DE1764046B2 - Verfahren zur Herstellung eines Abstandshalters für Kernreaktorbrennelemente - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Abstandshalters für die Brennelemente wassergekühlter Kernreaktoren, der aus einem Gitter hochkant gestellter Metallstege besteht, in dessen Gittermaschen jeweils ein Brennstab durch starre, aus dem Stegmaterial herausgearbeitete Noppen sowie durch federnde Teile bandförmiger Gestalt aus einem anderen Material gefaßt ist. Das Material für die Abstandshalterstege besteht dabei meist aus einer wenig neutronenabsorbierenden Legierung, z. B. aus einer Zirkonlegierung. Derartige Abstandshalter, wie sie z. B. aus den deutschen Bundespatenten 10 74168 und 15 14 560 sowie der DOS 15 89 051 und der englischen Patentschrift 9 42 323 bekanntgeworden sind, haben den Nachteil, daß die Federeigenschaften des Stegmaterials rech; ungünstig sind und daß bei Verwendung verschiedener Materialien die Herstellung einer einwandfreien Verbindung zwischen dem Stegmaterial und dem federnden Material fertigungstechnisch große Schwierigkeit bereitet. Aus den französischen Patentschriften 14 36 977 und 14 65 164 sind außerdem Vorschläge bekanntgeworden, federnde Elemente auf die Abstandshalterstege aufzuschieben bzw. auf diesen festzuklemmen. Diese Lösung hat jedoch den großen Nachteil, daß bei einem Bruch dieser federnden Elemente Teile derselben unweigerlich durch das Kühlmittel weggeschwemmt werden und möglicherweise in anderen Gegenden der Reaktoranlage zu weiteren Schäden führen können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten und Nachteile aus dem Weg zu räumen und Abstandshalter an sich bekannten grundsätzlichen Aufbaues zu ermöglichen, bei denen die Verbindung zwischen den federnden Teilen und dem Stegmaterial ohne besondere Arbeitsgänge mögsitzt

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise die aus einer Chrom-Nickel-Legierung bestehenden federnden Teile, die mit ihren beiden Enden auf den Stegen flach aufliegen, durch Biegen ίο um 180° auf denselben festgeklemmt werden und daß die Enden der federnden Teile durch Diffusionslötung stoffschlüssig mit den Stegen verbunden werden, wobei für die Verbindung der Stege untereinander ein solches Lot verwendet wird, das bei der für die Diffusionslötung benötigten Temperatur schmilzt und daß beide Vcrbindungsvorgänge während des gleichen Arbeitstaktes innerhalb eines an sich bekannten Lötofens stattfinden, wobei die Klenimspannung der federnden Teile den für die Diffusionslötung benötigten Flächenkontakt bildet

Die Diffusionslötung ist ein an sich bekannter Vorgang, bei dem kein besonderes Lot benötigt wird. Ledigfich de zu verlötenden Teile müssen eine gewisse Zeit bei erhöhter Temperatur in innigem Kontakt miteinander stehen. Der für die Lötung benötigte Kontakt- thatk wird im vorliegenden Fall durch das Festklemmen der federnden Stege auf den Gitterstegeii erzielt

Ein Beispiel iines derartig hergestellten AbstandshaJters ist in den F i g. 1 und 2 zur näheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung ausschnittsweise dargestellt F i g. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt des Abstandshaltergitters, F i g. 2 einen Längsschnitt durch zwei Maschen desselben.

Das Abstandshaltergitter besteht zunächst aus den Gitterstegen 1 und 2, die an ihren Kreuzungspunkten «ejnandergesteckt und dort verlötet sind Jede der dadurch gebildeten Maschen umfaßt einen zu halternden Brennstab 3, der in diesem Beispiel durch starre, aus dem Stegmaterial herausgepreßte Noppen 5 sowie durch federnde Teile 4 zentriert wird. Der Berührungspunkt der federnden Teile 4 liegt dabei immer gegenüber den festen Anlagepunkten oder Noppen. Die federnden Teile 4 werden beim Zusammenbau des Abstandshaltergitters an ihrem oberen und unteren Ende um 180° gebogen und damit auf den Gitterstegen 1 bzw. 2 festgeklemmt. Diese Stellen sind in der F i g. 2 mit 6 bezeichnet. Während des Lötvorgangs für die Verbindung der Gitterstege 1 und 2 findet an diesen Stellen gleichzeitig eine Diffusionslötung statt wobei die zu verbindenden Materialien unterschiedlich sein können. Die Stege bestehen z. B. aus einer Zirkonlegierung und die federnden Teile 4 aus Werkstoffen, die Eisen, Chrom und Nickel enthalten können. An dieser starren Verbindung von verschiedenen Werkstoffen ist kein drittes Verbindungsmaterial beteiligt. Es ist somit stets eine definierte Lage der federnden Teile gewährleistet was als wichtigste Voraussetzung zur Einhaltung enger Maßtoleranzen gilt. Auch bei einem eventuellen Bruch der federnden Teile bleiben diese immer noch mit dem Gitter verbunden und erfüllen somit wenigstens teilweise ihre Aufgabe zur Zentrierung und Halterung des Brennstabes innerhalb der betreffenden Masche. Das Entstehen loser Bruchstücke mit den sich daraus möglicherweise ergebenden sehr unangenehmen Störungen des Reaktoirbetriebs braucht nicht befürchtet zu werden.

Wie aus diesen Beispielen hervorgeht, ist es mit Hilfe dieser Verbindungstechnik möglich, nicht nur technisch

H.

einwandfreie Abstandshalterkonstruktionen zu schaffen, sondern vielmehr auch die Herstellung weitgehend 711 vereinfachen, wobei besonders auf das Fehlen irgendwelcher Halterungseinrichtungen während des Lötvorganges hingewiesen werden muß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung eines Abstandshalters für die Brennelemente wassergekühlter Kernreaktoren, bestehend aus einem Gitter hochkant gestellter Metallstege, in dessen Gittermaschen jeweils ein Brennstab durch starre, aus dem Stegmaterial herausgearbeitete Noppen sowie federnde Teile bandförmiger Gestalt aus einem anderen Material gefaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die aus einer Chrom-Nickel-Legierung bestehenden federnden Teile, die mit ihren beiden Enden auf den Stegen flach aufliegen, durch Biegen um 180° auf denselben festgeklemmt werden und daß die Enden der federnden Teile durch Diffusionslötung stoffschlüssig mit den Stegen verbunden werden, wobei für die Verbindung der Stege untereinander ein solches Lot verwendet wird, das bei der für die Diffusionslötung benötigten Temperatur schmilzt, und daß beide Verbindungsvorgänge während des gleichen Arbeitstaktes innerhalb eines an sich bekannten Lötofens stattfinden, wobei die Klemmspannung der federnden Teile den für die Diffusionslötung benötigten Flächenkontakt bildet.

   lieh wird und die Verbindung selbst eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber dem im Kernreaktorbetrieb herrschenden harten Betriebsbedingungen be-