DE1764046C3

DE1764046C3 - Method of manufacturing a spacer for nuclear reactor fuel assemblies

Info

Publication number: DE1764046C3
Application number: DE19681764046
Authority: DE
Inventors: Josef 8520 Erlangen Steven
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1968-03-26
Publication date: 1976-02-12

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren ;ur Herstellung eines Abstandshalter für die Brennelefnenle wassergekühlter Kernreaktoren, der aus einem Gitter hochkam gestellter Metallstege besteht, in dessen Gittermaschen jeweils ein Brennsiab 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 recht 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.The present invention relates to a method; Manufacture of a spacer for the fuel tube water-cooled nuclear reactors, which consists of a grid of raised metal webs, in which Grid meshes each a Brennsiab through rigid knobs carved out of the web material as well is gripped by resilient parts of band-like shape made of a (different material. The material for the spacer webs consists mostly of a little neutron absorbing alloy, z. B. from a Zirconium alloy. Such spacers as they are, for. B. from the German federal patents 10 74168 and 15 14 560 as well as the DOS 15 89 051 and the English patent specification 9 42 323 have become known the disadvantage that the spring properties of the web material are quite unfavorable and that when used different materials the production of a perfect connection between the web material and the resilient material causes great difficulty in terms of production technology. From the French patents 14 36 977 and 14 65 164 proposals are also known, resilient elements on the To push on spacer bars or to clamp them. However, this solution has the big one Disadvantage that if these resilient elements break, parts of the same inevitably through the coolant be washed away and possibly in other areas of the reactor facility to further damage being able to lead.

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 Stecmaterial ohne besondere Arbeitsgänge mög-Hch wird und die Verbindung selbst eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber dem im Kernreaktorbetrieb herrschenden harten Betriebsbedingungen bc-The present invention is based on the object, these difficulties and disadvantages from the To clear away and to allow spacers known basic structure in which the connection between the resilient parts and the plug-in material is possible without any special operations and the compound itself has improved resistance to nuclear reactor operation prevailing harsh operating conditions bc-

s '''Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem eincriniu * *>^_ _Verfahren dadurch gelost, daß in ;ιηs''' According to the invention, this problem is solved in the eincriniu * *> ^ _ _method in that in; ιη

f?_c ⁿh^gb7k"^CWeise die aus einer Chrom-Niekel-Le-f? _c ⁿ h ^g b7k " ^C way that from a chrome-Niekel-Le-

Sung bestehenden federnden Teile, die mn ,hren be.-Sung existing resilient parts, which mn, be.-

den Enden auf den Stegen flach aufliegen, durch Biegenthe ends lie flat on the webs by bending

m 180° auf denselben festgeklemmt werden und daßm 180 ° are clamped on the same and that

Te Enden der federnden Teile durch D.ffus.onslötung stoffschlüssig mit den Stegen verbunden werden, wobei S? die Verbindung der Stege untereinander ein solches in. verwendet wird, das bei der fur die Diffusionslo- Te ends of the resilient parts are firmly connected to the webs by D.ffus.onslötung, where S? the connection of the webs to one another is such that in the case of the diffusion-free

„ tun- benötigten Temperatur schmilzt und daß beide Verwndungsvorgänge während des gleichen Arbeitstaktes innerhalb eines an sich bekannten Lotofens stattfinden, wobei die Klemmspannung der federnden Teile den für die Diffusionslötung benötigten Hachen^k0Ke^kD?frustonslötung ist ein an sich bekannter Vorhang bei dem kein besonderes Lot benötigt w.rd. Ledielich die /· verlötenden Teile müssen eine gewisse Zeit bei erhöhter Temperatur in innigem Kontakt nutc pinander stehen. Der für die Lötung benöt.gte Kontaktdruck Jird im vorliegenden Fall durch das Festklemmen der feiernden Stege auf den Gilterstegen erzieltMelts "do- required temperature and that both Verwndungsvorgänge during the same work cycle in a per se known Lotofens take place, whereby the terminal voltage of the springing parts to the diffusion soldering required Hachen ^k0 Ke ^k D? Frustonslötung is a per se known curtain in which no particular Lot required w.rd. Only the parts to be soldered must be in intimate contact with each other for a certain time at an elevated temperature. The contact pressure required for soldering is achieved in the present case by clamping the celebrating bars on the gilter bars

Ein Beispiel eines derartig hergestellten Abstandshalters ist in den F i g. 1 und 2 zur näheren Erläuterung ,o der vorliegenden Erfindung ausschnittsweise dargestellt F i g 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt des Abstandshaltergitters, F ig. 2 einen Längsschnitt durch zwei Maschen desselben.An example of a spacer produced in this way is shown in FIGS. 1 and 2 for a more detailed explanation , o of the present invention shown in detail FIG. 1 shows a plan view of a section of the spacer grid, FIG. 2 a longitudinal section through two stitches of the same.

Das Abstandshaltergitter besteht zunächst aus den « Gitterstegen 1 und 2, die an ihren Kreuzungspunkten ineinandergesteckt und dort verlötet sind. ]cde der dadurch gebildeten Maschen umfaßt einen zu hahernden l istab 3 der in diesem Beispiel durch starre, aus m Stegmaterial herausgepreßte Noppen 5 sowie durch federnde Teile 4 zentriert wird. Der Beruhrungspunkt 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 ι g. mit 6 bezeichnet. Während des Lötvorgangs für d-e Verbindung der Gitterstege I 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 Verbindungsmatcrial 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 Reaktorbetriebs braucht nicht befürchtet zu werden.The spacer grid initially consists of the «Bars 1 and 2 at their crossing points are plugged into each other and soldered there. ] cde the thereby formed mesh includes a l istab 3 to be approached in this example by rigid, from m the web material pressed out knobs 5 and by resilient parts 4 is centered. The point of contact the resilient part 4 is always opposite the fixed contact points or knobs. the resilient parts 4 are when assembling the spacer grid at their upper and lower ends bent by 180 ° and thus clamped onto the bars 1 or 2. These positions are shown in FIG. denoted by 6. During the soldering process for the d-e connection of the lattice bars I and 2 takes place at these At the same time, diffusion soldering takes place, whereby the materials to be connected are different The webs can consist z. B. from a zirconium alloy and the resilient parts 4 made of materials that May contain iron, chromium and nickel. At this rigid connection of different materials is no third connection material involved. A defined position of the resilient parts is thus always guaranteed which is the most important prerequisite for maintaining tight dimensional tolerances. Even with a possible If the resilient parts break, they still remain connected to the grid and thus at least meet partly their task of centering and holding the fuel rod within the mesh in question. The creation of loose fragments and the very unpleasant things that may result from them There is no need to fear disruptions in the operation of the reactor.

Wie aus diesen Beispielen hervorgeht, ist es mil Hilfe dieser Verbind ugsteclviik möglich, nicht nur technischAs can be seen from these examples, it is of help this connection is possible, not just technically

einwandfreie Abstandshalterkonstruktionen zu schaffen, sondern vielmehr auch die Herstellung weitgehend zu vereinfachen, wobei besonders at-f das Fehlen irgendwelcher Halterungseinrichpingen während des Lötvorganges hingewiesen werden muß.To create perfect spacer constructions, but rather also the production to a large extent to simplify, especially at-f the absence of any Halterungseinrichpingen must be pointed out during the soldering process.

Hierzu 1 B.'att ZeichnungenFor this 1 B.'att drawings

Claims

Claim:

Method of making a spacer ...,. "..Ι.". ,,. ". <-,». · <ΤαΙ ·; · ιΗ ^ γ nuclear reaction

fur aie Dreilliciciiiciin- *«»-e *-' j,for aie Dreilliciciiiciin- * «» - e * - 'j,

motors, consisting of a grating edge asked metal webs, whose meshes each have a fuel rod by a rigid, from the Stegmatenal worked out studs, and resilient members öanaförmiger shape is taken from a different material, characterized in that DUD m a known manner consisting of a chromium NicKei alloy existing resilient parts, which rest flat with their two ends on the webs, are clamped by bending through 180 ° on the same and that the ends of the resilient leiie are firmly connected to the webs by Difiusionslötung, whereby for the connection of the webs between each other such a solder is used that melts at the temperature required for diffusion soldering, and that both connection processes take place during the same work cycle within a known soldering furnace, the clamping voltage of the resilient parts forming the surface contact required for diffusion soldering.