DE1808920C - Kernbrennstoffelement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kernbrennstoff- kung aufgesteckte Schellen sind, die den Stegen geelement mit einem äußeren zylindrischen Schutz- 40 genüber mittels auf ein Gewinde am Ende des jeweils mantel und einer Mehrzahl von zueinander paralle- zugehörigen Brennstoffstiftes aufschraubbarer Mutlen Brennstoffstiften, die mit dem Schutzmantel über tern festgelegt sind.

mindestens ein endseitig an ihm angreifendes Gitter In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines

verbunden sind, das aus den Querschnitt d^s Schutz- Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäß gestalmantels unterteilenden, hochkantstehenden Bändern 45 teies Kernbrennstoffelement veranschaulicht. Dabei zusammengesetzt ist, die untereinander über mit Lö- zeigt

ehern für den Durchtritt der Enden der Brennstoff- Fig. 1 einen schematisch gehaltenen Teilschnitt

stifte versehene Zwischenglieder verbunden sind durch ein Ende eines in erfindungsgemäßer Weise

Kernbrennstoffelemente dieser Art sind in der bri- ausgebildeten Kernbrennstoffelements entlang der tischen Patentschrift 928 394 beschrieben. Bei diesen 50 Schnittlinie 1-1 in F i g. 2,

bekannten Kernbrennstoffelementen bestehen die F i g. 2 eine Aufsicht auf das in F i g. 1 dargestellte

Verbindungsgitter jeweils aus einer Mehrzahl von Kernbrennstoffelement und

zueinander konzentrischen Ringen, die durch radiale F i g. 3 eine perspektivische Darstellung eines Aus-

Verbindungsstege miteinander verbunden sind. Die Schnitts aus einem Verbindungsgitter in dem in Verbindung zwischen den einzelnen Ringen und den 55 F i g. 1 und 2 dargestellten Kernbrennstoffelement. Verbindungsstegen erfolgt dabei über Schweißnähte, Wie man insbesondere aus Fig. 1 ersieht, weist

von denen mit Rücksicht auf die vielen Verbindungs- das dargestellte Kernbrennstoffelement eine Mehrstege eine große Anzahl erforderlich werden. Insge- zahl von identischen Brennstoffstiften auf, die jeweils samt sind daher für die Herstellung der Verbindungs- aus einem zentralen Stab 3 aus spaltbarem oder brütgitter bei den bekannten Kernbrennstoffelementen 60 barem Brennstoff und aus einer diesen Stab 3 umgeeine Vielzahl von Arbeitsgängen notwendig. So müs- benden äußeren metallischen Hülle 2 bestehen. Am sen zuerst die verschiedenen konzentrischen Ringe Ende jedes Brennstoffstiftes 1 setzt sich die Hülle 2 durch entsprechendes Biegen und Verschweißen der in einer stabförmigen Verlängerung 4 fort, deren hochkantstehenden Bänder hergestellt werden, und Ende 5 ein Gewinde 6 aufweist. Die BrennstoffstifsotJ αϊ ι η sind diese Ringe mit einer großen Anzahl von 65 te 1 sind parallel zueinander und nach einer vorgegeeinzelnen Verbindungsstegen zu verschweißen, die benen Geometrie angeordnet und sitzen im Inneren den Zusammenhalt der einzelnen Ringe und ihre Be- eines zylindrischen äußeren Schutzmantels 7 aus fcstißunß in dem äußeren Schutzmantel übernehmen. Graphit oder einem anderen geeigneten Material,

wobei die Abstützung der Brennstoffstifte 1 im Innern des Schutzmantels 7 mit Hilfe eines erfradungsgeiaäß aufgebautes eüuseiügen Gitters S erfoigt

Bei dem in den Fig. 1 bis 3 veranschaulichten Ausrührungsbeispiel ist dieses Gitter 8 aus einer Blechtafel 9 aufgebaut, die in geeigneter Weise so in sich gefaltet ist, daß sie ein Profil in Form eines rechtwinkligen Mäanderwerks ergibt, dessen zueinander parallele Seiienflanken die Form durchlaufender ebener Bänder 10 und 11 aufweisen und in im we- ίο sentlichen parallel zu den Berührungsebenen an die Umrißlinie der Brennstoffstifte 1 verlaufenden Ebenen liegen. Die Bänder 10 und 11 sind abwechselnd an ihrsm oberen und an ihrem unteren Rande über transversal verlaufende ebene Zwischenglieder miteinander verbunden, deren Aufbau im einzelnen aus der perspektivischen Darstellung in F i g. 3 entnommen werden kann. Die Zwischengliede-, die zwischen in dem Gittere aufeinanderfolgende/' parallelen Bändern 10 und 11 schmale Verbindungsstege 12 ao und 13 bilden, entstehen unmittelbar bei der Faltung der Blechtafel 9 und deren anschließender Ausstanzung in der Weise, daß nur die Stegbreite stehenbleibt und dazwischen freie Zwischenräume 14 für den Durchtritt des die Brennstoffstifte 1 im Betriebe umströmenden Kühlmittels verbleiben, so daß das Kühlmittel das fertige Gittere durchströmen kann, ohne wesentliche Druckverluste zu erfahren. Die Abmessungen für die die Stege 12 oder 13 in die Bänder 10 und ti voneinander trennenden Zwischenräumen 14 finden eine Begrenzung aHein in der zur Erzielung der unabdingbaren mechanischen Steifigkeit für das Gittere erforderlichen Größe dieser Stege 12 und 13. Jeder der Verbindungsstege 12 oder 13 weist ein zentrales Loch 15 auf, dessen Durchmesser so bemessen ist, daß er einen freien Durchgang der Stäbe 4 zuläßt, welche die Hüllen 2 der Brennstoffstifte 1 verlängern. Jeder Steg 12 oder 13 wirkt mit einer Schelle 16 bzw. 17 zusammen, v/obei jeweils eine Schelle 16 oder 17 einem Steg 12 oder 13 auf der anderen Randseite der Bänder 10 und 11 gegenüberliegt. Jede Scheue 16 oder 17 überdeckt zwei einander benachbarte Bander 10 und 11 und weist zu diesem Zwecke zwei seitliche Nuten 18 und 19 auf, iber die sie sich auf die Bänder 10 und II aufschieben läßt. Außerdem vt jede Schelle 16 oder 17 in ihrer Mitte mit einem Loch 20 für den Durchtritt des Endes 5 des Stabes 4 an dem zugehörigen Brennstoff 1 versehen. Die Festlegung der Brennstoffstifte 1 an dem Gittere erfoigt unter Zusammenwirken der Stege 12 oder 13 mit den zugehörigen Schellen 16 bzw. 17 mit Hilfe von Muttern 21, die sich auf die Gewinde 6 am Ende 5 der Stäbe'4 aufschrauben lassen, wobei diese Muttern 21 am Ende ihrer Verschraubung durch Sperringe 22 festgelegt werden, die mit einem Kopf in eine Hohlkehle 23 in dem Ende 5 der Stäbe 4 der Brennstoffsttfte I

eingreifen. .

Der Teilschnitt von Fig.: entlang der Schnittlinie I-I in F i g. 2 veranschaulicht den so entstehenden Einbau der verschiedenen Brennstoffstifte 1 in ihi zugehöriges endseitiges Gittere, das seinerseits un rrrttelbar von dem Schutzmantel 7 getragen wird. Zu diesem Zwecke ist, wie man ebenfalls aus Fig. 2 eisieht, jedes der aus der Blechtafel 9 geformten parallelen Bänder 10 und 11 so weit verlängert, daß es in eine hohle Ausnehmung 24 eingreift, die am End;; des Schutzmantels 7 zwischen einer an einem den oberen Teil des Schutzmantels 7 bildenden Baute;! 26 vorgesehenen Schulter 25 und einer eine den Schutzmantel 7 verlängernden Zwinge 2β begrenzenden Kante 27 zur Anlage kommt.

Der Schutzmantel 7 und die Zwinge 2β sind ineinander eingeschachtelt und anschließend mittels Schrauben 29 gegeneinander festgelegt.

F i g. 2 stellt eine Aufsicht auf das obenerwähnt;.· Kernbrennstoffelement dar und veranschaulicht die geometrische Verteilung der Brennstoffstifte 1 im Innern des Schutzm&ntels 7. Dabei läßt Fig. 2 ohne weiteres erkennen, daß die Montage der Brennstoffstifte 1 dem Kühlmittel dank d*r freien Zwischenräume 14 zwischen den die Bänder 10 und 11 miteinander verbindenden Stegen 12 und 13 einen maximalen Strömungsquerschnitt offen läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Eine derartige mit vielen Arbeitsgängen '.erbundene Herstellungsweise ist aber naturgemäß sehr kostspie-

1. Kerabrennstoffelement mit einem äußeren Herstellung des gesamten Kerabrennstoffelements zylindrischen Schutzmantel und einer Mehrzahl 5 aus.

von zueinander parallelen Brennstoffstiften, die Der Erfindung hegt daher (he Aufgabe zugrunde,

mit dem Schutzmantel über mindestens ein end- ein Kerabrennstoffelement der eingangs erwähnten seitig an ihm angreifendes Gitter verbunden smd, Art in der Weise weiterzubilden, daß sich₍seine Herdas aus den Querschnitt des Schutzmantels un- stellung vereinfacht und damit auch verbilligt,
!erteilenden, hochkantstehenden Bändern zusam- xo Diese Aufgabe wird ertindungsgemaß cadurch gemengesetzt ist, die untereinander über mit Lö- löst, daß die Bänder die ^einander paral elen Suchern für den Durchtritt der Enden der Brenn- tenflanken eines aus einer Blechtafel gefalteten rechtstoffstifte versehene Zwischenglieder verbunden winkligen Mäanderwerks aarstellen und über an den sind, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die ausgestanzten Böden oes Mäanderwerks siehengelas-Bänder (10, Ii) die zueinander parallelen Seiten- 15 sene schmale Stege miteinander verbunden sind, cK flanken eines aus einer Blechtafel (9) gefalteten die Löcher für den Durchtritt der Enden der Brenn rechtwinkligen Mäanderwerks darstellen und stoffstifte und Blockierorgane fur deren Festlegung über an den ausgestanzten Böden des Mäander- an den Bändern aufweisen.

Werks stehengelassene schmale Stege (12, 13) Für die Herstellung der Verbtndungsgitter sind d;i-

miteinander verbunden sind, die die Löcher (15) ao her bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Kern für den Durchtritt der Enden (S) der Brennstoff- brennstoffelement nur zwei getrennte Arbeitsgänge stifte (1) und Blockierorgane (13, 17) für deren erforderlich, nämhch zunächst e'n Stanzvorgang. Festlegung an den Bändern (10, 11) aufweisen während dem aus einer geschlossenen Blechtafel zwi (F i g. 3). sehen den späteren Seitenflanken des zu bildenden

2. Kernbren.^toffelement nach Anspruch 1, 35 Mäanderwerks nur die schmalen Verbindungsstege dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierorgane durchlassende Ausschnitte und gleichzeitig die Lömittels zweier Nuten (18, IS/ auf benachbarte eher in den schmalen Stegen ausgestanzt werden, und Bänder (10, 11) unier derer, Üb<rdeckung aufge- zum anderen ein Faltvorgang, der die in dieser Weise steckte Schellen (16, 17) sind, die den Stegen (12, mit Ausstanzungen versehenen Blechtafeln in das das 13) gegenüber mittels auf ein Gewinde (6) am 30 fertige Gitter bildende Mäanderwerk überführt. Aut Ende (5) des jeweils zugehörigen Brennstoffstiftes zeitraubende und größere Geschicklichkeit verlan-(1) aufschraubbarer Muttern (21) festgelegt sind gende Schweißarbeiten kann dagegen bei der Herstel-(Fig. 2 und 3). lung der erfindungsgemäß au gebildeten Verbindungsgitter völlig verzichtet werden.

35 Eine die Herstellung weiter vereinfachende und

daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Blockierorgane mittels zweier Nuten auf benachbarte Bänder unter deren Überdek-