DE1229199B - Wrapping for the circulation of a coolant for a nuclear reactor fuel rod - Google Patents
Wrapping for the circulation of a coolant for a nuclear reactor fuel rodInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. CL:Int. CL:
G21cG21c
Deutsche Kl.: 21g-21/20German class: 21g-21/20
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Auslegetag:Number:
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Display day:
H 38133 VIII c/21g
14. Dezember 1959
24. November 1966H 38133 VIII c / 21g
December 14, 1959
November 24, 1966
Die Erfindung bezieht sich auf eine Umhüllung für den Umlauf eines Kühlmittels für einen Kernreaktor-Brennstoffstab, die zwischen dem Brennstoffstab und einem Moderator, z. B. schwerem Wasser, angeordnet ist.The invention relates to a casing for the circulation of a coolant for a nuclear reactor fuel rod, between the fuel rod and a moderator, e.g. B. heavy water is arranged.
Es ist bekannt, daß bei Kernreaktoren, in denen schweres Wasser den Moderator bildet, jedem der in das schwere Wasser eintauchenden Brennstoffstäbe mit einer Umhüllung zu versehen, die um jeden Stab herum einen ringförmigen Strömungskanal für ein Kühlmittel, beispielsweise für Kohlensäure, bildet. Da sich das Kühlmittel erwärmt, wenn es dem Brennstoffstab entlangströmt, wird eine gewisse Wärmeleitung des Kühlmittels durch die Wandung der Umhüllung hindurch an das schwere Wasser abgegeben. Diese Wärmeabgabe ist jedoch unerwünscht.It is known that in nuclear reactors in which heavy water is the moderator, each of the in The heavy water immersing fuel rods are wrapped around each rod around an annular flow channel for a coolant, such as carbon dioxide, forms. Since the coolant heats up as it flows along the fuel rod, there will be some Heat conduction of the coolant is released through the wall of the casing to the heavy water. However, this release of heat is undesirable.
Um diesem Mangel abzuhelfen, wurde bereits vorgeschlagen, die das Kühlmittel von dem schweren Wasser trennende Wandung, d. h. die Umhüllung, als Doppelmantel auszubilden, so daß dieser eine den Wärmeabfluß vom Kühlmittel zum Moderator vermindernde Abschirmung bildet.In order to remedy this shortcoming, it has already been proposed to remove the coolant from the heavy Wall separating water, d. H. the envelope to be designed as a double jacket, so that this one the Forms shielding reducing heat flow from the coolant to the moderator.
Bei dieser bekannten Vorrichtung strömt das Kühlmittel in gleichbleibender Durchsatzmenge in beiden durch den Doppelmantel gebildeten, oben und unten offenen Strömungskanälen, nämlich zunächst im äußeren Kanal von oben nach unten und dann gegenläufig im inneren Kanal am Brennstoffstab entlang von unten nach oben. Demzufolge wird dieser Stab, der in der Mitte pro Volumeinheit weit mehr Wärme entwickelt als im Bereich seiner Enden, von seiner Mitte bis zum obenliegenden Austrittsende des Kühlmittels nur unzureichend gekühlt, weil dieser bei seinem Umlauf, vor allem bei seiner Strömung nach oben, zunehmend eine höhere Temperatur annimmt und entsprechend weniger Wärme abführt.In this known device, the coolant flows in a constant flow rate in both Formed by the double jacket, open top and bottom flow channels, namely initially in the outer channel from top to bottom and then in opposite directions in the inner channel along the fuel rod from the bottom up. As a result, this rod, which is in the middle, generates far more heat per unit of volume developed than in the area of its ends, from its center to the overhead outlet end of the coolant only inadequately cooled because it circulates, especially when it flows above, increasingly assumes a higher temperature and accordingly dissipates less heat.
Die Erfindung verläßt daher den Grundgedanken der vorgenannten bekannten Kühlvorrichtung, das Kühlmittel in gleichbleibender Durchsatzmenge im Gegenstrom zu führen, und stellt sich die Aufgabe, durch Veränderung der Durchsatzmenge in zwei Umlaufkanälen die Kühlung entlang einem langgestreckten Brennstoffstab selbsttätig so zu regeln, daß die Temperatur des Kühlmittels und möglichst auch der Wärmeaustausch während der ganzen Umlaufbahn des Kühlmittels entlang dem Brennstoffstab annähernd konstant bleiben und bei gegebener Gesamtdurchsatzmenge an Kühlmittel die Kühlwirkung verbessert wird.The invention therefore leaves the basic idea of the aforementioned known cooling device, the To guide coolant in a constant flow rate in countercurrent, and the task is to by changing the flow rate in two circulation channels the cooling along an elongated one Fuel rod to regulate automatically so that the temperature of the coolant and if possible also the heat exchange during the whole orbit of the coolant along the fuel rod remain approximately constant and the cooling effect for a given total throughput of coolant is improved.
Zu diesem Zweck geht die Erfindung von einer zwischen Brennstoffstab und Moderator angeordneten
Umhüllung für den Kühlmittelumlauf aus, die min-Umhüllung für den Umlauf eines Kühlmittels für
einen Kernreaktor-BrennstoffstabFor this purpose, the invention is based on a casing arranged between the fuel rod and the moderator for the coolant circulation, the min casing for the circulation of a coolant for
a nuclear reactor fuel rod
Anmelder:
Andre Huet, ParisApplicant:
Andre Huet, Paris
Vertreter:Representative:
Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,
Dipl.-Ing. G. E. M. DannenbergDipl.-Ing. G. E. M. Dannenberg
und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,and Dr. V. Schmied-Kowarzik, patent attorneys,
Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39Frankfurt / M., Große Eschenheimer Str. 39
Als Erfinder benannt:
Andre Huet, ParisNamed as inventor:
Andre Huet, Paris
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Frankreich vom 15. Dezember 1958 (781 697) - -France of December 15, 1958 (781 697) - -
destens eine den Brennstoffstab umgebende ringförmige Zone umgibt und durch die Durchtrittsschlitze für das Kühlmittel hindurchgehen.at least one annular zone surrounding the fuel rod and through the passage slots for the coolant to pass through.
Bei einer bekannten Ausführung einer solchen Umhüllung ist eine an den Brennstoff stab unmittelbar anliegende, schraubenförmig berippte Hülle von einer Metallhülse umgeben, die diametral einander gegenüberliegende Schlitze aufweist. Dabei strömt das Kühlmittel durch einen Teil der Schlitze dieser Hülse zum Brennstoffstab hin, den es längs der Berippung einige Male umläuft, wonach es durch einen anderen Teil der Schlitze radial wieder nach außen strömt. Hierdurch wird das Kühlmittel schon bei den ersten Umläufen um den Brennstoffstab stark erhitzt, so daß insgesamt der Wärmeaustausch in Längsrichtung des Brennstoffstabs rasch abnimmt. Somit wird auch bei dieser bekannten Ausführung die der Erfindung zugrunde gelegte Aufgabe nicht gelöst.In a known embodiment of such a casing is a rod on the fuel directly adjacent, helically ribbed shell surrounded by a metal sleeve, which are diametrically opposite one another Has slots. The coolant flows through some of the slots in this sleeve towards the fuel rod, which it revolves along the ribbing a few times, after which it is passed through another Part of the slots flows radially outwards again. This will keep the coolant at the first Circulation around the fuel rod is strongly heated, so that overall the heat exchange in the longitudinal direction of the fuel rod decreases rapidly. Thus, in this known embodiment, too, that of the invention underlying task not solved.
Diese Aufgabe wird auch bei einer anderen bekannten Kühlvorrichtung für Brennstoffstäbe nicht gelöst, bei der das Kühlmittel die Brennstoffstäbe durchquerende Kanäle durchströmt, weil sich auch hier eine Kühlmittelströmung ergibt, bei der die Kühlung der stärkeren Wärmeentwicklung im mittleren Bereich der Brennstoffstäbe nicht genügend angepaßt ist und von diesem Bereich bis zum oberen Bereich der Stäbe mit schon stark erwärmtem Kühlmittel, also mit zu geringer Wärmeabfuhr, erfolgt.This task is also not achieved with another known cooling device for fuel rods solved, in which the coolant flows through the fuel rods traversing channels, because also here a coolant flow results in which the cooling of the stronger heat development in the middle The area of the fuel rods is not adequately matched and from this area to the top The area of the rods with the coolant that is already strongly heated, i.e. with too little heat dissipation, takes place.
609 72S/305609 72S / 305
Claims (1)
ist, und daß die oberen Enden dieser Hüllen zur io Nach der Erfindung ist die von den beiden Bildung eines Abschlusses miteinander verbunden Hüllen O1 und b2 gebildete äußere ringförmige Zone sind, wobei in der inneren Hülle Schlitze vorgesehen der Umhüllung des Brennstoffstabes an ihrem unteren und in von unten nach oben anwachsender Anzahl Ende bei e offen; hier tritt ein Teilstrom des Kühlverteilt sind, die sich nach Maßgabe der Erhitzung mittels bzw. des Kohlensäuregases in Richtung der des Kühlmittels bemißt, und die eine Verbindung der 15 Pfeile B in die äußere ringförmige Zone ein. An gebeiden Ringzonen herstellen, von denen die innere eignet gewählten Stellen und in unterschiedlichen in an sich bekannter Weise an beiden Enden für den Höhenlagen sind in der inneren Hülle b1 Schlitze g Durchtritt des Kühlmittels offen ist und denen die angebracht, durch die aus der äußeren ringförmigen Kühlmittelströme an ihrer Grundfläche parallel zu- Zone Kohlensäuregas, das kalter als das des Haupt· einander zugeführt werden. ao stromes A ist, in die innere ringförmige Zone eintrittBased on the use of a ring-bounded by two sheaths O 1 and b 2 and forming the shaped zone around the fuel rod - as an inner zone adjacent to the fuel rod and through slots for the coolant - an annular flow channel for a through-pointing Sheath, the problem posed this zone flowing in the direction of arrows A is achieved according to the invention in that the through 5 coolant, for. B. carbonic acid forms. The envelope of a cylindrical or conical shell delimited ring O 1 , b 2 is enclosed together with the fuel rod in the shaped zone by a further, outer container of a core-shaped zone containing ring-shaped heavy water c , which is admitted through a practical reactor, and this heavy water running parallel to this shell limited shell forms the moderator of the reactor.
According to the invention, the outer annular zone formed by the two sheaths O 1 and b 2 connected to one another are, in the inner sheath, slots are provided for the sheath of the fuel rod at its lower end and in increasing numbers from bottom to top end at e open; Here, a partial flow of the cooling is distributed, which is dimensioned according to the heating by means of or the carbonic acid gas in the direction of the coolant, and which connects the 15 arrows B into the outer annular zone. Establish at both ring zones, of which the inner is suitably chosen places and in different in a manner known per se at both ends for the high positions are in the inner shell b 1 slots g passage of the coolant is open and which the attached through the from the outer Ring-shaped coolant flows on their base parallel to the zone of carbonic acid gas, which are supplied to one another at a colder temperature than that of the main one. ao stromes A , enters the inner annular zone
verjüngten Teils gewellt sind. 65Walls of the envelope along a conical patent claims:
tapered part are wavy. 65
529;German publication no. 1041177,
529;
Applications Claiming Priority (1)
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| FR781697A FR1218526A (en) | 1958-12-15 | 1958-12-15 | Cladding for fuel rods of a heavy water nuclear reactor |
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Family Applications (1)
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- 1959-12-15 GB GB42674/59A patent/GB935092A/en not_active Expired
Patent Citations (4)
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Also Published As
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