DE29919413U1 - Fuel assembly with different types of spacers - Google Patents
Fuel assembly with different types of spacersInfo
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Description
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BeschreibungDescription
Brennelement mit unterschiedlichen Typen von AbstandhalternFuel element with different types of spacers
Die Erfindung betrifft ein Brennelement für einen Kernreaktor mit einer Anzahl von axial voneinander beabstandeten Abstandhaltern unterschiedlicher Typen.The invention relates to a fuel element for a nuclear reactor with a number of axially spaced spacers of different types.
- Bei einem Brennelement für einen Kernreaktor, beispielsweise für einen Druckwasser- oder Siedewasserreaktor, sind in Richtung der Längsachse des Brennelements axial voneinander beabstandete Abstandhalter vorgesehen, die als Gitter ausgebildet sind. Durch diese werden die Brennstäbe und tragenden Rohre hindurchgeführt. Die tragenden Rohre verbinden den Brennelementfuß mit dem Brennelementkopf und bilden mit diesen ein stabiles Gerüst für das Brennelement. Bei einem Druckwasserreaktor-Brennelement sind hierzu Führungsrohre vorgesehen, die zur Führung von Steuerstäben dienen. Bei einem Siedewasserreaktor-Brennelement ist beispielsweise ein zentrales Wasserrohr angeordnet. Die Abstandhalter dienen der Halterung der Brennstäbe und der Führungsrohre sowie deren Beabstandung untereinander. Mit den Abstandhaltern wird sichergestellt, daß die Brennstäbe weitgehend parallel verlaufen und zwischen ihnen ein gleichmäßiger Abstand aufrechterhalten wird, durch den die Kühlflüssigkeit beim Betrieb strömt.- In a fuel element for a nuclear reactor, for example for a pressurized water or boiling water reactor, spacers are provided in the direction of the longitudinal axis of the fuel element, which are axially spaced apart and are designed as a grid. The fuel rods and supporting tubes are guided through these. The supporting tubes connect the fuel element base to the fuel element head and together form a stable framework for the fuel element. In a pressurized water reactor fuel element, guide tubes are provided for this purpose, which serve to guide control rods. In a boiling water reactor fuel element, for example, a central water tube is arranged. The spacers serve to hold the fuel rods and the guide tubes and to space them apart from one another. The spacers ensure that the fuel rods run largely parallel and that a uniform distance is maintained between them, through which the coolant flows during operation.
In der September-Ausgabe 1998 der Zeitschrift „Nuclear Engineering International", auf den Seiten 22 bis 27, sind derzeit eingesetzte Brennelemente verschiedener Hersteller für unterschiedliche Reaktortypen dargestellt. Allen Brennelementen ist gemeinsam, daß sie jeweils eine Anzahl von axial voneinander beabstandeten Abstandhaltern aufweisen. Unter anderem wird ein Brennelement gezeigt, bei dem der unterste und der oberste Abstandhalter aus Inconel bestehen. Die dazwisehen im für die Leistungserzeugung aktiven Bereich angeordneten Abstandhalter sind aus Zirkaloy. Unter dem für die Leistungserzeugung aktiven Bereich wird hier derjenige BereichIn the September 1998 issue of the magazine "Nuclear Engineering International", on pages 22 to 27, fuel elements currently in use by various manufacturers for different reactor types are shown. All fuel elements have a number of axially spaced spacers in common. Among other things, a fuel element is shown in which the bottom and top spacers are made of Inconel. The spacers arranged in between in the area active for power generation are made of Zircaloy. The area active for power generation is defined here as the area
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im Brennelement verstanden, in dem der Brennstoff in den Brennstäben angeordnet ist. Die Brennstäbe sind nicht vollständig mit Brennstoff angefüllt, da innerhalb eines Brennstabs ein Ausweichraum für Spaltgase vorgesehen ist. Im allgemeinen kann man davon ausgehen, daß zumindest der zweitunterste Abstandhalter bereits in der aktiven Zone liegt, die mindestens bis zum dritthöchsten oder in der Regel zum zweithöchsten Abstandhalter reicht.in the fuel element, in which the fuel is arranged in the fuel rods. The fuel rods are not completely filled with fuel, since an escape space for fission gases is provided within a fuel rod. In general, it can be assumed that at least the second lowest spacer is already in the active zone, which extends at least to the third highest or usually to the second highest spacer.
Bei einem Siedewasserreaktor ist jedes Brennelement einzeln in einem Brennelementkasten angeordnet. Die Kühlflüssigkeit strömt von unten in den Brennelementkasten ein und verläßt ihn am oberen Ende nach Durchströmen des Brennelements.In a boiling water reactor, each fuel element is arranged individually in a fuel element casing. The cooling liquid flows into the fuel element casing from below and leaves it at the top after flowing through the fuel element.
Bei einem Druckwasserreaktor werden die Brennelemente demgegenüber unmittelbar nebeneinander angeordnet. Um eine ausreichende Stabilität der gesamten Brennelement-Anordnung im Kernreaktor oder auch in einem Brennelement-Lagergestell zu erreichen, sind die Abstandhalter auf gleicher Höhe angebracht, so daß sich benachbarte Brennelemente an den Abstandhaltern gegenseitig abstützen. Die Brennelement-Anordnung erhält dadurch eine hohe Stabilität, ohne daß die Brennelemente fest miteinander verbunden sind. Dies ist für sicherheitstechnische Belange bei unter Umständen auftretenden Schwingungen, wie sie beispielsweise infolge von Erdbeben vorkommen können, ein wesentlicher Vorteil.In a pressurized water reactor, however, the fuel elements are arranged directly next to one another. In order to achieve sufficient stability of the entire fuel element arrangement in the nuclear reactor or in a fuel element storage rack, the spacers are mounted at the same height so that adjacent fuel elements support one another on the spacers. This gives the fuel element arrangement a high level of stability without the fuel elements being firmly connected to one another. This is a significant advantage for safety reasons in the event of vibrations that may occur, for example as a result of earthquakes.
Die Brennstäbe und Brennelemente müssen nämlich einen genau definierten Abstand voneinander haben, damit das umgebende Wasser (Moderator) genau die Moderationswirkung erzeugt und derjenige Fluß an thermischen Neutronen auftritt, der zur optimalen Ausnutzung des Brennstoffs führt. Hat ein Brennelement ein zu großes Spiel im Kern, so kann der Fall auftreten, daß es an einer Seite zu nah und an der anderen Seite in zu großem Abstand vom Nachbar-Brennelement sitzt. Der Brennstoff wird dann an einer Seite nur langsam verbrannt und wird nichtThe fuel rods and fuel elements must be at a precisely defined distance from each other so that the surrounding water (moderator) produces the exact moderation effect and the flow of thermal neutrons occurs that leads to the optimal use of the fuel. If a fuel element has too much play in the core, it can happen that it is too close to the neighboring fuel element on one side and too far away from the other. The fuel is then burned slowly on one side and is not
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voll ausgenutzt, wohingegen er an der anderen Seite vorzeitig verbraucht ist.fully utilized, whereas on the other side it is prematurely used up.
Insbesondere sollen sich die optimalen Verhältnisse (z.B. das Verhältnis von Moderator zu Brennstoff) in den einzelnen Bereichen des Brennelementes und in den Spalten zwischen den Brennelementen nicht im Lauf des Betriebes verändern. Ein ungleichmäßiger Abbrand im Brennelement führt zu einer ungleichmäßigen thermischen Belastung, die zwar gering ist, aber als Ursache für die bekannten, bananenförmigen Verbiegungen der Brennelemente angesehen werden und zu ungleichmäßigen Abständen zwischen den Brennstäben führen, falls die Brennelemente nicht durch benachbarte Brennelemente oder Brennelementkästen versteift werden, sondern von zu großen Spalten umgeben sind.In particular, the optimal conditions (e.g. the ratio of moderator to fuel) in the individual areas of the fuel element and in the gaps between the fuel elements should not change during operation. Uneven burn-up in the fuel element leads to uneven thermal loading, which is small but is considered to be the cause of the well-known banana-shaped bending of the fuel elements and leads to uneven spacing between the fuel rods if the fuel elements are not stiffened by adjacent fuel elements or fuel element boxes, but are surrounded by gaps that are too large.
Die Außenabmessungen der Abstandhalter müssen daher derart gewählt werden, daß zwischen Abstandhaltern benachbarter Brennelemente möglichst geringe Spaltmaße bestehen. Auch bei einem Siedewasserreaktor-Brennelement sind geringe Spaltmaße zum Brennelementkasten hin notwendig.The external dimensions of the spacers must therefore be selected in such a way that the gaps between spacers of adjacent fuel elements are as small as possible. Even in a boiling water reactor fuel element, small gaps towards the fuel element casing are necessary.
Andererseits muß das Spaltmaß ausreichend groß sein, um ein Verschieben der Brennelemente gegeneinander bzw. ein Verschieben des Brennelements gegenüber seinem Brennelementkasten in axialer Richtung zu ermöglichen, wie es beispielsweise bei einem Brennelementwechsel notwendig ist.On the other hand, the gap must be sufficiently large to allow the fuel elements to be moved relative to each other or the fuel element to be moved relative to its fuel element casing in the axial direction, as is necessary, for example, when changing the fuel elements.
Beim Betrieb des Kernreaktors vergrößern sich die Gitter der Abstandhalter aufgrund der Strahlenbelastung im Laufe der Betriebsdauer. Davon sind insbesondere die Abstandhalter betroffen, die in dem für die Leistungserzeugung aktiven Bereich angeordnet sind, da dort die höchste Strahlenbelastung auftritt.
35When a nuclear reactor is in operation, the grids of the spacers grow larger due to radiation exposure over the course of the operating period. This particularly affects the spacers that are located in the area that is active for power generation, as this is where the highest radiation exposure occurs.
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Die Ausdehnung der Abstandhalter-Gitter führt unter Umständen dazu, daß die Brennelemente nicht mehr gegeneinander bzw.The expansion of the spacer grids may lead to the fuel elements no longer being able to move against each other or against each other.
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nicht mehr gegenüber dem Brennelementkasten verschoben werden können. Dies kann beispielsweise beim Brennelementwechsel erhebliche Beeinträchtigungen zur Folge haben.can no longer be moved relative to the fuel element casing. This can cause significant disruptions, for example when changing the fuel elements.
Unter dem „Gitter" eines Abstandhalters wird hier nur die von den Stegen, an denen die Brennstäbe abgestützt sind, gebildete Struktur verstanden, wozu sogenannte Strömungsleitfahnen nicht zählen, die im oberen Bereich der aktiven Zone an den Oberkanten der Stege vorgesehen sind, um dem strömenden Kühlmittel (Wasser) bestimmte Strömungen einzuprägen, während im unteren Bereich solche Strömungsleitfahnen nur einen unnötigen Strömungswiderstand darstellen und weggelassen werden. Die Stege der Abstandhalter selbst (also die „Gitter") sind in solchen Fällen jedoch in der ganzen aktiven Zone gleich.The "grid" of a spacer is understood here only to mean the structure formed by the webs on which the fuel rods are supported, which does not include so-called flow guide vanes, which are provided in the upper area of the active zone on the upper edges of the webs in order to impose certain flows on the flowing coolant (water), while in the lower area such flow guide vanes only represent an unnecessary flow resistance and are omitted. The webs of the spacers themselves (i.e. the "grids") are, however, the same in such cases throughout the entire active zone.
Ebenfalls werden unter „Abstandhalter" nicht die sogenannten „Zwischengitter" verstanden, die in manchen Druckwasser-Brennelementen zwischen den Positionen der üblichen Abstandhalter angeordnet werde und nur als Träger solcher Strömungsleitfahnen dienen, aber keine Stützfunktion für die Brennstäbe haben und auch nicht zum gegenseitigen Abstützen der Brennelemente dienen. Solche Zwischengitter sind in der Regel schwächer ausgebildet als die Abstandhalter selbst.Likewise, the term "spacers" does not refer to the so-called "intermediate grids" which are arranged in some pressurized water fuel elements between the positions of the usual spacers and only serve as supports for such flow guide vanes, but do not have a supporting function for the fuel rods and do not serve to support the fuel elements against each other. Such intermediate grids are generally weaker than the spacers themselves.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brennelement anzugeben, bei dem die Abstandhalter während der Betriebsdauer zu benachbarten Abstandhaltern bzw. zu dem Brennelementkasten einen geeigneten Abstand aufweisen.The present invention is based on the object of specifying a fuel element in which the spacers have a suitable distance from adjacent spacers or from the fuel element casing during the operating period.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Brennelement, bei dem im für die Leistungserzeugung aktiven Bereich ein Abstandhalter mit einem Gittertyp A und einer maximalen Außenabmessung sowie ein Abstandhalter mit einem Gittertyp B vorgesehen ist, welcher derart ausgestaltet ist, daß er bei einer durch den Betrieb des Kernreaktors bedingten Ausdehnung die maximale Außenabmessung nicht überschreitet.The object is achieved according to the invention by a fuel element in which a spacer with a grid type A and a maximum external dimension and a spacer with a grid type B are provided in the area active for power generation, which is designed in such a way that it does not exceed the maximum external dimension when expanded due to operation of the nuclear reactor.
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Die Erfindung beruht auf der grundlegenden Idee, unterschiedliche Abstandhalter-Gitter zu verwenden, um sie den mit ihrer Anordnung im Brennelement verbundenen Anforderungen anpassen zu können. Dort, wo die Belastungen und Anforderungen besonders hoch sind, werden spezielle Abstandhalter vorgesehen, und wo ein besonders starkes Wachstum zu erwarten ist, werden Abstandhalter eingesetzt, deren Wachstum toleriert werden kann. Damit wird insbesondere vermieden, daß die durch den Betrieb des Reaktors infolge von strahlungsinduziertem Wachsturn, Kriechen oder Korrosion bedingte Ausdehnung der Abstandhalter zu einem Verklemmen der Brennelemente untereinander bzw. des Brennelements im Brennelementkasten führt. Gleichzeitig werden dimensionsbedingte Einbußen in der Brennstoff ausnutzung vermindert.The invention is based on the basic idea of using different spacer grids in order to be able to adapt them to the requirements associated with their arrangement in the fuel element. Special spacers are provided where the loads and requirements are particularly high, and where particularly strong growth is to be expected, spacers are used whose growth can be tolerated. This in particular prevents the expansion of the spacers caused by the operation of the reactor as a result of radiation-induced growth, creep or corrosion from leading to jamming of the fuel elements among each other or of the fuel element in the fuel element casing. At the same time, losses in fuel utilization due to dimensions are reduced.
Um die maximale Außenabmessung nicht zu überschreiten, werden gemäß den Unteransprüchen folgende drei besonders vorteilhafte Varianten vorgeschlagen, die auch untereinander kombiniert werden können:In order not to exceed the maximum external dimensions, the following three particularly advantageous variants are proposed according to the subclaims, which can also be combined with each other:
a) Der Gittertyp B hat eine unterschiedliche, und insbesondere kleinere Abmessung als der Gittertyp A.a) The grid type B has a different and in particular smaller dimension than the grid type A.
b) Der Gittertyp B weist jeweils zumindest ein abnehmbares Distanzelement auf.b) Grille type B has at least one removable spacer element.
c) Der Gittertyp B besteht aus einem Material, das nur eine geringe Ausdehnung bei einer Strahlenbelastung und bei weiteren im Reaktorbetrieb entstehenden ausdehnungsfördernden Faktoren besitzt.c) Grid type B consists of a material that has only a small expansion when exposed to radiation and other expansion-promoting factors arising during reactor operation.
Dabei können die beiden Gittertypen A und B gleiche geometrische Gestalt haben, sofern sie sich wenigstens in ihrem Material unterscheiden.The two grid types A and B can have the same geometric shape, provided they differ at least in their material.
Bei der Variante a) wird der Abstandhalter mit Gittertyp B, im folgenden als Typ B-Abstandhalter bezeichnet, durch seine geringe Außenabmessung von Beginn an derart ausgelegt, daßIn variant a), the spacer with grid type B, hereinafter referred to as type B spacer, is designed from the outset due to its small external dimensions in such a way that
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ein Überschreiten der maximalen Außenabmessung auch im Laufe von mehreren Betriebsjähren nicht möglich ist. Der oder mehrere Typ B-Abstandhalter ist/sind hierbei bevorzugt nur im Bereich der höchsten Belastung angeordnet, in dem die höchsten Wachstumsraten der Abstandhalter zu erwarten sind. In den restlichen Bereichen mit geringerer Wachstumsrate sind Abstandhalter mit Gittertyp A, im folgenden als Typ A-Abstandhalter bezeichnet, mit größeren Außenabmessungen vorgesehen. Insbesondere im unteren Bereich des Brennelements sind Typ A-Abstandhalter vorgesehen, um eine ausreichende Stabilität der Brennelement-Anordnung zu erzielen.exceeding the maximum external dimensions is not possible even over the course of several years of operation. The type B spacer or spacers is/are preferably only arranged in the area of the highest load, where the highest growth rates of the spacers are to be expected. In the remaining areas with a lower growth rate, spacers with grid type A, hereinafter referred to as type A spacers, with larger external dimensions are provided. Type A spacers are provided in particular in the lower area of the fuel element in order to achieve sufficient stability of the fuel element arrangement.
Bevorzugt werden die Außenabmessungen mehrerer Typ B-Abstandhalter in Richtung der Brennelementachse zunehmend kleiner oder größer, je nachdem, in welchen Bereichen die höchsten Wachstumsraten erwartet werden. Die Außenabmessungen nehmen also beispielsweise kontinuierlich zu bzw. ab.Preferably, the external dimensions of several Type B spacers become increasingly smaller or larger in the direction of the fuel element axis, depending on the areas in which the highest growth rates are expected. For example, the external dimensions continuously increase or decrease.
Der Typ B-Abstandhalter weist hierzu im Neuzustand, d.h. bevor er erstmals im Betrieb einer thermischen Belastung oder einer Strahlenbelastung ausgesetzt ist, eine Außenabmessung auf, die etwa 0,5 mm bis 3 mm geringer ist als die maximale Außenabmessung des Typ A-Abstandhalters.In its new condition, i.e. before it is first exposed to thermal stress or radiation during operation, the Type B spacer has an external dimension that is approximately 0.5 mm to 3 mm smaller than the maximum external dimension of the Type A spacer.
Der Vorteil der Variante b) liegt darin, daß aufgrund der Distanzelemente auch im Neuzustand zwischen den Abstandhaltern benachbarter Brennelemente nur ein geringes Spaltmaß besteht, wodurch eine hohe mechanische Stabilität erreicht ist. Nach einer gewissen Betriebszeit, wenn die Abstandhalter im aktiven Bereich eine Ausdehnung erfahren haben, können die Distanzelemente in einfacher Weise entfernt werden, so daß ein gegenseitiges Verklemmen der Brennelemente nicht auftritt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist für ein leichtes Entfernen des Distanzelements dieses als umlaufendes Band oder als einrastbare Leiste oder als ein vom Abstandhalter abnehmbarer Anhänger ausgebildet.The advantage of variant b) is that, even when new, the spacer elements mean that there is only a small gap between the spacers of adjacent fuel elements, which results in high mechanical stability. After a certain period of operation, when the spacers have expanded in the active area, the spacer elements can be easily removed so that the fuel elements do not jam together. In a preferred embodiment, the spacer element is designed as a circumferential band or as a latchable strip or as a tag that can be removed from the spacer to make it easy to remove.
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Der Vorteil der Variante c) besteht darin, daß durch die Materialauswahl ein Überschreiten der maximalen Außenabmessung nicht möglich ist. Bevorzugt wird als Material für den Typ B-Abstandhalter Inconel verwendet, welches die geforderte geringe Ausdehnung aufweist. Inconel hat jedoch den Nachteil, daß es eine hohe Neutronenabsorption besitzt und somit die Leistungserzeugung teilweise hemmt. Eine Verwendung von Inconel für alle Abstandhalter ist daher im Hinblick auf die Leistungsentfaltung im Brennelement ungünstig, so daß bevorzugt nur einige der Abstandhalter aus Inconel bestehen. Für den Typ B-Abstandhalter kann auch Stahl verwendet werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht der Typ A-Abstandhalter aus Zirkaloy, welches im Vergleich zu Inconel eine geringere Neutronenabsorptionsfähigkeit aufweist. Außerhalb des aktiven Bereichs eignet sich Inconel aufgrund seiner hohen Festigkeit. Seine hohe Neutronenabsorption ist in diesem nicht-aktiven Bereich unerheblich.The advantage of variant c) is that the choice of material means that the maximum external dimensions cannot be exceeded. Inconel is preferably used as the material for the type B spacer, as it has the required low expansion. However, Inconel has the disadvantage that it has a high neutron absorption and thus partially inhibits power generation. Using Inconel for all spacers is therefore disadvantageous with regard to power development in the fuel element, so that preferably only some of the spacers are made of Inconel. Steel can also be used for the type B spacer. In an advantageous embodiment, the type A spacer is made of Zircaloy, which has a lower neutron absorption capacity than Inconel. Outside the active area, Inconel is suitable due to its high strength. Its high neutron absorption is insignificant in this non-active area.
Für alle drei Varianten gilt in einer bevorzugten Ausführung, daß der Typ A-Abstandhalter für eine hohe mechanische Belastbarkeit ausgelegt ist, um der Brennelement-Anordnung eine hohe mechanische Stabilität zu verleihen. Hierzu weist der Typ A-Abstandhalter beispielsweise eine besonders dicke Blechstärke auf. Wegen dem Problem der Neutronenabsorptionsfähigkeit eignet sich hierzu in erster Linie Zirkaloy.For all three variants, a preferred embodiment is that the type A spacer is designed for high mechanical load-bearing capacity in order to give the fuel element arrangement a high level of mechanical stability. For this purpose, the type A spacer has, for example, a particularly thick sheet. Zircaloy is primarily suitable for this due to the problem of neutron absorption capacity.
Bevorzugt werden bei einem für einen Druckwasserreaktor vorgesehenen Brennelement im unteren zum Brennelementfuß orientierten aktiven Bereich Typ A-Abstandhalter und im oberen zum Brennelementkopf orientierten aktiven Bereich Typ B-Abstandhalter vorgesehen. Die Typ B-Abstandhalter befinden sich insbesondere ausschließlich im oberen aktiven Bereich, in dem die höchsten Wachstumsraten auftreten.In a fuel element intended for a pressurized water reactor, type A spacers are preferably provided in the lower active region oriented towards the fuel element base and type B spacers are provided in the upper active region oriented towards the fuel element head. In particular, the type B spacers are located exclusively in the upper active region, where the highest growth rates occur.
Im Gegensatz dazu sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung eines für einen Siedewasserreaktor vorgesehenen Brennelements die Typ B-Abstandhalter nur in einem mittleren Bereich vor.-In contrast, in an advantageous embodiment of a fuel element intended for a boiling water reactor, the type B spacers are only present in a central area.
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gesehen, da im Gegensatz zum Druckwasserreaktor im mittleren Bereich die höchsten Wachstumsraten auftreten.because, in contrast to the pressurized water reactor, the highest growth rates occur in the middle range.
Besonders vorteilhaft ist, wenn der im mittleren Bereich vorgesehene Typ B gemäß der Variante C nicht - wie Typ A - z.B. aus Zirkaloy, sondern aus Inconel gefertigt ist, das praktisch kein Strahlungswachstum aufweist; seine Außenabmessungen können daher so gewählt werden, wie es für den Endzustand nach längeren Standzeiten angestrebt wird, also nachdem die Abstandhalter des Typs A in den anderen Bereichen entsprechend gewachsen sind. Die Außenabmessungen des Typs B brauchen daher nicht kleiner zu sein als beim Typ A, vielmehr können sie im Anfangszustand sogar größer sein. Dadurch wird auch die Gefahr der erwähnten bananenförmigen Verbiegungen verringert.It is particularly advantageous if the type B provided in the middle area according to variant C is not made of Zircaloy, for example, like type A, but of Inconel, which has practically no radiation growth; its external dimensions can therefore be selected as desired for the final state after a longer service life, i.e. after the spacers of type A in the other areas have grown accordingly. The external dimensions of type B therefore do not need to be smaller than those of type A; in fact, they can even be larger in the initial state. This also reduces the risk of the banana-shaped bends mentioned.
Ausführungsbeispiele, weitere Details und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung: 20Embodiments, further details and advantages of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. They show in schematic representation: 20
FIG 1 und 2 ein Brennelement in einer Längsansicht, FIG 3 eine ausschnittsweise Darstellung einer Anordnung mehrerer Brennelemente für einen Druckwasserreaktor in einer Aufsicht, FIG 4 eine ausschnittsweise Darstellung einer Anordnung von vier jeweils in einem Brennelementkasten angeordneten Brennelementen für einen Siedewasserreaktor in einer Aufsicht undFIGS 1 and 2 show a fuel element in a longitudinal view, FIG 3 shows a partial view of an arrangement of several fuel elements for a pressurized water reactor in a plan view, FIG 4 shows a partial view of an arrangement of four fuel elements each arranged in a fuel element box for a boiling water reactor in a plan view and
FIG 5 bis 7 jeweils einen Abstandhalter mit unterschiedlich ausgestalteten Distanzelementen in einer AufFIGS 5 to 7 each show a spacer with differently designed spacer elements in a
sicht,view,
FIG 8 eine besonders vorteilhafte Variante des Brennelements. FIG 8 shows a particularly advantageous variant of the fuel element.
Gemäß den Figuren 1 und 2 erstreckt sich ein Brennelement 2 entlang einer Längsachse 4 von einem Brennelementfuß 6 bis zu einem Brennelementkopf 8. Zwischen Brennelementfuß 6 undAccording to Figures 1 and 2, a fuel element 2 extends along a longitudinal axis 4 from a fuel element base 6 to a fuel element head 8. Between fuel element base 6 and
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Brennelementkopf 8 sind eine Anzahl von Brennstäben 10 angeordnet, die im wesentlichen parallel und äquidistant zueinander verlaufen. Beim Betrieb eines Kernreaktors wird das Brennelement 2 entlang seiner Längsachse 4 von einer Kühl- und Moderatorflüssigkeit F durchströmt. Ist das Brennelement 2 für einen Druckwasserreaktor vorgesehen, so sind zusätzlich zu den Brennstäben 10 für die Aufnahme von Steuerstäben nicht näher dargestellte Führungsrohre vorgesehen, welche mit dem Brennelementfuß 6 und dem Brennelementkopf 8 ein belastbares Gestell des Brennelements 2 bilden. Die Ausführungsbeispiele gemäß Figur 1 und 2 zeigen typische Ausführungsformen eines Brennelements 2 für einen Druckwasserreaktor. A number of fuel rods 10 are arranged on the fuel element head 8, which run essentially parallel and equidistant from one another. When a nuclear reactor is operating, a cooling and moderator liquid F flows through the fuel element 2 along its longitudinal axis 4. If the fuel element 2 is intended for a pressurized water reactor, in addition to the fuel rods 10, guide tubes (not shown in detail) are provided for receiving control rods, which together with the fuel element base 6 and the fuel element head 8 form a load-bearing frame for the fuel element 2. The embodiments according to Figures 1 and 2 show typical embodiments of a fuel element 2 for a pressurized water reactor.
Die Brennstäbe 10 und gegebenenfalls die Führungsrohre werden durch eine Anzahl von in Richtung der Längsachse 4 axial voneinander beabstandeten Abstandhaltern A geführt. Diese sind mit den Ziffern 1 bis 9 (Figur 1) bzw. 1 bis 8 (Figur 2) numeriert. Die Abstandhalter A sind in der Regel als Gitterplatten (vgl. Figuren 5 und 6) ausgeführt. Sie dienen zur Beabstandung der einzelnen Brennstäbe 10 voneinander, so daß die Abstände zwischen den einzelnen Brennstäben 10 weitgehend konstant bleiben, um eine möglichst homogene Leistungserzeugung und damit eine möglichst homogene Belastung der Brennstäbe 10 zu gewährleisten. Dabei können einige (oder alle) der Abstandhalter die bereits erwähnten Strömungsleitfahnen tragen.The fuel rods 10 and, if applicable, the guide tubes are guided by a number of spacers A which are axially spaced apart from one another in the direction of the longitudinal axis 4. These are numbered 1 to 9 (Figure 1) or 1 to 8 (Figure 2). The spacers A are generally designed as grid plates (see Figures 5 and 6). They serve to space the individual fuel rods 10 apart from one another so that the distances between the individual fuel rods 10 remain largely constant in order to ensure the most homogeneous power generation possible and thus the most homogeneous loading of the fuel rods 10 possible. Some (or all) of the spacers can carry the flow guide vanes already mentioned.
Die Brennstäbe 10 sind in der Regel als Hüllrohre ausgebildet, in die der nicht näher dargestellte Brennstoff eingebracht ist. Der Brennstab 10 ist jedoch nicht vollständig mit Brennstoff angefüllt, so daß insbesondere die Brennstab-Enden nicht zur Leistungserzeugung beitragen. Die Anordnung des Brennstoffs in den einzelnen Brennstäben 10 definiert einen für die Leistungserzeugung aktiven Bereich 12.The fuel rods 10 are generally designed as cladding tubes into which the fuel (not shown in detail) is introduced. However, the fuel rod 10 is not completely filled with fuel, so that the ends of the fuel rods in particular do not contribute to power generation. The arrangement of the fuel in the individual fuel rods 10 defines an active area 12 for power generation.
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Das Brennelement 2 der Figur 1 unterscheidet sich von dem der Figur 2 neben der Anzahl der Abstandhalter A (8 statt 9) und neben der Ausgestaltung des Brennelementfußes 6 und des Brennelementkopfes 8 insbesondere im Hinblick auf die Ausdehnung des aktiven Bereichs 12. Während bei Figur 2 der aktive Bereich 12 bis nahe an den Brennelementfuß 6 reicht und der erste Abstandhalter Al bereits im aktiven Bereich 12 angeordnet ist, ist der aktive Bereich 12 gemäß Figur 1 vom Brennelementfuß 6 weiter beabstandet, und der Abstandhalter Al ist im nicht-aktiven Bereich angeordnet. Die Anzahl der Abstandhalter A richtet sich unter anderem nach der Länge des Brennelements 2, die in der Regel zwischen 4 und 6 m liegt.The fuel element 2 in Figure 1 differs from that in Figure 2 in addition to the number of spacers A (8 instead of 9) and in addition to the design of the fuel element base 6 and the fuel element head 8, in particular with regard to the extent of the active region 12. While in Figure 2 the active region 12 extends close to the fuel element base 6 and the first spacer Al is already arranged in the active region 12, the active region 12 according to Figure 1 is further away from the fuel element base 6 and the spacer Al is arranged in the non-active region. The number of spacers A depends, among other things, on the length of the fuel element 2, which is generally between 4 and 6 m.
Das Brennelement 2 und somit auch die Abstandhalter A sind im Schnitt gesehen quadratisch ausgebildet, wie es Figur 3 zu entnehmen ist. Bei der Anordnung mehrerer Brennelemente 2 in einem Kernreaktor ist für die Brennelemente ein nomineller Abstand N vorgesehen, der geringfügig größer ist als die maximale Außenabmessung M eines Brennelements 2. Die maximale Außenabmessung M ist zugleich die maximale Außenabmessung M der Abstandhalter A. Der nominelle Abstand N beträgt beispielsweise 230 oder 215 mm, und die dazugehörige maximale Außenabmessung M beträgt etwa 229 bzw. 214 mm. Zwischen zwei benachbarten Brennelementen ist also ein Spalt von etwa 1 mm vorgesehen, der es erlaubt, die Brennelemente 2 beispielsweise beim Brennelementwechsel gegeneinander zu verschieben. Durch das geringe Spaltmaß wird zugleich gewährleistet, daß die Brennelemente 2 sich gegenseitig an ihren Abstandhaltern abstützen und nicht kippen können. Die Abstandhalter A der einzelnen Brennelemente 2 sind hierzu bevorzugt jeweils auf gleicher Höhe angeordnet.The fuel element 2 and thus also the spacers A are square in cross-section, as can be seen in Figure 3. When arranging several fuel elements 2 in a nuclear reactor, a nominal distance N is provided for the fuel elements, which is slightly larger than the maximum external dimension M of a fuel element 2. The maximum external dimension M is also the maximum external dimension M of the spacers A. The nominal distance N is, for example, 230 or 215 mm, and the associated maximum external dimension M is approximately 229 or 214 mm. A gap of approximately 1 mm is therefore provided between two adjacent fuel elements, which allows the fuel elements 2 to be moved against each other, for example when changing the fuel elements. The small gap also ensures that the fuel elements 2 support each other on their spacers and cannot tip over. The spacers A of the individual fuel elements 2 are preferably arranged at the same height for this purpose.
Bei einem Siedewasserreaktor sind die Brennelemente 2 jeweils in einem Brennelementkasten 14 angeordnet, wie es Figur 4 zu entnehmen ist. Der nominelle Abstand N wird in diesem Fall von den Innenabmessungen des Brennelementkastens 14 gebildet. Auch hier ist die maximale Außenabmessung M geringer als derIn a boiling water reactor, the fuel elements 2 are each arranged in a fuel element box 14, as can be seen in Figure 4. The nominal distance N in this case is formed by the inner dimensions of the fuel element box 14. Here too, the maximum outer dimension M is smaller than the
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nominelle Abstand N, um die Brennelemente 2 gegenüber den Brennelementkästen 14 verschieben zu können. Die in Figur 4 dargestellten vier Brennelementkästen 14 sind derart angeordnet, daß sie einen kreuzförmigen Spalt bilden, in den ein nicht näher dargestellter Steuerstab zur Leistungsregulierung eingefahren werden kann.nominal distance N in order to be able to move the fuel elements 2 relative to the fuel element boxes 14. The four fuel element boxes 14 shown in Figure 4 are arranged in such a way that they form a cross-shaped gap into which a control rod (not shown in detail) can be inserted for power regulation.
Die beim Betrieb auftretende thermische Beanspruchung, und insbesondere die Strahlenbelastung, führt im Laufe der Betriebsdauer zu einem Wachstum oder zu einer Ausdehnung der für die Konstruktion des Brennelements verwendeten Komponenten. Dies betrifft auch die Abstandhalter Al bis A9, deren Außenabmessungen A zunehmen. Dies kann dazu führen, daß sich Brennelemente 2 gegenseitig verklemmen bzw. daß sich ein Brennelement 2 in einem Brennelementkasten 14 verklemmt.The thermal stress that occurs during operation, and in particular the radiation exposure, leads to growth or expansion of the components used to construct the fuel element over the course of the operating period. This also applies to the spacers A1 to A9, whose external dimensions A increase. This can lead to fuel elements 2 jamming against one another or to a fuel element 2 jamming in a fuel element casing 14.
Um dies zu verhindern ist gemäß einer ersten Variante (Variante a) vorgesehen, zumindest einige der Abstandhalter im aktiven Bereich 12 mit einer reduzierten Außenabmessung R auszubilden, wie es in Figur 1 und 2 zu einigen Abstandhaltern A angedeutet ist. Die reduzierte Außenabmessung R ist etwa 1 bis 3 mm kleiner als die maximale Außenabmessung M. Da die Wachstumsrate im aktiven Bereich je nach Leistungsdichte unterschiedlich ist, werden die Abstandhalter A mit der reduzierten Außenabmessung R bevorzugt nur im Bereich der höchsten Leistungsdichte angeordnet, um die mechanische Stabilität der Brennelement-Anordnung möglichst wenig zu beeinflussen. Bei einem Brennelement 2 für einen Druckwasserreaktor haben daher beispielsweise bevorzugt nur die letzten drei Abstandhalter A6 bis A8 (Figur 1) bzw. die letzten beiden Abstandhalter A6, A7 im aktiven Bereich 12 (Figur 2) eine reduzierte Außenabmessung R. Die Abstandhalter A können auch abgestufte reduzierte Außenabmessungen R aufweisen, die sich beispielsweise über den gesamten aktiven Bereich 12 erstrekken und in dem Bereich, in dem die höchsten Ausdehnungen erwartet werden, die geringsten Außenabmessungen aufweisen. Die Außenabmessungen nehmen insbesondere kontinuierlich ab.In order to prevent this, according to a first variant (variant a), at least some of the spacers in the active region 12 are designed with a reduced external dimension R, as is indicated in Figures 1 and 2 for some spacers A. The reduced external dimension R is approximately 1 to 3 mm smaller than the maximum external dimension M. Since the growth rate in the active region varies depending on the power density, the spacers A with the reduced external dimension R are preferably arranged only in the region of the highest power density in order to influence the mechanical stability of the fuel element arrangement as little as possible. In a fuel element 2 for a pressurized water reactor, for example, only the last three spacers A6 to A8 (Figure 1) or the last two spacers A6, A7 in the active region 12 (Figure 2) preferably have a reduced external dimension R. The spacers A can also have graduated reduced external dimensions R, which extend, for example, over the entire active region 12 and have the smallest external dimensions in the region in which the greatest expansions are expected. The external dimensions decrease in particular continuously.
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Gemäß einer zweiten Variante (Variante c) werden zumindest einige Abstandhalter A im aktiven Bereich 12 aus einem Material hergestellt, das nur sehr geringe Dehnungsraten aufweist. Insbesondere eignet sich als solches Material Inconel. Inconel ist ein eingetragenes Warenzeichen und bezeichnet eine Nickel-Chrom-Legierung. Ebenso wie bei Variante a) werden die Inconel-Abstandhalter A bevorzugt im Bereich der höchsten Leistungsdichte angeordnet. Die Inconel-Abstandhalter A können zusätzlich auch eine reduzierte Außenabmessung R aufweisen. Die übrigen Abstandhalter A im aktiven Bereich 12 sowie im nicht-aktiven Bereich bestehen bevorzugt aus Zirkaloy, ebenfalls ein eingetragenes Warenzeichen, und zwar für eine Zirkoniumlegierung. Der Vorteil der Zirkaloy-Abstandhalter A besteht darin, daß sie nur eine geringe Neutronenabsorption aufweisen, so daß die Leistungserzeugung nur wenig von den Abstandhaltern beeinflußt wird. Im nicht-aktiven Bereich spielt die Neutronenabsorption der Abstandhalter keine Rolle, so daß dort als Material beispielsweise auch Inconel verwendet werden kann.According to a second variant (variant c), at least some spacers A in the active region 12 are made of a material that has only very low expansion rates. Inconel is particularly suitable as such a material. Inconel is a registered trademark and refers to a nickel-chromium alloy. As with variant a), the Inconel spacers A are preferably arranged in the area of the highest power density. The Inconel spacers A can also have a reduced external dimension R. The remaining spacers A in the active region 12 and in the non-active region are preferably made of Zircaloy, also a registered trademark, for a zirconium alloy. The advantage of the Zircaloy spacers A is that they have only a low neutron absorption, so that the power generation is only slightly influenced by the spacers. In the non-active region, the neutron absorption of the spacers plays no role, so that Inconel, for example, can also be used as a material there.
Gemäß einer dritten Variante (Variante b), wie sie in den Figuren 5 bis 7 dargestellt ist, wird auf die Außenseite des Abstandhalters A ein Distanzelement 16A bis 16D angebracht. Der Abstandhalter A besteht im wesentlichen aus miteinander verschränkten Blechen 18, die senkrecht zueinander angeordnet sind und ein Gitter mit Gitteröffnungen 20 bilden, durch die die Brennstäbe 10 (nur einige beispielhaft dargestellt) oder die Führungsrohre hindurchgeführt werden.According to a third variant (variant b), as shown in Figures 5 to 7, a spacer element 16A to 16D is attached to the outside of the spacer A. The spacer A consists essentially of interlocking sheets 18 which are arranged perpendicular to one another and form a grid with grid openings 20 through which the fuel rods 10 (only a few are shown as examples) or the guide tubes are guided.
Das Distanzelement 16A bis 16D ist bevorzugt derart am Abstandhalter A befestigt, daß es bei Bedarf leicht vom Abstandhalter A entfernt werden kann. Gemäß Figur 5 ist es hierzu als ein den Abstandhalter A umlaufendes Band 16A ausgebildet, das über eine Anzahl von leicht lösbaren Befestigungsmitteln 22 mit dem Abstandhalter A verbunden ist. Die Befestigungsmittel 22 sind beispielsweise Noppen oder Federelemente, die in für sie vorgesehene Aussparungen im Abstand-The spacer element 16A to 16D is preferably attached to the spacer A in such a way that it can be easily removed from the spacer A if necessary. According to Figure 5, it is designed as a band 16A that runs around the spacer A and is connected to the spacer A via a number of easily detachable fastening means 22. The fastening means 22 are, for example, knobs or spring elements that fit into recesses provided for them in the spacer
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halter A eingreifen und einrasten, oder auch Klebmittel oder Schweißpunkte.holder A engages and locks into place, or also adhesives or welding points.
Mit den gleichen Befestigungsmitteln 22 können auch die in Figur 6 dargestellte Leiste 16B oder die dargestellten Knöpfe 16C befestigt werden. Das Distanzelement 16A bis 16D muß also nicht zwangsläufig um die komplette Außenfläche des Abstandhalters A herum verlaufen. Es ist ausreichend, wenn lediglich an einigen Stellen Distanzelemente 16A bis 16D befestigt sind.The same fastening means 22 can also be used to fasten the strip 16B shown in Figure 6 or the buttons 16C shown. The spacer element 16A to 16D does not necessarily have to run around the entire outer surface of the spacer A. It is sufficient if spacer elements 16A to 16D are only fastened at a few points.
Entsprechend der Figur 7 wird als Distanzelement ein Anhänger 16D verwendet, der beispielsweise U-förmig ausgebildet ist und über das äußerste Blech 18 des Abstandhalters A gehängt wird. Der innere Schenkel des ü-förmigen Anhängers greift dabei in der von den Blechen 18 gebildeten Gitteröffnung 20 ein. Sein äußerer Schenkel dient zur Vergrößerung der Außenabmessung des Abstandhalters A.According to Figure 7, a pendant 16D is used as a spacer element, which is U-shaped, for example, and is hung over the outermost sheet 18 of the spacer A. The inner leg of the U-shaped pendant engages in the grid opening 20 formed by the sheets 18. Its outer leg serves to enlarge the external dimensions of the spacer A.
Die Distanzelemente 16A bis 16D werden für Abstandhalter A mit einer reduzierten Außenabmessung R vorgesehen. Die Abstandhalter A bestehen hierbei beispielsweise aus Zirkaloy oder aus Inconel. Nach einer gewissen Betriebszeit, wenn die Spaltmaße zwischen einzelnen Brennelementen 2 einen Wert erreichen, unterhalb dessen ein Verschieben der Brennelemente gegeneinander nicht mehr ohne weiteres gewährleistet werden kann, so werden die Distanzelemente 16A bis 16D von den betreffenden Abstandhaltern A entweder ganz oder teilweise entfernt. Für ein teilweises Entfernen sind die Distanzelemente 16 beispielsweise schichtartig aufgebaut. Es kann insbesondere vorteilhaft sein, bei einem Brennelement 2 Abstandhalter A vorzusehen, die Distanzelemente 16A bis 16D mit unterschiedlicher Stärke aufweisen, um eine möglichst hohe Stabilität der Brennelement-Anordnung bei gleichzeitig ausreichendem Spaltmaß zu erzielen.The spacer elements 16A to 16D are provided for spacers A with a reduced external dimension R. The spacers A are made of Zircaloy or Inconel, for example. After a certain period of operation, when the gap dimensions between individual fuel elements 2 reach a value below which displacement of the fuel elements against each other can no longer be easily guaranteed, the spacer elements 16A to 16D are either completely or partially removed from the relevant spacers A. For partial removal, the spacer elements 16 are constructed in layers, for example. It can be particularly advantageous to provide spacers A for a fuel element 2 that have spacer elements 16A to 16D with different thicknesses in order to achieve the greatest possible stability of the fuel element arrangement while at the same time ensuring a sufficient gap dimension.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich aus der Figur 1, wenn man gemäß Figur 8 innerhalb der aktiven Zone 12 Abstandhalter aus Zirkaloy A2, A3, A7, A8 und praktisch baugleiche Abstandhalter aus Inconel A4, A5, A6 verwendet. 5A particularly advantageous embodiment is shown in Figure 1 if, according to Figure 8, 12 spacers made of Zircaloy A2, A3, A7, A8 and practically identical spacers made of Inconel A4, A5, A6 are used within the active zone. 5
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE10236399A1 (en) * | 2002-06-29 | 2004-01-29 | Framatome Anp Gmbh | Fuel element for a pressurized water nuclear reactor |
-
1999
- 1999-01-19 DE DE29919413U patent/DE29919413U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10236399A1 (en) * | 2002-06-29 | 2004-01-29 | Framatome Anp Gmbh | Fuel element for a pressurized water nuclear reactor |
| DE10236400A1 (en) * | 2002-06-29 | 2004-01-29 | Framatome Anp Gmbh | Fuel element, for pressure water reactor, comprises fuel rods guided in axially spaced spacers which form square grid having number of holes in rows and columns |
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