DE1564036B2 - - Google Patents
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- 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
- G21C3/336—Spacer elements for fuel rods in the bundle
- G21C3/338—Helicoidal spacer elements
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- G—PHYSICS
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- 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
- G21C3/06—Casings; Jackets
- G21C3/08—Casings; Jackets provided with external means to promote heat-transfer, e.g. fins, baffles
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- 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
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
Die Durchbrüche liegen dabei vorteilhafterweise in
Die Erfindung betrifft ein Kernreaktor-Brennele- 35 gemeinsamen Querebenen entlang der Bündelachse,
mentbündel, bestehend aus mehreren nebeneinander Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich dann,
angeordneten Einzelelementen mit nach einer wenn die Durchbrüche auf Schraubenlinien angeord-Schraubenlinie
verlaufenden Kühlrippen, welche net sind, deren Drehsinn dem der Kühlrippen entge-Durchbrüche
in vorgegebenen Abständen aufweisen. gengesetzt ist und wenn die von den Durchbrüchen
Bei Kernreaktoren, insbesondere bei schnellen 4° gebildeten Schraubenlinien die gleiche Steigung wie
Brutreaktoren, muß aus einer relativ kleinen VoIu- die Kühlrippen haben.
meneinheit eine große Wärmemenge abgeführt wer- Weitere Einzelheiten der Erfindung werden beiden.
Die Brennelemente müssen daher so gestaltet spielsweise an Hand der Zeichnungen erläutert:
sein, daß sie einen guten Wärmeübergang vom Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer abgewik-
sein, daß sie einen guten Wärmeübergang vom Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer abgewik-
Brennstoff zum Kühlmittel über die gesamte Einsatz- 45 kelten Oberfläche eines Einzelelements,
zeit hinweg gewährleisten. Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch ein Brennele-
zeit hinweg gewährleisten. Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch ein Brennele-
Es ist bekannt, den Wärmeübergang dadurch zu mentbündel.
verbessern, daß man die Hüllenoberfläche der Ein- Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, verläuft die
zelelemente aufrauht. Dadurch wird jedoch die Fe- Haupt-Kühlmittelströmung (Pfeile A) in den von den
stigkeit der meist sehr dünnwandigen Hüllen beein- 50 wendeiförmigen Rippen 1 gebildeten Zonen 2. Zwiträchtigt
und der korrosive Angriff an den Hüllen sehen Beginn und Ende der zu Schlitzen 3 erweiterbegünstigt,
ten Durchbrüche an benachbarten Zonen herrscht
In der belgischen Patentschrift 567 946 ist ein ein Druckgefälle, so daß ein Teilstrom des Kühlmit-Brennstab
beschrieben, der senkrecht zu den Kühl- tels (Pfeile B) durch die Schlitze 3 direkt von einer
rippen gelegene Durchbrüche aufweist. Diese Durch- 55 Zone in die nächst höhere strömen kann. Die
brüche sind senkrecht zur Bündelachse gerichtet und Schlitze können entweder parallel oder in einem spitnicht
parallel zu ihr. Sie liegen in gleichen Ebenen, zen Winkel zur Elementachse verlaufen. Die Abjedoch
nicht so übereinander, daß in Strömungsrich- stände der Schlitze können so gewählt werden, daß
tung gesehen ein durchgehender Kanal axialparallel die Ausbildung einer den Wärmeübergang hemmenzur
Brennstabachse entsteht. Mittels dieser Schlitze 60 den Grenzschicht mit Sicherheit verhindert wird,
wird eine diffusionsartige Querströmung erreicht, Die nebeneinander angeordneten und von einem
wird eine diffusionsartige Querströmung erreicht, Die nebeneinander angeordneten und von einem
eine Geschwindigkeitserhöhung im Bereich der Kühlmittelführungsrohr 4 umschlossenen Einzelele-Durchbrüche
kann nicht erzielt werden. mente nach F i g. 2 haben einen kreisförmigen Quer-
Ein weiterer Brennstab der eingangs erwähnten schnitt und tragen an ihrer Oberfläche je 6 spiralför-Art
ist in der französischen Patentschrift 1 246 897 65 mige Rippen, die gleichzeitig als Abstandshalter diebeschrieben.
Dieser Brennstab ist mit Kühlrippen nen, indem sie sich punktförmig in regelmäßigen Abversehen,
welche öffnungen aufweisen. Zwischen ständen aufeinander abstützen,
den Räumen innerhalb der Kühlrippen kann eine ge- Je drei Einzelelemente schließen einen Zwischen-
den Räumen innerhalb der Kühlrippen kann eine ge- Je drei Einzelelemente schließen einen Zwischen-
raum 5 ein, in dem die Kühlmittelströmung weniger stark durch die Rippen beeinflußt wird als in den
übrigen Bereichen. Infolgedessen ist in diesem Zwischenraum eine höhere Kühlmittelgeschwindigkeit zu
erwarten. Die Schlitze sind daher vorteilhafterweise im Bereich dieser Zwischenräume 5 bzw. der von der
Hülle 4 und den Einzelelementen gebildeten Zwischenräumen 6 angeordnet, und zwar vorzugsweise
so, daß sie in ihrer radialen Ausdehnung auf das Zentrum der Zwischenräume gerichtet sind.
Auf den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Rippenmaterial im Bereich der Durchbrüche
vollständig bis auf die Einzelelementoberfläche abgetragen. Anstatt dessen ist es auch möglich, das Rippenmaterial
nur im Bereich der Elementoberfläche abzutragen, so daß die Durchbrüche die Form von
Bohrungen mit rundem oder eckigem Querschnitt haben.
Der wesentliche mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht nun darin, daß durch diese Teilströme in
den Durchbrüchen die den Wärmeübergang verschlechternde Grenzschicht an den Einzelelementoberflächen
im Bereich der Durchbrüche laufend abgesaugt bzw. aufgerissen wird, wodurch periodisch
neue Anlaufstrecken mit dem für diese charakteristischen guten Wärmeübergang geschaffen werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Kernreaktor-Brennelementbündel, bestehend vielmehr ohne eine solche diffusorartig. Damit wird
aus mehreren nebeneinander angeordneten Ein- 5 die Geschwindigkeit an den Durchbrüchen jedoch
zelelementen mit nach einer Schraubenlinie ver- herabgesetzt. Durch die Geschwindigkeitserniedrilaufenden
Kühlrippen, welche Durchbrüche in gung kann eine Druckerhöhung auftreten, die zu
vorgegebenen Abständen aufweisen, dadurch Verwirbelungen führt und den Wirkungsgrad beeingekennzeichnet,
daß die Durchbrüche (3) trächtigt.
etwa parallel zur Bündelachse gerichtet und io Demgegenüber hat die Erfindung zur Aufgabe, ein
schlitzartig erweitert sind, sich in Strömungsrich- Brennelementbündel aus mehreren nebeneinander
tung des Kühlmittels verengen und an den Kühl- angeordneten Einzelelementen zu schaffen, bei dem
rippen (1) in ihrer radialen Ausdehnung auf das der Wärmeübergang durch einfache konstruktive
Zentrum der von aneinander angrenzenden Ein- Maßnahmen erhöht wird, ohne daß die genannten
zelelementen innerhalb des Bündels gebildeten 15 Nachteile auftreten.
Zwischenräume (5) gerichtet sind. Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Er-
2. Kemreaktor-Brennelementbündel nach An- findung bei einem Kernreaktor-Brennelementbündel
Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß
Durchbrüche (3) in gemeinsamen Querebenen die Durchbrüche etwa parallel zur Bündelachse geentlang
der Bündelachse liegen. 20 richtet und schlitzartig erweitert sind, sich in Strö-
3. Kemreaktor-Brennelementbündel nach An- mungsrichtung des Kühlmittels verengen und an den
Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen in ihrer radialen Ausdehnung auf das
Durchbrüche auf Schraubenlinien angeordnet Zentrum der voneinander angrenzenden Einzelelesind,
deren Drehsinn dem der Kühlrippen (1) mente innerhalb des Bündels gebildeten Zwischenentgegengerichtet
ist. 25 räume gerichtet sind. Durch diese Ausbildung wird
4. Kernreaktor-Brennelementbündel nach An- ein Teilstrom des Kühlmittels aus einer durch die
sprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von Rippen gebildeten wendeiförmigen Kühlzone abgeden
Durchbrüchen gebildeten Schraubenlinien saugt und durch die Durchbrüche, bezogen auf die
die gleiche Steigung wie die Kühlrippen haben. Strömungsrichtung, in die nächstfolgende Zone seit-
30 wärts eingeführt.
Durch die Verengung der Durchbrüche in Strö-
mungsrichtung wird die Teilstromgeschwindigkeit erhöht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19511564036 DE1564036A1 (de) | 1951-01-28 | 1951-01-28 | Kernreaktor-Brennelementbuendel |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19511564036 DE1564036A1 (de) | 1951-01-28 | 1951-01-28 | Kernreaktor-Brennelementbuendel |
DEG0047971 | 1966-09-23 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1564036A1 DE1564036A1 (de) | 1970-01-15 |
DE1564036B2 true DE1564036B2 (de) | 1973-10-18 |
DE1564036C3 DE1564036C3 (de) | 1974-05-22 |
Family
ID=25753052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19511564036 Granted DE1564036A1 (de) | 1951-01-28 | 1951-01-28 | Kernreaktor-Brennelementbuendel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1564036A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2349391A1 (de) * | 1972-10-06 | 1974-05-02 | Gen Electric | Behaelter fuer kernbrennstab |
-
1951
- 1951-01-28 DE DE19511564036 patent/DE1564036A1/de active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2349391A1 (de) * | 1972-10-06 | 1974-05-02 | Gen Electric | Behaelter fuer kernbrennstab |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1564036C3 (de) | 1974-05-22 |
DE1564036A1 (de) | 1970-01-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 | ||
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 |