DE1206096B - Verfahren zum Umhuellen von Elementen aus spaltbarem Material fuer Kernreaktoren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

G 21 c

Deutsche Kl 21g -21/20

Nummer: 1206 096

Aktenzeichen: C 21422 VIII c/21 g

Anmeldetag: 11. Mai 1960

Auslegetag: 2. Dezember 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Umhüllen von Elementen aus spaltbarem Material für Kernreaktoren, bei dem die Elemente in Form eines Bündels parallel angeordneter Stangen gruppiert und zwei dünne Bleche um eine Elementengruppe des Bündels so herumgelegt werden, daß sie jeweils an einander gegenüberliegenden Stellen der Stangen anliegen, bei dem anschließend die beiden Bleche durch Druck in Richtung aufeinanderbewegt werden, so daß sie sich unter plastischer Verformung der äußeren Form der Stangen anpassen, und bei dem schließlich die beiden Bleche im Bereich zwischen benachbarten Stangen miteinander verbunden werden.

Es ist bekannt, einzelne Brennstoffelemente mit einer Umhüllung aus Blech zu umpressen. Weiterhin ist es auch nicht mehr neu, ein Bündel von mehreren Brennstoffelementen zwischen zwei Blechen anzuordnen, die im Strangpreßverfahren vorgefertigt und mit halbrohrförmigen Ausbuchtungen zur späteren Aufnahme der Brennstoffelemente versehen sind.

Im Hinblick auf diesen bekannten Stand der Technik erscheint es naheliegend, ein Bündel von Stangen (die die Brennstoffelemente selbst oder Dorne sein können) gleichzeitig mittels zweier um das Bündel herumgelegter Bleche zu umpressen, so daß sich die Bleche unter plastischer Verformung der äußeren Form der Stangen anpassen.

Die Schwierigkeit bei einem derartigen Verfahren besteht jedoch darin, Stauchungen und Streckungen der Bleche beim Preßvorgang möglichst zu vermeiden, damit sich eine gleichmäßige Wandstärke der ganzen Umhüllung ergibt. Wird nämlich das Umpressen der Stangen ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen durchgeführt, so werden die Bleche beim Preßvorgang, wenn sie sich der meist zylindrischen Form der Stangen anpassen, an einzelnen Stellen außerordentlich gestreckt, während an anderen Stellen starke Stauchungen auftreten. Beides ist jedoch im Interesse einer langen Lebensdauer der Umhüllung und eines gleichmäßigen Wärmeüberganges äußerst unerwünscht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art unter Vermeidung des aufgezeigten Mangels so auszubilden, daß die Bleche beim Umpressen der Stangen nur ganz geringfügig beansprucht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stangen während der Verformung der Bleche durch lösbare elastische Elemente gehalten werden, die entweder mit den Stangen und mit an den Enden der Bleche vorgesehenen Flanschen oder nur mit den Flanschen verbunden sind und die eine zum Verfahren zum Umhüllen von Elementen aus
spaltbarem Material für Kernreaktoren

Anmelder:

Commissariat ä PEnergie Atomique, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,

München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:

Claude Beernaert, Lille, Gard (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 11. Mai 1959 (794 262)

Zentrum der Elementengruppe gerichtete kleine Bewegung der Stangen während der Verformung der Bleche gestatten.

Die elastischen Elemente gewährleisten einerseits die Aufrechterhaltung der gleichmäßigen Verteilung der Stangen in dem Bündel und ermöglichen andererseits eine elastische Halterung der Stangen beim Preßvorgang, durch die Stauchungen und Streckungen der Bleche vermieden werden.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt (längs der Linie A-A der F i g. 2) durch das obere Ende eines Bündels vor dem Preßvorgang,

F i g. 2 einen Querschnitt durch das Bündel längs der Linie B-B der Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt (längs der Linie A-A der F i g. 4) durch das Bündel nach dem Preßvorgang,

F i g. 4 einen Querschnitt (längs der Linie B-B der F i g. 3) nach dem Preßvorgang,

Fig. 5 einen schematischen Teil-Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel,

F i g. 6 einen Teil-Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel,

F i g. 7, 8 und 9 Schemadarstellungen verschiedener Bündelformen.

Die F i g. 1 und 2 zeigen eine Anzahl von Stangen 3, die in Form eines kreisförmigen Bündels angeordnet sind und entweder die Brennstoffelemente selbst oder Dorne bilden können. Das Bündel der Stangen 3 wird

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von zwei rohrförmigen Blechen 1 und 2 umgeben. In einem oberhalb der Stangen 3 liegenden, von den Stangenenden, den beiden Blechen 1 und 2 sowie einem oberen Flansch 6 umschlossenen Hohlraum ist eine elastisch verformbare, jedoch wenig kompressible Masse4 (z.B. ein Elastomer) vorgesehen, das sich bis auf die Ebene 5 nach unten erstreckt.

Die Umhüllung der Stangen 3 mit den Blechen 1 und 2 erfolgt nun in der Weise, daß die beiden Bleche durch Druck in Richtung aufeinanderbewegt werden. Dabei können die Stangen 3 dank ihrer elastischen Halterung durch die verformbare, jedoch wenig kompressible Masse 4 eine zum Zentrum des Bündels hin gerichtete kleine Bewegung ausführen (vgl. die Fig. 3 und 4). Dadurch werden Stauchungen und Streckungen der Bleche 1 und 2, die sich unter plastischer Verformung der äußeren Form der Stangen 3 anpassen, weitgehend vermieden.

Nach dem Preßvorgang werden dann die Bleche 1 und 2 im Bereich zwischen benachbarten Stangen 3 ao auf .geeignete Weise beispielsweise durch Punktschweißung, miteinander verbunden. Die Bleche 1 und 2 können dann oberhalb der Stangen 3 abgeschnitten werden, so daß die Stangen 3 — falls es sich um Dorne handelt — herausgezogen und durch Brennstoffelemente ersetzt werden können.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Halterung der zwischen den Blechen 7 und 8 liegenden Stangen 9 während des Preßvorganges durch mit Metallfedern 13,14 bzw. 15 versehene Drähte 10, 11 und 12 erfolgt, die durch die hohl ausgebildeten Stangen 9 hindurchgeführt sind. Auch bei dieser Ausführung können die Stangen 9 somit während des Preßvorganges eine zum Zentrum (Achse 21) der Elementengruppe gerichtete kleine Bewegung ausführen, um auf diese Weise die Verformung der Bleche 7 und 8 zu erleichtern.

Die mit den Federn 13,14,15 versehenen Drähte 10,11 und 12 sind dabei zweckmäßig dreieckförmig in der Bohrung der Stangen 9 angeordnet.

F i g. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Verformung der die Stangen 16 umgebenden Bleche 17 und 18 auf einem Kern 19 erfolgt, der sägezahnförmige Längsrillen 20 aufweist. Auf diese Weise erhält die gesamte Umhüllung eine erhöhte Steifigkeit.

Die F i g. 7, 8 und 9 zeigen schließlich drei verschiedene Formen von Elementenbündeln, wobei die einzelnen Stangen dieser Bündel während der Verformung der Bleche in der erläuterten Weise durch lösbare elastische Elemente so gehalten werden, daß sie während der Verformung eine kleine, zum Zentrum der Elementengruppe hin gerichtete Bewegung ausführen können.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Umhüllen von Elementen aus spaltbarem Material für Kernreaktoren, bei dem die Elemente in Form eines Bündels parallel angeordneter Stangen gruppiert und zwei dünne Bleche um eine Elementengruppe des Bündels so herumgelegt werden, daß sie jeweils an einander gegenüberliegenden Stellen der Stangen anliegen, bei dem anschließend die beiden Bleche durch Druck in Richtung aufeinanderbewegt werden, so daß sie sich unter plastischer Verformung der äußeren Form der Stangen anpassen, und bei dem schließlich die beiden Bleche im Bereich zwischen benachbarten Stangen miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen während der Verformung der Bleche durch lösbare elastische Elemente gehalten werden, die entweder mit den Stangen und mit an den Enden der Bleche vorgesehenen Flanschen oder nur mit den Flanschen verbunden sind und die eine zum Zentrum der Elementengruppe gerichtete kleine Bewegung der Stangen während der Verformung der Bleche gestatten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren elastischen Elemente durch verformbare, jedoch wenig kompressible Massen, z.B. Elastomere, gebildet werden, die in dem von den Blechen, den Enden der Stangen und den Flanschen umschlossenen Hohlraum vorgesehen sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren elastischen Elemente aus Metallfedern bestehen, die durch die als Rohre ausgebildeten Stangen hindurchgeführt und mit den beiden Flanschen verbunden werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 698 949, 866 333;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1015 952,
336,1032 438, 1040 712;
schweizerische Patentschrift Nr. 191 632;
USA.-Patentschrift Nr. 2 281299;
David H. Gurinsky und G. J. Dieηes,
»Nuclear Fuels«, 1956, S. 272, Abs. 10;
»Proceedings of the Second United Nations
International Conference on the Peaceful Uses
Atomic Energy«, Vol. 6, 1958, S. 475 bis 477.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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