen üblichen Typ von leichtwassergekühlten, thermischen Reaktoren, ist das Adapterteil plattenförmig und weist die Durchtrittsöffnung sowie Zentrierstifte oder andere Mittel auf, um den richtigen Sitz des Brennelementes sicherzustellen. Das Fußteil selbst ist in diesen Fällen ein seitlich offener, meist quadratischer Rahmen, der auf der Plattenoberseite des Adapterteils aufsitzt. Der Abstand zwischen den Brennelemente, der bei Siedewasserreaktoren der Dicke der Steuerelemente (wenige Zentimeter) entspricht, beträgt bei Druckwassereaktoren nur noch wenige Millimeter.In pressurized water reactors, another common type of light water-cooled,thermal reactors, the adapter part is plate-shaped and has the passageopening as well as centering pins or other means to ensure that theEnsure fuel element. In these cases, the foot section itself is on the sideopen, mostly square frame, that on the top of the adapter partsits on. The distance between the fuel elements in boiling water reactorscorresponds to the thickness of the control elements (a few centimeters) is at pressurewater reactors only a few millimeters.
Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist also ein Brennelement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8 vorgesehen, bei dem das Fußteil mindestens der Breite des Brennelementes entsprechend über die Durchtrittsöffnung hinaus nach unten verlängert ist.According to a second embodiment of the invention, a fuel assembly is also includedthe features of the preamble of claim 8 provided, in which the foot partat least corresponding to the width of the fuel element via the passage openingis extended downwards.
Insbesondere kann ein Siedewasser-Brennelement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 9 derart verlängert sein.In particular, a boiling water fuel element with the features of the Oberbehandles of claim 9 be extended in this way.
Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und elf Figuren erläutert.The invention is explained using preferred exemplary embodiments and eleven figurestert.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 den bereits erläuterten Verband von Brennelementen, bei denen zwei Brennelemente durch Platzhalter ersetzt sind,Fig. 1 shows the already explained association of fuel assemblies in which two fuel assemblies are replaced by wildcards
Fig. 2 undFig. 3 Anordnung von Brennelementen und Steuerelementen auf der Kerngitterstruktur,Fig. 2 andFig. 3 arrangement of fuel elements and control elements on the core grid structure,
Fig. 4 den Durchtrittskanal und das darin eingepaßte Übergangsstück eines Brennelementes,Fig. 4 shows the passage channel and the fitted therein transition piece of a fuel assembly,
Fig. 5 den gleichen Durchtrittskanal und das darin eingepaßte Verlängerungsteil am Übergangsstück eines erfindungsgemäßen Platzhalters,Fig. 5 shows the same passageway, and the fitted therein extension part on the transition piece of a placeholder of the invention,
Fig. 6 eine Aufsicht von oben auf zwei durch ein gemeinsames Joch verbundene Dummys in starker Vereinfachung,Fig. 6 is a top plan view of two connected by a common yoke dummies in strong simplification
Fig. 7 eine vereinfachte Seitenansicht der unteren Enden zweier Dummys, die über ein Verbindungsteil miteinander verbunden sind,Fig. 7 is a simplified side view of the lower ends of two dummies, which are interconnected via a connecting part,
Fig. 8 einen Querschnitt durch dieses Verbindungsteil,Fig. 8 shows a cross section through this connecting part,
Fig. 9 Einzelheiten eines Taststifts, der das Verbindungsteil automatisch löst,Fig. 9 details a stylus that solves the connecting part automatically,
Fig. 10 einen Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Brennelements, das korrekt im Adapterteil bzw. im Durchtrittskanal der Stützstruktur sitzt, undFig. 10 is a side view of a fuel assembly according to the invention, which is properly seated in the adapter part or in the passage channel of the support structure, and
Fig. 11 einen Längsschnitt durch die lösbare Befestigung eines Verlängerungsstiftes an den Stegen, die sich über die Einlauföffnung im Fuß des Brennelements wölben.Fig. 11 shows a longitudinal section through the releasable attachment of an extension pin on the webs, which arch over the inlet opening in the base of the fuel element.
Der Platzhalter6 (Fig. 1) besitzt an seinem Kopfteil ein Handhabungsteil (Griff7), das mit dem gleichen Hebezeug manipuliert werden kann, mit dem auch die Brennelemente an ihren Griffen15 angehoben und abgesenkt werden können. An diesem Griff7 ist das Dummy-Mittelteil8 befestigt, das im wesentlichen aus einem Brennelement-Kasten besteht, so daß zumindest die dem Steuerelement4 benachbarten Seitenflächen des Dummy die gleiche Außenkontur haben, wie die entsprechenden Brennelemente5.The placeholder6 (FIG. 1) has on its head part a handling part (handle7 ) that can be manipulated with the same lifting device, with which the fuel elements can also be raised and lowered on their handles15 . On this handle7 , the dummy middle part8 is attached, which consists essentially of a fuel assembly box, so that at least the control element4 neigh disclosed side surfaces of the dummy have the same outer contour as the corresponding fuel elements5th
Am unteren Ende des Dummy sitzt ein Übergangsstück27 (Fig. 5), das praktisch die Form des Übergangsstückes17 eines Brennelementes besitzt. Während jedoch der Fußteil eines Brennelementes nur mit einem relativ kurzen Verlängerungsteil, das aus dem Flansch18 und den Stegen19 besteht, über die Länge d in den Durchtrittskanal14 der Kerngitterstruktur hineinragt, ist das Verlängerungsteil28 des Dummy mindestens doppelt so lang und der Innenkontur des entsprechenden Durchtrittkanals (Stützrohr14) so weit angepaßt, daß es über die Länge D, die ungefähr der Breite des Brennelements entspricht, in diesen Kanal hineinragt.At the lower end of the dummy sits a transitionpiece 27 (FIG. 5), which practically has the shape of the transition piece17 of a fuel assembly. However, while the foot part of a fuel assembly with only a relatively short extension part, which consists of the flange18 and the webs19 , protrudes over the length d into the passage channel14 of the core lattice structure, the extension part28 of the dummy is at least twice as long and the inner contour of the corresponding passage channel (support tube14 ) adapted so far that it projects into this channel over the length D, which corresponds approximately to the width of the fuel assembly.
Außerdem ist dieses Verlängerungsteil aus vollem Material, also nicht hohl, sondern praktisch ein massives Stück. Das Gleiche gilt auch für das Übergangsstück27 selbst, so daß der Schwerpunkt des ganzen Dummy praktisch im Übergangsstück liegt.In addition, this extension part is made of full material, so not hollow, but practically a solid piece. The same applies to the transitionpiece 27 itself, so that the center of gravity of the entire dummy is practically in the transition piece.
Fig. 6 zeigt ein Joch60, das etwa quer zur Längsachse des Dummys ausgerichtet ist, und an dessen einem Ende61 der eine Dummy, am anderen Ende62 der andere Dummy64 befestigt ist. Dadurch ist eine gemeinsame Handhabung beider Dummys sichergestellt.FIG. 6 shows a yoke60 , which is aligned approximately transversely to the longitudinal axis of the dummy, and at one end61 of which the one dummy is attached, at the other end62 of the other dummy64 . This ensures that both dummies are handled together.
Ferner ist inFig. 6 die Drehachse eines im unteren Teil (Fig. 7) der Dummy angeordneten Taststiftes70 gezeigt. Jeder dieser Taststifte70 trägt einen Gelenkarm71, an dessen Enden ein Verschlußteil72,73 sitzt. Diese Verschlußteile sind hakenförmig ausgebildet, und hintergreifen, bzw. übergreifen, einander in der inFig. 7 gezeigten Stellung.Also shown inFig. 6, the axis of rotation of a dummy in the lower part (Fig. 7) of ordered stylus70 . Each of these styli70 carries an articulated arm71 , at the ends of which a closure part72 ,73 is seated. These closure parts are hook-shaped, and reach behind or overlap one another in the position shown inFIG. 7.
Bei einer durch den Taststift70 hervorgerufenen Drehung der Gelenkarme71, lösen sich die Verschlußteile und werden von den Gelenkarmen71 zurückgeschwenkt, bis sie durch entsprechende Schlitze74 an der Außenkontur der Dummy verschwinden.When the articulated arms71 are rotated by the stylus70 , the locking parts loosen and are pivoted back by the articulated arms71 until they disappear through corresponding slots74 on the outer contour of the dummy.
Diese Stellung, bei der die Gelenkarme71 mit ihren Verschlußteilen72,73 zurückgeschwenkt sind und im Inneren der Dummy verschwinden, ist inFig. 6 in durchbrochenen Linien dargestellt.This position, in which the articulated arms71 are pivoted back with their locking parts72 ,73 and disappear inside the dummy, is shown inFIG. 6 by broken lines.
Die Gelenkarme71 sitzen an Hülsen80 (Fig. 8,Fig. 9), die den jeweiligen Taststift70 umschließen, und über entsprechende Gleitringe81 beweglich in Lagerungen82 des Dummy gehalten sind.The articulated arms71 sit on sleeves80 (FIG. 8,FIG. 9) which enclose the respective stylus70 , and are held in position by means of corresponding slide rings81 in positions82 of the dummy.
An der inneren Zylinderfläche der Hülse80 ist eine vorspringende Nase83 angeordnet, die in eine Nut84 auf der Außenfläche des Taststiftes70 eingreift. Der Taststift70 ist im Dummy längsbeweglich gelagert und wird durch eine Feder85 nach unten aus dem Übergangsstück27 (Fig. 7) herausgedrückt. In dieser Stellung, bei der die Feder85 nicht belastet ist, sind die Arme71 aus dem Dummy herausgeschwenkt, wie dieFig. 8 zeigt.On the inner cylindrical surface of the sleeve80 is a projecting nose83 is arranged, which engages in a groove84 on the outer surface of the stylus70 . The stylus70 is mounted so that it can move longitudinally and is pressed downwards out of the transition piece27 (FIG. 7) by a spring85 . In this position, in which the spring85 is not loaded, the arms71 are pivoted out of the dummy, as shown inFIG. 8.
Ist jedoch der Verlängerungsteil28 der beiden Dummy in den entsprechenden Durchtrittskanal eingefädelt, so kommt der Stift70 mit der Oberseite der Kerngitterstruktur in Berührung und wird unter Belastung der Feder85 nach oben gedrückt. Die Nut84 verläuft auf ihrem unteren Ende schraubenförmig um die Achse des Taststiftes70, so daß nunmehr die Nase83 der Hülse80 von diesem Schlitz geführt wird, und die Hülse80 mit ihrem Arm71 eine Drehbewegung entsprechend den Pfeilen85 derFig. 6 durchführt. Dadurch werden die hakenförmigen Teile72,73 des Verschlußteils gelöst, und der Raum zwischen den beiden Dummys freigege ben, in den nach Einsetzen der Dummy das Steuerelement hineingefahren werden kann.However, if the extension part28 of the two dummy is threaded into the corresponding passage, the pin70 comes into contact with the top of the Kerngit ter structure and is pressed up under the load of the spring85 . The groove84 extends on its lower end helically around the axis of the stylus70 , so that the nose83 of the sleeve80 is now guided by this slot, and the sleeve80 with its arm71 performs a rotary movement in accordance with the arrows85 inFIG. 6 . As a result, the hook-shaped parts72 ,73 of the closure part are released, and the space between the two dummies is released, into which the control element can be inserted after the dummy has been inserted.
Das Verschlußteil kann entsprechend den jeweiligen Anforderungen auch anders ausgestaltet sein. Wird z. B. auch gefordert, das Dummy-Paar einzusetzen, wenn das Steuerelement in den Kern hineingefahren ist, so kann der Taststift so ausgebildet sein, daß er auch durch eine Manipulation von außen, insbesondere von der Oberseite des Dummys aus, zurückgezogen werden kann. Es kann auch zweckmäßig sein, das Verschlußteil so auszubilden, daß es blockiert ist, solange wenigstens ein Dummy nicht korrekt eingesetzt ist, z. B. nur ein Taststift Kontakt mit dem Kerngitter hat.The closure part can also be different according to the respective requirementsbe designed. Is z. B. also required to use the dummy pair ifthe control element has moved into the core, so the stylus can be traineddet be that he is also by manipulation from the outside, in particular by theTop of the dummy, can be withdrawn. It can also be convenientbe ßig to form the closure part so that it is blocked, at least as longa dummy is not inserted correctly, e.g. B. just a stylus contact with theCore grid.
Damit ist die Möglichkeit geschaffen, ohne irgendwelche Veränderungen am Aufbau des Reaktorkerns und der Steuerelemente die Brennelemente gefahrlos austauschen zu können.This creates the possibility without any changes to the openingconstruction of the reactor core and the control elements, the fuel elements can be replaced safelyto be able to.
Fig. 10 zeigt das Übergangsstück17 eines Brennelements, das sich nach unten trichterförmig zu einer Einlauföffnung90 verjüngt, über die sich die nach unten gewölbten Stege91 erstrecken. Mit92 ist ein Verlängerungsstift bezeichnet, der über diese Stege91 am Fußteil des Brennelements befestigt ist. Bevorzugt erstreckt er sich ungefähr parallel zur Brennelement-Achse in den Durchtrittskanal.Fig. 10 shows the transition piece17 of a fuel assembly, which tapers downward in a funnel shape to an inlet opening90 , over which the downwardly curved webs91 extend. With92 an extension pin is designated, which is attached to the foot part of the fuel assembly via these webs91 . It preferably extends approximately parallel to the fuel element axis in the passage channel.
Dieser Durchtrittskanal14, durch den das Kühlmittel zur Einlauföffnung90 im Fußteil17,91 des Brennelements geleitet wird, ist häufig nicht symmetrisch, so daß auch der Verlängerungsstift91 nicht im Mittelpunkt der Einlauföffnung90 sitzen sollte, um leicht in seiner ganzen Länge in das Brennelement eingesetzt zu werden. Wird mit B der Durchmesser der Einlauföffnung90 und mit C der Abstand bezeichnet, um den der Stift gegenüber dem Mittelpunkt der Einlauföffnung90 versetzt ist, so ist vorteilhaft das Verhältnis C:B kleiner als 4:1. Der Stift sitzt dann immerhin noch soweit im Zentrum der Öffnung, daß er leicht an den Stegen91 befestigt werden kann.This passage channel14 , through which the coolant is led to the inlet opening90 in the foot part17 ,91 of the fuel assembly, is often not symmetrical, so that the extension pin91 should not sit in the center of the inlet opening90 , in order to easily extend the entire length of the fuel assembly to be used. If B denotes the diameter of the inlet opening90 and C the distance by which the pin is offset from the center of the inlet opening90 , the ratio C: B is advantageously less than 4: 1. The pin is then still so far in the center of the opening that it can be easily attached to the webs91 .
Der Durchtrittskanal14 ist an der Platte93 und dem Stützrohr11 des Kerngitters befestigt und bildet einen Kühlmittelraum95, in dem Kühlmittel, also Leichtwasser, in axialer Richtung zu der Einlauföffnung90 geleitet wird. Ein Adapterteil94 paßt den Strömungsquerschnitt des Kühlmittels im Kühlmittelraum95 an den Querschnitt der Einlauföffnung90 an. Das trichterförmige Übergangsstück17 im Brennelement-Fuß ist von diesem Adapterteil getragen. Bei dieser Konstruktion ist die vom Fuß gebildete Einlauföffnung also praktisch gleich einer entsprechenden Durchtrittsöffnung am Adapterteil für das Kühlmittel.The passage channel14 is fastened to the plate93 and the support tube11 of the core grid and forms a coolant chamber95 , in which coolant, that is to say light water, is guided in the axial direction to the inlet opening90 . An adapter part94 adjusts the flow cross section of the coolant in the coolant chamber95 to the cross section of the inlet opening90 . The funnel-shaped transition piece17 in the fuel assembly foot is carried by this adapter part. In this construction, the inlet opening formed by the foot is practically the same as a corresponding passage opening on the adapter part for the coolant.
Wird das Brennelement zum Einsetzen ins Adapterteil der Stützstruktur abgesenkt und trifft nicht deren Öffnung, sondern sitzt auf der Platte93 des Kerngitters auf, so ragt das obere Ende so weit über die anderen, im Reaktorkern korrekt sitzenden Brennelemente hinaus, wie es der inFig. 10 gezeigten Länge E entspricht. Dies kann vom Bedienpersonal sofort optisch erkannt werden, um das Brennelement anzuheben und erneut in das Adapterteil einzusetzen zu versuchen.If the fuel assembly is lowered for insertion into the adapter part of the support structure and does not hit its opening but sits on the plate93 of the core lattice, the upper end protrudes far beyond the other fuel assemblies correctly seated in the reactor core, as is the case inFIG. 10 shown length E corresponds. This can be immediately recognized optically by the operating personnel in order to lift the fuel assembly and to try to insert it again into the adapter part.
Bevorzugt ist das Verlängerungsteil des Brennelementfußes lösbar, so daß sich das erfindungsgemäße Brennelement beim Transport und der Lagerung nicht von Maßen üblicher Brennelemente unterscheidet. Erst am Einsatzort braucht das Teil an- und abmontiert zu werden.The extension part of the fuel assembly base is preferably detachable, so that thefuel element according to the invention during transport and storage not of Madistinguishes common fuel elements. The part only needs to beand to be dismantled.
Als Beispiel einer lösbaren Befestigung ist inFig. 11 gezeigt, daß ein oberes Ende des Stabes eine um den Stab umlaufende Nut94′ trägt, in die ein geschlitzter Federring96′ hineingedrückt werden kann, der sich in ein entsprechendes Gegenprofil95′ in Nähe des Kreuzungspunktes der Stege91 spreizt, sobald das Stabende in eine entsprechende Ausnehmung97′ an der Kreuzungsstelle der Stege91 eingeführt ist.As an example of a releasable attachment is shown inFig. 11 that an upper end of the rod carries a circumferential groove94 'in which a slotted spring ring96 ' can be pressed, which is in a corresponding counter profile95 'in the vicinity the crossing point of the webs91 spreads as soon as the rod end is inserted into a corresponding recess97 'at the crossing point of the webs91 .
Eine Rampe98′ bewirkt, daß der Schlitz im geschlitzten Federring96′ zusammengedrückt wird und der Ring96′ in der Nut94′ verschwindet, wenn der Stift92 zum raumsparenden Zwischentransport oder Zwischenlagern aus dem Fußteil herausgezogen wird.A ramp98 'causes the slot in the slotted spring washer96 ' to be pressed together and the ring96 'in the groove94 ' disappears when the pin92 is pulled out for space-saving intermediate transport or intermediate storage from the foot part.
Im allgemeinen aber kann das Brennelement auch auf andere Weise nach unten verlängert werden, z. B. durch entsprechend weit herausragende Stege91. Für das sichere Erkennen des Fehlsitzes sollte die Verlängerung mindestens etwa der Breite G des Brennelementes entsprechen.In general, however, the fuel assembly can also be extended downwards in other ways, e.g. B. by correspondingly protruding webs91st For the reliable detection of the incorrect fit, the extension should correspond at least approximately to the width G of the fuel assembly.
Da beim Absenken über die Brennelement-Hebemaschine sowohl die Belastung der Maschine als auch die axiale Absenkung des Brennelementes im allgemeinen optisch und/oder elektronisch angezeigt wird, kann dem Zeitpunkt, an dem das Brennelement mit seinem Fußteil am Kerngitter aufsitzt, die entsprechende Lage des Brennelements zugeordnet werden, jedoch ist diese Messung mit erheblichen Fehlertoleranzen verbunden. Durch die erfindungsgemäße Verlängerung des Fußteils ist aber trotzdem ein Fehlsitz eindeutig erkennbar.Since when lowering via the fuel assembly hoist, both the load on theMachine as well as the axial lowering of the fuel assembly in general optable and / or electronically displayed, the time at which theFuel element sits with its base on the core lattice, the corresponding positionof the fuel assembly, however, this measurement is significant Fault tolerances connected. By the extension of the foot according to the inventionin some cases, however, an incorrect fit is clearly recognizable.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE4326356ADE4326356A1 (en) | 1993-05-07 | 1993-08-05 | Fuel element and placeholder for fuel elements |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9306966UDE9306966U1 (en) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | Placeholder for fuel elements in a boiling water reactor |
| DE4324182 | 1993-07-19 | ||
| DE4326356ADE4326356A1 (en) | 1993-05-07 | 1993-08-05 | Fuel element and placeholder for fuel elements |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4326356A1true DE4326356A1 (en) | 1994-11-10 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4326356AWithdrawnDE4326356A1 (en) | 1993-05-07 | 1993-08-05 | Fuel element and placeholder for fuel elements |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2044593B1 (en)* | 2006-07-22 | 2014-03-26 | AREVA GmbH | Device for removing solid particles from the cooling medium circulated in the primary circuit of a nuclear reactor |
| US8705685B2 (en) | 2006-07-22 | 2014-04-22 | Areva Gmbh | Device for removing solid particles from the cooling medium which circulates in the primary circuit of a nuclear reactor |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |