DE3142300A1

DE3142300A1 - "brennstabbuendel fuer einen kernreaktor"

Info

Publication number: DE3142300A1
Application number: DE19813142300
Authority: DE
Inventors: sture 73040 Kolbäck Helmersson
Original assignee: ASEA Atom AB
Current assignee: Westinghouse Electric Sweden AB
Priority date: 1980-11-05
Filing date: 1981-10-24
Publication date: 1982-06-16
Also published as: JPH0225473B2; CA1175959A; SE423760B; JPS57106896A; SE8007756L; US4585614A; DE3142300C2

Description

Aktiebolaget ASEA-ATOM, Västeras/Schweden ■ Brennstabbündel "für einen Kernreaktor

Die Erfindung betrifft ein Brennstabbündel für einen Kernreaktor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solches Brennstabbündel ist bekannt aus der DE-OS 30 22 687. ' _:

Aus der DE-OS 26 56 590 ist ein Brennstabbündel bekannt, bei dem das von den Brennstabpositionen gebildete Gitter aus Quadraten und Dreiecken besteht. Dieses bekannte Brennstabbündel hat einen kreisförmigen Querschnitt, wobei die Brennstäbe mit Ausnahme eines zentralen Stabes gleichmäßig auf 2 konzentrischen Kreisen verteilt und mit minimalem tangentialen Abstand zwischen benachbar- ■ ten Stäben angeordnet uind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brennstoffbündel der eingangs genannten Art zu entwickeln, das unter Beibehaltung der Brennstababmessungen und des Raumbedarfes eines herkömmlichen Brennstabbündels, das 16 Brennstäbe pro Teilbündel enthält, mit 17 Brennstäben pro Teilbündel und mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt der Teilbündel ausgeführt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Brennstabbündel nach dem Ober-

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begriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, das erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Figur 1 einen Horizontalschnitt durch ein Teilbündel, das zusammen mit drei weiteren, vorzugsweise gleichen Teilbündeln ein Brennstabbündel gemäß der Erfindung bildet, wobei jedes Teilbündel in einem entsprechenden Quadranten des Brennstabbündels angeordnet ist, wie dies beispielsweise aus· der DE-OS 30 22 687 bekannt ist,

Figur 2 im Querschnitt ein in einem Reaktorkern angeordnetes vierteiliges Brennstabbündel gemäß der Erfindung, bei welchem nur eins der Teilbündel den in Figur 1 gezeigten Aufbau hat, während die Brennstäbe der übrigen Teilbündel in einem bekannten quadratischen Gitter angeordnet sind.

Figur 1 zeigt ein Teilbündel 7 mit einem Brennstabkasten 1, der 17 vertikale Brennstäbe 2 umschließt. Die Positionen der Brennstäbe, d.h. die Lagen ihrer vertikalen Mittelachsen, s-ind in der Figur durch Punkte angedeutet. Die zwischen diesen Punkten gezogenen strich-punktierten Linien sind Hilfslinien, welche die geometrische Lage der Brennstabpositionen zueinander verdeutlichen

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sollen. Die Hilfslinien bilden zusammen ein Gitter 3. Aus Figur 1 geht hervor, daß das Gitter 3 vier untereinander gleiche quadratische Felder und neun untereinander gleiche gleichseitige Dreiecke bildende Felder enthält. Neun der siebzehn Brennstabpositionen entsprechen Knotenpunkten in einem quadratischen Gitterteil, dessen vier Ecken mit A, B, -C und D bezeichnet sind, wobei die genannten vier quadratischen Felder jeweils ein Viertel des Quadrats ABCD einnehmen. Von den übrigen 8 Brennstabpositionen liegen je zwei außerhalb jeder Seite des Quadrates ABCD. Das Quadrat ABCD ist im Verhältnis zu dem im wesentlichen quadratischen, Querschnitt des Brennstabkastens 1 um 45 gedreht.

Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Kerngitter A eines Kernreaktors. Das Kerngitter A bildet quadratische Felder, von denen jedes ein Brennstabbündel enthält, das durch zwei jeweils von ihrer betreffenden Kerngitterseite ausgehenden Führungsschienen 5 in seiner vorgeschriebenen Lage gehalten wird. Zwischen den

Brennstabbündeln sind Spalte für einen Steuerstab 6 mit kreuzvorhanden
förmigen Querschnitt/Mehrere Brennstabbündel des Reaktorkerns sind in der in Figur 2 gezeigten Weise ausgeführt, d.h., daß ein Teilbündel 7 den zuvor beschriebenen Aufbau hat und drei Teilbündel 7' einen herkömmlichen Aufbau haben. Die Brennstäbe in dem Xeilbündel 7 haben exakt dieselben Abmessungen, wie die Brennstäbe in den Teilbündeln 7'. Dagegen enthalten die herkömmlich aufgebauten Teilbündel 7' sechzehn Brennstäbe, während das Teilbündel 7 siebzehn Brennstäbe enthält. Ein Brennstabbündel nach der Erfindung wird vorzugsweise nur aus Teilbündeln mit der für die Erfindung charakteristischen Struktur ausgeführt, indem beispielsweise sämtliche in Figur 2-gezeigten konventionell

- 6 ausgeführten Teilbündel 7¹ durch Teilbündel 7 ersetzt werden.

Durch die Verwendung von Brennstabbündeln gemäß der Erfindung anstelle herkömmlich aufgebauter Brennstabbündel erreicht man eine Vergrößerung der Brennstoffmenge im Kern, wobei die Leistungsdichte, d.h. die Leistung pro Gewichtseinheit des Brennstroff es, bei gleichbleibender Reaktorleistung herabgesetzt werden kann. Dadurch erzielt man eine bessere Neutronenökonomie. Eine Verkleinerung der Leistungsdichte bewirkt eine Verkleinerung der linearen Belastung, d.h. der Leistung pro Längeneinheit der Brennstäbe, wodurch die Gefahr eines Lecks in den Hüllen der Brennstäbe herabgesetzt wird.

■Wie aus Figur 2 hervorgeht, erreicht man durch die Anordnung der Brennstäbe in dem in Figur 1 gezeigten Gitter, daß der Brennstabkasten 1 der Teilbündel mit einer größeren Abfasung oder Abrundung seiner Kanten ausgeführt werden kann, als bei einem herkömmlich aufgebauten Teilbündel 7'. Mit anderen Worten: Die ebene Seitenfläche des im wesentlichen quadratischen Brennstabkastens 1 hat eine Breite a, die erheblich kleiner ist,, als das entsprechende Maß des Brennstoffkastens 1', während die Gesamtbreite b bei beiden Arten von Brennstabkästen 1 und 1^! gleich groß ist. Der Brennstabkasten 1 wird vorzugsweise so bemessen, daß die Breite a höchstens 65 % der Gesamtbreite b des Brennstoff kastens beträgt. Dadurch wird die durch inneren Überdruck verursachte Ausbauchung der Wände der Brennstabkästen kleiner als bei herkömmlich aufgebauten Teilbündeln.

In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, ein Teilbündel mit

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einem sogenannten Abstandshalterstab zu versehen, der einen Brennstab ersetzt. Beispielsweise würde die Anzahl der Brennstäbe bei dem in Figur 1 gezeigten Teilbündel dann sechzehn sein, während die Anzahl der Brennstabpositionen siebzehn ist. Im Gegensatz zum Teilbündel 7' hat das Teilbündel 7 eine Brennstabposition im Zentrum des Teilbündels und ermöglicht dadurch eine in mechanischer Hinsicht besonders günstige Anordnung eines Ab.standhalterstabes.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1, Brennstabbündel für einen Kernreaktor, das einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt hat und vier im wesentlichen quadratische Teilbündel (7, 7') von vertikal angeordneten . Brennstäben enthält, wobei die Brennstabpositionen (Mittellinien der .Brennstäbe) jedes Teilbündels Knotenpunkte in einem gedachten Gitter bilden und jedes Teilbündel etwa ein Viertel der Brennstäbe des gesamten Brennstabbündels enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einem Teilbündel die Felder des genannten Gitters (3) zum Teil aus Quadraten und zum Teil aus gleichseitigen Dreiecken bestehen, wobei dieses Teilbündel siebzehn Brennstabpositionen hat, von denen neun je einen Knotenpunkt in einem quadratischen Gitterteil (ABCD) bilden, welcher aus vier der genannten quadratischen Felder besteht, während die übrigen acht Brennstabpositionen außerhalb des quadratischen Gittörteils (ABCD) liegen, und zwar je zwei Brennstabpositionen außerhalb jeder Seite des quadratischen Gitterteils (ABCD).
2. Brennstabbündel nach Anspruch 1, dadurch g e k e η nzeichnet, daß das/die Teilbündel mit siebzehn Brennstabpositionen einen Brennstabkasten (1) mit im wesentlichen quadratischen Querschnitt hat/haben, wobei dieser Querschnitt

'■,■-im Verhältnis zu dem genannten quadratischen Gitterteil

(ABCD) um 45° gedreht ist.

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3. Brennstabbündel nach Anspruch 2, dadurch· -gekennzeichnet, daß der genannte Brennstabkasten (1) einen Umfang hat, der im wesentlichen aus vier gleich langen und paarweise parallelen Geradenabschnitten besteht, wobei die Länge (a) jedes Geradenabschnittes höchstens 65 % des Abstandes (b) zwischen zwei der paarweisen parallelen Geradenabschnitten beträgt.