DE1514977C3 - Entlüftetes Brennstoffelement für Kernreaktoren - Google Patents
Entlüftetes Brennstoffelement für KernreaktorenInfo
- Publication number
- DE1514977C3 DE1514977C3 DE1514977A DEU0011990A DE1514977C3 DE 1514977 C3 DE1514977 C3 DE 1514977C3 DE 1514977 A DE1514977 A DE 1514977A DE U0011990 A DEU0011990 A DE U0011990A DE 1514977 C3 DE1514977 C3 DE 1514977C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fuel
- vent line
- fuel element
- vented
- element according
- 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.)
- Expired
Links
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
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
- G21C3/041—Means for removal of gases from fuel elements
-
- 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
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
-
- 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
- G21C3/3213—Means for the storage or removal of fission gases
-
- 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)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein entlüftetes Brennstoffelement für Kernreaktoren, bei dem während des Betriebes
entstehende gasförmige Spaltprodukte aus dem Brennstoffraum über eine Öffnung in der Hülle
nahe einem Ende des langgestreckten Brennstoffelementes in das Kühlmittel abgelassen werden.
Es ist bekannt (französische Patentschrift 1339615), das Innenvolumen eines Brennstoffelementes
durch das Volumen von Hohlräumen in der gekühlten Tragstruktur des Brennstoffelementes zu
vergrößern, so daß sich im Brennstoffelement entwikkelnde Gase, z.B. bei spaltbaren Oxiden bei hoher
Temperatur, ausdehen und abkühlen können und der Gasdruck im Brennstoffelement nicht über ein gewisses
Maß ansteigt.
Eine andere bekannte Möglichkeit, den Innendruck in der Hülle von Brennstoffelementen zu begrenzen,
besteht in der Entlüftung dieser Brennstoffelemente. Hierzu ist es bekannt (USA.-Patentschrift 3 010 889,
französiche Patentschrift 1 269842, französische Patentschrift 1310 837), die Brennstoffräume der
Brennstoffelemente mit aus dem Reaktorkessel zu Reinigungsanlagen herausführenden Entlüftungsleitungen
zu verbinden. In den Reinigungsanlagen werden die in den abgeleiteten Gasen vorhandenen Spaltprodukte
beseitigt.
Solche entlüfteten Brennstoffelemente sind zu unterscheiden von Brennstoffelementen, bei denen in
die Brennstoffräume ein Spülgas eingeleitet und aus den Brennstoffräumen in eine Reinigungsanlage abgesaugt
wird (britische Patentschrift 809 586).
Eine Zwischenstellung nehmen diejenigen gasgekühlten Brennstoffelemente ein, bei denen durch Öffnungen
oder poröse Wandteile in der Hülle der Brennstoffelemente ein Teil des Kühlgases in die
Brennstoffräume eingeleitet und daraus zu Reinigungsanlagen abgezogen wird (französiche Patentschrift
1269 842).
Solche Reinigungsanlagen bei diesen bekannten Brennstoffelementen sind jedoch aufwendig.
Es ist auch bereits bekannt (britische Palentschrift
809 586), bei gasgekühlten Brennstoffelementen einen Teil des Kühlgases in die Brennstoffelemente einzuleiten
und daraus wieder in das Kühlgas abzulassen. Dies hat jedoch, ebenso wie die bereits für mit flüssigem
Metall gekühlte Brennstoffelemente vorgeschlagene Maßnahme, am oberen Ende der Hülle der
Brennstoffelemente eine kleine Entlüftungsöffnung vorzusehen, den Nachteil, daß der Kühlmittelkreis
durch aus dem Brennstoff stammende Spaltprodukte stark radioaktiv werden kann, so daß auch hier aufwendige
Reinigungsanlagen, hier im Kühlmittelkreis, vorzusehen sind.
Demgegenüber wird durch die Erfindung die Aufgabe gelöst, ein entlüftetes Brennstoffelement zu
schaffen, bei welchem der Brennstoffraum zu dem das Brennstoffelement umgebenden Kühlmittel hin entlüftet
ist, die Verunreinigung des Kühlmittels durch Spaltdruck jedoch weitgehend vermieden ist.
Dies wird erfindungsgemäß bei einem entlüfteten Brennstoffelement der eingangs erwähnten Art dadurch
erreicht, daß die Spaltgase über eine rohrförmige Entlüftungsleitung in das Kühlmittel geleitet
werden, die wesentlich länger ist, als die vom Brennstoff eingenommene Länge der Hülle.
Dies führt zu dem Vorteil, daß auf dem langen Entlüftungsweg
vom Brennstoffraum bis zum Kühlmittel kurzlebige gasförmige Spaltprodukte vordem Austritt
in das Kühlmittel zerfallen. Dadurch wird die mittlere Radiaktivität des Systems außerhalb der Brennstoffelemente
verringert. .
Im einzelnen können einige der kurzlebigen gasförmigen
Spaltprodukte während ihres Aufenthalts in der langen Entlüftungsleitung entweder zu instabilen Folgeprodukten,
die fest sind, oder zu Folgeprodukten zerfallen, die, obgleich noch gasförmig, stabil sind
oder doch zumindest keine ernsthaften Probleme für die Abschirmung des Systems schaffen. Ein Beispiel
für den Zerfall in ein festes Folgeprodukt ist88 Kr, welches
mit einer Halbwertzeit von 2,8 Stunden zu &sRb
mit starker Gammastrahlung zerfällt. Ein Beispiel für
den Zerfall in gasförmige Folgeprodukte ist die Zerfallskette 132, bei der 132Te mit einer Halbwertzeit
von 78 Stunden zu 132Z, und dieses seinerseits mit einer
Halbwertzeit von 2,3 Stunden zu dem stabilen 132Xe
zerfällt. In beiden Fällen wird eine Strahlungsverseuchung des die Brennstoffelemente umgebenden Kühlmittels
vermieden, und zwar einmal, weil das im festen Zustand anfallende Folgeprodukt im Brennstoffelement
zurückgehalten wird, und das andere Mal, weil das entweichende Produkt stabil ist. Das Zurückhalten
von festen Folgeprodukten geschieht durch deren Ablagerung auf inneren Flächen des Brennstoffelementes.
Ein derartiges Zurückhalten fester Folgeprodukte kann daher bei jeder Art von Brennstoffelementen
erwartet werden, bei denen der Brennstoff von einer Hülle umschlossen ist.
Für den Entlüftungsweg können lange Durchlaufzeiten angewendet werden, um insbesondere die Abgabe
radioaktiver Jodisotropen zu verringern. Diese sind in gasförmigem Zustand und die wichtigsten haben
Halbwertzeiten bis zu mehreren Tagen. Obwohl sie zu Xenon-Isotropen zerfallen, die in das Kühlmittel
eindringen, sind doch viele von den letzteren stabil und ergeben keine gefährliche Strahlung. Die Entlüftungsleitung
kann so bemessen sein, daß der durchlaufende Spaltgasstrom im wesentlichen nicht gedrosselt
ist. Die durchschnittliche Durchlaufzeit (hier das freie Volumen der Entlüftungsleitung geteilt durch die
Durchflußrate des Spaltgases) sollte viele Stunden betragen.
Es kann eine Durchlaufzeit von nicht weniger als 100 oder sogar 150 Stunden vorgesehen werden.
Diese Zahlen sind bis zu gewissem Maße willkürlich und vernachlässigen etwaige Gasdiffusionsvorgänge,
durch welche die Strömung der verschiedenen gasförmigen Zwischenprodukte zum Ausgang der Entlüftungsleitung
hin beschleunigt und mehr oder weniger ungleichförmig werden kann. Diese Zahlenangaben
sind jedoch geeignet, den beträchtlichen Unterschied zwischen erfindungsgemäßen Brennstoffelementen
und bekannten Brennstoffelementen aufzuzeigen.
In der einfachsten Ausführungsform der Erfindung
ist die Hülle des Brennstoffelementes über den Brennstoffraum hinaus verlängert, wobei an einem
Hüllenende ein Anschluß für die Entlüftungsleitung vorgesehen ist, durch welchen der Brennstoffraum mit
der Entlüftungsleitung verbunden ist. Das Austrittsende der Entlüftungsleitung, welche mindestens
ebenso lang wie die über den Brennstoffraum hinaus verlängerte Hülle ist, liegt hierbei möglichst nahe am
anderen Hüllenende.
In einer anderen Ausführungsform ist die Entlüftungsleitung so eng, daß der Spaltgasstrom beim
Durchgang durch die Entlüftungsleitung gedrosselt wird. Hierdurch wird die Verweilzeit der Spaltgase
in der Entlüftungsleitung vergrößert. Das Gesamtvolumen der Entlüftungsleitung kann hier somit kleiner
sein, als bei einer Entlüftungsleitung, in welcher eine nahezu ungedrosselte Strömung vorliegt. Für eine
drosselnde Entlüftungsleitung ist ein Kapillarrohr geeignet.
In Verbindung mit den bisher beschriebenen Entlüftungsleitungen kann eine beliebige Filtereinrichtung
verwendet werden. Eine solche Filtereinrichtung kann derart ausgewählt werden, daß bestimmte Teile
der Spaltprodukte zurückgehalten werden. Beispielsweise trägt eine Filtereinrichtung mit Graphitanteilen
zur Verringerung der Abgabe von Jod-Isotopen bei. Auch Filtereinrichtungen in Form einer Gaswascheinrichtung
können verwendet werden. Außerdem können zwischengeschaltete Flüssigkeitsabscheider
als Begrenzung für die Gasdiffusion dienen.
Zur Erläuterung der Erfindung sind in der Zeichnung spezielle Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt. In der Zeichnung zeigen
Fig. IA, IB und 1C Teillängsschnitte durch den
oberen, mittleren bzw. unteren Teil einer ersten Ausführungsform für einen Schnellreaktor mit Kühlung
durch flüssiges Metall, wobei Fig. IB einen größeren
Maßstab hat,
F i g. 2 einen Teillängsschnitt durch den Hauptteil eines abgewandelten Brennstoffelementes und
F i g. 3 einen Längsschnitt durch ein stabförmiges Brennstoffelement als Beispiel für die Verwendung
in einem gasgekühlten thermischen Reaktor.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 A, IB und 1C sind Brennstoffelemente in
Form langer Brennstäbe 11 parallel zueinander auf einem dreieckigen Gitter zu einem Brennstabbündel
mit einer langgestreckten sechseckigen Hülle 12 zusammengestellt. Jeder Brennstab weist eine dünne zylindrische
Ummantelung auf, die den Kernbrennstoff, in diesem Falle vermengte Uran- und Plutoniumdioxide,
enthält. Für die verwendete Kühlung durch flüssiges Metall ist die Ummantelung der Brennstäbe aus
rostfreiem Stahl.
Mindestens ein Haltegitter (nicht dargestellt) dient der Führung der Brennstäbe in der Hülle 12. Zur Abstützung
der Brennstäbe sind deren unteren offenen Enden in eine einem zweifachen Zweck dienende
Halterung eingelassen (Fig. IB), die am unteren Ende der Hülle angeordnet ist. Diese Halterung weist
zwei übereinanderliegende gitterförmige Haltevorrichtungen 13 und 14 auf, die jeweils durch ein sechseckiges
Teilstück der Hülle gehalten werden. Dieses Teilstück ist, zumindest über einen Teil seiner Länge,
von etwas geringeren Abmessungen als das übrige Sechseck der Hülle. In dem Inneren dieses Teilstückes
erstrecken sich, parallel und in Abständen entsprechend den Abständen zwischen den Reihen der
Brennstäbe, Gitterstäbe, wie z. B. 15, die einerseits breit genug sind, um die verjüngten unteren Enden
der darin eingelassenen Brennstäbe in Aufnahmelöchern aufzunehmen, andererseits schmal genug sind,
um das Durchströmen des Kühlmittels zwischen ihnen
ohne unerwünschten Druckabfall zu gewährleisten. Die Gitterstäbe der einen Haltevorrichtung liegen
über den Zwischenräumen der anderen Haltevorrichtung, so daß die Reihen der Brennstäbe abwechselnd
in die eine oder andere Haltevorrichtung eingelassen sind.
Jeder der Gitterstäbe weist eine Bohrung 16 auf, die sämtliche einen Brennstab aufnehmenden Aufnahmelöcher
in den gitterförmigen Haltevorrichtungen untereinander verbindet. Damit dienen diese
Haltevorrichtungen nicht nur als Abstützung für die Brennstäbe, sondern auch zur reihenweisen Verbindung
der Brennstoffräume der Brennstäbe mit einer Sammelkammer.
Diese Sammelkammer liegt am unteren Ende der Anordnung und wird von einem Hohlraum 17 zwischen
der sechseckigen Hülle und einer zylindrischen Buchse 18 gebildet, die koaxial innerhalb der Hülle
angeordnet ist. Am unteren Ende des Hohlraumes ist die Hülle durch einen hohlen Zentrierfuß 19 zylindrischer
Form entsprechend der der Buchse 18 verlängert. Dieser Zentrierfuß weist längliche öffnungen 20
für den Eintritt des Kühlmittels in das hohle Fußinnere
auf, welche durch eine innerhalb des Zentrierfußes angeordnete Filtermanschette abgedeckt sind. Ein
weiterer Satz länglicher öffnungen 22 in dem Zentrierfuß gestattet den Zutritt von Kühlmittel aus benachbarten
Anordnungen, falls das Filter sich zusetzt. Das eingeführte Kühlmittel bewegt sich von dem hohlen
Inneren des Zentrierfußes 19 durch die Buchse 18 in die Hülle und in dieser aufwärts entlang der
Brennstäbe.
In dem Hohlraum 17 erstreckt sich bis zu dessen Boden eine rohrförmige Entlüftungsleitung 23, weiche
sich aufwärts durch die gitterförmige Haltevorrichtung 13, in welcher sie an Stelle eines Brennstabes
steht, erstreckt und welche den gleichen äußeren Durchmesser aufweist, wie die Brennstäbe. Wie aus
Fig. IB ersichtlich, ist die Bohrung 16 in der Haltevorrichtung
13 an der Stelle, wo an Stelle eines Brennstabes die Entlüftungsleitung eingesetzt ist, unterbrochen.
Somit steht die Entlüftungsleitung nur an ihrem unteren Ende über eine Querbohrung 24 mit dem
Sammelhohlraum 17 in Verbindung.
Oberhalb des Brennstabgitters erstreckt sich die Entlüftungsleitung in den oberen Teil des Brennstoffelementes.
Dieser Oberteil ist an der Hülle 12 über Streben 25 befestigt, welche Durchtrittsöffnungen für
das Abführen des aus dem Oberteil austretenden Kühlmittels freihalten. Der Oberteil weist eine flüssigkeitsdichte
ringförmige Gaskammer 27 auf, in welche die Entlüftungsleitung 23 hineinragt. Das untere
Ende dieser Gaskammer steht über mehrere Öffnungen 28 mit der Umgebung in Verbindung. Das obere
Ende 29 des Oberteiles ist als Anschluß für ein Hebezeug ausgebildet.
Beim Einführen des Brennstoffelementes in den Reaktor tritt das Kühlmittel, welches in Höhe des
Oberteils unter einem gewissen Druck steht, durch die Öffnungen 28 in die Gaskammer 27 ein, und falls
das darin ursprünglich enthaltene Gas kühl bleibt, wird durch die Kompression dieses Gases ein Übertreten
des eingetretenen Kühlmittels in den Sammelhohlraum 17 ermöglicht, wo es eine freie Oberfläche
bildet. Wenn die Temperatur des ursprünglichen Gasinhaltes durch den Betrieb des Brennstoffelementes
unter Last ansteigt, wird durch das Ausdehen des Gases das Kühlmittel aus der Entlüftungsleitung 23 und
der Gaskammer vertrieben. Im weiteren Verlauf tritt das während des Betriebes durch den Brennstoff abgegebene
Spaltgas durch die Bohrungen 16 der Haltevorrichtungen 13 und 14 in den Hohlraum 17 ein und
kann aus diesem letztlich durch die Entlüftungsleitung 23 und die Gaskammer in das umgebende Kühlmittel
entweichen.
Der Hauptunterschied des Ausführungsbeispieles in Fig. 2 gegenüber dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel
liegt in der Gestaltung des Sammelhohlraumes 17, der in Fig. 2 dargestellt ist. Bei dieser
Ausführungsform bleiben sowohl die Entlüftungsleitung 23 als auch die Verbindung der Innenräume der
Brennstäbe mit dem Sammelhohlraum durch die HaI-
*5 tevorrichtungen 13 und 14 unverändert. In dem Sammelhohlraum
17 sind äußere und innere zylindrische Trennwände 30 und 31 mit sehr geringem Abstand
voneinander angeordnet, wodurch ein Labyrinth zwischen der Gaseintrittsöffnung 32 und der Querbohrung
24 der Entlüftungsleitung gebildet ist. Diese Trennwände sind so angeordnet, daß das untere Ende
der äußeren Trennwand 30 den Übertritt in den Zwischenraum über mehrere Rillen 33 freigibt und die
innere Trennwand an ihrem freien oberen Ende den Gasübertritt in den Zwischenraum zuläßt. Die Trennwände
unterteilen den Sammelhohlraum in einen Verzögerungsraum 34 und einen Ausgleichsraum 35.
Der Strömungsweg verläuft nach unten durch den Verzögerungsraum, nach oben durch den Zwischenraum
zwischen den Trennwänden und im Ausgleichsraum wieder nach unten zur Entlüftungsleitung hin.
In diesen Strömungsweg ist eine Wascheinrichtung eingeschaltet, in der einige der sich aus den im Brennstoff
freigesetzten Gasen bildenden Spaltprodukte zurückhält. Wie aus der Darstellung ersichtlich, besteht
diese Wascheinrichtung aus einem mit Flüssigkeit 36 wie Natrium gefüllten Becken am Boden des Verzögerungsraumes,
in welches das untere Ende der äußeren Trennwand 30 eintaucht und so einen Tauchverschluß
bildet. Dieses Natriumbad eignet sich zum Zurückhalten von Caesium als Zerfallsprodukt des
Gases. Zum Zurückhalten weiterer Zerfallsprodukte können andere Waschflüssigkeiten verwendet werden.
Der Ausgleichsraum 35 ist so bemessen, daß bei der Abkühlung des Reaktors bei Betriebsunterbrechungen
die Kontraktion des in dem Brennstoffelement enthaltenen Gases die eingetretene Kühlflüssigkeit
nicht über das obere Ende der inneren Trennwand 31 ansteigen läßt. Dadurch wird das Natrium in der
Wascheinrichtung jederzeit von dem Kühlmittel getrennt gehalten und die Möglichkeit, daß in der
Waschflüssigkeit zurückgehaltenes Caesium bei Wiederaufnahme des Betriebes aus dem Brennstoffelement
austreten kann, wird dadurch vermieden. Bei den beiden bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen
beträgt die durchschnittliche Durchlaufzeit der Spaltgase bis zum Austritt in das Kühlmittel mehr als
hundert Stunden.
Bei dem dritten, in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
weist ein Brennstoffelement, welches wieder die Form eines langes Stabes besitzt, eine
dünne zylindrische Hülle 40 aus rostfreiem Stahl auf, welche geringfügig angereichertes Uran-Dioxid in
Form von Granulaten 41, 42 enthält. Derartige Brennstäbe sind parallel zueinander in einem Brennstabbündel
angeordnet, das in einem an den Enden offenen Gehäuse (nicht gezeigt) aus Graphit angeord-
net ist.
Am unteren Ende des dargestellten Brennstabes liegen zwischen einem eingezogenen Deckel 43 und
dem geschichteten Granulat zwei aus Tonerde bestehende wärmeisolierende Scheiben 44 und 45. Am
oberen Ende des Brennstabes befindet sich nur eine isolierende Scheibe 46 aus Tonerde und an Stelle einer
zweiten Scheibe ist hier eine Kammer 47 vorgesehen, die als Verlängerung der Endkappe 48 ausgebildet ist
und durch ein Loch 49 mit dem Brennstoffraum verbunden ist.
In der Kammer 47 befindet sich als Entlüftungsleitung ein Kapillarrohr, dessen Länge größer ist, als die
des Brennstabes, und welches schraubenförmig zu einer geschlossenen Spule 50 aufgewickelt ist. Das eine
offene Ende 51 des Rohres ragt nach außen und ist beim Austritt aus dem Brennstab mit dem Kappendeckel
durch Hartlötung abgedichtet. Das andere Ende des Rohres, welches in der Figur nicht sichtbar
ist, liegt offen in der Kammer 47. Damit bildet die aus der Kapillarrohr-Spule 50 gebildete verlängerte
und verengte Entlüftungsleitung den einzigen Weg, den die von dem Brennstoffgranulat abgegebenen
Gase nach außen nehmen können.
Durch das Aufwickeln des Rohres oder anderweitiges Aufschießen in eng gepackte Windungen wird die
erforderliche Länge der Entlüftungsleitung auf handliche Größe gebracht. Zur Anschauung sollen folgende
Größenangaben der Anordnung in Fig. 3 dienen: Die Brennstoffkörner haben Durchmesser von
etwa 1,5 cm und die Spule 50 enthält 160 cm Kapillarrohr mit einem lichten Durchmesser von 0,495 mm.
Viele weitere Anordnungen der Entlüftungsleitung können vorgenommen werden. Anstatt, wie in den
dargestellten Ausführungsbeispielen, außerhalb des
ίο den Brennstoff enthaltenden Raumes kann die Entlüftungsleitung
auch, zumindest teilweise, innerhalb dieses Brennstoffraumes angeordnet sein. Zum Beispiel
kann sich die Entlüftungsleitung entlang der Achse des Brennstabes von einem Ende des Brenn-Stoffraumes
zum anderen hin erstrecken und an einem Ende zu diesem Raum hin und am anderen Ende zur
freien Umgebung hin offen sein.
Die Länge und andere Abmessungen der Entlüftungsleitung müssen in Abhängigkeit von den Eigenschäften
des betreffenden Reaktors berechnet oder im Versuch ermittelt werden. Die wichtigsten Daten
sind hierbei die Größe der Abgabe von Spaltprodukten durch den Brennstoff, die Betriebstemperatur des
Brennstoffs und das größte zulässige Maß an Radioaktivität in dem System außerhalb der Brennstoffelemente.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 507/118
Claims (12)
1. Entlüftetes Brennstoffelement für Kernreaktoren, bei dem während des Betriebes entstehende
gasförmige Spaltprodukte aus dem Brennstoffraum über eine Öffnung in der Hülle nahe einem
Ende des langgestreckten Brennstoffelementes in das Kühlmittel abgelassen werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spaltgase über eine rohrförmige Entlüfungsleitung in das Kühlmittel
geleitet werden, die wesentlich langer ist, als die vom Brennstoff eingenommene Länge der Hülle.
2. Entlüftetes Brennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ent- *5
lüftungsleitung eine drosselnde Wirkung auf die Spaltgasströmung ausübt.
3. Entlüftetes Brennstoffelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitung
eine Öffnung in der Größe eines Kapillarrohres hat.
4. Entlüftetes Brennstoffelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Entlüftungsleitung außerhalb des den Brennstoff enthaltenden Raumes befindet.
5. Entlüftetes Brennstoffelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Entlüftungsleitung ein Bünde) eng gepackter Windungen bildet und dieses Bündel an
einem Ende des stabförmigen Brennstoffelementes angeordnet ist.
6. Entlüftetes Brennstoffelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß in die Entlüftungsleitung eine Gaswascheinrichtung einbezogen ist.
7. Entlüftetes Brennstoffelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in der
Gaswascheinrichtung eingeschlossene Flüssigkeit aus Natrium besteht.
8. Entlüftetes Brennstoffelement nach Anspruch 1 in Form eines Brennstabbündels, dadurch
gekennzeichnet, daß die einzelnen Brennstäbe an eine gemeinsame Entlüftungsleitung
angeschlossen sind.
9. Entlüftetes Brennstoffelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitung
nahe dem Kühlmitteleintritt in das Brennstabbündel mit den den Brennstoff enthaltenden
Räumen der Brennstäbe verbunden ist und sich der Austritt der Entlüftungsleitung nahe dem
anderen Ende des Brennstabbündels befindet.
10. Entlüftetes Brennstoffelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
die Entlüftungsleitung bildende Rohr in dem von den Brennstäben gebildeten Gittermuster die
Stelle eines Brennstabes einnimmt.
11. Entlüftetes Brennstoffelement nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die untere Haltevorrichtung (13) der einzelnen Brennstäbe (11) Bohrungen (16) aufweist, die
einerseits mit den Brennstoff räumen der einzelnen Brennstäbe in Verbindung stehen, andererseits
mit einem in der Wandung der das Brennstabbündel umgebenden Hülle (12) vorgesehenen Hohlraum
(17), in den auch die Entlüftungsleitung (23) mündet.
12. Entlüftetes Brennstoffelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine in
dem Hohlraum (17) der Wandung angebrachte Trennwand (30) mit ihrem unteren freien Rand
in eine Flüssigkeit (36) taucht und somit einen Tauchverschluß bildet.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB35424/64A GB1107384A (en) | 1964-08-28 | 1964-08-28 | Nuclear reactor fuel elements |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1514977A1 DE1514977A1 (de) | 1969-07-17 |
DE1514977B2 DE1514977B2 (de) | 1974-02-14 |
DE1514977C3 true DE1514977C3 (de) | 1974-09-19 |
Family
ID=10377557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1514977A Expired DE1514977C3 (de) | 1964-08-28 | 1965-08-27 | Entlüftetes Brennstoffelement für Kernreaktoren |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3357893A (de) |
BE (1) | BE668870A (de) |
DE (1) | DE1514977C3 (de) |
GB (2) | GB1107384A (de) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3432388A (en) * | 1967-06-09 | 1969-03-11 | Atomic Energy Commission | Nuclear reactor system with fission gas removal |
US3625823A (en) * | 1968-07-09 | 1971-12-07 | Babcock & Wilcox Co | Nuclear fuel rod |
US3459636A (en) * | 1968-07-24 | 1969-08-05 | Atomic Energy Commission | Vented fuel pin |
US3627635A (en) * | 1968-09-23 | 1971-12-14 | Gen Electric | Nuclear fuel retainer |
US3953288A (en) * | 1970-03-24 | 1976-04-27 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Gas venting |
GB8421926D0 (en) * | 1984-08-30 | 1984-10-03 | Atomic Energy Authority Uk | Fission gas storage in nuclear fuel element |
GB2163888B (en) * | 1984-08-30 | 1988-06-22 | Atomic Energy Authority Uk | Fission gas plenum chamber for nuclear fuel element sub-assembly |
US4678627A (en) * | 1985-04-04 | 1987-07-07 | Westinghouse Electric Corp. | Debris-retaining trap for a fuel assembly |
US9269462B2 (en) * | 2009-08-28 | 2016-02-23 | Terrapower, Llc | Nuclear fission reactor, a vented nuclear fission fuel module, methods therefor and a vented nuclear fission fuel module system |
US20110150167A1 (en) * | 2009-08-28 | 2011-06-23 | Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware | Nuclear fission reactor, a vented nuclear fission fuel module, methods therefor and a vented nuclear fission fuel module system |
US8929505B2 (en) * | 2009-08-28 | 2015-01-06 | Terrapower, Llc | Nuclear fission reactor, vented nuclear fission fuel module, methods therefor and a vented nuclear fission fuel module system |
US8712005B2 (en) * | 2009-08-28 | 2014-04-29 | Invention Science Fund I, Llc | Nuclear fission reactor, a vented nuclear fission fuel module, methods therefor and a vented nuclear fission fuel module system |
US8488734B2 (en) * | 2009-08-28 | 2013-07-16 | The Invention Science Fund I, Llc | Nuclear fission reactor, a vented nuclear fission fuel module, methods therefor and a vented nuclear fission fuel module system |
TWI480887B (zh) * | 2012-10-30 | 2015-04-11 | Atomic Energy Council | 減輕燃料池池水擾動之流體排放裝置 |
KR20220003016A (ko) * | 2019-04-30 | 2022-01-07 | 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨 | 풀-타입 반응로에서 콤팩트한 베슬, 긴 수명의 코어 및 용이한 연료 재공급을 지원하는 공통 플리넘 연료 어셈블리 설계 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3238105A (en) * | 1964-06-03 | 1966-03-01 | Malcolm J Mcnelly | Fuel element assembly for a nuclear reactor |
-
1964
- 1964-08-28 GB GB35424/64A patent/GB1107384A/en not_active Expired
-
1965
- 1965-08-20 GB GB35932/65A patent/GB1114696A/en not_active Expired
- 1965-08-23 US US481815A patent/US3357893A/en not_active Expired - Lifetime
- 1965-08-27 BE BE668870A patent/BE668870A/xx unknown
- 1965-08-27 DE DE1514977A patent/DE1514977C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1514977A1 (de) | 1969-07-17 |
DE1514977B2 (de) | 1974-02-14 |
BE668870A (de) | 1966-02-28 |
GB1107384A (en) | 1968-03-27 |
US3357893A (en) | 1967-12-12 |
GB1114696A (en) | 1968-05-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1514977C3 (de) | Entlüftetes Brennstoffelement für Kernreaktoren | |
DE69010977T2 (de) | Indirektes passives Kühlsystem für Kernreaktoren mit Flüssigmetallkühlung. | |
DE1260038B (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Abfuehren von Spaltgasen aus Kernreaktorbrennelementen | |
DE1764316A1 (de) | Kernreaktor Brennstoffelemente | |
DE1764306B2 (de) | Einrichtung zur kuehlung von kernbruchstuecken in einem schnellen brutreaktor | |
DE2632466A1 (de) | Waermeisoliervorrichtung fuer einen behaelter | |
DE1539810B1 (de) | Metallgekuehlter schneller Atomkernreaktor | |
DE1589662A1 (de) | Kernbrennstoffelement | |
DE3874180T2 (de) | Regelstab. | |
DE2220486B2 (de) | Druckwasserreaktor | |
DE1539794A1 (de) | Brennstoffanordnung fuer einen fluessigmetallgekuehlten Kernreaktor | |
DE3525273A1 (de) | Steuerstabkonstruktion fuer siedewasserreaktoren | |
DE1806731A1 (de) | Reaktorkern fuer Kernreaktoren | |
DE1514962C3 (de) | Mit schnellen Neutronen arbeiten der Brutreaktor | |
DE19748222C1 (de) | Verfahren zum Vorbereiten einer Endlagerung bestrahlter Brennstäbe eines Kernkraftwerks sowie Strahlenschutzbehälter | |
DE2130351A1 (de) | Stabfoermiges Brennelement fuer Kernreaktoren | |
DE68915849T2 (de) | Kernreaktorregelstab mit verlängerter Lebensdauer. | |
DE6925243U (de) | Kernbrennelement | |
DE1232665B (de) | Kernreaktor mit von fluessigem Moderator umgebenen Druckrohren | |
DE1764478B2 (de) | Reaktorkern fuer einen atomkernreaktor | |
DE2803355A1 (de) | Transportbehaelter fuer brennelemente | |
DE1439843C3 (de) | Atomkernreaktor | |
DE2038134B2 (de) | Mit flüssigem Metall gekühlter Schnellbrüter-Kernreaktor | |
DE1947202A1 (de) | Kernreaktor-Brennstoffelement | |
DE2023250C3 (de) | Sicherheitseinrichtung in einem Kernreaktorbrennstab mit geschlossenem Spaltgassammelraum |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |