DE1086819B - Verfahren zum vakuumdichten bzw. gasdichten Verschweissen von Brennstoffhuellrohren - Google Patents

Description

• Verfahren zum vakuumdichten bzw. gasdichten Verschweißen von Brennstoffhüllrohren Die in der Reaktortechnik verwendeten Brennstoffelemente bestehen normalerweise aus Hüllrohren mit möglichst geringem Neutronenabsorptionsqüerschnitt und den darin befindlichen Spaltstofftabletten. Die Hüllrohre müssen an beiden Enden gas- und vakuumdicht verschlossen werden, damit während des Reaktorbetriebes kein spaltbares Material entweichen kann. Diese Endverschlüsse werden meistens durch Aufschweißen einer Kappe gleichen Materials auf die Hüllrohre hergestellt. Durch die beim Schweißen entstehende Wärme dehnt sich das in dem Innenraum der Hüllrohre befindliche Gas aus und durchbricht gelegentlich das Schweißbad, so daß damit die Schweißung unbrauchbar wird. Diese Erscheinung kann vermieden werden, wenn an die Verschlußkappe ein dünnes Druckausgleichsröhrchen angeschlossen ist, das nach Beendigung des Schweißvorganges abgeschmolzen, wird. Dieses letztere Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es verhältnismäßigumständlich ist, sowie eines größeren Arbeitsaufwandes bei Herstellung und Nachbearbeitung der Verschlußkappe bedarf. Außerdem können Schwierigkeiten bei der Füllung der Rohre mit Helium oder anderen Gasen auftreten.. Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile und bezieht sich auf ein Verfahren zum Verschließen von Brennstoffhüllrohren für Atomreaktoren und andere ähnliche Hohlkörper- oder Rohrverschlüsse durch Löten oder Schweißen. Erfindungsgemäß wird dabei eine Druckausgleichskapillare infolge indirekter Erwärmung von der Verbindungsstelle her durch ein besonderes Lot verschlossen.
• Die Fig. 1 und 2 zeigen verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgedankens. Dabei ist das Hüllrohr jeweils mit 1, die Verschlußkappe mit 2, die Schweißverbindung mit 4 und die Druckausgleichskapillare mit 6 bezeichnet. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung beruht darauf, daß während des Schweißvorganges der überdruck innerhalb des Hüllrohres- durch die Kapillare 6 entweichen kann. Die beim Schweißen bzw. Löten an die Verbindungsstelle induktiv oder mit Flamme herangebrachte Wärme wird beiderseits der Verbindungsstelle abgeleitet, so daß sich auch die Verschlußkappe in der Gegend der Druckausgleichskapillare erwärmen wird. Diese indirekte Erwärmung bringt das der Druckkapillare zugeführte Lot zum Schmelzen und führt damit den endgültigen Verschluß des Hüllrohres herbei. Infolge des Zeitbedarfs für die Wärmeleitung bis zu dieser Ausgleichskapillare 6 wird die Dichtschweißung oder Lötung 4 bereits wieder fest sein, so daß durch eine eventuelle weitere Druckerhöhung im Inneren kein Durchblasen mehr möglich ist. Eine derartige nachträgliche Druckerhöhung, die durch einen weiteren Wärmefluß am Hüllrohr hervorgerufen werden kann, wird erforderlichenfalls durch besondere Kühlmaßnahmen verhindert, die z. B. mit dem Einsetzen der Dichtlötung der Kapillare 6 erfolgen. Die Löttemperatur an der Ausgleichskapillare 6 ist wesentlich niedriger als die Arbeitstemperatur an der Verbindungsstelle Kappe/Hüllrohr. Dies bedeutet, daß, wenn an Stelle einer Dichtschweißung eine Dichtlötung erfolgen soll, dieses Lot eine wesentlich höhere Schmelztemperatur haben muß als das für die Kapillarfüllung bestimmte.
• Fig.1 zeigt den einfachsten Fall. Das Lot zur Dichtlötung befindet sich in Form einer kleinen Tablette 3 in einer kleinen Ausdrehung oberhalb der Druckausgleichskapillare 6. Mit dem Schmelzen desselben wird neben dem Verschluß dieser Kapillare eine Ausfüllung der Ausdrehung erfolgen, so daß die Oberfläche der Verschlußkappe keinerlei Nachbearbeitung bedarf. An Stelle einer Tablette kann das Lot natürlich auch in Granulat- oder Pulverform in der Lötstelle deponiert und auch während der Wärmebehandlung im geeigneten Moment freigegeben werden.
• Fig.2 zeigt eine Variation des Verfahrens. Hier wird an Stehle einer Lottablette ein Lotröhrchen verwendet. Die Bohrung des Röhrchens ist dafür vorgesehen, das Entweichen des Überschußgases zu erleichtern. Der Arbeitsvorgang spielt sich dann so ab, daß mit Erreichen der Schmelztemperatur des Lotes an der Druckausgleichskapillare 6 der untere Rand des Röhrchens 5 zu schmelzen beginnt und die Kapillare 6 ausfüllt. Anschließend wird das Röhrchen, 5, solange die Schmelztemperatur an der Kappe 2 herrscht, zurückgezogen und steht für den Verschluß weiterer Hüllrohre zur Verfügung.
• Selbstverständlich eignet sich das geschilderte Verfahren nicht nur zum V erschluß von. Brennstoffhüllrohren, sondern auch zum Verschluß anderer Hohlkörper, wie Rohre usw., bei denen der entsprechende innere Überdruck den Schmelzfluß der Dichtverbindung durchbrechen könnte.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Verschließen von Brennstoffhüllrohren für Atomreaktoren und anderen ähnlichen Hohlkörper- oder Rohrverschlüssen durch Löten oder Schweißen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckausgleichskapilläre infolge indirekter Erwärmung von der Verbindungsstelle her durch ein besonderes Lot dicht verschlossen. wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Füllung der Brennstoffhüllrohre mit Gasen ein Stab oder Röhrchen aus Lotmaterial über der Kapillarbohrung des Werkstückes angedrückt und nach Beginn des Abschmelzens von dieser entfernt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zeitpunkt der Dichtlötung der Drückausgleichskapillare eine weitere Ausdehnung des eingeschlossenen Gases durch zusätzliche Kühlmaßnahmen verhindert wird.