DE69508171T2

DE69508171T2 - Dreieckige Gitteranordnung für viereckige Leichtwasserkernreaktorbrennstabbündel

Info

Publication number: DE69508171T2
Application number: DE69508171T
Authority: DE
Inventors: Kenneth V. Walters; Harold E. Williamson
Original assignee: Siemens Nuclear Power Corp
Current assignee: Framatome ANP Richland Inc
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1995-08-09
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2015-08-10
Also published as: TW314632B; DE69508171D1; JPH08114689A; KR960012039A; EP0704857A1; US5555281A; ES2133627T3; US5627865A; EP0704857B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Nuklearbrennstoffanordnungen für Kernreaktoren, und insbesondere Brennstabkonfigurationen für Brennstoffanordnungen, die eine quadratische Querschnittsfläche aufweisen.[0001]
Solche Konfigurationen werden zum Beispiel in JP-A-62259086 und in US-A-5,299,244 gezeigt. Beide Schriften zeigen Anordnungen von Brennstäben, die in der Gestalt eines dreieckigen, gleichseitigen Gitters aufgereiht sind. Wie aus der weiteren Beschreibung hervorgeht, können solche gut bekannten Konfigurationen von gleichseitigen Dreiecken nicht leicht in eine quadratische Querschnittsfläche angeordnet werden, ohne daß zumindest teilweise die Sichtlinie zwischen einer Kolonne von Brennstäben durch die Stäbe der nächsten Reihe versperrt wird.[0002]

Hintergrund der Erfindung

In sich zur Zeit in Betrieb befindenden Leichtwasserreaktoren (LWR) werden Brennstoffanordnungen eingesetzt, die eine quadratische Querschnittsfläche aufweisen, in der sich die nuklearen Brennstäbe befinden. In Designs für Leichtwasserreaktoren wird ein quadratisches Areal bei der Anordnung für Steuerstabantriebe eingesetzt und demzufolge ist die vorgesehene Fläche für Brennstoffanordnungen quadratisch. Die Brennstäbe werden in der zur Verfügung stehenden quadratischen Fläche verteilt, so daß eine etwa gleichförmige Verteilung von Kühlmittel-/Moderator-Fläche für jeden Brennstab vorliegt. Ein Lösungsweg war die Anordnung der Brennstäbe in der zur Verfügung stehenden quadratischen Fläche in der Weise, daß eine gleiche Anzahl von Reihen und Kolonnen von Brennstäben mit einem gleichförmigen Abstand von Mitte zu Mitte (d. h. Versatz) zwischen den Brennstäben vorlag. Diese Anordnung wird als quadratisches Gitter bezeichnet, da Linien, die durch benachbarte Brennstabmitten gezogen werden, die Fläche in mehrere gleichförmige Quadrate aufteilen. Die Reaktorleistung und Leistungsverteilung (axiale, radiale und örtliche Spitzenwertbildung) bestimmen die volumetrische Leistungsdichte, die in den Brennstäben erzeugt wird. Die minimale Beabstandung zwischen den Brennstäben zur Gewährleistung einer geeigneten Kühlung benachbarter Brennstaboberflächen, welche durch Wärmeübertragungstests ermittelt wurde, muß mit Rücksicht auf Fertigungstoleranzen und vorhersehbares Biegen der Brennstäbe während des Betriebes gewährleistet sein. Für ein gleichmäßiges Areal von Brennstäben begrenzt die erforderliche minimale Beabstandung von Stab zu Stab den maximal zulässigen Brennstabdurchmesser für dieses Areal. Gleichmäßige Verteilungen von Uranbrennstoff und Kühlmittel/Moderator (d. h. Wasser) wurden typischerweise durch die Selektion einer gleichen Anzahl von Reihen und Kolonnen von Brennstäben in einem quadratischen Gitterareal und durch Anordnung der Mitten der nuklearen Brennstäbe an den Ecken der Quadrate erhalten. So entspricht die Anzahl der Reihen von Brennstäben der Anzahl der Brennstäbe in einer Reihe. Die Maße des Brennstabareals sind so ausgelegt, daß genügend Wärmeübertragungsfläche für das Volumen an Nuklearbrennstoff in einem Brennstab geschaffen wird, um Abfuhr der durch den Brennstoff erzeugten Wärme innerhalb von Temperaturgrenzen der für den Brennstab eingesetzten Materialien zu ermöglichen.[0003]
Brennstoffanordnungen für Siedewasserreaktoren (boiling water reactor = BWR) haben typischerweise ein Brennstabareal, in dem die Brennstäbe in Reihen mit derselben Anzahl von Brennstäben in jeder Reihe wie es Reihen in dem Areal gibt, angeordnet sind. In benachbarten Reihen sind Brennstäbe mit ihren Mitten an den Ecken von Quadraten angeordnet. Solche quadratischen Brennstabareale oder Gitter werden üblicherweise entsprechend der Anzahl der Reihen von Stäben und der Anzahl von Stäben in einer Reihe mit 8 · 8, 9 · 9, 10 · 10 usw. bezeichnet. Unabhängig von der Anzahl an Reihen von Stäben muß jedes Areal in einen Brennstoffanordnungskanal passen, der eine standardisierte Abmessung hat.[0004]
Der Einsatz eines quadratischen Gitters, wobei die Brennstäbe mit ihren Mitten an den Ecken von Quadraten angeordnet sind, führt in der Mitte des von vier Brennstäben gebildeten Quadrates zu einer größeren Strömungsfläche als nötig. Dies ist ein ineffektiver Einsatz der Querschnittsfläche in einem Brennstoffanordnungskanal. Es ist wünschenswert, die lineare Wärmeerzeugungsrate und die innere Brennstabtemperatur für ein gegebenes Leistungsniveau der Brennstoffanordnung zu reduzieren, indem die Anzahl der Brennstäbe erhöht wird. Dies erfolgt zum Beispiel durch Veränderung eines 10 · 10-Brennstabareals zu einem 11 · 11-Areal. Da das Brennstabareal in die festgesetzten Abmessungen eines Standard-Brennstoffanordnungskanals passen muß und ein bestimmtes Minimum an Beabstandung zwischen den Brennstaboberflächen und zwischen Brennstaboberfläche und der Wand des Kanals aufweisen muß, erfordert die Erhöhung der Anzahl der Reihen der Brennstäbe und der Anzahl der Brennstäbe in einer Reihe eine Abnahme des Brennstabdurchmessers. Der Brennstabdurchmesser muß reduziert werden, um die Beabstandung von Oberfläche zu Oberfläche aufrechtzuerhalten, da sich der Abstand von Brennstabmitte zu Brennstabmitte verringert. Zur Gewährleistung einer geeigneten Kühlung und zur Aufnahme der Brennstabbiegung kann die Beabstandung zwischen den Stäben nicht proportional zum Versatz von Brennstab zu Brennstab reduziert werden. Wenn auch die Anzahl der Brennstäbe in einem quadratischen Gitter erhöht wird, kompensiert die erhöhte Anzahl von Brennstäben nicht die erforderliche Reduktion des Brennstabdurchmessers, mit dem Ergebnis, daß die Uranladung in dem fein aufgeteilten Areal reduziert ist.[0005]
Zum Beispiel hätte ein 10 · 10 quadratisches Gitterareal einen Stabversatz von etwa 1,295 cm (0,51 inch) und einen minimalen Abstand von Staboberfläche zu Staboberfläche, der Fertigungstoleranzen sowie eine Stabbiegung zuläßt, zur Aufrechterhaltung einer angemessenen Kühlung während der gesamten Betriebslebensdauer. Wenn ein solcher Abstand 0,2896 cm (0,114 inch) betragen würde, dann würde der maximale Stabdurchmesser 1,006 cm (0,396 inch) betragen. Wenn das quadratische Gitterareal feiner in ein 11 · 11-Areal aufgeteilt wäre, dann würde der Stabversatz etwa 1,1786 cm (0,464 inch) betragen. Der maximale Stabdurchmesser würde auf 0,889 cm (0,35 inch) begrenzt sein, um den vorgeschriebenen Abstand von 0,2896 cm (0,114 inch) zwischen den Stäben aufrechtzuerhalten. Das Raumangebot für Brennstoff ist proportional zur Anzahl der Stäbe und ihrer Querschnittsfläche. Die relative Brennstoffquerschnittsfläche für die beiden Areale würde folgenden Wert haben: [0006]
In BWR-Brennstoffanordnungen sind mehrere Plätze von Brennstäben für den Einsatz von Wasserstäben oder von einem Wasserkanal zur selektiven Erhöhung der Neutronenmoderation reserviert, damit eine effektivere Brennstoffnutzung stattfindet. Wenn das quadratische Brennstabareal feiner unterteilt wird und wenn die Anzahl der reservierten Wasserstabplätze konstant bleibt, wird die Menge an moderierendem Wasser in den Wasserstäben geringer oder der Wasserkanal wird wegen des kleineren zulässigen Durchmessers für die Brennstäbe und die Wasserstäbe kleiner. Wenn die Anzahl der reservierten Stabpositionen für die Wasserstäbe erhöht wird während die Arealgröße feiner aufgeteilt wird, wird sogar die Uranladung für die Brennstoffanordnung noch weiter reduziert. Da so das quadratische Brennstabareal feiner aufgeteilt wird und die Anzahl der Wasserstäbe entweder zunimmt oder unverändert bleibt, hat dies einen ineffektiven Brennstoffeinsatz und hohe Fertigungskosten zur Folge.[0007]
Ein dreieckiges Gitterareal, in dem die Mitten der Brennstäbe in den Eckpunkten von Dreiecken angeordnet sind, ist vorteilhafter als das quadratische Gitterareal, indem es eine effektivere Anordnung der Brennstäbe vorsieht während auch die vorgeschriebene Beabstandung von Brennstab zu Brennstab eingehalten wird. Für einen festgesetzten Stabdurchmesser und eine minimale Beabstandung von Stab zu Stab ermöglicht das dreieckige Gitter eine engere Packung von Brennstäben in der vorgegebenen Querschnittsfläche des Brennstoffanordnungskanals, was eine bessere Verteilung von Fläche für die Strömung von Kühlwasser zwischen den Brennstäben zur Folge hat. Die höhere Dichte von Brennstäben ermöglicht ein höheres Beladen mit Uran und bessere Wärmeübertragungsmerkmale, da das Kühlwasser sich im Schnitt näher an den Brennstaboberflächen befindet. Zusätzlich kann mehr Brennstab- Wärmeübertragungsfläche in eine Einheitsfläche als in ein quadratisches Gitterareal mit demselben Versatz eingebracht werden, und es kann eine größere Flexibilität für innere Moderation beim Einsatz von Wasserstäben und inneren Wasserkanälen erreicht werden. Da die höhere Dichte von Brennstäben eine höhere Ladung von Uran aufgrund der Erhöhung der Anzahl der Brennstäbe in der Anordnung ermöglicht, können mehr Brennstabpositionen für Wasserstäbe oder Wasserkanäle reserviert werden, ohne daß eine Abnahme der Uranladung im Vergleich zu einem quadratischen Gitterareal, welches weniger Brennstabplätze aufweist, stattfindet.[0008]
Ein dreieckiges Gitter kann jedoch nicht in der Form gestaltet sein, daß es in eine quadratische Querschnittsfläche paßt, wobei es eine gleiche Anzahl von Reihen und Kolonnen von Brennstäben aufweist.[0009]
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennstabanordnung bereitzustellen, in der ein dreieckiges Gitter für quadratische Brennstoffanordnungen eingesetzt wird, wobei ein bestimmter minimal vorgeschriebener Abstand zwischen den Brennstäben vorgesehen ist.[0010]

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem Merkmal der Erfindung nach Anspruch 1 wird eine Nuklearbrennstoffanordnung für Siedewasserreaktoren bereitgestellt mit einer Mehrzahl von langgestreckten parallelen Brennstäben, welche zwischen einer im Bodenbereich der Anordnung positionierten Bodenplatte und einer im Deckenbereich der Anordnung positionierten Deckenplatte gehaltert werden, mit einem äußeren Kanal, der diese Mehrzahl von Brennstäben umgibt und eine im wesentlichen quadratische Querschnittsfläche aufweist, um Kühlmittel/Moderator vom Bodenbereich der Anordnung zum Deckenbereich der Anordnung durch die Brennstäbe zu leiten, und mit wenigstens einem Abstandshalter, der die Brennstäbe in einer vorbestimmten Konfiguration positioniert und hält, wobei die Brennstäbe mit einem vorbestimmten Versatz in einem Areal angeordnet sind, in dem die Mitten der Brennstäbe in den Eckpunkten gleichschenkliger Dreiecke angeordnet sind, die nicht-gleichseitig sind. Der unabhängige Anspruch 10 beschreibt dieselbe Anordnung für Druckwasserreaktoren. Bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.[0011]

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0012]
Fig. 1 ist eine horizontale Ansicht im Querschnitt einer Brennstoffanordnung, die eine 10 · 12-Brennstabanordnung mit einem dreieckigen Gitter gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist,
Fig. 2 ist eine horizontale Ansicht im Querschnitt der in Fig. 1 gezeigten BWR-Brennstoffanordnung mit selektiven Brennstäben, die durch Wasserstäbe oder Brennstäbe geringerer Länge ersetzt wurden,
Fig. 3 ist eine horizontale Ansicht im Querschnitt einer BWR- Brennstoffanordnung, die eine 10 · 12-Brennstabanordnung mit einem dreieckigen Gitter und einem zentral angeordneten Wasserkanal anstelle von sieben zentral angeordneten Brennstäben aufweist,
Fig. 4a ist eine horizontale Ansicht im Querschnitt einer BWR- Brennstoffanordnung, die eine 8 : 9 · 11-Brennstabanordnung mit einem dreieckigen Gitter aufweist,
Fig. 4b ist eine Ansicht von drei benachbarten Brennstäben der in Fig. 4a gezeigten Brennstoffanordnung,
Fig. 5 ist eine horizontale Ansicht im Querschnitt einer BWR- Brennstoffanordnung, die eine 8 : 9 · 11-Brennstabanordnung mit einem dreieckigen Gitter und einem zentral angeordneten Wasserkanal anstelle von sieben zentral angeordneten Brennstäben aufweist,
Fig. 6 ist eine horizontale Ansicht im Querschnitt einer BWR- Brennstoffanordnung, die eine 9 : 8 · 11-Brennstabanordnung mit einem dreieckigen Gitter aufweist,
Fig. 7 ist eine Ansicht im Querschnitt der in Fig. 6 gezeigten BWR- Brennstoffanordnung, aber mit gewellten Wänden, die die geraden äußeren Kanalwände ersetzen,
Fig. 8a ist eine Ansicht im Querschnitt einer PWR-Brennstoffanordnung (pressurized water reactor = PWR), die eine 15 · 7- Brennstabanordnung mit dreieckigem Gitter aufweist,
Fig. 8b ist eine Ansicht von drei benachbarten Brennstäben der in Fig. 8a gezeigten Brennstoffanordnung,
Fig. 9a ist eine Ansicht im Querschnitt einer PWR-Brennstoffanordnung, die eine 17 · 19-Brennstabanordnung mit einem dreieckigen Gitter aufweist,
Fig. 9b ist eine Ansicht von drei benachbarten Brennstäben der in Fig. 9a gezeigten Brennstoffanordnung,
Fig. 10 ist eine Ansicht im Querschnitt von vier PWR- Brennstoffanordnungen, die jede eine dreieckige Gitter- Brennstabanordnung aufweisen, wobei gezeigt wird, wie die Brennstoffanordnungen zueinander in Beziehung stehen,
Fig. 11a ist eine Ansicht im Querschnitt einer PWR-Brennstoffanordnung, die eine 15 · 18-Brennstabanordnung mit einem dreieckigen Gitter aufweist,
Fig. 11b ist eine Ansicht von drei benachbarten Brennstäben der in Fig. 11a gezeigten Brennstoffanordnung,
Fig. 12a ist eine Ansicht im Querschnitt einer PWR-Brennstoffanordnung, die eine 17 · 20-Brennstabanordnung mit einem dreieckigen Gitter aufweist,
Fig. 12b ist eine Ansicht von drei benachbarten Brennstäben der in Fig. 12a gezeigten Brennstoffanordnung,
Fig. 13a ist eine horizontale Ansicht im Querschnitt einer BWR- Brennstoffanordnung, die eine 9 · 11-Brennstabanordnung mit einem dreieckigen Gitter aufweist,
Fig. 13b ist eine Ansicht von drei benachbarten Brennstäben der in Fig. 13a gezeigten Brennstoffanordnung,
Fig. 14 ist eine Ansicht im Querschnitt eines BWR-Kontrollblattes, das von vier erfindungsgemäßen BWR-Brennstoffanordnungen umgeben ist, und
Fig. 15 ist eine Ansicht im Querschnitt eines BWR-Kontrollblattes, das von vier BWR-Brennstoffanordnungen umgeben ist, die jede zwei gewellte Wände aufweisen.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

[0013] Der Trend bei der Reaktorbrennstoffgestaltung war die Erhöhung der Anzahl der Brennstäbe in einer Anordnung zur feineren Aufteilung des Uranbrennstoffs, so daß die im Brennstoff erzeugte Wärme schneller an das Kühlmittel abgegeben werden kann. Dies ermöglicht progressiv eine größere Erzeugung von Wärme in einer Anordnung, muß sich aber innerhalb der Grenzen der Brennstableistung bewegen, um ein zuverlässiges Funktionieren des Brennstabes zu gewährleisten. Eine Zunahme der von der Brennstoffanordnung erzeugten Leistung kann 1. die Nutzung des Nuklearbrennstoffs durch bessere Möglichkeiten zur Optimierung der Verteilung der Reaktorkernleistung Erbessern, 2. den Kapazitätsfaktor der Anlage verbessern, indem mehr schnelle Leistungsänderungen ermöglicht werden oder 3. die Gesamtleistungsdichte des Kerns und die Ausgangsleistung der Anlage erhöhen.
[0014] In BWRs hat sich die Gestaltung von Brennstabarealen von 7 · 7- über 8 · 8- und 9 · 9- zu 10 · 10-Arealen entwickelt. In PWRs war die frühere Gestaltung der Brennstabareale 14 · 14 und 15 · 15, die späteren Gestaltungen sind 16 · 16 und 17 · 17-Areale.
[0015] Zur Vermeidung der Verschlechterung der Wärmeübertragungseffizienz ist eine minimale Trennung der Brennstäbe erforderlich. Um die erforderliche Trennung zu gewährleisten, muß es eine zulässige Abweichung für die Fertigungstoleranzen und die durch Abbrennen erzeugte Biegung der Brennstäbe geben.
[0016] Eine 10 · 10-BWR-Brennstoffanordnung mit quadratischem Gitter verfügt über 100 Brennstabpositionen, und der Versatz von Stab zu Stab beträgt etwa 1,295 cm (0,51 inch). Die erforderliche Beabstandung von Stab zu Stab bestimmt den maximal zulässigen Brennstabdurchmesser ohne Verschlechterung der Wärmeübertragungseffizienz während des Betriebes der Brennstoffanordnung. Dieses beschränkt das Volumen an Brennstoff, das in einer gegebenen Länge einer Brennstoffanordnung eingebracht werden kann. Erfindungsgemäß können jedoch bei einer Konfiguration der Brennstäbe in einem dreieckigen 10 · 12- Gitterareal 120 Brennstabpositionen mit einem größeren Brennstabdurchmesser als in einem quadratischen 11 · 11-Gitterareal zur Verfügung gestellt werden, wodurch das Brennstoffvolumen in einer gegebenen Länge einer Brennstoffanordnung erhöht wird. In einem quadratischen Gitterareal würden 120 die möglichen Brennstabpositionen ein 11 · 11-Gitter erforderlich machen. Der 11 · 11-Stabversatz würde etwa 1,178 cm (0,464 inch) betragen, und der maximale Stabdurchmesser würde durch die erforderliche Beabstandung von Stab zu Stab verringert sein, so daß das Brennstoffvolumen, das in eine gegebene Länge einer Brennstoffanordnung eingebracht werden könnte, auf weniger als für das 10 · 12-Areal verringert würde.
[0017] Bezugnehmend auf Fig. 1 weist eine Brennstoffanordnung 100 für Siedewasserreaktoren Brennstäbe 11 auf, die innerhalb der durch den äußeren Kanal 15 gebildeten Fläche angeordnet sind. Nach dem Stand der Technik würde ein 10 · 10-Brennstabareal innerhalb der durch den äußeren Kanal gebildeten Fläche angeordnet sein. Die Brennstäbe 11 sind eher mit ihren Mitten in den Eckpunkten gleichseitiger Dreiecke als an den Ecken von Quadraten angeordnet. Sechs benachbarte Dreiecke mit gleichem Eckpunkt bilden ein Hexagon Die Brennstäbe 11 sind in 12 Reihen mit 10 Stäben in jeder Reihe angeordnet, so daß sie innerhalb der Grenzen des äußeren Kanals 15 passen. Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung ist eine hexagonale 10 · 12-BWR-Brennstoffanordnung und umfaßt 120 Stabpositionen, was einem quadratischen Gitter von 11 · 11 sehr ähnlich ist. Die in Fig. 1 gezeigte hexagonale Anordnung bietet den Vorteil, daß der größere Brennstabdurchmesser bei Einhaltung derselben Beabstandung von Stabfläche zu Stabfläche und der Beabstandung von Stabfläche zu Kanalwand eines quadratischen Gitterareals von etwa derselben Anzahl von Brennstäben aufgrund der effektiveren Nutzung der Querschnittsfläche innerhalb des äußeren Kanals eingesetzt werden kann. In einem quadratischen Gitterareal würde eine 11 · 11- Anordnung nötig sein, um 120 durch die sechseckige Anordnung bereitgestellte Brennstabpositionen zur Verfügung zu stellen. Demzufolge würde der 11 · 11- Stabversatz verringert werden (etwa 1,1786 cm = 0,464 inch), und es würde ein kleinerer Brennstabdurchmesser (kleiner als 10/11) nötig sein, um die erforderliche Beabstandung von Staboberfläche zu Staboberfläche für eine angemessene Kühlung aufrechtzuerhalten. Die Brennstäbe mit geringerem Durchmesser würden eine geringere Menge an Uranbrennstoff pro Stab zur Verfügung stellen. Unter Bezugnahme auf das vorherige Beispiel könnte das 11 · 11-Gitter einen Stabdurchmesser von 0,889 cm (0,35 inch) für eine Beabstandung von Staboberfläche zu Staboberfläche von 0,2896 cm (0,114 inch) aufweisen. Das dreieckige 10 · 12-Gitter hätte einen Stabversatz von 1,2319 cm (0,485 inch) und könnte einen Stabdurchmesser von etwa 0,9423 cm (0,371 inch) aufweisen, wobei etwa folgende Zunahme der relativen Brennstoffquerschnittsfläche stattfindet:
So ermöglicht die dreieckige Gitteranordnung von Fig. 1 den Einsatz von größeren Brennstabdurchmessern, die in einem 11 · 11-Areal eingesetzt werden könnten. Aufgrund der/des größeren Brennstabdurchmesser(s) können mehr Wasserstäbe und Brennstäbe geringerer Länge eingesetzt werden, während der Urangehalt der Brennstoffanordnung aufrechterhalten wird. So kann durch den vergrößerten Durchmesser der Brennstäbe, der in einem dreieckigen Gitter relativ zu einem quadratischen Gitter erlaubt ist, ein größerer Anteil der Brennstabpositionen für Wasserkanäle, Wasserstäbe, Brennstäbe geringerer Länge und/oder für Brennstäbe geringerer Länge mit Wasserstäben geringerer Länge eingesetzt werden.
[0018] Unter Bezugnahme auf Fig. 2 sind die Brennstäbe 11, die Wasserstäbe 17 und die Brennstäbe geringerer Länge 13 in der Brennstoffanordnung 101 so angeordnet, daß jeder Brennstab 11 und Brennstab geringerer Länge 13a) direkt benachbart zu entweder einem Wasserstab 17 oder zum äußeren Kanal 15 ist oder b) eine direkte Sichtlinie mit einem Wasserstab oder dem äußeren Kanal bildet. Diese Konfiguration führt zu einer größeren Wahrscheinlichkeit, daß die bei der Spaltung in den Brennstäben entstandenen schnellen Neutronen den Resonanzeinfang in einem anderen Brennstab vermeiden und statt dessen in den Wasserstäben oder im Wasser außerhalb des Brennstoffkanals thermalisiert werden. Die höhere Wahrscheinlichkeit der thermischen Neutronenabbremsung erzeugt eine größere thermische Neutronenquelle in der gesamten Brennstoffanordnung mit einer sich daraus ergebenden zunehmenden Brennstoffnutzung. Diese Anordnung könnte nicht in einer Brennstoffanordnung mit quadratischem Gitter erreicht werden, die dieselbe Anzahl von möglichen Stabpositionen aufweist, ohne daß eine erhebliche Reduzierung des Urangehalts der Brennstoffanordnung erfolgen müßte. Eine zufriedenstellende Uranladung kann in einem dreieckigen Gitter aufgrund der größeren Zahl von Brennstabpositionen und der schon an sich größeren möglichen Uranbeladung aufrechterhalten werden.
[0019] In den meisten Fällen sind einige Brennstabpositionen von Wasserstäben oder Wasserkanälen besetzt, um Moderation hinzuzufügen und eine bessere Urannutzung zu erreichen. Das in Fig. 1 gezeigte dreieckige 10 · 12-Gitterareal stellt etwa sechsmal mehr Brennstabpositionen für Wasserstäbe oder Kanäle bei Aufrechterhaltung eines gleichen Volumens an Uranbrennstoff zur Verfügung als ein quadratisches 10 · 10-Gitterareal. BWR-Brennstoffanordnungen sind in ihrem Zentrum typischerweise untermoderiert. Entsprechend ist eine zusätzliche Wassermoderation am effektivsten, wenn sie in der Nähe des Zentrums des Anordnungsquerschnitts plaziert ist. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 werden ein zentraler Wasserkanal der a) ein Rohr 18 (mit einem Durchmesser bis zu zwei Stabversätzen und einem Brennstabdurchmesser) und b) sechs kleinere Rohre 19 (das jedes den Durchmesser eines Brennstabes aufweist) anstelle von dreizehn Brennstabpositionen in der Nähe des Zentrums der Brennstoffanordnung eingesetzt. Die zentrale Wasserkanalanordnung, die die Rohre 18 und 19 umfaßt, fügt sich so in das dreieckige Areal ein, daß es nicht die Gleichförmigkeit der Aufteilung der Kühlfläche stört.
[0020] Obwohl ein gleichseitiges dreieckiges Gitter den Vorteil der dichteren und gleichmäßigeren Packung von Brennstäben bietet, paßt nur eine sehr geringe Anzahl von gleichseitigen dreieckigen Gittern in eine etwa quadratische Begrenzung. Eine von diesen, die hexagonale 10 · 12-BWR- Brennstoffanordnung, wird in Fig. 1 bis 3 gezeigt und weiter oben beschrieben. Entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung könnten andere dreieckige Gitterareale geschaffen werden, indem die Gleichseitigkeit des dreieckigen Gitters geringfügig so verändert wird, daß es in eine quadratische Begrenzung mit etwa gleichförmiger Verteilung der Kühlfläche zu jedem Brennstab hin paßt. Eins dieser nicht-gleichseitigen dreieckigen Areale, ein 9 · 11-Areal, wird in Fig. 13a gezeigt. In dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein dreieckiges Brennstabgitter für eine quadratische Brennstoffanordnung erhalten, indem die Mitten der Brennstäbe in den Eckpunkten gleichschenkliger Dreiecke angeordnet werden. Unter Bezugnahme auf Fig. 13a wird die BWR-Brennstoffanordnung 111 gezeigt, die eine 9 · 11- Brennstabanordnung innerhalb des äußeren Kanals 15 aufweist mit den Mitten der Brennstäbe 11, die in den Eckpunkten gleichschenkliger Dreiecke angeordnet sind mit einem Verhältnis von Höhe h zu Grundseite b (h/b) von etwa 0,85. Die Basiswinkel der gleichschenkligen Dreiecke betragen etwa 59,53º, und der Winkel, der gegenüber der Grundseite liegt, der Apex, beträgt 60,94º, wie in Fig. 13b gezeigt wird. Wenn die erforderliche Beabstandung von Staboberfläche zu Staboberfläche 0,114 inch beträgt, wie sie in dem quadratischen Gitterareal aufrechterhalten werden soll, ist der maximale Brennstabdurchmesser in dem 9 · 11-Areal auf etwa 1,0541 cm (0,415 inch) begrenzt. Dies wird durch die Seiten des Dreiecks gegenüber den Basiswinkeln bestimmt, weil sie in dieser Anordnung kürzer als die Grundseite des Dreiecks sind. Die Größe b für eine typische BWR-Brennstoffanordnung, die eine innere Kanalgröße von etwa 13,406 cm (5,278 inch) und eine Beabstandung von Stab zu Kanalwand von etwa 0,3653 cm (0,145 inch) aufweist, beträgt 1,364 cm (0,537 inch). Die Seiten der Dreiecke, die den Basiswinkeln gegenüberliegen, betragen 0,986 · 1,364 cm (0,537 inch) = 1,3487 cm (0,529 inch). Diese Größe von 0,529 inch minus der Beabstandung von Stab zu Stab von 0,2396 cm (0,114 inch) ergibt 1,0541 cm (0,415 inch) für den Stabdurchmesser. Dieser Wert ist größer als der Stabdurchmesser eines 10 · 10-Gitterareals, das 1,002 cm (0,396 inch) betrug und stellt mit
so viel verfügbare Fläche für Nuklearbrennstoff bereit.
[0021] Zusätzlich kann orthogonale Symmetrie, eine Symmetrie durch jede Mittellinie, die senkrecht zu den Stirnflächen der Anordnung verläuft, so daß die Anordnung in identische Viertel aufgeteilt werden kann, für Gitter mit einer ungeraden Zahl von Brennstabreihen erreicht werden, indem ein Brennstab aus jeder zweiten Reihe herausgenommen wird.
[0022] Ein anderes nicht-gleichseitiges dreieckiges Areal, ein 8 : 9 · 11-Areal wird in Fig. 4a gezeigt. In dieser Ausführungsform der Erfindung wird auch ein dreieckiges Brennstabgitter für eine quadratische Brennstoffanordnung erreicht, indem die Mitten der Brennstäbe in den Eckpunkten gleichschenkliger Dreiecke angeordnet werden. Die Bezeichnung 8 : 9 · 11 weist darauf hin, daß dieses Areal eine Anzahl von Brennstäben aufweist, die von Reihe zu Reihe von acht zu neun zu acht usw. wechselt. So beginnt das Areal in Fig. 4a mit acht Brennstäben in der unteren Reihe und wechselt in der nächsten Reihe zu 9 Brennstäben und wechselt wieder zurück zu acht Brennstäben für alle elf Reihen. Das Verhältnis von Höhe zu Grundseite des gleichschenkligen Dreiecks wird so ausgewählt, daß eine dichte dreieckige Anordnung von Brennstäben geschaffen wird. In einer speziellen Anwendung kann ein Brennstabdurchmesser kleiner als der maximal zulässige basiert auf die erforderliche minimale Beabstandung von Stab zu Stab gewählt werden, um den Strömungswiderstand zu reduzieren oder das Verhältnis von Wasser zu Brennstoff für Reaktivitätsmerkmale zu optimieren.
[0023] In einer bevorzugten Ausführungsform sollten die gleichschenkligen Dreiecke so gleichseitig wie möglich sein, um die Packungsdichte der Brennstäbe mit einer nahezu gleichförmigen Beabstandung von Stab zu Stab zu maximieren.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4a wird die BWR-Brennstoffanordnung 102 gezeigt, die eine 8 : 9 · 11-Brennstabanordnung aufweist mit den Mitten der Brennstäbe 11, die in den Eckpunkten gleichschenkliger Dreiecke mit einem Verhältnis von Höhe zu Grundseite (h/b) von 8 zu 10 oder 0,8 angeordnet sind. Die Basiswinkel des gleichschenkligen Dreiecks betragen etwa 58º, und der Apexwinkel beträgt etwa 64º, wie in Fig. 4b gezeigt wird. Diese Anordnung ist symmetrisch durch jede Mittellinie, so daß alle vier Ecken dieselbe Geometrie zu den Kanalwänden hin aufweisen, und die Anordnung kann in identische Viertel aufgeteilt werden zur Vereinfachung bei vorteilhaften Reaktivitäts- und Leistungsverteilungsberechnungen. Unter Bezugnahme auf Fig. 5 erleichtert diese Symmetrie durch jede Mittellinie den Ersatz der sieben zentral angeordneten Brennstäbe durch einen zentral gelegenen hexagonalen Wasserkanal 22, wodurch die Wassermoderation der Neutronen im Zentrum der Brennstoffanordnung ermöglicht wird, um den thermischen Neutronenfluß abzuschwächen. Außerdem verringert das Fehlen von Brennstäben in den Ecken der Brennstoffanordnung 103 die Spitzenwertbildung in den Brennstäben und ermöglicht größere Durchmesser für die Ecken des äußeren Kanals, wodurch die Fertigung des Kanals mit dicken Ecken leichter wird. Es ist ein zusätzlicher Vorteil, daß das Fehlen von Brennstäben in den Ecken der in Fig. 5 gezeigten Anordnung 103 eine Verringerung der Beabstandung von Staboberfläche zu Kanalwandoberfläche ermöglicht gegenüber der Beabstandung von Staboberfläche zu Staboberfläche vorgesehen ist, wobei eine Zunahme des Stabversatzes und demzufolge eine Zunahme des Stabdurchmessers ermöglicht wird.
[0024] In einer in Fig. 6 gezeigten alternativen Ausführungsform wird eine BWR-Brennstoffanordnung 104 veranschaulicht, die eine Brennstabanordung von 9 : 8 · 11 aufweist (d. h. 11 Reihen mit einer Zahl von Brennstäben pro Reihe, die von 9 auf 8 und wieder auf 9 usw. wechselt) mit den Mitten der Brennstäbe 11, die in den Eckpunkten gleichschenkliger Dreiecke angeordnet sind, ähnlich wie in den Fig. 4a und 5, sie umfaßt aber zudem Brennstäbe, die in den vier Ecken der Anordnung positioniert sind. Die Brennstoffanordnung 104 unterscheidet sich weiter von der in Fig. 4a gezeigten Brennstoffanordnung 103, indem die Brennstoffladung durch einen Brennstab erhöht wird, um die Menge an Uran in der Brennstoffanordnung zu erhöhen, wenn die Brennstoffladung Priorität gegenüber der Spitzenwertbildung der Brennstäbe in den Ecken hat. Zur Veränderung der Moderation der in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Brennstoffanordnungen können Wasserstäbe, Wasserkanäle und/oder Brennstäbe geringerer Länge anstelle des/der Brennstabs/Brennstäbe in einem symmetrischen oder asymmetrischen Muster angeordnet werden.
[0025] In jeder der in den Fig. 4 bis 6 und 13 gezeigten Anordnungen wird der äußere Kanal 15 mit geraden Wänden gezeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 7 ermöglicht das Einbeulen jeder zweiten Reihe von Brennstäben 11, daß zwei der Wände 16 des äußeren Kanals der Brennstoffanordnung 105 auf zwei Seiten gewellt sind, wobei die Anordnung eine größere Festigkeit erhält, um seismischen Kräften standzuhalten, und es wird eine Verbesserung der Gleichförmigkeit für die Verteilung der Strömungsfläche des Kühlmittels erzielt.
[0026] Wie oben erwähnt, sind die Brennstäbe voneinander beabstandet, um eine angemessene Strömungsfläche zur Abführung der Brennstabwärme für das Kühlmittel zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich ist es extrem wünschenswert, eine Methode zur Untersuchung zu haben, mit der festgestellt werden kann, ob der minimal vorgeschriebene Abstand zwischen den Brennstäben gewährleistet ist. In einem quadratischen Gitterareal wird die Beabstandung von einem Stab zum anderen direkt kontrolliert, indem eine kalibrierte Leere durch die Sichtlinie zwischen die Reihen und Kolonnen der Brennstäbe durchgeführt wird. Eine Schwierigkeit bei dreieckigen Verbänden besteht darin, daß die Sichtlinie zwischen einer Kolonne von Brennstäben durch die Stäbe in der nächsten Reihe blockiert ist. Diese Schwierigkeit wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Sichtlinie parallel zur Linie der Brennstabmitten durch die sorgfältige Auswahl der Verhältnisse von Höhe zu Grundseite der gleichschenkligen dreieckigen Verbände oder Versätze gehalten wird. Die daraus sich ergebenden Richtungen von drei Sichtlinien können eingesetzt werden, um die Angemessenheit der Beabstandung von Stab zu Stab zu untersuchen.
[0027] Ein BWR-Kern ist aus Abfolgen von Kontrollstabmodulen aufgebaut, von denen jedes ein Kontrollstabblatt umfaßt, das von vier Brennstoffanordnungen umgeben ist. Die bevorzugte Beladung von BWR-Anordnungen mit dreieckigem Gitter (z. B. vier erfindungsgemäße Brennstoffanordnungen 111) bringt die Stirnflächen der Anordnung, die eine gleichförmige Beabstandung der Stäbe vom Kanal aufweisen, mit Stirnflächen von Anordnungen in Nachbarschaft, die wechselnde Abstände zwischen Stäben und Kanal aufweisen, wie dies in Fig. 14 gezeigt wird, so daß der wassergefüllte Spalt zwischen den Kanälen im wesentlichen gleichförmig ist. Diese Anordnung weist auch gleichförmige Muster der Ecken auf ahne Brennstäbe an den Ecken der Anordnung, die sich an der Verbindungsstelle der Kontrollstabblatt 115 befinden, wie dies in Fig. 14 gezeigt wird. Diese Anordnung gewährleistet nicht nur eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung von Wassermoderator um die Anordnungen herum, sondern auch eine Festigung des Kerns gegen seismische Kräfte in jede Richtung durch das Wellen der Kanalstirnflächen der Brennstoffanordnungen 112, wie dies z. B. in Fig. 15 gezeigt wird.
[0028] Im Gegensatz zu BWR-Brennstoffanordnungen weisen Brennstoffanordnungen für Druckwasserreaktoren (PWRs) größere Querschnittsflächen auf und haben mehr Brennstäbe. Typische gegenwärtige PWR-Anordnungen umfassen 15 · 15- und 17 · 17-Brennstabareale, die in einem quadratischen Gitter verteilt sind. Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung würde ein gleichschenkliges dreieckiges Brennstabgitter mit einem Verhältnis der Höhe h zur Grundseite b (h/b) von etwa 0,875 und mit Basiswinkeln, die nur geringfügig größer als 60º sind (d. h. etwa 60,255º) eingesetzt werden, um die Brennstäbe 12 in der PWR-Brennstoffanordnung 106 zu verteilen zur Bildung eines 15 · 17-Areals, wie dies in den Fig. 8a und 8b gezeigt wird. In einer anderen Ausführungsform würde ein gleichschenkliges Brennstabgitter mit einem Verhältnis von Höhe h zu Grundseite b (h/b) von etwa 0,824 und mit Basiswinkeln, die nur etwas kleiner als 60º (d. h. etwa 58,75) sind, eingesetzt werden, um die Brennstäbe 12 in der PWR-Brennstoffanordnung 107 zur Bildung eines 15 · 18-Areals zu verteilen, wie dies in den Fig. 11a und 11b gezeigt wird. Die Brennstoffanordnungen 106 und 107 weisen jede überall dieselbe Querschnittsfläche wie die Brennstoffanordnungen nach dem Stand der Technik mit einem Areal von 15 · 15, das in einem quadratischen Gitter verteilt ist, auf. Eine geringfügige Änderung der PWR-Kontrollstab-Gruppenanordnungen könnte erforderlich sein, da die Kontrollstab-Führungsrohre typischerweise Brennstabpositionen in dem Gitter einnehmen. So werden die Kontrollstab- Führungsrohre selektiv innerhalb der in den Fig. 8a und 8b gezeigten und den nachfolgend beschriebenen Brennstabarealen angeordnet gemäß den Reaktivitätsregelanforderungen.
[0029] Unter Bezugnahme auf die Fig. 9a und 9b kann ein 17 · 19-Areal 109 einer PWR-Brennstoffanordnung mit einem dreieckigen Gitter von Brennstäben 12 mit einem Verhältnis von Höhe h zu Grundseite b (h/b) von etwa 0,889 und Basiswinkeln von etwa 60,65º als Alternative zu Anordnungen nach dem Stand der Technik eingesetzt werden, die ein quadratisches 17 · 17- Gitterareal aufweisen. Fig. 9a zeigt eine typische Position von Führungsrohren 20 in der Brennstoffanordnung 109, sie können aber in alternativen Positionen im Areal angeordnet sein. Ein Meßrohr 21 ist typischerweise direkt im Zentrum des Areals angeordnet. Ein in den Fig. 12a und 12b gezeigtes 17 · 20-Areal 110 einer PWR-Brennstoffanordnung mit einem dreieckigen Gitter von Brennstäben 12 mit einem Verhältnis von Höhe h zu Grundseite b (h/b) von etwa 0,842 und Basiswinkeln von etwa 59,3º kann in der gleichen Weise als Alternative zu PWR-Brennstoffanordnungen nach dem Stand der Technik eingesetzt werden, die ein quadratisches 17 · 17-Gitterareal aufweisen. Die Brennstoffanordnungen 109 und 110 haben jede dieselbe Gesamt- Querschnittsfläche der Brennstoffanordnungen nach dem Stand der Technik, die ein 17 · 17-Areal aufweisen, das in einem quadratischen Gitter verteilt ist.
[0030] Da PWR-Brennstoffanordnungen keinen äußeren Kanal wie die BWR- Brennstoffanordnungen umfassen, paßt jede Brennstoffanordnung (z. B. Fig. 8 oder 9) mit der anderen an ihren Begrenzungen zusammen, wie dies z. B. in Fig. 10 gezeigt wird. Vier Brennstoffanordnungen 106 wirken zusammen (als gestrichelte Linie dargestellt), um eine gleichmäßige Verteilung von Brennstäben ohne jegliche Diskontinuität zu bilden.
[0031] Obwohl die vorliegende Erfindung insbesondere mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde wird der Fachmann erkennen, daß verschiedene Änderungen bezüglich der Form und der Details gemacht werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Nuklearstoffanordnordnung (100, 105, 111) für Siedewasserreaktoren, wobei die Anordnung (100, 105, 111) eine Mehrzahl von langgestreckten parallelen Brennstäben (11) enthält, welche zwischen einer im Bodenbereich der Anordnung (100, 105, 111) positionierten Bodenplatte und einer im Deckenbereich der Anordnung (110, 105, 111) positionierten Deckenplatte gehaltert werden, mit einem äußeren Kanal (15), der diese Mehrzahl von Brennstäben (11) umgibt und eine im wesentlichen quadratische Querschnittsfläche aufweist um Kühlmittel/Moderator vorn Bodenbereich der Anordnung (100, 105, 111) zum Deckenbereich der Anordnung (100, 105, 111) durch die Brennstäbe (11) zu leiten, und mit wenigstens einem Abstandshalter, der die Brennstäbe (11) in einer vorbestimmten Konfiguration positioniert und hält, wobei die Brennstäbe (11) mit einem vorbestimmten Versatz in einem Areal und die Mitten der Brennstäbe (11) in den Eckpunkten gleichschenkliger Dreiecke angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreiecke nicht-gleichseitig sind.

2. Anordnung (100, 105, 111) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der gleichschenkligen Dreiecke eine Grundseite (b) und eine Höhe (h) hat, wobei das Verhältnis von Grundseite (b) zur Höhe (h) etwa 0,85 beträgt.

3. Anordnung (100, 105, 111) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der gleichschenkligen Dreiecke Basiswinkel hat, die etwa 59,53º betragen.

4. Anordnung (100, 105, 111) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Areal 9 · 11 beträgt.

5. Anordnung (100, 105, 111) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der gleichschenkligen Dreiecke eine Grundseite (b) und eine Höhe (h) hat, wobei das Verhältnis von Grundseite (b) zur Höhe (h) etwa 0,8 beträgt.

6. Anordnung (100, 105, 111) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der gleichschenkligen Dreiecke Basiswinkel hat, die etwa 58º betragen.

7. Anordnung (100, 105, 111) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein zentraler Wasserkanal vorgesehen ist, welcher etwa im Zentrum der Querschnittsfläche der Anordnung (100, 105, 111) angeordnet ist und eine hexagonale Querschnittsfläche aufweist, um Kühlmittel/Moderator vom Boden der Anordnung (100, 105, 111) zur Decke der Anordnung (100, 105, 111) durchzuleiten.

8. Anordnung (100, 105, 111) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein zentraler Wasserkanal (22) vorgesehen ist, welcher etwa im Zentrum der Querschnittsfläche der Anordnung (100, 105, 111) angeordnet ist und eine hexagonale Querschnittsfläche aufweist, um Kühlmittel/Moderator vom Boden der Anordnung (100, 105, 111) zur Decke der Anordnung (100, 105, 111) durchzuleiten.

9. Anordnung (100, 105, 111) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Kanal (15) wenigstens zwei gewellte Wände (16) aufweist.

10. Nuklearbrennstoffanordnung (106, 107, 109, 110) für Druckwasserreaktoren, wobei die Anordnung (106, 107, 109, 110) eine Mehrzahl von langgestreckten parallelen Brennstäben (11) enthält, welche zwischen einer im Bo denbereich der Anordnung (106, 107, 109, 110) positionierten Bodenplatte und einer im Deckenbereich der Anordnung (106, 107, 109, 110) positionierten Deckenplatte gehaltert werden, mit wenigstens einem Abstandshalter, der die Brennstäbe (11) in einer vorbestimmten Konfiguration positioniert und hält, wobei die Brennstäbe (11) mit einem vorbestimmten Versatz in einem Areal und die Mitten der Brennstäbe (11) in den Eckpunkten gleichschenkliger Dreiecke angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreiecke nicht-gleichseitig sind.

11. Anordnung (106, 107, 109, 110) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Areal 15 · 17 beträgt.

12. Anordnung (106, 107, 109, 110) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der gleichschenkligen Dreiecke eine Grundseite (b) und eine Höhe (h) hat, wobei das Verhältnis von Grundseite (b) zur Höhe (h) etwa 0,875 beträgt.

13. Anordnung (106, 107, 109, 110) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der gleichschenkligen Dreiecke Basiswinkel hat, die etwa 60,25º betragen.

14. Anordnung (106, 107, 109, 110) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Areal 15 · 18 beträgt.

15. Anordnung (106, 107, 109, 110) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der gleichschenkligen Dreiecke eine Grundseite (b) und eine Höhe (h) hat, wobei das Verhältnis von Grundseite (b) zur Höhe (h) etwa 0,824 beträgt.

16. Anordnung (106, 107, 110) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der gleichschenkligen Dreiecke Basiswinkel hat, die etwa 58,75º betragen.

17. Anordnung (106, 107, 109, 110) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Areal 17 · 19 beträgt.

18. Anordnung (106, 107, 109, 110) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der gleichschenkligen Dreiecke eine Grundseite (b) und eine Höhe (h) hat, wobei das Verhältnis von Grundseite (b) zur Höhe (h) etwa 0,889 beträgt.

19. Anordnung (106, 107, 109, 110) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der gleichschenkligen Dreiecke Basiswinkel hat, die etwa 60,65º betragen.

20. Anordnung (106, 107, 109, 110) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Areal 17 · 20 beträgt.

21. Anordnung (106, 107, 109, 110) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der gleichschenkligen Dreiecke eine Grundseite (b) und eine Höhe (h) hat, wobei das Verhältnis von Grundseite (b) zur Höhe (h) etwa 0,842 beträgt.

22. Anordnung (106, 107, 109, 110) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der gleichschenkligen Dreiecke Basiswinkel hat, die etwa 59,3º betragen.