定心销在堆芯栅板上的连接布置及连接定心销与堆芯栅板的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于对燃料元件(2)进行定心的定心销(10)在压水反应堆的反应堆压力容器(1)的堆芯栅板(3)上的连接布置，在所述连接布置中，通过从容纳孔(16)中突出来的、被扩展的突出部(19)在构成形状配合的情况下将定心销(10)固定在存在于堆芯栅板(3)上的板(4)的容纳孔(16)中。在尚不存在所述形状配合的预组装状态下，固定部分(18)为空心筒体，所述空心筒体在其整个长度上具有在外径(26)一致的圆筒侧面上延伸的外周表面(27)。在最终组装状态下，在形成所述形状配合时，由于借助扩展工具进行扩展使得所述突出部(19)得以扩展。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于对燃料元件进行定心的定心销在压水反应堆的压力容器堆芯栅板上的连接布置以及一种用于连接定心销与堆芯栅板的方法。上述类型的反应堆包括堆芯上栅板和堆芯下栅板，反应堆的燃料元件被夹紧在其之间。堆芯下栅板例如包括多个水平延伸的板，即所谓的支承板，燃料元件支承在其上并且通常有两个定心销固定在其上。定心销分别固定在所述板的容纳孔中，其中用于对燃料元件进行定心的定心销的第一轴向部分垂直地从在水平方向上延伸并且面向反应堆压力容器中心的板内侧突出来。所述轴向部分在最终组装状态下，即例如在反应堆准备运行时，伸入在燃料元件底部或燃料元件顶部的开口中。定心销的第二轴向部分被用于将其固定在板上并且为此目的置入板的容纳孔中。第二轴向部分在其自由端过渡到可径向向外变形的固定部分中，该固定部分在最终组装状态下借助于从孔突出来的被扩展的突出部在构成形状配合的情况下在指向反应堆压力容器中心的轴向方向上在后面啮合板的背离内侧的外侧。在US5089215公开的堆芯栅板中存在定心销，为了将所述定心销安装在堆芯栅板上所述定心销被与其中心纵轴同轴地延伸的孔贯穿，所述孔在固定部分区域中具有狭窄部。为了扩大固定部分，从第一轴向部分的一侧开始将心轴(Dorn)引入孔中，所述心轴在通过狭窄部时扩大固定部分的突出部，从而使得定心销轴向固定在容纳孔中。为了可以借助于心轴产生径向向外的变形，设置了从狭窄的孔区域径向延伸出去的槽形形式的材料弱化部分和从固定区域外表面径向向内延伸的槽形形式的材料弱化部分。因此总而言之，已知的定心销具有非常复杂的，只有用很高的制造成本才可以实现的成形。另一个缺点在于，必须用很大的力才能将心轴插入定心销的狭窄部以便扩大固定部分。这通常会导致心轴卡在定心销中或者甚至会折断。在已知的堆芯栅板中定心销的固定区域具有在圆周方向延伸的槽。所述槽定位在固定部分的所述轴向位置，使得在扩大固定部分时所述槽指向容纳孔的壁根据钩的类型在后面啮合容纳孔的边缘并且在这种情况下压在孔的边缘上。所述方法的缺点是，槽壁的轴向位置必须与支承板的厚度匹配，从而使得当板的厚度不同时必须制造相应设计的定心销。已知的堆芯栅板的另一缺点是，定心销在更换时由于以钩状形式在后面啮合容纳孔边缘的固定部分，因此只能被艰难地从容纳孔中移除。本专利技术的任务在于，提出一种用于对燃料元件进行定心的定心销在压水反应堆的反应堆压力容器的堆芯栅板上的连接布置以及一种用于连接定心销与堆芯栅板的方法，所述连接布置就上述缺点进行了改进。所述任务在连接布置方面通过权利要求1所述的连接布置并且在方法方面通过权利要求12所述的方法得以实现。在根据本专利技术所述的连接布置中，在预组装状态下(在该预组装状态下尚不存在轴向有效的形状配合)固定部分为空心筒体，所述空心筒体在其整个长度上具有在外径一致的圆筒包络面上延伸的外周表面。在最终组装状态下，在形成轴向有效的形状配合时，由于借助扩展工具进行了扩展，因此突出部得以扩大。首先要固守的是，被空心筒状地构造的固定部分的壁厚可被选择成，使得一方面用很小的力就有可能进行径向扩展，但在这种情况下定心销可靠地保持在板的容纳孔中。壁厚极小是由于未通过定心销的中心孔将扩展工具引至固定部分造成的，结果使得固定部分不必是被高成本制造的、具有中心通道狭窄部和材料弱化槽的形式。在本专利技术中仅将前端侧的轴向孔引入定心销的第二轴向部分以制造固定部分，这用很少的制造成本就可实现。固定部分在其整个长度上具有在外径一致的圆筒包络面上延伸的外周表面或至少相应的圆周部分，通过这种方式可以将定心销毫无问题地固定在不同厚度的支承板上。当板的厚度增大时，只有突出部的尺寸或由其通过扩大构成的锥体的尺寸会减少。所述结构形式的另一优点在于，用简单的方式就可将有缺陷的定心销从容纳孔移除，方式是借助冲压向突出部施加指向第一轴向部分方向的力。由于该力的施加，突起的锥体在收缩到其原来的、处于预组装状态下的形状时被压入容纳孔中并最终从容纳孔中压出来。所述方式在定心销与板之间已知的连接形式中几乎是不可能的。上述优点也可从权利要求12所述的方法中获悉。现在将参考附图对本专利技术进行更加详细的说明。图中显示：图1示出了压水反应堆下部的示意性横截面，其中布置了堆芯下栅板，图2以透视图示出了从上方斜看的图1所示部分II，图3示出了对应于图2中的线III-III的剖面图，图4以纵向截面图示出了图3所示部分IV，所述纵向截面图示出了在容纳孔中被轴向固定在板上的定心销，图5示出了对应于图4的图，但是此图涉及预组装状态，在此预组装状态下定心销尚未轴向固定在容纳孔中，图6示出了具有可变固定部分的定心销的侧视图，图7为示意性的局部剖视图，其示出了定心销在板的容纳孔中的固定，图8示出了固定在板中的定心销在图5所示箭头VIII方向上看去的底视图。压水反应堆的反应堆包括反应堆压力容器1，其中布置了多个垂直延伸且相互平行布置的燃料元件2(图1)。燃料元件2通过其下端或其底部支承在堆芯下栅板3上并且通过其上端或其顶部支承在堆芯上栅板(未示出)上。进一步的描述将参考堆芯下栅板3。正如可特别从图2和3中看出的，在面向反应堆压力容器1中心的堆芯下栅板3的内侧上布置有多个支承板，在下文中简称板4。板4被布置成与由相互垂直延伸的栅板壁5a、5b构成的支承栅板6相隔垂直间距9。栅板壁5a、5b分别包围室或流通道7，其中每个流通道7分配有一燃料元件2。基本为正方形的板4分别定位在栅板壁5a、5b的交叉点上并借助于脚8固定在其上。在板4上固定有两个定心销10。定心销10被分成第一轴向部分13和第二轴向部分14，其中在这两个部分之间的过渡通过指向第二部分的径向肩15构成。第一轴向部分13从面向反应堆压力容器1中心的板4的内侧11突出来，并且被用于固定或定心燃料元件2。为此目的，其啮合进在燃料元件底部处的孔(未示出)中。在堆芯上栅板(未示出)中也存在可比较的情况。第二轴向部分被插入垂直贯通板4的容纳孔16中。其自由端17由可径向向外变形的固定部分18构成。第二轴向部分14的长度比板4的厚度大。因此，当定心销10完全插入容纳孔16中时，轴向部分14或固定部分18以突出部19从容纳孔16中或从远离反应堆压力容器1中心的板4的外侧20突出来。在最终组装状态下，突出部19径向向外扩展，这样一来其形成了类似截头锥的形状并由此通过轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对燃料元件(2)进行定心的定心销(10)在压水反应堆的反应堆压力容器(1)的堆芯栅板(3)上的连接布置，在所述连接布置中，所述定心销(10)固定在存在于所述堆芯栅板(3)上的板(4)的容纳孔(16)中，用于对所述燃料元件(2)进行定心的、所述定心销(10)的第一轴向部分(13)从水平延伸并且面向所述反应堆压力容器(1)中心的板(4)的内侧(11)垂直地突出来，并且所述定心销(10)的第二轴向部分(14)插入所述容纳孔(16)中，其中所述第二轴向部分(14)的自由端(17)由能够径向向外变形的固定部分(18)构成，借助于从所述容纳孔(16)突出来的、被扩展的突出部(19)在构成形状配合的情况下所述固定部分(18)在指向所述反应堆压力容器(1)中心的轴向方向(23)上在后面啮合所述板(4)的背离所述内侧(11)的外侧(20)，所述连接布置的特征在于具有以下进一步的设计：‑在尚不存在所述形状配合的预组装状态下，所述固定部分(18)为空心筒体，所述空心筒体在其整个长度上具有在外径(26)一致的圆筒包络面上延伸的外周表面(27)，‑在最终组装状态下，在形成所述形状配合时，由于借助扩展工具进行扩展使得所述突出部(19)得以扩展。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.29 DE 102013111923.9;2013.12.05 DE 10201311.一种用于对燃料元件(2)进行定心的定心销(10)在压水反应堆
的反应堆压力容器(1)的堆芯栅板(3)上的连接布置，在所述连接布置
中，所述定心销(10)固定在存在于所述堆芯栅板(3)上的板(4)的容
纳孔(16)中，用于对所述燃料元件(2)进行定心的、所述定心销(10)
的第一轴向部分(13)从水平延伸并且面向所述反应堆压力容器(1)中
心的板(4)的内侧(11)垂直地突出来，并且所述定心销(10)的第二轴
向部分(14)插入所述容纳孔(16)中，其中所述第二轴向部分(14)的
自由端(17)由能够径向向外变形的固定部分(18)构成，借助于从所述
容纳孔(16)突出来的、被扩展的突出部(19)在构成形状配合的情况下
所述固定部分(18)在指向所述反应堆压力容器(1)中心的轴向方向(23)
上在后面啮合所述板(4)的背离所述内侧(11)的外侧(20)，所述连接
布置的特征在于具有以下进一步的设计：
-在尚不存在所述形状配合的预组装状态下，所述固定部分(18)为
空心筒体，所述空心筒体在其整个长度上具有在外径(26)一致的圆筒包
络面上延伸的外周表面(27)，
-在最终组装状态下，在形成所述形状配合时，由于借助扩展工具进
行扩展使得所述突出部(19)得以扩展。
2.如权利要求1所述的连接布置，其特征在于，所述空心筒体(21)
的壁(22)在预组装状态下包围用于扩展工具的插入开口(32)，其中所
述突出部(19)被锥状地扩展。
3.如权利要求1所述的连接布置，其特征在于，在所述最终组装状
态下，所述突出部(19)发生变形，使得所述突出部(19)在至少一个圆
周位置()处被扩展。
4.如权利要求3所述的连接布置，其特征在于，在所述最终组装状
态下，所述突出部(19)具有偏离圆形的横截面形状。
5.如权利要求4所述的连接布置，其特征在于，在所述最终组装状

\t态下，所述突出部(19)具有椭圆的横截面形状。
6.如前述权利要求中任一项所述的连接布置，其特征在于，所述空
心筒体(21)的壁(22)具有轴向延伸的、至少在其部分长度上延伸的槽
(31)。
7.如权利要求6所述的连接布置，其特征在于，所述槽(31)贯通
所述壁(22)。
8.如前述权利要求中任一项所述的连接布置，其特征在于，所述定
心销(10)通过径向向外延伸的径向肩(15)紧靠所述板(4)的内侧(11)。
9.如前述权利要求中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·福斯特，K·迈尔许内克，埃哈德·穆勒，弗雷德里希·莱博尔德，安德列亚斯·莱博尔德，
申请(专利权)人：阿海珐有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE