DE1129243B - Gasgekuehlter Kernreaktor - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

U7429Vfflc/21g

2. SEPTEMBER 1960

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 10. MAI 1962

Die Erfindung betrifft gasgekühlte Kernreaktoren mit Brennstoffelementen, von denen jedes einen in einer Schutzhülle eingeschlossenen Kernbrennstoffkörper hat, und mit einem Kühlgas, welches bei Schadhaftwerden einer Schutzhülle mit dem Brennstoffkörper reagiert.

Der Zweck einer Schutzhülle um einen Kernbrennstoffkörper in einem gasgekühlten Reaktor besteht darin, Spaltprodukte festzuhalten und eine Reaktion zwischen dem Brennstoffkörper und dem Kühlgas zu verhindern. Es ist daher wichtig, daß Lecks in den Schutzhüllen von Brennstoffelementen in einem Kernreaktor so schnell wie möglich ermittelt werden, so daß das undichte Brennstoffelement ausgewechselt werden kann. Zu diesem Zweck sind im allgemeinen Einrichtungen geschaffen worden, um Proben von Kühlgas aus jedem Kanal des Kernreaktors zu entnehmen und auf das Vorhandensein von kurzlebigen Spaltprodukten zu überprüfen. Die Ansprechempfindlichkeit des Gerätes, welches zur Ermittlung kurzlebiger Spaltprodukte verwendet wird, ist jedoch eine begrenzte, und kleine Leckstellen in einer Schutzhülle können unentdeckt bleiben, insbesondere dann, wenn der Leckweg lang ist, so daß die kurzlebigen Spaltprodukte zerfallen, bevor sie das Kühlmittel erreichen. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß in einigen Fällen das Eindringen von Kühlgas das Entweichen von Spaltprodukten — sogar aus ziemlich großen Leckstellen — hemmt bzw. verhindert.

Nun könnten kleine Leckstellen, die ein Entweichen von Spaltprodukten in den Kühlgasstrom hinein nicht zur Folge haben, noch geduldet oder zugelassen werden; jedoch besteht außerdem die Möglichkeit einer Reaktion zwischen Kühlmittel und Brennstoffkörper, welche eine spaltbare Verbindung bzw. Zusammensetzung innerhalb der Schutzhülle aufbaut. Diese ist aus zwei Gründen gefährlich: Erstens, weil sie eventuell das Zerreißen der Schutzhülle und eine Verseuchung des Reaktor-Kühlmittelkreislaufs zur Folge haben könnte, so daß das Spaltprodukt-Ermittlungsgerät nutzlos würde, und zweitens, weil eine örtliche starke Überhitzung des Brennstoffkörpers eintreten könnte, so daß er schmelzen oder Feuer fangen würde.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Reaktion zwischen dem Reaktor-Kühlmittel und einem Brennstoffkörper in dem Reaktor zu verhindern, wenn eine Leckstelle in der den Brennstoffkörper umgebenden Hülle auftreten sollte.

Bei einem gasgekühlten Reaktor mit Brennstoffelementen, von denen jedes einen in einer Schutz-Gasgekühlter Kernreaktor

Anmelder:

United Kingdom Atomic Energy Authority, London

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt, Siegen, Oranienstr. 14

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 4. September 1959 (Nr. 30 262)

Jack Moore, London, ist als Erfinder genannt worden

hülle eingeschlossenen Kernbrennstoffkörper hat, und mit einem Kühlgas, welches bei Schadhaftwerden einer Schutzhülle mit den Brennstoffkörpern reagiert, enthält erfindungsgemäß das Kühlgas eine relativ zur Gesamtmenge des Kühlgases geringe Menge eines gegenüber den Kernbrennstoffkörpern inerten Gases.

Wenn eine Leckstelle in der Hülle eines derBrenn-Stoffelemente in einem solchen Reaktor entstehen sollte, dann dringt das dieses inerte Gas enthaltende Kühlgas in die Hülle ein, kommt mit dem Brennstoffkörper in Berührung und reagiert mit ihm in dem Maße langsamer, als der Aufbau von inertem Gas an dem Brennstoffkörper anwächst. Unter Umständen kann sich eine Schicht inerten Gases um den betroffenen Brennstoffkörper herum aufbauen, so daß eine weitere Reaktion zwischen dem Kühlgas und dem Brennstoffkörper verhindert bzw. gehemmt wird. Der Druck des inerten Gases innerhalb der Schutzhülle trägt ebenfalls dazu bei, das Eindringen des Kühlmittels zu verhindern, und ermöglicht auf diese Weise das Entweichen von Spaltprodukten, so daß eine Entdeckung der Leckstellen möglich ist.

Bei einem mit Kohlendioxyd gekühlten Reaktor der beschriebenen Bauart wird das Vorhandensein von 0,1 bis 1 Gewichtsprozent Helium in dem Kühlmittel insofern als wirksam angesehen, als es die Oxydbildung an einem Uran-Brennstoffkörper auf ein annehmbares Maß begrenzt, beispielsweise auf die Größenordnung von 10 g. Eine größere Konzentration von Helium würde weniger gebildetes Oxyd

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bedeuten, aber auch kostspieliger sein. In einigen Fällen kann an Stelle von Helium auch Stickstoff verwendet werden, z.B. dort, wo der Brennstoffkörper aus durch eine niedergeschlagene Nitritschicht geschütztem Uran besteht.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Gasgekühlter Kernreaktor mit Brennstoffelementen, von denen jedes einen in einer Schutzhülle eingeschlossenen Kernbrennstoffkörper hat, und mit einem Kühlgas, welches bei Schadhaftwerden einer Schutzhülle mit dem Brennstoffkörper reagiert, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kühlgas eine relativ zur Gesamtmenge des Kühlgases geringe Menge eines gegenüber den Kernbrennstoffkörpern inerten Gases zugesetzt ist.

2. Gasgekühlter Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlgas Kohlendioxyd ist, dem eine geringe Menge Heliumgas zugesetzt ist.

3. Gasgekühlter Kernreaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlendioxydgas zwischen 0,1 und 1,0 Gewichtsprozent Heliumgas enthält.

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