DE1814626A1

DE1814626A1 - Verfahren zur Herstellung von Brennstaeben fuer Kernreaktoren

Info

Publication number: DE1814626A1
Application number: DE19681814626
Authority: DE
Inventors: W Ruckdeschel Dr-Ing Walter E
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1968-12-13
Filing date: 1968-12-13
Publication date: 1970-09-10
Also published as: DE1814626B2

Description

Verfahren zur Herstellung von Brennstäben für Kernreaktoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Brennstäben für Kernreaktoren, bei dem der Kernbrennstoff in ein mit einer Endkappe einseitig verschweißtes Hüllrohr eingeführt wird und das Hüllrohr anschließend mittels einer weiteren Endkappe gasdicht verschlossen wird.
An Brennstäbe für Kernreaktoren, bei welchen in neuester Zeit eine Tendenz zu sehr geringen Wanddicken beobachtet werden kann, werden aus Si~herheitsgründeny was die Form und Qualität ihrer SchweiXdrähte anbelangt, hohe Anforde- rungen gestellt. Die Schweißdrähte sollen poren- und wurzelfehlerfrei sowie möglichst schmal sein.
Bei einem bekannten Verfahren werden die die Endkappen sXZ mit-HUllrohr verbindenden Schweißnähte in einer Schutzgasatmosphäre nach einem Lichtbogenschweißverfahren mit nicht abschmelzender Elektrode, dem sogenannten WIG-Verfahren, hergestellt.
Die Schweißnähte der nach diesem Verfahren hergestellten Brennstäbe werden den an sie gestellten Anforderungen nur unzureichend gerecht. Außerdem treten bei diesem Verfahren, das bei Brennstäben mit sehr geringen Wanddicken nicht mehr einsatzfähig ist, erhebliche Zündschwierigkeiten auf, zu deren Beseitigung kostenverteuernde leistungsstarke Zündgeräte, Filterkondensatoren> Hochspannungszusatzgeräte oder dergleichen erforderlich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das auf einfache und billige Weise die Herstellung einwandfreier Brennstäbde für Kernreaktoren gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die die Endkappen mit dem Hüllrohr verbindenden Schweißnähte nach dem Plasma- bzw. Mikro-Plasmaverfahren hergestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dem bekannten Verfahren gegenüber dadurch aus, daß es infolge der mit dem Plasmaschweißverfahren erzielbaren hohen Energiekonzentration die Herstellung von Brennstäben für Kernreaktoren mit fehlerfreien und schmalen Schweißnähten sicherstellt.
Zundschwierigkeiten treten hierbei nicht auf, wenn der Plasmalichtbogen, wie dies üblicherweise geschieht, mit einem Hllfslichtbogen gezündet wird. Es entfallen somit auch die kostenaufwendigen komplizierten Vorkehrungen, die beim bekannten Verfahren zu deren Beseitigung getroffen werden müssen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Gegensatz zur.
bekannten Verfahren auch für die Herstellung von nuklearen Brennstäben, für deren Aufbau aus wirtschaftlicnen Gründen dünnwandige Hüllrohre und Endkappen, beispielsweise solche von 0,3 mm Wanddicke, herangezogen werden, geeignet. In diesem Fall gewährleistet ein Plasp.#schweißverfahren rnit einer niedrigen Leistung von beispielsweise 1 kW, das sogenannte Mikro-Plasmaschweißverfahren, sehr schmale Schweißnähte hoher Qualität.
Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung des Erfindungsgedankens ##ird das Hüllrohr aus einer: beispielsweise aus einer#ZIr'konium- legierung bestehenden Blech angefertigt, dessen aufgebogene Ränder mittels einer nach dem Plasma- bzw. Mikroplasmaverfahren hergestellten Längsschweißnaht miteinander verbunden werden, bevor die ebenfalls aus einer Zirkoniumlegierung bestehenden Endkappen mit dem Hüllrohr verschweißt werden.
Die Schweißungen können mit einer geeigneten Schutzgasabdeckung, beispielsweise einer am Plasmabrenner angebrachten Schleppdüse oder in einer geschlossenen, schutzgasgefüllten Kammer mit feststehendem Plasmabrenner und bewegtem Brennstab bzw. Hüllrohr vorgenommen werden. Bei der Schweißung in einer geschlossenen, schutzgasgefüllten Kammer kann das Schutzgas von der Kammer abgezogen und mittels eines Verdichters nieder aem Plasmabrenner au,eführt werden.
Um eine GasauSnLLile des Hüllrohr- und Endkappenwerkstoffs zu ver;!.eiden, wird als Schutzgas Reinargon, Reinhelium oder ein Gemisch aus beiden verwendet.
7 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Brennstäben für Kernreaktoren-, bei dem der Kernbrennstoff in ein mit einer Endkappe einseitig verschweißtes Hüllrohr eingeführt wird und das Hüllrohr anschließend mittels einer weiteren Endkappe gasdicht verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die die Endkappen mit dem Hüllrohr verbindenden Schweißnähte nach dem Plasma- bzw. Mikroplasmaverfahren hergestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr aus einem gebogenen Blech angefertigt wird, dessen aufgebogene Ränder mittels einer nach dem Plasma-bzw. Mikroplasmaverfahren hergestellten Längsschweißnaht miteinander gasdicht verbunden werden, bevor die Endkappen mit dem Hüllrohr verschweißt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr und die Endkappen aus einer Zirkoniumlegierung gefertigt werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißung mit einem Plasmabrenner vorgenommen wird, an welchem eine g#eeignete Schutzgasabdeckung, beispielsweise eine Schleppdüse, angebracht ist.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißung in einer geschlossenen, schutzgasgefüllten Kammer mit feststehendem Plasmabrenner und bewegtem Brennstab bzw. Hüllrohr durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgas von der Kammer abgezogen und mittels eines Verdichters dem Plasmabrenner wieder zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzgas Reinargon, Reinhelium oder ein Gemisch aus beiden verwendet wird.