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Abstandhalter für Brennelemente

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017240D
Original Publication Date: 2000-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-22

Publishing Venue

Siemens

Related People

Authors:
Werner Meier Norbert Schmidt [+details]

Abstract

Die in Atomreaktoren verwendeten Brennelemente enthalten Brennstäbe, die in der Regel parallel zu einander und zur Brennelementlängsachse vertikal orientiert sind. Die Brennstäbe sind in den Maschen von gitterförmigen Abstandhaltern gehalten, welche beispielsweise aus sich kreuzenden Gitterstegen aufgebaut sein können. Das Brennelement wird im Reaktorkern vom Kühlmittel von unten angeströmt. Ein Hauptteil der Strömung findet in Strömungskanälen zwischen den Brennstäben statt. Die Abstandhalter weisen deshalb auf ihrer Abströmseite (also an ihrer oberen Seite beispielsweise an den Gitterstegkanten) – vorzugsweise an Kreuzungspunkten des Maschengitters - sogenannte Umlenkelemente auf. Mit diesen wird das das Brennelement durchströmende Kühlmedium gezielt auf die Brennstab-Oberfläche gelenkt. Diese Maßnahmen tragen zur Erhöhung der Grenze zum Filmsieden (Druckwasserreaktor, DWR) bzw. der Grenze des Dry-Outs (Siedewasserreaktor, SWR) bei. So transportieren diese Umlenkelemente bei DWR- Brennelementen Wasser aus der Mitte eines Strömungskanals an die Brennstab-Oberfläche, während bei SWR-Brennelementen im Dampf getragene Wassertropfen aus einem Strömungskanalzentrum an die Brennstab-Oberfläche umgeleitet wird. Beim Service werden aus einem Brennelement, das mit derartigen Abstandhaltern ausgestattet ist, Brennstäbe z.B. zur Vermessung herausgezogen und anschließend wieder eingeführt. Dabei kann in Ausnahmefällen das untere Brennstabende auf ein derartiges Umlenkelement treffen und eventuell deformieren. Dies könnte den Brennstab in einer teilweise eingeschobenen Position verklemmen oder zu einem teilweisen Verschluss der Abstandhaltermasche führen. Im schlimmsten Fall - bei einer Berührung eines derartig verbogenen Umlenkelementes mit der Brennstab-Oberfläche - kann dies zu Scheuerschäden am Brennstab während des Reaktorbetriebs führen (Fretting).