DE1210095B - Kugelfoermiges Brennstoffelement fuer Hochtemperatur-Leistungskernreaktoren und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

PEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

G21c

Deutsche Kl.: 21g-21/20

Nummer: 1210^;095

Aktenzeichen: N 23700 VIII c/21 g

Anmeldetag: 5. September 1963

Auslegetag: 3. Februar 1966

Gegenstand der Patentanmeldung N 23119 VIIIc/ 21g ist ein kugelförmiges Brennstoffelement für Hochtemperatur-Leistungskernreaktoren aus SpaltstofF und Moderator oder Spaltstoff, Brutstoff und Moderator, bei dem der Spaltstoff in einer Ausnehmung eines kugelförmigen, aus Graphit bestehenden Gerüstkörpers angeordnet ist; der Brennstoff bzw. Brutstoff ist auf der Wand des Hohlraumes der Kugel aufgebracht, und der restliche Hohlraum ist mit einer neutronenphysikalisch günstigen, hochtemperaturbeständigen Masse, vorzugsweise Graphit, ausgefüllt.

Als besondere Ausführung wird in der Patentanmeldung N 23119 VIII c/21 g beschrieben, daß die Ausnehmung der Graphitkugel kugelförmige oder annähernd kugelförmige Gestalt hat.

Es wurde nun gefunden, daß eine günstige Lösung der der Hauptpatentanmeldung zugrunde liegenden Aufgabe dadurch erreicht werden kann, daß gemäß der Erfindung die Ausnehmung der Graphitkugel Zylinderform besitzt, wobei der Querschnitt der Einfüllöffnung kleiner ist als der Querschnitt des Zylinders, auf dessen Wandung der Brennstoff bzw. Brutstoff aufgebracht wird. Während bei einer Ausnehmung in Kugelform chemische Verfahrensschritte nötig sind, um die Brennstoff- bzw. die Brutstoffschicht gleichmäßig auf die Wandung der Ausnehmung aufzubringen, wird bei einer zylindrischen Ausnehmung die gleichmäßige Verteilung in einem trockenen Verfahren durch Ausnutzung der Fliehkraft erreicht. Die Brennstoff- bzw. Brutstoffpartikeln werden während der Rotation des kugelförmigen Gerüstkörpers gleichmäßig am Zylinderumfang verteilt eingebracht und durch die Fliehkraft in ihrer Lage gehalten. Der verbleibende Hohlraum wird dann bei fortlaufender Rotation gleichmäßig mit Graphitpulver ausgefüllt werden, wobei gegebenenfalls noch während der Rotation die Füllmasse mit einer Einpreßvorrichtung verdichtet werden kann. Die Einfüllöffnung wird durch einen Gewindestopfen in üblicher Weise verschlossen.

In der Abbildung ist eine beispielsweise Ausführung eines Brennstoffelements nach der Erfindung in zwei Ansichten dargestellt. In der Graphitkugel 1 ist eine zylindrische Ausnehmung 4 mit einer Einfüllöffnung 2 vorgesehen, die mit einem Stopfen verschließbar ist. Auf der zylindrischen Wandung des Hohlraumes ist eine Schicht 3 aus Brennstoff bzw. Brutstoff aufgebracht, und der Hohlraum 4 ist mit Graphit ausgefüllt. Die Aufbringung der Brennstoffschicht erfolgt beispielsweise in der Weise, daß in einer horizontal gelagerten Spannzange die Kugel zentrisch aufgenommen und um ihre Bohrungsachse in rasche Umdrehung

Kugelförmiges Brennstoffelement für
Hochtemperatur-Leistungskernreaktoren und
Verfahren zur Herstellung desselben

Zusatz zur Anmeldung: N 23119 VIII c/21 g-Auslegeschrift 1202 910

Anmelder:

NUKEM Nuklear-Chemie und -Metallurgie

Gesellschaft m. b. H., Wolfgang bei Hanau

Als Erfinder benannt:

Lothar Rachor, Klein-Auheim;

Horst Lotz, Gelnhausen

versetzt wird. Mit einer geeigneten Kippmulde werden

as die Brenn- bzw. Brutstoffpartikeln zusammen oder abwechselnd mit Graphitpulver in die Kugelhöhlung eingebracht. Die Partikeln werden gleichmäßig am Zylinderumfang verteilt und durch die Fliehkraft in ihrer Lage gehalten. Anschließend wird bei fortlaufender Rotation der verbleibende Hohlraum mit Graphit ausgefüllt und dieser gegebenenfalls nach Beendigung der Rotation mechanisch verdichtet.

Das erfindungsgemäß hergestellte Brennstoffelement besitzt den Vorteil, daß besondere Bindemittel beim Aufbringen der Schicht nicht notwendig sind. Besondere Verfahrensschritte zur Polymerisierung und Verkokung des Bindemittels, die durch die dabei auftretende Schrumpfung der Matrix möglicherweise zu einer Druckbeanspruchung der Partikeln führen können, sind daher nicht erforderlich.

Claims (2)

Patentansprüche ·

1. Kugelförmiges Brennstoffelement für Hochtemperatur-Leistungskernreaktoren, bei dem der Brennstoff bzw. Brutstoff auf der Wand des Hohlraumes der Kugel aufgebracht ist und der restliche Hohlraum mit einer neutronenphysikalisch günstigen, hochtemperaturbeständigen Masse, vorzugsweise Graphit, ausgefüllt ist, gemäß Patentanmeldung N 23119 VIII c/21 g, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung die Form eines Zylinders besitzt und der Brenn- bzw.

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1210

Brutstoff auf der- zylindrischen., [Wandung, aufgebracht ist.

2. Verfahren zur Herstellung von Brennstoffelementen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kugelförmige Gerüstkörper* ■wätirend' des 'Füllvorganges;Hirn' die Zylrnderachse in Rotation versetzt wird und zunächst der Brennstoff bzw. Brutstoff und dann zur Ausfüllung des ,verbleibenden Hohlraumes,-die Füllmasse, insbesondere Graphit, «ingebracht wird. ,

:;■!. .Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 503/307 1.66 © Bundesdruckerei Berlin