專利名稱:用于沸水反應(yīng)堆的燃料元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于沸水反應(yīng)堆的燃料元件。
技術(shù)背景
這種例如由DE 201 913 Ul和AT 365 828 C已知的燃料元件包括一個在上側(cè)由 篩板端接的燃料元件腳部、一個燃料元件頭部和一束設(shè)置在該燃料元件腳部與該燃料元件 頭部之間的長的和部分長度的(teillang)從燃料元件腳部延伸離開的燃料棒和一個設(shè)置 在燃料棒束內(nèi)的水道。長的燃料棒以較小的軸向縫隙固定在燃料元件腳部與燃料元件頭部 之間。該縫隙允許燃料棒可以在縱向方向上伸展，而不產(chǎn)生機械的張緊。部分長度的燃料 棒在沸水反應(yīng)堆中基本上由于熱力液壓的(thermohydraulisch)穩(wěn)定性以及中子減速的 原因而采用，它們從燃料元件腳部出發(fā)僅延伸至燃料元件頭部下方的位置。為了防止部分 長度的燃料棒在反應(yīng)堆運行時浮動并且到達在一個不利的位置中，所述部分長度的燃料棒 固定在燃料元件腳部上。傳統(tǒng)地這如下發(fā)生，即在上側(cè)端接燃料元件腳部的、用于在冷水中 阻擋異物的篩板(燃料引導(dǎo)件)中加工孔，在所述孔內(nèi)焊接一個套筒。在部分長度的棒的 下端上固定一個大致套筒形的彈簧元件，該彈簧元件安裝到篩板中的設(shè)有套筒的孔內(nèi)并且 在那兒通過摩擦連接(Reibschluss)或者形封閉(Formschluss)固定。相對較高的制造耗 費和裝配耗費與在篩板內(nèi)的孔的制造、套筒的焊接以及彈簧元件在部分長度的棒的下端上 的固定相關(guān)聯(lián)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，這樣構(gòu)成一種燃料元件，使得部分長度的燃料棒在燃料元件 腳部上的簡單的固定是可能的。
該目的通過如下方式解決，即提供一種沸水反應(yīng)堆的燃料元件，包括一個在上側(cè) 由篩板端接的燃料元件腳部、一個燃料元件頭部和一束設(shè)置在該燃料元件腳部與該燃料元 件頭部之間的長的和部分長度的從燃料元件腳部延伸離開的燃料棒以及一個設(shè)置在燃料 棒束內(nèi)的水道，多個部分長度的燃料棒軸向固定一個單獨的固定件上，該固定件與燃料元 件腳部的上側(cè)連接?？自谌剂显_部的篩板內(nèi)的加工并且套筒的焊接可以取消。雖然一 個或者多個單獨的固定件的制造是必須的。但是這可能是相對簡單的，例如構(gòu)成為板沖裁 件并且然后可以用相當(dāng)?shù)偷馁M用制造。此外在固定件上可以相同地固定多個或者甚至所有 部分長度的燃料棒。固定件在燃料元件腳部上的或者在篩板上的固定同樣可以用簡單的方 式例如通過在若干位置上的焊接進行。
一種其他的簡化方案在于，固定件這樣構(gòu)成，使得長的燃料棒可以具有或者沒有 軸向固定地支持在該固定件上。固定元件同時也配設(shè)于多個部分長度的和長的燃料棒。然 后例如固定元件在整個燃料棒列上延伸，而對于固定元件的結(jié)構(gòu)沒有特別的要求。尤其一 個唯一的固定元件可以用于固定燃料元件的所有燃料棒。
固定件也可以這樣構(gòu)成，使得至少一個長的燃料棒至少徑向地固定在該固定件上。以這樣的方式在燃料元件腳部區(qū)域上實現(xiàn)長的燃料棒的橫向的固定，使得可以放棄最 下面的也就是最靠近燃料元件腳部的間隔件。在這種意義上也可以有利的是，至少一個部 分長度的燃料棒也徑向地固定在該固定件上。
優(yōu)選地燃料棒借助于具有軸向的接合方向的卡扣連接在固定件上進行固定。因此 簡化燃料棒在燃料元件腳部上的裝配。燃料棒必須僅軸向地插入到一個在固定件上的相應(yīng) 構(gòu)成的固定元件內(nèi)，而用于固定的其他的措施不是必須的。這種連接方式的一種有利的結(jié) 構(gòu)設(shè)定，燃料棒的下端具有一個徑向的收縮部，該收縮部由設(shè)置在固定元件上的止動元件 軸向起作用地從后面嵌接(hintergreifen)。在此止動元件優(yōu)選通過兩個以其平面?zhèn)缺舜?面向的、形成到固定元件上的板片構(gòu)成，其中所述板片分別具有一個預(yù)彎曲的區(qū)域，該區(qū)域 彈性地嵌入到所述收縮部中。彼此對置的板片也在側(cè)面固定一個燃料棒，使得一定程度上 已經(jīng)存在一定的橫向的或者徑向的固定。側(cè)面的偏離總是可能在大約沿板片延伸的方向上 發(fā)生。但是在一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中這通過如下方式阻止，即在燃料棒的下端上有兩個在徑向 對置的位置上在側(cè)面伸出的突起，所述突起分別嵌接到板片的凹槽內(nèi)。
為了不繼續(xù)限制對于流過燃料元件腳部的冷水的通過篩板本來已經(jīng)減小的流動 橫截面，一個固定件這樣設(shè)置在篩板上，使得該篩板的篩孔基本上保持自由。在篩板具有彼 此平行地延伸的接板的情況下，這通過如下方式保證，即固定件構(gòu)成為板條，所述板條彼此 平行地并且按篩板接板的柵距設(shè)置。在此可考慮的是，采用分開的也就是沒有彼此連接的 板條。在這種情況下各板條固定尤其是焊接在柵格板上。另一有利的結(jié)構(gòu)設(shè)定，板條是單 件式的柵格板的組成部分，其中所述板條以其端部形成在橫向于其定向的連接板上。這種 柵格板能夠以較小的裝配費用固定在燃料元件腳部上。一種尤其簡單的固定通過如下方式 保證，即柵格板具有一個由水道穿過的開口，該開口的開口邊緣由水道軸向起作用地從后 面嵌接。固定件的抗旋轉(zhuǎn)可以大致通過如下方式進行，即柵格板焊接在燃料元件腳部上，該 抗旋轉(zhuǎn)尤其是必要的，如果應(yīng)該放棄最下面的間隔件的話。但是優(yōu)選地柵格板在水道上是 抗旋轉(zhuǎn)的，這通過在水道與開口或者該開口的開口邊緣之間的在旋轉(zhuǎn)方向上起作用的形封 閉實現(xiàn)。


下面借助于附圖詳細解釋本發(fā)明的實施例。其中
圖1顯示用于沸水反應(yīng)堆的燃料元件的總體視圖；
圖2顯示一個由多個固定件構(gòu)成的柵格板，包括僅用于固定部分長度的燃料棒的 止動元件；
圖3顯示燃料元件腳部的上區(qū)域，具有篩板和定位在該篩板上的柵格板；
圖4顯示圖3的燃料元件腳部，具有設(shè)置于其上的長的和部分長度的燃料棒；
圖5以側(cè)視圖的形式顯示圖4的放大的局部視圖；
圖6顯示從相對于圖5旋轉(zhuǎn)90°的觀察方向的所述局部的側(cè)視圖；
圖7顯示燃料元件腳部的上區(qū)域，包括用于軸向和徑向固定所有燃料棒的多個板 條形的固定件；
圖8顯示圖7的燃料元件腳部，但是具有定位于其上的長的和部分長度的燃料 棒；[0018]圖9以側(cè)視圖的形式顯示圖8的局部；
圖10顯示從相對于圖10旋轉(zhuǎn)90°的觀察方向的上述局部的側(cè)視圖；
圖11顯示裝配框架，具有固定于其上的板條形的固定件；
圖12顯示燃料元件腳部的上區(qū)域，具有安放的柵格板和裝配框架。
具體實施方式
圖1顯示沸水反應(yīng)堆的燃料元件，該燃料元件作為基本的組成部分包括一個燃料 元件頭部1、一個燃料元件腳部2、一束設(shè)置在該燃料元件頭部與該燃料元件腳部之間的燃 料棒3、一個設(shè)置在燃料棒束內(nèi)的水道4和多個在軸向方向上隔開距離的橫向地固定燃料 棒3的間隔件5。在圖2至6中描述一種用于將部分長度的燃料棒3a固定在燃料元件腳 部2上的實施方案。在圖2中顯示的柵格板6用于此。這由多個彼此平行地延伸的構(gòu)成固 定件的板條7和與板條成直角地定向的連接板8組成，其中板條7的端部成型到連接板上。 板條7在連接板8的縱向方向上均勻地隔開距離。柵格板6在裝配狀態(tài)中位于一個端接燃 料元件腳部的篩板9的上側(cè)上。該篩板包括一些由鋼板或者一種其它的適合的材料構(gòu)成的 彼此平行地延伸的裁切件(Zuschnitt) 10。裁切件10與橫向于其縱向延伸方向延伸的、設(shè) 置于其上側(cè)和下側(cè)的接板12彼此連接(尤其見圖3和7)。柵格板6的板條7按篩板9的 接板12的柵距設(shè)置。因此在裝配狀態(tài)中板條7不是伸入到在篩板9中的篩孔13內(nèi)，而是 在接板12的上方延伸。板條7以及連接板8設(shè)置在一個平面上，使得柵格板6在裝配狀態(tài) 中平坦地位于篩板9上。因此長的燃料棒3和部分長度的燃料棒3a不是支承在接板12上 而是支承在板條7上。每個板條7也在燃料棒列14的方向上延伸。一個板條7a構(gòu)成一個 固定件并且具有相應(yīng)于燃料棒3a數(shù)量的止動元件15，該板條配設(shè)于一個含有部分長度的 燃料棒3a的燃料棒列14a。止動元件15由兩個在對置的位置上在側(cè)面形成在板條7a上 的板片16構(gòu)成。柵格板6通過由沖裁一個例如Imm厚的鋼板進行制造。在沖裁之后板片 16在柵格板6的平面內(nèi)延伸。所述板片由這個位置彎曲到其在圖中顯示的位置中，其中所 述板片大致在燃料棒3a的縱向方向或者軸向方向上延伸。但是事先進行壓制，通過壓制在 板片16的中間的縱向部段上產(chǎn)生一個在板條7a的縱向方向上延伸的縮頸(Sicke) 17。尤 其如圖5可見的那樣，縮頸17嵌入到在燃料棒3的下面的由栓塞19構(gòu)成的端部上的環(huán)形 收縮部18中。然后在收縮部18的上方連接一個錐形區(qū)域21。在收縮部18的下面栓塞19 具有一個環(huán)形隆起地徑向擴寬的區(qū)域20。一個具有成圓形的尖端23的錐形區(qū)域22向下 連接在該擴寬的區(qū)域20上。板片16的在上側(cè)連接到縮頸17上的端部段24傾斜于燃料棒 3a的中心縱軸線25延伸并且形成一個向上敞開的銳角(圖5)。在此傾斜位置或者角度α 大致相應(yīng)于錐形區(qū)域21的錐角。板片16的側(cè)邊緣26傾斜地延伸并且形成一個向下敞開 的角β (圖6)。板片16的上邊緣27大致平行于板條7a的縱向方向地延伸。如圖5和6 可見的那樣，長的燃料棒的下端如部分長度的燃料棒3a那樣地構(gòu)成。但是長的燃料棒3的 端部也可以不同地構(gòu)成。
在燃料棒3a裝配時該燃料棒以其栓塞19插入到止動元件15內(nèi)。彼此傾斜地延 伸的端部段24在此構(gòu)成一個導(dǎo)入漏斗。錐形區(qū)域22和連接在其上的區(qū)域20壓開各板片 16。當(dāng)栓塞19完全地插入到固定元件15內(nèi)時，縮頸17卡入到收縮部18中并且在軸向方 向上固定燃料棒3a。[0024]如圖2可見的那樣，在柵格板6的偏心的位置上有一個開口 28，該開口的開口邊 緣由接板29構(gòu)成。接板29這樣形成并且與兩個板條7a'連接，使得構(gòu)成一個八邊形的開 口 28。兩個短的插入到其余板條的柵距中的板條段11在各板條7a'之間延伸，所述板條 段的彼此面向的端部分別在接板29上形成。開口 28在裝配狀態(tài)中由水道4的一個縱向部 段(未顯示)穿過，該水道具有一個與開口形狀互補地構(gòu)成的輪廓外形。柵格板6以這樣 的方式抗旋轉(zhuǎn)地固定在水道4上。柵格板6在軸向方向上的固定如下實現(xiàn)，即水道4的穿 過開口 28的縱向部段(未顯示)軸向起作用地從后面切割柵格板(hinterschneiden)。這 通過在水道上的一個徑向的肩部(未顯示)實現(xiàn)，該肩部徑向地超過接板29并且超過板條 7a‘與該接板連接的端部。
在圖7中描述一種實施方案，它同樣包括多個構(gòu)成為板條7b的固定件。板條7b設(shè) 置在篩板9的接板12上并且在其端部的區(qū)域內(nèi)焊接到篩板9或者燃料元件腳部2上。在 用于固定水道4的凹槽32的區(qū)域內(nèi)，兩個短的板條7b'配設(shè)于一個在那兒存在的由兩個分 件12a、12b構(gòu)成的接板12或者一個燃料棒列14，在所述板條的彼此面向的端部之間存在距 離，該距離至少與凹槽32的內(nèi)徑的凈寬一樣大。不同于其他的上述實施例的是，每個板條 7b帶有如在燃料棒列14內(nèi)存在的燃料棒3、3a那樣多的止動元件15a。止動元件15a這樣 構(gòu)成，使得它們也在沿板條7b的縱向方向延伸的方向上固定燃料棒3、3a。在此所述止動 元件在其縮頸17的區(qū)域中具有一個大致圓形的凹槽33。環(huán)形隆起的擴寬的區(qū)域20嵌入 到止動元件15a的板片16的凹槽33內(nèi)，該區(qū)域20的表面例如也可以構(gòu)成為球形表面的一 部分。也可以考慮的是，板片16具有一個本身容納區(qū)域20的凸起(未描述)。從而所有 的燃料棒3、3a在任意的徑向方向上固定在燃料元件腳部2上。在燃料棒束的下面的區(qū)域 中的燃料棒3、3a'如下這樣地在橫向固定，使得可以取消最下面的間隔件5a(圖1)。也可 以考慮的是，按圖2的柵格板6配備一些相應(yīng)于燃料元件的燃料棒3、3a的數(shù)量的止動元件 15 禾口 / 或 15a。
為了使得板條7b在篩板9上的裝配變得容易，所述板條成型到框架35上，該框架 具有一個相應(yīng)于篩板9的輪廓表面的外輪廓。短的板條7b'以其里面的端部在板36上形 成。如圖2的實施方案那樣，一個由板條7b、7b'和框架35構(gòu)成的結(jié)構(gòu)可以由一個例如Imm 厚的鋼板裁切件沖裁，其中在此板片16也由開始的板裁切件的平面彎曲到其在圖11中顯 示的位置中。以這樣的方式產(chǎn)生的輔助結(jié)構(gòu)支承到篩板9上并且然后各板條7b、7b'在適 合的位置上例如在其端部上與篩板9或者與燃料元件腳部2焊接。最后板36和框架35分 開。
附圖標記列表
1 燃料元件頭部
2 燃料元件腳部
3 燃料棒
4 水道
5 間隔件
6 柵格板
7 板條
8 連接板[0036]9蹄板[0037]10裁切件[0038]11板條段[0039]12接板[0040]13篩孔[0041]14燃料棒列[0042]15止動元件[0043]16板片[0044]17縮頸[0045]18收縮部[0046]19栓塞[0047]20區(qū)域[0048]21錐形區(qū)域[0049]22錐形區(qū)域[0050]23尖端[0051]24端部段[0052]25中心軸線[0053]26側(cè)邊緣[0054]27上邊緣[0055]28開口[0056]29接板[0057]32凹槽[0058]33凹槽[0059]35框架[0060]36板
說明書
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權(quán)利要求
沸水反應(yīng)堆的燃料元件，包括一個在上側(cè)由篩板(9)端接的燃料元件腳部(2)、一個燃料元件頭部(1)和一束設(shè)置在該燃料元件腳部與該燃料元件頭部之間的長的和部分長度的從燃料元件腳部延伸離開的燃料棒(3、3a)以及一個設(shè)置在燃料棒束內(nèi)的水道(4)，其特征在于多個部分長度的燃料棒(3a)軸向固定在一個單獨的固定件上，該固定件與燃料元件腳部(2)的上側(cè)連接。
2.按權(quán)利要求
1所述的燃料元件，其特征在于固定件這樣構(gòu)成，使得長的燃料棒(3) 也支承在該固定件上。
3.按權(quán)利要求
1或2所述的燃料元件，其特征在于至少一個長的燃料棒(3)至少徑 向地固定在所述固定件上。
4.按權(quán)利要求
3所述的燃料元件，其特征在于至少一個部分長度的燃料棒徑向地固 定在所述固定件上。
5.按權(quán)利要求
1所述的燃料元件，其特征在于燃料棒(3、3a)借助于具有軸向的結(jié)合 方向的卡扣連接固定在所述固定件上。
6.按權(quán)利要求
5所述的燃料元件，其特征在于燃料棒(3、3a)的下端具有一個徑向的 收縮部(18)，該收縮部由一個設(shè)置在固定件上的止動元件(15、15a)軸向起作用地從后面 嵌接。
7.按權(quán)利要求
6所述的燃料元件，其特征在于止動元件(15、15a)由兩個以其平面?zhèn)?彼此面向的、形成到固定元件上的板片(16)構(gòu)成，所述板片分別以一個預(yù)彎曲的區(qū)域彈性 地嵌入到收縮部(18)中。
8.按權(quán)利要求
7所述的燃料元件，其特征在于在燃料棒(3、3a)的下端上有兩個在徑 向?qū)χ玫奈恢蒙显趥?cè)面伸出的突起，所述突起分別嵌接到板片(16)的凹槽(33)內(nèi)。
9.按權(quán)利要求
1所述的燃料元件，其特征在于固定件這樣設(shè)置在篩板(9)上，使得該 篩板的篩孔(13)基本上保持自由。
10.按權(quán)利要求
9所述的燃料元件，其特征在于篩板(9)具有彼此平行地延伸的接板 (12)并且固定件構(gòu)成為板條(7a、7b)，其中板條(7、7a)彼此平行地并且按篩板接板(12) 的柵距設(shè)置。
11.按權(quán)利要求
10所述的燃料元件，其特征在于板條(7a、7b)是柵格板(6)的組成 部分，其中所述板條以其端部形成在橫向于其定向的連接板(8)上。
12.按權(quán)利要求
11所述的燃料元件，其特征在于柵格板(6)具有一個由水道(4)穿 過的開口(28)，該開口的開口邊緣由水道(4)軸向起作用地從后面嵌接。
13.按權(quán)利要求
12所述的燃料元件，其特征在于柵格板(6)在水道(4)上是抗旋轉(zhuǎn)的。
14.按權(quán)利要求
13所述的燃料元件，其特征在于水道(4)穿過開口(28)，所述抗旋轉(zhuǎn) 通過在水道與開口之間的在旋轉(zhuǎn)方向上起作用的形封閉實現(xiàn)。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種沸水反應(yīng)堆的燃料元件，包括一個在上側(cè)由篩板(9)端接的燃料元件腳部(2)、一種燃料元件頭部(1)和一束設(shè)置在該燃料元件腳部與該燃料元件頭部之間的長的和部分長度的從燃料元件腳部延伸離開的燃料棒(3、3a)和一個設(shè)置在燃料棒束內(nèi)的水道(4)。多個部分長度的燃料棒(3a)軸向固定在一個單獨的固定件上，該固定件與燃料元件腳部(2)的上側(cè)連接。
文檔編號G21C5/06GKCN101073126SQ200580042233
公開日2011年1月19日 申請日期2005年11月5日
發(fā)明者E·弗雷德里希, H-J·利珀特, R·林克 申請人:阿利發(fā)Np有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (5), 非專利引用 (1),