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Spaltstoffelement
Die Erfindung bezieht sich auf ein Spaltstoffelement für einen Atomkernreaktor, mit metallischen Spaltstoffstäben und mit Wärmeentnahme mittels eines Wärmeträgers, wobei vom Wärmeträger durchflossen Kühlrohre in den Spaltstoffstab eingebettet sind.
Bei einem Spaltstoffelement dieser zum bekannten Stand der Technik gehörenden Gattung ergeben sich eine Anzahl von Schwierigkeiten : Die Spaltstoffelemente und daher auch die in ihnen enthaltenen Spaltstoffstäbe besitzen meist eine relativ grosse Gesamtlänge, und die Spaltstoffstäbe können daher, besonders auch imHinblick auf das Einbetten der Kühlrohre, zunächst nur in Teillängen hergestellt werden.
Beim Aneinanderfügen dieser Stab-Teillängen zur Gesamtlänge des Stabes müssen dann aber die Kühlrohre eines Stabteiles mit den Kühlrohren des jeweils ihm nachfolgenden Stabteiles druckdicht verbunden, z. D. mit ihnen verschweisst werden. Dies ist schwierig, zumal ja die zu verbindenden Kühlrohre relativ nahe im Spaltstoff nebeneinanderliegen und es daher kaum noch möglich ist, z. B. mit einem Schweissbrenner zwischen mehr als zwei Rohre zu reichen. Die gleiche Schwierigkeit entsteht nicht nur beim anfänglichen Zusammenfügen der Stabteile, sondern natürlich auch dann, wenn nach längerem Betrieb im Spaltstoffelement ein etwa vorzeitig unbrauchbar gewordener Stabteil durch einen frischen ersetzt werden soll.
Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden und um weitere Vorteile zu erzielen, wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass das Spaltstoffelement drei Spaltstoffstäbe enthalten soll, von denen jeder zwei in ihn eingebettete Kühlrohre umschliesst und einen ungefähr in Form einei"Acht"umgrenzten und im einzelnen derart gestalteten Querschnitt besitzt, dass die zu einem Bündel vereinigten drei Spaltstoffstäbe zusammen genommen einen Querschnitt aufweisen, in welchem fünf Kühlrohre im Fünfeck um ein sechstes zentral liegendes Kühlrohr gruppiert sind.
Hiedurch werden nicht nur die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten beseitigt, sondern es werden hiedurch die folgenden Vorteile erzielt :
Obwohl jeder Spaltstoffstab zwei Kühlrohre umschliesst, ermöglicht die erfindungsgemässe Bauweise eine rings um das einzelne Kühlrohr gleichmässige Verteilung der Spaltstoffdicke. Eine rings um das Rohr ungleichmässige Erhitzung des Spaltstoffes kann also nicht stattfinden, und der Spaltstoff wird rings um das Rohr auch gleichmässig ausgenutzt.
Die Spaltstoffdicke rings um das zentrale Kühlrohrfällt zufolge der vorgeschriebenen Bauweise kleiner aus als die Spaltstoffdicke rings um die einzelnen der im Fünfeck um das zentrale Rohr angeordneten Kühlrohre, wodurch eine Überhitzung auch des nahe der Achse des Spaltstoffelements gelegenen Spaltstoffes vermieden wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Spaltstoffelements im Querschnitt dargestellt, an welchem die Vorteile der Erfindung näher erläutert werden sollen :
Die sechs Kühlrohre 1 bestehen aus Zirkonium und sind zu je zwei in drei Spaltstoffstäbe 2,3 und 4 eingebettet, welche jeweils das Kühlrohrpaar in Form einer Acht umschliessen. Die drei Stäbe 2,3 und 4 sind zusammen in ein Hüll- undSchutzrohr10 eingeschoben und die zwischen diesem und den Stäben verbleibenden Zwischenräume 8 sind zur Wärmeisolation gegenüber dem ausserhalb des Schutzrohres 10 gelegenen, nicht gezeichneten Moderator mit herangezogen.
Wie ersichtlich, fällt bei dieser ein Fünfeck ergebenden Anordnung der Kühlrohre der Durchmesser und damit auch die Wandstärke des in der Achse
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des Spaltstoffelements liegenden Spaltstoffwulstes des Spaltstoffstabes 4 kleiner aus als die fünf übrigen Wulste der Spaltstoffstäbe 2, 3 und 4. Der erstgenannte Wulst wird daher gegenüber den andern sowohl geschont als auch kühler gehalten.
Die drei Spaltstoffstäbe 2,3 und 4 sind in nicht gezeichneter Weise zunächst in Teillängen herge- stellt und diese Teilstäbe sind alsdann aneinandergereiht und miteinander durch Verschweissen der aus dem Spaltstoff der Teilstäbe hervorstehenden Kühlrohre verbunden.