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DE1439783A1 - Brennelement fuer Kernreaktoren - Google Patents

Brennelement fuer Kernreaktoren

Info

Publication number
DE1439783A1
DE1439783A1 DE19621439783 DE1439783A DE1439783A1 DE 1439783 A1 DE1439783 A1 DE 1439783A1 DE 19621439783 DE19621439783 DE 19621439783 DE 1439783 A DE1439783 A DE 1439783A DE 1439783 A1 DE1439783 A1 DE 1439783A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel
structures
troughs
fuel element
strips
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19621439783
Other languages
English (en)
Inventor
Waters James Duncan
Peter Waine
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UK Atomic Energy Authority
Original Assignee
UK Atomic Energy Authority
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UK Atomic Energy Authority filed Critical UK Atomic Energy Authority
Publication of DE1439783A1 publication Critical patent/DE1439783A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

UNITED KTNGTiOM ATOMIC miKG ATJ^1HORI UV, J-at ent a Branch, 11-12, Charles II Street, London, B ' 1, Tingland
Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 18707/61 vom 24· Mai 1961 beansprucht.
Brennelement für Kernreaktoren
Die Erfindung bezieht eich auf Brennelemente für Kernreaktoren, insbesondere auf solche, die als "Bündel-Brennelemente" bekannt sind.
Sin Bündelbrenneleaent weist eine Gruppe von einzelnen Bxennetoffkörpern auf» dl· «it Abetand in Halterungeaufbauten Ton gitterartiger For» endfixiert eind. Sa die Gitterhalterunge«
BAD ORIGiNAt. 809901/0211
aufbauten vom Kihlmittelatrora Überquert- oder -iberstrcS'it wer fen m aaen, iat es blich, diese aus Stegen riit aclimaleni oder dUii-ieTTi Querschnitt herzustellen, damit der K -hliaittelstroin nicht "-unna*tig oder gar unzulässig behindert wird..
Ea hat uich herausgestellt, dai3 bei i'eiap er aturände fangen dur h Bewegungen der "Brennstoff kgrpe/r relativ zu den achiaa-' ien Stegen eine Deforpiierung oder Verf orn ing- der fJltterhal-" ~ terung-saufbauten entateheK- /kanriy und. ._-darirL ergibt aieh die Grefahr eines 'darauffolgenden Se^mtauaaiiiiienbruche der Aufbauten. ' ■';;"■■'"-." .-;' '""_;" Γ; "--" '
öentlasä der Erfindung ist'ein B ndelbreniieienient, das eine (rruppe von einzelnen Bi*ennstoffk8rper*i iia Abstand yoneinari-der aufweiät»'' v/elehe' in CJitte.rhalterunssaufbauten end- . fixiert sind,; die aua achiäaleh Stegen aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß die BrennstÖffkörper alt den Gitterhalterurigaaüf bauten 4in Stück bilden iinälr.Mtttel vorgesehen, sind, um ein Anwachsen dea^Brenjieieiaentea vom einen Ende her zu ermöglichen., .'/*-'...-:> _""'■■- :.;.ί:Γΐ ^y . ' -:_i^y" ,-*" * / . -- -
.,; iy;J)4e.„Brfitt4^g^schaff^|^^ini^n^elbrennelement, bei dem di Stege,d,er Gitterhalterungsaufbauten sehr dtinn (z.B. 0,010 bis Ο^^Ο^οΙΙ,^Ο.,,^^^ 0^5Of mis)).hergestellt weriienjcönne/i, so dj|£|, rein,^hlmi1|1;eldruiikabf all ttbpr^ die Auf bauten hinweg prak~
nan einerseits davon aua^ehen v;iUi?.i, dai5 die Stärke oder Festigkeit solcher Gritterhalterungrmufbauten von Haus aus derart ist, da? sie einer Verforw nf'sbeanspruchun.? unter Reaktorbetriebsbedingungen nicht zn widerstehen verlogen, so hat oich andererseits herausgeatellt, daß sie infolge ihrer einstückigen Ausbildung, mit den Brennato fkörpern stabil sind. 'Tit anderen v/orten, en wird zwar eine Verformung der schmalen Stege toleriert (da durch sie eine überm&üaige oder unzulässige Belastung der Brennstoffkörper venieen wird), aber infolge der Einst ckigkeit vori BrennstoffköTpern und Gitterhalterungeaufbauten bringt ei ne solche Verfo-nnung nicht das Zusammenbrechen der Aufbauten mit oich.
Die Erfindung soll nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werdex·., und zwar zeigt»
Pig. 1 einen Längsschnitt, während
51Ig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1 darstellt.
Die Fign. 1 und 2 zeigen ein B ndelelement, das eine Gruppe von im Abstand gehaltenen Brennstoffstäben 1 aufweist, welche in Gitterhalterungsaufbauten 2, 3 endfixiert sind, dl· aus schraalen Steven aufgebaut sind, wobei die Stäbe 1 mit den Aufbauten 2, "5 durch Umfangsnalit-Schweißstellen 4, 5 zu einem Stück verbunden sind bzw. einst ckig ausgebildet sind "und der Aufbau 3 in einem Tragbauteil 6 gehalten wird, während der
BAD
80990i/02iS
Aufbau 2 sich mit den Brennstoffstäben 1 frei la Ba&teil 6
au bewegen vermag.
Der Aufbau 2 weist sehr schmale oder flache (0,010 Soll oder 0,254 ram) Streifen 7 (0,55 Zoll oder 8,890 mm tief) aus rostfreiem "Stahl auf, die im Abstand mit Quermulden 8 versehen sind, weldie eine-gewölbte Form haben bzw. bogenförmig sind und mit den Längest cken der Streifen 7 zwischen den Mulden 8 zu Diagonalpaaren zusammengesetzt oder -gebaut sind, wobei die Mulden 8 ao zusammenführen, daß sie achtzehn mit Abstand voneinander angeordnete Brennelementöffnungen .9 bildtn (in welchen die Enden der Stäbe 1 fixiert sind), sowie eint Mittel-Verbindungsatangen-Öffnung 10'. Die nebeneinanderliegenden Längen der Streifen 7, welche die Stege bilden, sind entfernt von den Öffnungen 9 durch Wid«retandsschweissen an den Stellen 26 miteinander verbunden (die Stäbe 1 sind d«r tfbereichtllchkeit halber in Fig. 2 weggelassen worden). Die äusseraten Streifen 7 haben geflanschte Enden, welohe an das Innere eines Halterings 11 aus rostfreiem Stahl von 3,9 Zoll (9,9 cm) Innendurchm®»ser geaohweiset sind.
Die sehr schmalen Stege des Aufbaue 2 (und in ähnlicher Wels· des Aufbaue 3) nehmen 0,616 Quadratzoll (3,98 cm ) Querschnitt ein, und sie behindern somit den K lilmittelatrora durch den Trägerbauteil 6 nur wenig.
Der Tragerbauteil € weiet eine äuasere öraphith 1s® 12
und ein« innere 0raphlth>lee 13 mit einem mit Zapfen versehe- ,
SAD ORIGINÄR
809901/0211
aen Graphitring 14 auf, der von einem mit Zapfen ν ersehenen Verriegelungsring 15 bedeckt ist, und die Hülse 12 ist an ihrem oberen Ende mit einem geschraubten Graphitring 16 versehen.
Der Aufbau ?5 ist ähnlich dem Aufbau 2, mit der Abweichung, daß er tiefer ausgebildet (0,5 Soll oder 12,7 mm) ist und daß die geflanschten Enden der aus »ersten ritreifen 7 an die Innenseite einer ringförmigen Halfcrung 17 aus rostfreiem Stahlaufbau von 0-förmigem Querschnitt angeschwelsst sind. Die Halterung 17 sitzt auf einem Flansch 18 der Hülse 12 und hat einen Zapfen 19, welcher in eine entsprechende Ausnehmung 20 in der Hülse 12 eingreift.
Auf diese Weise wird einerseits der Aufbau 3 im Bauteil 6 gehalten, während der Aufbau 2 sieh frei im Bauteil 6 zu bewegen vermag, wobei als typisches Beispiel eine radiale Toleranz von 0,02 Zoll (0,25.mm) zwischen dem Aussendurchmeaaer des Hinge 11 und den Innendurchmesser des Rings 14 Tür einen Durchmesser von 5 Zoll (12,7 cm) der H-lee 12 vorgesehen werden kann·
Jeder Brennstoffatab 1 weist βintη Stapel von gesintertem U02~Brennstoffpellets 21 (0,4 Zoll oder 10,1 ram Durohraesser, 0,4 2oll tief) auf* welch· in einer rohrförmigen Halle (0*012 Zoll oder 0,305 mm) dick 22 aus rostfreiem Stahl enthalten sind, wob·! Bndkappen 23 aus rostfreie» Stahl durch Widerstandssohweiesen an &·& Stellen 24 alt den Enden dir H He 22 dioht verbanden sind. Dl· Pellets 21 sind won den Bndkmpp·» 23 durch
BAD ORIGINAL
80S0Ö1/O211
sVärmeiaolieratopfen 23 aua gesintertem Äluminiuaoxyd im Abstand gehalten. Pie Widerstandsschrei sagteilen 4, 5 aind zwischen den Tindkappen 2? und 3en Teilen der Streifen 7, die die öffnungen 9 verbinden,
Oa die Stäbe 1 snit den Aufbauten 2, 3 einstückig gemacht
Bind und der Aufbau 3 is Bauteil 6 gehalten wird, während der
Aufbau 2 sich im Bauteil 6 frei bewegen kann, folgt äer Aufbau 2 Jeder Belegung der Brennstoffatäbe 1. Die Starke oder festigkeit der Stege 7 ist derart, daß ein individuelles Anwachsen d« Brennstoff stäbe 2 (1) eine Verformung rier Aufbauten 2, 3 durch Verbiegen oder -b?ulen der seb,r schmalen Ste»e 7 zur Folge hat* doch wegen ihrer Einst ekigkeit" mit den Brennstoffstäben 2
f-'ihrt diese Verformung nicht zu einem Susanmenbruch <?er Aufbauten.
Die Stäbe 1 können alternativ durch Hartlöten rait den Aufbauten 2, 3 verbunder, v-erden.
Patentansprilche
BAD ORPJNAt
809 9 01/021·

Claims (2)

  1. Köln 106931, Essen 20362
    Abs.: fglffanwoft Dipl.-lng. SCHUKRT, Sieg« i. W«*tf., Bankkonten:
    OronJwnl 14, Postfach 325 Deutsdie Bonk AG.,
    62 Ιβθ !»/ill» Filialen Siegen und Oberhausen (RhId.)
    16. April 1962
    Patentansprüche
    1—N
    / 1·J Bündelbrennelement, dan eine Gruppe von einzelnen
    Brennetoffkörηer aufweist, die im Abstand gehalten werden und la eitterlialterungeaufbauten endfixiert sind, welohe auf aotaalen Stegen aufgebaut eind, dadurch gekennzeichnet, daß die Irennetoffkörper (1) mit den öitterhalterungsaufbauten (2, 3) einetüokig gemacht sind, und Mittel rorgeeehen sind, um ein Anwachsen des Brennelementes rom einen Ende her su ermOglichen.
  2. 2. BOndelbrennelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die Gitterhalterungsaufbauten (2, 3) schmale Streifen (7) aufweisen, welche Quereulden (8) in Abständen haben und Bit den Längen der Streifen Bwisehen den Mulden (8) in Paaren nebeneinanderliegend «usaaraengesetEt sind, um die Stegs der Aufbauten au bilden, wobei die Mulden «ueaamenfuhren, u» öffnun en (9) «ur Endfixierung der Brennstoffkörper (1) eu bilden und die nebeneinanderliegenden lÄngen der Streifen entfernt ron den Mulden (8) miteinander verbunden oder aneinander befestigt sind (26).
    3« Bttndelbrennstoffelement,nach Anspruch 1 oder 2, dadureh gekenneeichnet, daS die genannten Mittel einen rohrförmigen Tragbauteil (6) aufweisen, welcher die genannten einstückig gemachten Brennstoffkörper und Aufbauten (1, 2, 3) fixiert, wobei
    809901/0218
    eine der genannten Aufbauten (z.B. 3) im Trägerbauteil (6) gehalten wird und die andere (is.B. 2) sich frei in dem £rägerbauteil (6) bewegen kann.
    BAD ORiQiNAt.
    809901/0210
DE19621439783 1961-05-24 1962-04-17 Brennelement fuer Kernreaktoren Pending DE1439783A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB18707/61A GB959470A (en) 1961-05-24 1961-05-24 Improvements in or relating to fuel elements for nuclear reactors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1439783A1 true DE1439783A1 (de) 1969-01-02

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ID=10117031

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19621439783 Pending DE1439783A1 (de) 1961-05-24 1962-04-17 Brennelement fuer Kernreaktoren

Country Status (3)

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DE (1) DE1439783A1 (de)
GB (1) GB959470A (de)

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GB959470A (en) 1964-06-03
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