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CH622478A5 - Storage rack for fuel elements - Google Patents

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Publication number
CH622478A5
CH622478A5 CH965477A CH965477A CH622478A5 CH 622478 A5 CH622478 A5 CH 622478A5 CH 965477 A CH965477 A CH 965477A CH 965477 A CH965477 A CH 965477A CH 622478 A5 CH622478 A5 CH 622478A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
containers
fuel elements
neutron
storage rack
stainless steel
Prior art date
Application number
CH965477A
Other languages
German (de)
Inventor
Walter Kohlpoth
Peter Srostlik
Original Assignee
Nukem Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nukem Gmbh filed Critical Nukem Gmbh
Publication of CH622478A5 publication Critical patent/CH622478A5/en

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/40—Arrangements for preventing occurrence of critical conditions, e.g. during storage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

The storage rack (1) for the spent fuel elements consists of a large number of containers (2) of square cross-section, arranged side by side, whose lateral walls are each formed from two Z-shaped profiled metal sheets (3). Between the individual containers are cavities (4), which are filled with water when the rack (1) is stored in the water tank. The Z-shaped profiles (3) are held together by tensioning bolts (5) which are surrounded by spacer sleeves (6) for the precise setting of the distances within and between the containers (2). The tensioning bolts (5) are for their part situated in corresponding holes in the anchoring metal sheets (7). The Z-shaped profiled metal sheets consist of stainless steel alloy with boron. With the storage rack, short distances between the individual fuel elements can be achieved by corresponding structural and screening measures. The storage rack is corrosion resistant and has a high heat conductance. Furthermore, the storage rack can be set to different grid scales with close tolerance, and can be easily installed and dismantled. <IMAGE>

Description

       

  
 

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

 



   PATENTANSPRÜCHE
1. Lagergestell für abgebrannte Brennelemente, bestehend aus mehreren zusammengefügten Behältern mit quadratischem Querschnitt aus einem neutronenabsorbierenden Werkstoff, in deren Hohlräume die Brennelemente eingefahren werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen dieser Behälter (2) von jeweils zwei Z-Profilblechen (3) gebildet werden, die über Distanzhülsen (6) und Zugankerschrauben (5) zu den entsprechenden Lagergestellen zusammengefügt sind.



   2. Lagergestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Z-Profile aus mit Bor legiertem Edelstahl, alle anderen Konstruktionsteile aus rostfreiem Edelstahl bestehen.



   Die Erfindung betrifft Lagergestelle für abgebrannte Brennelemente, bestehend aus mehreren zusammengefügten Behältern mit quadratischem Querschnitt aus einem neutronenabsorbierenden Werkstoff, in deren Hohlräume die Brennelemente eingebracht werden.



   In den nächsten Jahren werden weltweit erhebliche Mengen abgebrannter Brennelementbündel aus Kernkraftwerken und sonstigen Leistungsreaktoren anfallen, die bis zu ihrer Wiederaufbereitung in Wasserbecken gelagert werden müssen. Dabei muss sichergestellt sein, dass die Brennelementanordnung in diesen Becken stets kritikalitätssicher bleibt. In den bisherigen Wasserbecken betrug der Kante-Kante-Abstand der Brennelementstäbe allseitig etwa 30 cm, wodurch eine praktisch vollständige Isolation der einzelnen Elemente voneinander erreicht wurde. Zur Erhöhung der Lagerbekkenkapazität ist es jedoch wünschenswert, die Brennelementbündel im Wasserbecken dichter anzuordnen. Das kann man erreichen, wenn man Neutronenabsorber in Kasten- oder Plattenform verwendet, zwischen denen die Brennelemente angeordnet werden.

  Die Lagergestelle müssen ausserdem korrosionsbeständig sein und eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzen, um die Wärmeabfuhr nicht zu behindern.



   Bei bekannten Anordnungen werden quadratische  Roh-   re ,    die aus Aluminium oder Edelstahl bestehen und in die die Brennelementstäbe eingeschoben werden, senkrecht in entsprechende Gittergestelle eingesetzt, wobei die Gitteröffnungen so angeordnet sind, dass der sichere Abstand zwischen den einzelnen Brennelementen gewahrt bleibt. Um diese Abstände möglichst klein zu halten, werden im allgemeinen neutronenabsorbierende Materialien verwendet, meist Borcarbid, entweder eingebettet zwischen den Behälterwandungen oder als eigene Absorberstäbe.



   Weiterhin gibt es Lagergestelle, bei denen die einzelnen kastenförmigen Behälter fest zusammengefügt sind, beispielsweise durch Schweissen. Bei allen Lagergestellen sind die Wandungen der einzelnen Behälter von einer Wasserschicht umgeben.



   Es war Aufgabe der vorliegenden   Erfindung,    Lagergestelle für abgebrannte Brennelemente zu schaffen, bei denen durch entsprechende Konstruktions- und Abschirmungsmassnahmen möglichst geringe Abstände zwischen den einzelnen Brennelementen erreichbar sind. Weiterhin sollen sie korrosionsbeständig sein und ein hohes Wärmeableitungsvermögen besitzen. Ausserdem müssen sie eng tolerierbar auf verschiedene Rastermassstäbe eingestellt werden können und ferner leicht montierbar und demontierbar sein.



   Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, dass man Lagergestelle verwendet, die aus mehreren zusammengefügten Behältern mit quadratischem Querschnitt aus einem neutronenab- sorbierenden Werkstoff bestehen, wobei erfindungsgemäss die Wandungen dieser Behälter von jeweils zwei Z-Profilblechen gebildet werden, die über Distanzhülsen und Zugankerschrauben zu den entsprechenden Lagergestellen zusammengefügt sind.



   Die Z-Profilbleche bestehen aus einem neutronenabsorbierenden Werkstoff, vorzugsweise aus mit Bor legiertem Edelstahl.



   Die Abbildung gibt schematisch und in beispielhafter Ausführungsform einen Querschnitt aus einem solchen Lagergestell. Das Lagergestell 1 für die abgebrannten Brennelemente besteht aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Behältern 2 von quadratischem Querschnitt, deren seitliche Wandungen aus jeweils zwei Z-Profilblechen 3 gebildet werden. Zwischen den einzelnen Behältern liegen Hohlräume 4, die beim Lagern des Gestells 1 im Wasserbecken mit Wasser gefüllt sind. Die Z-Profile 3 werden von Zugankerschrauben 5 zusammengehalten, die von Distanzhülsen 6 umgeben sind, zur genauen Justierung der Abstände innerhalb und zwischen den Behältern 2. Die Zugankerschrauben 5   befinden    sich ihrerseits in entsprechenden Bohrungen der Verankerungsbleche 7.



   Während dieZ-Profilbleche aus einem neutronenabsorbierenden Material bestehen, vorzugsweise mit Bor legiertem Edelstahl, sind alle anderen Teile aus rostfreiem Edelstahl gefertigt. Die Neutronenabsorption zwischen zwei Brennelementen wird durch die Anordnung von jeweils zwei Borstahlwänden gewährleistet.



   Die Verschraubung zweier Z-Profile ergibt einen geschlossenen Kasten, in welchem jeweils ein Brennelement abgesenkt werden kann. Mit Hilfe der Distanzhülsen ist eine Rastermasseinhaltung in vielfachen Ausführungen und sehr eng tolerierbar möglich. Alle Teile sind miteinander verschraubt und können daher sehr leicht montiert und demontiert werden. 



  
 

** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.

 



   PATENT CLAIMS
1. Storage rack for spent fuel elements, consisting of several assembled containers with a square cross-section made of a neutron-absorbing material, into the cavities of which the fuel elements are inserted, characterized in that the walls of these containers (2) are each formed by two Z-shaped plates (3) which are joined to the corresponding storage racks via spacer sleeves (6) and tie bolts (5).



   2. Storage rack according to claim 1, characterized in that the Z-profiles made of stainless steel alloyed with boron, all other construction parts made of stainless steel.



   The invention relates to storage racks for spent fuel elements, consisting of several assembled containers with a square cross section made of a neutron-absorbing material, in the cavities of which the fuel elements are introduced.



   In the next few years, significant quantities of spent fuel bundles from nuclear power plants and other power reactors will be generated worldwide, which must be stored in water ponds until they are reprocessed. It must be ensured that the fuel assembly in these basins always remains critical. In the previous water basins, the edge-to-edge distance of the fuel rods was around 30 cm on all sides, which meant that the individual elements were virtually completely isolated from each other. In order to increase the storage basin capacity, however, it is desirable to arrange the fuel bundles closer together in the water basin. This can be achieved if neutron absorbers in box or plate form are used, between which the fuel elements are arranged.

  The storage racks must also be corrosion-resistant and have good thermal conductivity so as not to hinder heat dissipation.



   In known arrangements, square tubes, which consist of aluminum or stainless steel and into which the fuel element rods are inserted, are inserted vertically into corresponding lattice frames, the lattice openings being arranged in such a way that the safe distance between the individual fuel elements is maintained. In order to keep these distances as small as possible, neutron absorbing materials are generally used, mostly boron carbide, either embedded between the walls of the container or as separate absorber rods.



   There are also storage racks in which the individual box-shaped containers are firmly joined together, for example by welding. With all storage racks, the walls of the individual containers are surrounded by a layer of water.



   It was an object of the present invention to provide storage racks for spent fuel elements, in which the smallest possible distance between the individual fuel elements can be achieved by appropriate design and shielding measures. Furthermore, they should be corrosion-resistant and have a high heat dissipation capacity. In addition, they must be able to be adjusted to different grid scales in a tolerable manner and also be easy to assemble and disassemble.



   This object was achieved in that storage racks are used which consist of several assembled containers with a square cross-section made of a neutron-absorbing material, the walls of these containers being formed according to the invention by two Z-profile sheets, which are connected to the corresponding ones by means of spacer sleeves and tie bolts Storage racks are assembled.



   The Z-profile sheets are made of a neutron-absorbing material, preferably stainless steel alloyed with boron.



   The figure shows schematically and in an exemplary embodiment a cross section from such a storage rack. The storage rack 1 for the spent fuel elements consists of a plurality of containers 2 of square cross-section arranged side by side, the side walls of which are each formed from two Z-shaped sheets 3. There are cavities 4 between the individual containers, which are filled with water when the frame 1 is stored in the water basin. The Z-profiles 3 are held together by tie bolts 5, which are surrounded by spacer sleeves 6, for precise adjustment of the distances inside and between the containers 2. The tie bolts 5 are in turn located in corresponding bores in the anchoring plates 7.



   While the Z profile sheets are made of a neutron-absorbing material, preferably with boron-alloyed stainless steel, all other parts are made of stainless steel. The neutron absorption between two fuel elements is ensured by the arrangement of two boron steel walls.



   The screwing of two Z profiles results in a closed box in which one fuel element can be lowered. With the help of the spacer sleeves, it is possible to comply with the grid dimensions in multiple versions and with very tight tolerances. All parts are screwed together and can therefore be very easily assembled and disassembled.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE 1. Lagergestell für abgebrannte Brennelemente, bestehend aus mehreren zusammengefügten Behältern mit quadratischem Querschnitt aus einem neutronenabsorbierenden Werkstoff, in deren Hohlräume die Brennelemente eingefahren werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen dieser Behälter (2) von jeweils zwei Z-Profilblechen (3) gebildet werden, die über Distanzhülsen (6) und Zugankerschrauben (5) zu den entsprechenden Lagergestellen zusammengefügt sind.  PATENT CLAIMS 1. Storage rack for spent fuel elements, consisting of several assembled containers with a square cross-section made of a neutron-absorbing material, into the cavities of which the fuel elements are inserted, characterized in that the walls of these containers (2) are each formed by two Z-shaped plates (3) , which are joined to the corresponding storage racks via spacer sleeves (6) and tie bolts (5). 2. Lagergestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Z-Profile aus mit Bor legiertem Edelstahl, alle anderen Konstruktionsteile aus rostfreiem Edelstahl bestehen.  2. Storage rack according to claim 1, characterized in that the Z-profiles made of stainless steel alloyed with boron, all other construction parts made of stainless steel. Die Erfindung betrifft Lagergestelle für abgebrannte Brennelemente, bestehend aus mehreren zusammengefügten Behältern mit quadratischem Querschnitt aus einem neutronenabsorbierenden Werkstoff, in deren Hohlräume die Brennelemente eingebracht werden.  The invention relates to storage racks for spent fuel elements, consisting of several assembled containers with a square cross section made of a neutron-absorbing material, in the cavities of which the fuel elements are introduced. In den nächsten Jahren werden weltweit erhebliche Mengen abgebrannter Brennelementbündel aus Kernkraftwerken und sonstigen Leistungsreaktoren anfallen, die bis zu ihrer Wiederaufbereitung in Wasserbecken gelagert werden müssen. Dabei muss sichergestellt sein, dass die Brennelementanordnung in diesen Becken stets kritikalitätssicher bleibt. In den bisherigen Wasserbecken betrug der Kante-Kante-Abstand der Brennelementstäbe allseitig etwa 30 cm, wodurch eine praktisch vollständige Isolation der einzelnen Elemente voneinander erreicht wurde. Zur Erhöhung der Lagerbekkenkapazität ist es jedoch wünschenswert, die Brennelementbündel im Wasserbecken dichter anzuordnen. Das kann man erreichen, wenn man Neutronenabsorber in Kasten- oder Plattenform verwendet, zwischen denen die Brennelemente angeordnet werden.  In the next few years, significant quantities of spent fuel bundles from nuclear power plants and other power reactors will be generated worldwide, which must be stored in water ponds until they are reprocessed. It must be ensured that the fuel assembly in these basins always remains critical. In the previous water basins, the edge-to-edge distance of the fuel rods was around 30 cm on all sides, which meant that the individual elements were virtually completely isolated from each other. In order to increase the storage basin capacity, however, it is desirable to arrange the fuel bundles closer together in the water basin. This can be achieved if neutron absorbers in box or plate form are used, between which the fuel elements are arranged. Die Lagergestelle müssen ausserdem korrosionsbeständig sein und eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzen, um die Wärmeabfuhr nicht zu behindern. The storage racks must also be corrosion-resistant and have good thermal conductivity so as not to hinder heat dissipation. Bei bekannten Anordnungen werden quadratische Roh- re , die aus Aluminium oder Edelstahl bestehen und in die die Brennelementstäbe eingeschoben werden, senkrecht in entsprechende Gittergestelle eingesetzt, wobei die Gitteröffnungen so angeordnet sind, dass der sichere Abstand zwischen den einzelnen Brennelementen gewahrt bleibt. Um diese Abstände möglichst klein zu halten, werden im allgemeinen neutronenabsorbierende Materialien verwendet, meist Borcarbid, entweder eingebettet zwischen den Behälterwandungen oder als eigene Absorberstäbe.  In known arrangements, square tubes, which consist of aluminum or stainless steel and into which the fuel element rods are inserted, are inserted vertically into corresponding lattice frames, the lattice openings being arranged in such a way that the safe distance between the individual fuel elements is maintained. In order to keep these distances as small as possible, neutron absorbing materials are generally used, mostly boron carbide, either embedded between the walls of the container or as separate absorber rods. Weiterhin gibt es Lagergestelle, bei denen die einzelnen kastenförmigen Behälter fest zusammengefügt sind, beispielsweise durch Schweissen. Bei allen Lagergestellen sind die Wandungen der einzelnen Behälter von einer Wasserschicht umgeben.  There are also storage racks in which the individual box-shaped containers are firmly joined together, for example by welding. With all storage racks, the walls of the individual containers are surrounded by a layer of water. Es war Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Lagergestelle für abgebrannte Brennelemente zu schaffen, bei denen durch entsprechende Konstruktions- und Abschirmungsmassnahmen möglichst geringe Abstände zwischen den einzelnen Brennelementen erreichbar sind. Weiterhin sollen sie korrosionsbeständig sein und ein hohes Wärmeableitungsvermögen besitzen. Ausserdem müssen sie eng tolerierbar auf verschiedene Rastermassstäbe eingestellt werden können und ferner leicht montierbar und demontierbar sein.  It was an object of the present invention to provide storage racks for spent fuel elements, in which the smallest possible distance between the individual fuel elements can be achieved by appropriate design and shielding measures. Furthermore, they should be corrosion-resistant and have a high heat dissipation capacity. In addition, they must be able to be adjusted to different grid scales in a tolerable manner and also be easily assembled and disassembled. Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, dass man Lagergestelle verwendet, die aus mehreren zusammengefügten Behältern mit quadratischem Querschnitt aus einem neutronenab- sorbierenden Werkstoff bestehen, wobei erfindungsgemäss die Wandungen dieser Behälter von jeweils zwei Z-Profilblechen gebildet werden, die über Distanzhülsen und Zugankerschrauben zu den entsprechenden Lagergestellen zusammengefügt sind.  This object was achieved by using storage racks which consist of several assembled containers with a square cross-section made of a neutron-absorbing material, the walls of these containers being formed according to the invention by two Z-profile sheets, which are connected to the corresponding ones by means of spacer sleeves and tie bolts Storage racks are assembled. Die Z-Profilbleche bestehen aus einem neutronenabsorbierenden Werkstoff, vorzugsweise aus mit Bor legiertem Edelstahl.  The Z-profile sheets are made of a neutron-absorbing material, preferably stainless steel alloyed with boron. Die Abbildung gibt schematisch und in beispielhafter Ausführungsform einen Querschnitt aus einem solchen Lagergestell. Das Lagergestell 1 für die abgebrannten Brennelemente besteht aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Behältern 2 von quadratischem Querschnitt, deren seitliche Wandungen aus jeweils zwei Z-Profilblechen 3 gebildet werden. Zwischen den einzelnen Behältern liegen Hohlräume 4, die beim Lagern des Gestells 1 im Wasserbecken mit Wasser gefüllt sind. Die Z-Profile 3 werden von Zugankerschrauben 5 zusammengehalten, die von Distanzhülsen 6 umgeben sind, zur genauen Justierung der Abstände innerhalb und zwischen den Behältern 2. Die Zugankerschrauben 5 befinden sich ihrerseits in entsprechenden Bohrungen der Verankerungsbleche 7.  The figure shows schematically and in an exemplary embodiment a cross section from such a storage rack. The storage rack 1 for the spent fuel elements consists of a plurality of containers 2 of square cross-section arranged side by side, the side walls of which are each formed from two Z-profile sheets 3. There are cavities 4 between the individual containers, which are filled with water when the frame 1 is stored in the water basin. The Z-profiles 3 are held together by tie bolts 5, which are surrounded by spacer sleeves 6, for precise adjustment of the distances inside and between the containers 2. The tie bolts 5 are in turn located in corresponding bores in the anchoring plates 7. Während dieZ-Profilbleche aus einem neutronenabsorbierenden Material bestehen, vorzugsweise mit Bor legiertem Edelstahl, sind alle anderen Teile aus rostfreiem Edelstahl gefertigt. Die Neutronenabsorption zwischen zwei Brennelementen wird durch die Anordnung von jeweils zwei Borstahlwänden gewährleistet.  While the Z profile sheets are made of a neutron-absorbing material, preferably with boron-alloyed stainless steel, all other parts are made of stainless steel. The neutron absorption between two fuel elements is ensured by the arrangement of two boron steel walls. Die Verschraubung zweier Z-Profile ergibt einen geschlossenen Kasten, in welchem jeweils ein Brennelement abgesenkt werden kann. Mit Hilfe der Distanzhülsen ist eine Rastermasseinhaltung in vielfachen Ausführungen und sehr eng tolerierbar möglich. Alle Teile sind miteinander verschraubt und können daher sehr leicht montiert und demontiert werden. **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.  The screw connection of two Z profiles results in a closed box in which one fuel element can be lowered. With the help of the spacer sleeves, it is possible to comply with the grid dimensions in multiple designs and with very tight tolerances. All parts are screwed together and can therefore be easily assembled and disassembled. ** WARNING ** End of CLMS field could overlap beginning of DESC **.
CH965477A 1976-08-07 1977-08-05 Storage rack for fuel elements CH622478A5 (en)

Applications Claiming Priority (1)

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DE7624867U DE7624867U1 (en) 1976-08-07 1976-08-07 STORAGE RACK FOR FUEL ELEMENTS

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CH622478A5 true CH622478A5 (en) 1981-04-15

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ID=6668137

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CH965477A CH622478A5 (en) 1976-08-07 1977-08-05 Storage rack for fuel elements

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JP (1) JPS5323899U (en)
BR (1) BR5700941U (en)
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NL7707041A (en) 1978-02-09
JPS5323899U (en) 1978-02-28
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DE7624867U1 (en) 1976-12-02
SE7708941L (en) 1978-02-08
IT219967Z2 (en) 1993-05-31
SE424782B (en) 1982-08-09
BR5700941U (en) 1978-04-04
NL182923B (en) 1988-01-04
NL182923C (en) 1988-06-01

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Legal Events

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PL Patent ceased
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