DE1237228B - Kernreaktor-Brennstoffelement - Google Patents

Description

DEUTSCHES PATENTAMT

DeutscheKl.: 21g-21/20

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1237 228

Aktenzeichen: C 35048 VIII c/21 g

1 237 228 Anmeldetag: 9.Februar 1965

Auslegetag: 23. März 1967

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kernreaktor-Brennstoffelement von der Art eines »Traubenform-Elements«, in dem die Brennstoffstäbe von einer ringförmigen äußeren Mantelhülse umgeben sind und von mindestens einem Endgitter gehalten werden.

Die bezieht sich unter derartigen Elementen auf locker aufgebaute Bündelelemente, bei denen das Brennstoffmaterial die Form von umhüllten Stäben von geringem Durchmesser hat. Diese Brennstäbe sind zueinander angeordnet und in dieser bestimmten Anordnung durch Bauelemente gehalten, die ebenfalls dazu dienen, die Widerstandsfähigkeit dieser Brennstoffelemente gegenüber betriebsbedingten mechanischen und thermischen Beanspruchungen zu gewährleisten und ein Handhaben derselben in den Reaktorkanälen durch Halte- oder Greifvorrichtungen im Verlauf der Beschickungs- und Entnahmevorgänge zu ermöglichen.

Die Erfindung bezieht sich im besonderen auf diejenigen Brennstoffelemente, in denen zur Verminderung der Beanspruchungen, denen sie ausgesetzt sind, nur eines der Brennstabenden mit einem Haltegitter verbunden ist, während deren anderes Ende frei in einem zweiten Gitter gleiten kann. Dadurch werden die mechanischen Beanspruchungen auf ein starres Element übertragen, das die beiden Gitter verbindet und im besonderen aus einer ringförmigen Schutzmantelhülse besteht.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung an solchen Brennstoffelementen; sie soll vor allem die Aufgabe lösen, die Befestigung der Endgitter in der äußeren Mantelhülse zu gewährleisten, wodurch eine genaue Lageanordnung der Brennstäbe und eine praktisch gleichmäßige Verteilung der Beanspruchungen über die Gesamtoberfläche der Mantelhülse ermöglicht wird.

Ein Brennstoffelement der eingangs beschriebenen Art ist gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß jedes Endteil der Mantelhülse so ausgebildet ist, daß es an der Innenseite eines zylindrischen Muffenendes einer Gitterhalterung anliegt, daß die miteinander in Kontakt befindlichen Abschnitte der Mantelhülse und des Muffenendes mit einer gleichen Anzahl von miteinander fluchtenden Bohrungen mit dem gleichen Durchmesser versehen sind, daß das Muffenende der Gitterhalterung von einem Reifen umgeben ist, der herausgedrückte Vorsprünge aufweist, die in die Bohrungen der Mantelhülse und des Muffenendes zur Verbindung der beiden Teile passen, und daß die beiden Enden des Reifens miteinander durch Stumpfschweißen verbunden werden.

Kernreaktor-Brennstoffelement

Anmelder:

Commissariat ä I'Energie Atomique, Paris
Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz und Dipl.-Ing. K. Lampreeht, Patentanwälte, München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:

Henri Bailly, Orsay, Seine-et-Oise;

Roko Bujas, Gif-sur-Yvette, Seine-et-Oise;

Claude Ringot, Orsay₅ Seine-et-Oise (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 18. Februar 1964 (964 265) - -

Auf Grund dieser Anordnung erhält man eine vollständige Befestigung der äußeren Schutzmantelhülse an den Gittern, wobei der Zusammenbau besonders einfach ist und keine spezielle Vorrichtung erfordert, da das Zusammenschweißen der Enden des Bandagenreifens an sich allein den gewünschten Zusammenhalt schafft.

Vorteilhafterweise sind die in der Mantelhülse und im Muffenende vorgesehenen Bohrungen mit gleichem Abstand auf der Umfangsfläche des entsprechenden Stückes verteilt, während die Bohrungen an den zwei Enden der Mantelhülse paarweise auf gemeinsamen Mantellinien liegen, um eine vollkommen parallele Anordnung der Achsen der Brennstäbe bezüglich der Achse der Mantelhülse zu ermöglichen und somit die Torsionsverdrehung dieser Brennstäbe zu verhindern.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Es zeigt

F i g. 1 eine auseinandergezogene Ansicht der verschiedenen, für den Zusammenbau bestimmten Teile,

F i g. 2 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Brennstoffelement mit kleineren Abmessungen.

Wie man aus den Figuren ersehen kann, hat das Brennstoffelement eine zylindrische Mantelhülse 1, beispielsweise aus Graphit, die ein lockeres Bündel

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Claims (4)

von Brennstäben 2 umgibt. Diese Brennstäbe werden an jedem ihrer beiden Enden durch Gitterhalterungen 3 gehalten. Wie bereits oben ausgeführt wurde, sind sie mit einem dieser Gitter verbunden und können im anderen frei gleiten, wodurch das Element vor allem den Beanspruchungen widerstehen kann, die sich aus den unterschiedlichen Wärmedehnungen der verschiedenen, zur Herstellung des Elements verwendeten Teile ergeben. Wie aus der F i g. 1 ferner hervorgeht, ist das Ende eines jeden Brennstabes in einer Fassung 4 eingepaßt, während sämtliche Brennstäbe in einer bestimmten Anordnung durch einen Satz von Verbindungsstegen 5 gehalten werden, welche die Fassungen 4 mit dem Umfang 6 der Gitterhalterung 3 verbinden. Diese Gitterhalterung weist im übrigen ein Muffenende 7 auf, in das praktisch ohne Zwischenspiel das Endteil 8 der Mantelhülse 1 eingepaßt werden kann. Erfindungsgemäß sind das Muffenende 7 und das Endteil8 der Mantelhülse von radialen Löchern 9 durchbohrt, deren Anzahl im dargestellten Ausführungsbeispiel gleich sechs ist. Die Befestigung der Mantelhülse 1 in der Gitterhalterung 3 wird durch einen Bandagenreifen 10 bewirkt, der die Form eines dünnen Metallbandes 11 hat, welches mit sechs herausgedrückten Vorsprüngen 12 versehen ist, die leicht kegelstumpfförmig und gleichmäßig auf dem Band entsprechend der Abwicklung der in die Mantelhülse bzw. die Gitterhalterung gebohrten Löcher verteilt sind. Beim Zusammenbau der verschiedenen Teile, wie in der F i g. 2 dargestellt ist, greifen die Vorsprünge in die entsprechenden Löcher des Muffenendes 7 und in die zugehörigen Löcher der Mantelhülse 1 ein, wonach die beiden Enden des Bandes 11 bei 13 aufeinandertreffen und stumpf zusammengeschweißt werden. Auf diese Weise können sich die Gitterhalterung und die Mantelhülse nicht gegeneinander verschieben. Diese Art der Befestigung weist unter anderem den Vorteil auf, daß die Gitterhalterung und die Mantelhülse unabhängig von der Betriebstemperatur des Brennstoffelements auf Grund der Vorsprünge des Bandagenreifens völlig koaxial zueinander gehalten werden, wobei die Vorsprünge durch ihre konische Form als Zentrierstifte dienen. Diese Zentrierung hält den Abstand zwischen den Brennstäben des Kreisringes und der Mantelhülse für alle Brennstäbe gleich, wodurch eine gleichmäßige Kühlung derselben ermöglicht wird. Es soll schließlich betont werden, daß durch die einfache Art der vorgeschlagenen Befestigung eine vorherige genaue Bearbeitung und Kontrolle eines jeden Teiles durchführbar und eine präzise Lageanordnung der Mantelhülse zu den Endgittern möglieh ist. Patentansprüche:

1. Kernreaktor-Brennstoffelement von der Art eines »Traubenform-Elements«, in dem die Brennstoffstäbe von einer ringförmigen, äußeren Mantelhülse umgeben sind und von mindestens einem Endgitter gehalten werden, dadurchgekennzeichnet, daß jedes Endteil der Mantelhülse so ausgebildet ist, daß es an der Innenseite

ao eines zylindrischen Muffenendes einer Gitterhalterung anliegt, daß die miteinander in Kontakt befindlichen Abschnitte der Mantelhülse und des Muffenendes mit einer gleichen Anzahl von miteinander fluchtenden Bohrungen mit dem gleichen

as Durchmesser versehen sind, daß das Muffenende der Gitterhalterung von einem Reifen umgeben ist, der herausgedrückte Vorsprünge aufweist, die in die Bohrungen der Mantelhülse und des Muffenendes zur Verbindung der beiden Teile passen, und daß die beiden Enden des Reifens miteinander durch Stumpfschweißen verbunden werden.

2. Brennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Mantelhülse und dem Muffenende der Gitterhalterung vorgesehenen Bohrungen mit gleichem Abstand auf dem Umfang des entsprechenden Teiles verteilt sind.

3. Brennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Mantelhülse an jedem ihrer Endteile vorgesehenen Bohrungen paarweise auf gemeinsamen Mantellinien liegen.

4. Brennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Bandagenreifen hervorstehenden Vorsprünge kegelstumpfförmig · ausgebildet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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