DE1066287B

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Publication number: DE1066287B
Application number: DENDAT1066287D
Authority: DE
Publication date: 1959-10-01

Description

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UN D ES REPUBLIK DEUTSCHLANDUN THE REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

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INTERNAT. KL. G 21INTERNAT. KL. G 21

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFT 1066 287EXPLAINING EDITORIAL 1066 287

S 60663 VIII c/21gS 60663 VIII c / 21g

ANMELDETAG: 19. NOVEMBER 1958REGISTRATION DATE: NOVEMBER 19, 1958

BEKANNTMACHUNG DER ANME LDDNG UND AUSGABE DER AUS LEG E S CB RIFT:NOTICE THE ANME LDDNG AND ISSUE OF THE FROM LEG E S CB RIFT:

1. OKTOBER 1959OCTOBER 1, 1959

Bei Spaltstoffstäben für Kernreaktoren wird bekanntlich besonders großer Wert auf gute Wärmeübergangsverhältnisse zwischen Spaltstoff und HüUen-I material (canning) gelegt. Die im Stab Vorhandenen ; Spalte und Hohlräume zwischen Spaltstoff und Hülle ' sollen möglichst mit gut wärmeleitenden Stoffen ausgefüllt sein. Bei Spaltstoffstäben mit Spaltstoff in Tablettenform ist die Ausfüllung der Spalte mit Helium bekannt.In the case of fissile material rods for nuclear reactors, it is known that good heat transfer conditions are particularly important placed between fissile material and sleeve material (canning). Those present in the staff ; Gaps and voids between the fissile material and the shell should be filled as far as possible with materials that conduct heat well be. In the case of fissile material sticks with fissile material in tablet form, the column is filled with Known as helium.

Zum Einfüllen des Heliums und zum Verschließen der Hülle sind insgesamt vier Arbeitsgänge erforderlich, nämlich die Evakuierung des gefüllten Stabes, die Einfüllung von Helium, das Aufbringen der Verschlußkappe und das Verschweißen von Kappe und Hüllrohr. Alle Arbeitsgänge müssen unter Schutzgas, im vorliegenden Falle Heliumatmosphäre, ausgeführt werden. Üblich ist, die Arbeitsgänge in einer Vakuumkammer auszuführen. Die Kammer muß wegen der relativ großen Länge der Spaltstoffstäbe und der notwendigen Arbeitsvorrichtungen entsprechend große Abmessungen aufweisen. Sie ist daher teuer und auch kostspielig im Betrieb, besonders weil sie viel Helium benötigt. Schließlich ist das Arbeiten mit Vakuumkammern allgemein lästig und zeitraubend.A total of four operations are required to fill in the helium and to close the envelope, namely the evacuation of the filled rod, the filling of helium, the application of the sealing cap and the welding of the cap and cladding tube. All operations must be carried out under protective gas, in the present case, a helium atmosphere. It is common to do the work in a vacuum chamber to execute. The chamber must because of the relatively large length of the fissile material rods and the necessary Working devices have correspondingly large dimensions. It is therefore expensive and also expensive to run, especially because it requires a lot of helium. Finally, there is working with vacuum chambers generally annoying and time consuming.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Evakuieren, Gaseinfüllen und Verschließen von Spaltstorfstäben, das ohne Vakuumkammer ausgeführt werden kann. Es beruht auf dem Gedanken," den sogenannten Porogasschutz für die drei genannten Arbeitsgänge einzusetzen. Bei ihm wird innerhalb eines von einer porösen Wand (Drahtgeflecht, Sinterwerkstoff od. dgl.) gebildeten, mit der Außenatmosphäre unmittelbar in Verbindung stehenden (also offenen) Raumes eine wirbelfreie Schutzgaszone erzeugt, in der die Schweißung stattfindet. Da eine Vermischung von Schutzgas und Außenluft mit Sicherheit vermieden wird, kann auf die sonst erforderliche Schutzgaskammer verzichtet werden.The subject of the invention is a method for evacuating, filling in gas and closing split peat rods, which can be carried out without a vacuum chamber. It is based on the thought, "the so-called Use Porogas protection for the three mentioned operations. With him is within one formed by a porous wall (wire mesh, sintered material or the like) with the outside atmosphere directly connected (i.e. open) space creates an eddy-free protective gas zone, in which the welding takes place. Since a mixture of protective gas and outside air is certain is avoided, the otherwise necessary protective gas chamber can be dispensed with.

Gemäß der Erfindung wird nun bei der Herstellung von Spaltstoffelementen für Kernreaktoren in dem mit Schutzgas beaufschlagten Raum des Porogasschutzes auch die Evakuierung, die Füllung des Stabes mit Helium und das Aufsetzen des Stabverschlusses zum anschließenden Verschweißen vorgenommen. Dadurch wird die Spaltstoffelementenherstellung unabhängig von der erwähnten Vakuumkammer.According to the invention is now in the production of fissile material elements for nuclear reactors in the with Protective gas acted upon space of the Porogaschutz also the evacuation, the filling of the rod with Helium and the attachment of the rod closure for subsequent welding. Through this the production of fissile material elements becomes independent of the vacuum chamber mentioned.

Im einzelnen geht das Verfahren gemäß der Erfindung so vor sich, daß das mit Spaltstoff, z. B. UO₂-Tabletten, angefüllte, am Füllende noch offene Hüllrohr mit dem Füllende in den Schutzgasraum des vorerst noch nicht eingeschalteten Porogasschutzes eingeführt wird, daß es dann durch Aufsetzen einer Evakuierungsvorrichtung evakuiert wird, hierauf durch Einschalten des Porogasschutzes im Bereich des Verfahren zum Evakuieren, Gaseinfüllen und Verschließen von Spaltstoffs täben für Kernreaktoren In detail, the method according to the invention goes so that the with fissile material, z. B. UO ₂ tablets, filled, at the filling end still open cladding tube with the filling end is introduced into the protective gas space of the initially not yet switched on porogas protection that it is then evacuated by putting on an evacuation device, then by switching on the porogas protection in the area of the evacuation process , Gas filling and sealing of fissile materials for nuclear reactors

Anmelder:Applicant:

Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft, Berlin und Erlangen, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Siemens-Schuckertwerke Corporation, Berlin and Erlangen, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Met. Wolfgang Rößner, Nürnberg, ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Met. Wolfgang Rößner, Nuremberg, has been named as the inventor

Füllendes unter Heliumatmosphäre gesetzt wird, sodann von der Evakuierungsvorrichtung gelöst wird, nötigenfalls unter gleichzeitiger Einleitung von Helium zum Druckausgleich, und daß ihm schließlich im Schutzgasraum nach Einströmen des Heliums aus dem Schutzgasraum die Verschlußkappe zum anschließenden Verschweißen aufgesetzt wird.The filling is placed under a helium atmosphere, then released from the evacuation device, if necessary with the simultaneous introduction of helium for pressure equalization, and that finally in the Protective gas space after the helium has flown in from the protective gas space, the sealing cap for the subsequent Welding is put on.

Die Zeichnung veranschaulicht schematisch den Porogasschutz mit Spaltstoffstab im Schnitt.The drawing schematically illustrates the Porogas protection with a fissile material rod in section.

Es ragt das mit den Spaltstofftabletten 1 angefüllte offene Hüllrohr 2 mit dem Füllende bis etwa in die Mitte des Gasraumes 3 des zylindrischen Porogasschutzes 4 hinein. Dabei ist das Rohr drehbar um seine Längsachse gelagert. Der Porogasschutz besteht im einzelnen aus der gasdurchlässigen Wand 5 und dem darumgelegten Ringraum 6 mit Versorgungsleitung 7. Gestrichelt eingezeichnet ist das Saugrohr 8 der Evakuierungsvorrichtung mit Gummidichtung 9, Dreiwegehahn 10 und Heliumhilfspeiseleitung 11. Der hauptsächliche Füllraum des Spaltstoffstabes ist mit 12 bezeichnet.The open cladding tube 2 filled with the fissile substance tablets 1 protrudes with the filling end approximately into the In the middle of the gas space 3 of the cylindrical Porogas protection 4. The tube can be rotated around his Bearing longitudinal axis. The Porogaschutz consists in detail of the gas-permeable wall 5 and the Surrounded by annular space 6 with supply line 7. The suction pipe 8 of the is shown in dashed lines Evacuation device with rubber seal 9, three-way valve 10 and auxiliary helium feed line 11. The The main filling space of the fissile material rod is denoted by 12.

Im ersten Arbeitsgang gemäß der Erfindung wird (Porogasschutz noch nicht eingeschaltet) das Saugrohr 8 auf das Hüllrohrende aufgesetzt und die Hülle evakuiert. Anschließend wird der Porogasschutz eingeschaltet, und Helium strömt in den Gasraum 3.In the first step according to the invention (Porogas protection not yet switched on) the suction pipe 8 placed on the cladding tube end and the envelope evacuated. Then the Porogas protection is switched on, and helium flows into gas space 3.

Als nächstes ist zweierlei möglich. Läßt sich das Saugrohr 8 ohne weiteres von der Hülle abheben, füllt sich das Helium des Gasraumes 3 in das Hüllrohr ein. Läßt sich das Saugrohr nicht abheben, schaltet man mit dem Dreiwegehahn 10 die Hilfsleitung 11 ein, und besonders Helium füllt unter Druckausgleich die HülleNext, two things are possible. If the suction tube 8 can easily be lifted off the envelope, it fills the helium of the gas space 3 enters the cladding tube. If the suction tube cannot be lifted off, you switch with the three-way valve 10, the auxiliary line 11, and especially helium fills the envelope with pressure equalization

909 630/267909 630/267

Claims

at. If you then lift off the suction pipe, the helium in the gas space acts as a barrier layer. It prevents the helium introduced into the envelope from escaping and air from entering. After the gas has been filled in, the end cap of the fissile material rod is placed on the cladding tube from above by a special device. In the sequence of operations described here, it is assumed that the end cap does not have an air-capturing profile, e.g. B. bell shape, because otherwise air could enter the gas space of the Porogaschutzes under certain circumstances. It is therefore advisable to provide end caps with an air-catching profile with a hole that is also suitable for filling purposes and to vary the sequence of operations or to repeat them in such a way that no air is trapped in the cladding tube as a result. For example, it is possible first to put on the cap, then to evacuate, fill in and then weld it shut. Claims

1.Processes for evacuating, filling in gas and sealing fissile material rods for nuclear reactors, characterized in that in the space acted upon by protective gas a Porogasschutzes Evacuation, the filling of the rod with helium and the attachment of the rod closure to the subsequent Welding is made.

2. The method according to claim 1, characterized by such a sequence of operations: Evacuate, fill and seal, so that in the final state no air inclusions in the cladding material are included.

3. The method according to claim 2, characterized in that when using non-air-capturing end caps that with fissile material, for. B. UO ₂ tablets, filled, at the filling end still open cladding tube with the filling end is introduced into the protective gas space of the initially not yet switched on Porogaschutzes that it is then evacuated by putting on an evacuation device that it is thereupon by switching on the Porogaschutzes in the area of the filling end is placed under a helium atmosphere, that it is then released from the evacuation device, if necessary with simultaneous introduction of helium for pressure equalization, and that it is finally placed in the protective gas chamber after the helium has flown in from the protective gas chamber, the cap for subsequent welding.

4. The method according to claim 2, characterized in that when using air trapping End caps a bore is provided in the individual cap and the operations are preferred run in the order of placing, evacuating, filling and welding.

1 sheet of drawings