DE1004744B - Mit Schutzhuelle versehener Uranstab fuer Kernreaktoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen mit Schutzhülle versehenen Uranstab für Kernreaktoren zum Einführen in vorzugsweise kreiszylindrische Bohrungen eines aus festem Stoff bestehenden Moderators und besteht darin, daß der Uranstab oder die Schutzhülle oder beide mit gegeneinandergerichteten Abstandhaltern, wie Nocken, Rippen oder Distanzringen, versehen sind.

In den Kernreaktoren wird Uran oder verwandte Stoffe, wie Thorium oder Plutonium, in Stäben verwandt, die nackt oder mit einer Schutzhülle versehen sind. Die Stäbe, die symmetrisch gebaut sind, unterliegen in dem Reaktor je nach ihrer Lage bezüglich der Reaktormitte ungleichen Wärmebeanspruchungen, da die Stäbe in der Nähe der Mittellinie des Reaktors am stärksten reagieren und sich daher auf dieser Seite am stärksten erhitzen. Die Folge ist ein Krummziehen der Stäbe, welches bei einem nackten Stab, der durch Abstandsrippen in dem vorgesehenen Kanal aufliegt, kein Problem darstellt. Bei umhüllten Stäben, welche gasdicht in einer Hülle, die vorzugsweise aus Aluminium besteht, eingeschlossen sind, führt dieses Krummziehen zur Beschädigung der Hülle. Die gleiche Erscheinung tritt ein, wenn trotz gleichmäßiger Beanspruchung die Hülle den Stab nur örtlieh berührt. An dieser Stelle besteht dann ein hohes Wärmeleitungsvermögen, und die Wärme strömt, da Uran ein sehr guter Wärmeleiter ist, im Uranstab nach dieser Stelle hin und überhitzt die Hülle.

Diese Erscheinungen und die daraus folgenden schädlichen Wirkungen können vermieden werden, wenn der Uranstab gemäß der Erfindung durch Abstandhalter überall in annähernd gleichem Abstand von der Hülle gehalten wird. Wenn die Abstandhalter aus Uran bestehen, unterliegen sie fortschreitender Zersetzung, bestehen sie aus Werkstoff der Hülle, so sind sie durch Ubertemperatur gefährdet. Wählt man sie dagegen in weiterer Ausgestaltung der Erfindung aus einem Werkstoff, dessen Schmelzpunkt höher ist als der des Urans, besonders aus dem Werkstoff des Moderators, so besteht weder Gefahr, daß sie sich zersetzen, noch daß sie schmelzen. Der Neutronenstrom wird in ihrer Nähe abgebremst, während in den genannten anderen Fällen Ausnehmungen am Uranstab in der Nähe der Auflagerstellen zu empfehlen sind, um dort den Neutronenstrom nicht anwachsen zu lassen.

In Abb. 1 ist im Querschnitt dargestellt, wie ein Uranstab 1 in der Hülle 2 bei waagerechter Lage liegt, wenn diese Hülle 2 nicht fest anliegt, und wie die Hülle 2 in der Bohrung des Moderators 3 liegt. Die Auflagestelle der Hülle wird dabei thermisch überbeansprucht, einerseits, weil die Wärme aus dem Uranstab zur Berührungsstelle strömt, andererseits, Mit Schutzhülle versehener Uranstab
für ge-

Anmelder:

Deutsche Babcock & Wilcox-

Dampfkessel -Werke Aktien - Gesellschaft,

Oberhausen (RhId.), Duisburger Str. 375

Dr.-Ing. Wolfgang Junkermann, Mülheim/Ruhr,
ist als Erfinder genannt worden

weil das durch den Ringspalt 4 strömende Kühlmittel nicht an die Berührungsstelle gelangt.

In den Abb. 2 und 3 ist ein Uranstab 1 dargestellt, welcher von der Hülle 2 durch Zapfen 5., die an der Hülle befestigt sind, in gleichmäßigem Abstand gehalten wird. Gemäß Abb. 4 und 5 befinden sich an dem Uranstab Rippen 6, an der Hülle nach außen' gerichtete Zapfen 7. Nach Abb. 6 ist der Uranstab 1 profiliert, wobei in der Nähe der Rippen 6 Nuten 8 angeordnet sind. Gemäß Abb. 7 ist der Uranstab 1 mit Ringnuten 9 versehen, welche von zweiteiligen Graphitringen 10 umgeben sind.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Mit Schutzhülle versehener Uranstab für Kernreaktoren zum Einführen in vorzugsweise kreiszylindrische Bohrungen eines aus festem Stoff bestehenden Moderators, dadurch gekennzeichnet, daß der Uranstab oder die Schutzhülle oder beide mit gegeneinandergerichteten Abstandhaltern, wie Nocken, Rippen oder Distanzringen, versehen sind.

2. Uranstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzringe od. dgl. aus einem

609 840/353

Werkstoff bestehen, dessen Schmelzpunkt höher ist als der des Urans, insbesondere aus dem Werkstoff des Moderators.

3. Uranstab nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sein Durchmesser in der Nähe des Distanznnges kleiner ist als im übrigen Teil.

In Betracht gezogene Druckschriften: »Nucleonics«, Bd. 11, 1953, H. 6, S. 51.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen