DE1043531B - Verfahren zur Fertigung von umhuellten Kernbrennstoffelementen - Google Patents

Verfahren zur Fertigung von umhuellten Kernbrennstoffelementen

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DE1043531B
DE1043531B DES55480A DES0055480A DE1043531B DE 1043531 B DE1043531 B DE 1043531B DE S55480 A DES55480 A DE S55480A DE S0055480 A DES0055480 A DE S0055480A DE 1043531 B DE1043531 B DE 1043531B
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DE
Germany
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fuel
nuclear fuel
production
encased
shell
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DES55480A
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English (en)
Inventor
Dr Franz Ludwig Von Bernus
Dr Heinz Stehle
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C21/00—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of reactors or parts thereof
    • G21C21/02—Manufacture of fuel elements or breeder elements contained in non-active casings
    • G21C21/04—Manufacture of fuel elements or breeder elements contained in non-active casings by vibrational compaction or tamping of fuel in the jacket
    • 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
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Description

DEUTSCHES
Bei den bekannten stabförmigen Kernbrennstoffelementen wird der Brennstoff, z. B. natürliches Uran, als kompakter Körper in die vorgefertigte, meist metallische Hülle eingebracht. Dabei muß darauf geachtet werden, daß der Kernbrennstoff die Hülle möglichst gleichmäßig ausfüllt und daß er vor allem dicht an der Hüllwandung anliegt. Spalte zwischen dieser und dem Kernbrennstoff würden den Wärmeübergang stark beeinträchtigen.
Besonders große Schwierigkeiten treten in dieser Hinsicht bei der Fertigung von Brennstoffelementen mit keramischem Brennstoff, z. B. UO2, auf. Bei der sintertechnischen Herstellung des Brennstoffkörpers läßt sich nämlich eine auf die Innenabmessungen der Brennstoff hülle abgestimmte Maßhaltigkeit nicht genau einhalten. Es ist daher entweder eine kostspielige Nachbearbeitung des Brennstoff körpers hinsichtlich der Passung erforderlich, oder man verwendet eine wärmeübertragende Zwischenschicht zwischen Hülle und Brennstoff körper. Mit der letzten Maßnahme sind jedoch weitere fertigungstechnische Schwierigkeiten verbunden, abgesehen davon, daß die Zwischenschicht eine zusätzliche Neutronenabsorption verursacht.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Fertigung von Kernbrennstoffelementen, das nicht mit den genannten Nachteilen behaftet ist und das gestattet, mit relativ einfachen Mitteln den Kernbrennstoff in die Hülle allseitig dicht anliegend einzuformen. Die Lösung besteht darin, daß die vorzugsweise einseitig verschlossene leere Hülle in eine der Geometrie der Hülle angepaßte Ausnehmung einer druckfesten Preßform eingesetzt wird und daß sodann der Kernbrennstoff in Pulverform schichtweise unter jeweils nachfolgendem Kaltpressen, Heißpressen oder Sintern unter Druck mittels Druckstempel in die Hülle eingeformt wird.
Bei dem pulverisierten Kernbrennstoff kann es sich um metallischen oder nichtmetallischen Brennstoff oder auch um eine Mischung aus beiden handeln. Nach der vollständigen Auffüllung und Verpressung wird die Hülle an der Füllseite bzw., falls eine an beiden Stirnseiten offene Hülle (beispielsweise ein Rohr) verwandt wird, an beiden Stirnseiten geschlossen.
Soll die Dichte des so hergestellten Brennstoffelementes mindestens so groß wie die natürliche Dichte des eingefüllten Brennstoffes sein, oder soll bei kalt- oder heißgepreßter Brennstofffüllung einer Volumenabnahme durch etwaiges Sintern der Kernzone im Betrieb vorgebeugt werden, so empfiehlt sich, vor dem Einfüllen des pulverisierten Brennstoffes einen Brenn-Stofffüllkern der gewünschten Dichte in die Hülle unter Belassung eines Spaltes zwischen Hülle und Kern ein-Verfahren zur Fertigung von
umhüllten Kernbrennstoffelementen
Anmelder:
Siemens-Sdiuckertwerke
Aktienges ells chaf t,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Dr. Franz Ludwig von Bernus und Dr. Heinz Stehle,
Erlangen,
sind als Erfinder genannt worden
zusetzen. Der Füllkern kann nach irgendeinem bekannten Verfahren hergestellt sein. Es kann sich also im Einzelfall um einen nichtmetallischen oder einen metallischen Kern oder auch um einen Cermetkern handeln. Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung wird bei dieser Ausführungsform nur der frei bleibende Zwischenraum, bei einem zylindrischen Brennstoffelement also der Ringraum, schichtweise aufgefüllt und mit einem der Geometrie des Brennstofffüllkernes angepaßten Hohlstempel gemäß der Erfindung verpreßt.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Fertigung von umhüllten Kernbrennstoffelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise einseitig verschlossene leere Hülle in eine der Geometrie der Hülle angepaßte Ausnehmung einer druckfesten Preßform eingesetzt wird und daß sodann der Kernbrennstoff in Pulverform schichtweise unter jeweils nachfolgendem Kaltpressen, Heißpressen oder Sintern unter Druck mittels Druckstempel in die Hülle eingeformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die leere Hülle zunächst ein Brennstofffüllkern eingesetzt wird und alsdann der eingefüllte Kernbrennstoff mit einem der Geometrie des Brennstofffüllkernes angepaßten Hohlstempel schichtweise eingepreßt wird.
©»6W312 11.58,
DES55480A 1957-10-10 1957-10-10 Verfahren zur Fertigung von umhuellten Kernbrennstoffelementen Pending DE1043531B (de)

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DE1246894B (de) * 1959-10-15 1967-08-10 Mitsubishi Atomic Power Ind Verfahren zur Herstellung eines hohlen Kernreaktor-Brennelementes

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