DE1139214B

DE1139214B - Brennstoffelement fuer Kernreaktoren

Info

Publication number: DE1139214B
Application number: DEU4928A
Authority: DE
Inventors: Leslie Mark Wyatt
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1956-11-23
Filing date: 1957-11-15
Publication date: 1962-11-08
Also published as: ES238598A1; BE562620A; FR1186581A; US3030293A; CH354525A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

U4928Vnic/21g

ANMELDETAG: 15. NOVEMBER 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT:

8. NOVEMBER 1962

Die Erfindung betrifft ein Kernreaktor-Brennstoffelement, bestehend aus einem den Kernbrennstoff enthaltenden Schutzbehälter, an dessen Außenfläche Längsrippen angeordnet sind.

Erfindungsgemäß ist ein Kernreaktor-Brennstoffelement, bestehend aus einem den Kernbrennstoff enthaltenden Schutzbehälter, an dessen Außenfläche Längsrippen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens eine gewendelte Rippe über die Längsrippen in radialer Richtung hinaus erstreckt und an ihrer Innenkante mit Schlitzen versehen ist, in welche die Längsrippen mit Spiel hineinragen, so daß sich die Längsrippen relativ zur gewendelten Rippe frei längs ausdehnen können.

Die erfindungsgemäßen Brennstoffelemente lassen eine Ausdehnung in Längsrichtung zu. Vorzugsweise werden die spiralförmigen Rippen mit Abstand von der Hülle und den Längsrippen angeordnet, um Raum für radiale Ausdehnung des Brennstoffelements zu geben.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden, und zwar zeigt

Fig. 1 eine aufgeschnittene Ansicht eines Brennstoffelements, das in einer Hülse gehalten wird, und

Fig. 2 eine Teilansicht eines Brennstoffelements, das in längsverlaufenden Führungsrippen gehalten wird.

Das in der Fig. 1 dargestellte Brennstoffelement 1 besteht aus einer Uranstange, die mit einer Schutzhülle 2 mit Längsrippen 3 versehen ist. Eine kontinuierliche spiralförmige Metallrippe 5 mit Schützen 4, die in ihre Innenkante 8 geschnitten sind, damit die Rippen 3 durch sie hindurchgehen können, ist über das Brennstoffelement 1 gepaßt. Die Innenkante 8 ist mit geringem Abstand von der Wandung der Hülle 2 angeordnet, und die Schlitze 4 sind so tief geschnitten, daß ein Zwischenraum 9 zwischen den Rippen 3 und der spiralförmigen Rippe 5 bleibt, so daß sich das Brennstoffelement 1 ohne Behinderung in radialer Richtung ausdehnen kann. Die spiralförmige Rippe 5 ist in die Nut 6 einer Graphithülse 7 gepaßt. Die Graphithülse 7 weist einen Keil 10 auf, der verhindert, daß die Hülse unter der Kraft des in der Hülse strömenden Kühlgases rotiert. Um eine Rotation der Rippe 5 und des Brennstoffelements 1 in der Hülse 7 zu verhindern, werden die Brennstoffelemente in Schnürenform so geschichtet bzw. gestapelt, daß die Stirn- oder Endflächen benachbarter Hülsen 7 die Enden der Nut 6 abdecken. Die Rippe 5 kann in ihrer Länge leicht reduziert und ein Anschlag in die Nut 6 nahe den Enden eingefügt werden. In Brennstoffelement für Kernreaktoren

Anmelder:

United Kingdom Atomic Energy Authority, London

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

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 23. November 1956 (Nr. 35 831)

Leslie Mark Wyatt, London, ist als Erfinder genannt worden

Fig. 2 (in welcher die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Bauteile verwendet werden wie in Fig. 1) ist die spiralförmige Rippe 5 und das Brennstoffelement 1 in Nuten 11 in längsverlaufenden Führungsrippen 12 eingepaßt oder eingefügt. Die Rippe 5 ist an die Rippen 12 angeschweißt, um dem Aufbau eine größere Steifigkeit zu geben. Eine Endkappe 13, die auf das untere Ende des Brennstoffelements 1 gepaßt ist, weist einen Kegel 14 auf, der mit einer eine konische Pfanne oder Mulde aufweisenden Endkappe am oberen Ende des unmittelbar darunter befindlichen Brennstoffelements zusammenwirkt. Die Endkappen tragen Schenkel 15 mit Nuten 16, in die die Rippen 12 passen. Die unteren Schenkel sind an die Rippen 12 geschweißt. Die oberen Schenkel haben Gleichtpassung, um die Ausdehnung des Brennstoffelements in Längsrichtung zu gestatten. Das Brennstoffelement in Fig. 1 kann Endkappen und Schenkel haben, die den in der Fig. 2 gezeigten ähnlich sind; in diesem Falle wären die Schenkel an der Hülse 7 befestigt.

Die spiralförmige Rippe 5 dient dazu, eine Krümmung des Brennstoffelements 1 zu verhindern. Eine Längsausdehnung des Brennstoffelements 1 kann ohne Behinderung stattfinden und verursacht keine Krümmung oder Verformung der Rippen 3. Der Druckabfall längs des Brennstoffelements wird durch die spiralförmige Rippe 5 gesteigert, und aus der Gesamtbewegung des Kühlmittels über die Rippen bei gleichzeitiger Vermeidung des Längsströmens in Rippen-

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richtimg ergibt sich eine gleichmäßigere Temperaturverteilung des Kühlmittels über den Kanal und ein Wärmegewinn im Auslaßkühlmittel für gegebene Begrenzungs-Temperaturbedingungen im Brennstoffelement 1.

Die spiralförmige Rippe 5 kann aus Graphit bestehen und aus einem Stück mit der Hülse 7 ausgebildet sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kernreaktor-Brennstoffelement, bestehend aus einem den Kernbrennstoff enthaltenden Schutzbehälter, an dessen Außenfläche Längsrippen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens eine gewendelte Rippe (5) über die Längsrippen (3) in radialer Richtung hinaus erstreckt und an ihrer Innenkante (8) mit Schlitzen (4) versehen ist, in welche die Längsrippen (3) mit Spiel hineinragen, so daß sich die Längsrippen (3) relativ zur gewendelten Rippe (5) frei längs ausdehnen können.

2. Brennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewendelte Rippe (5) von dem Schutzbehälter (2) und den Längsrippen (3) in radialem Abstand angeordnet ist.

3. Brennstoffelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich in einer Graphithülse (7) befindet, die mit Nuten (6) zur Aufnahme der gewendelten Rippe versehen ist.

4. Brennstoffelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gewendelte Rippe (5) aus Graphit besteht und das Brennstoffelement (1) in einer Graphithülse (7) steckt und die Graphithülse (7) mit der gewendelten Rippe (5) einstückig ausgebildet ist.

5. Brennstoffelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es von Längsführungsrippen (12) gehalten wird, die an der gewendelten Rippe (5) befestigt sind.

6. Brennstoffelement nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Endkappen (13) und Bauteile (14), die zur Stapelung der Brennstoffelemente (1) vorgesehen sind, wobei die Bauteile (14) Schenkel (IS) aufweisen und die Längsführungsrippen (12) an den Schenkeln (15) eines Bauteiles (14) befestigt und in dem anderen gleitbar angeordnet sind.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1042 774.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

@ 209 680/275 10.62