DE1149761B - Thermoelement, insbesondere fuer Brennstoffelemente in Kernreaktoren - Google Patents

Description

• Thermoelement, insbesondere für Brennstoffelemente in Kernreaktoren Die Erfindung bezieht sich auf Thermoelemente, bei denen die beiden Thermoelementschenkel zu bzw. in einem Kabel vereinigt sind. Insbesondere bezieht sie sich auf mineralisolierte Thermoelementkabel, welche entweder ein oder mehrere Paare von Leitern aus ungleichen Metallen aufweisen, die voneinander - und von anderen Paaren, falls solche vorhanden sind - und von einem umhüllenden Metallmantel durch eine hochverdichtete Mineralpulverisolation, gewöhnlich Magnesiumoxyd, isoliert sind, oder welche aus einem einzigen Metalleiter bestehen, der gegenüber einem ihn umgebenden Metallmantel aus nichtgleichem Metall durch eine solche Isolation abisoliert ist.
• Für manche Zwecke ist es erwünscht, ein solches Kabel (im nachfolgenden »Thermoelementkabel« genannt) so einzurichten und auszubilden, daß es an einem vorbestimmten Punkt seiner Längsabmessung durch eine Zugbelastung zu Bruch geht, welche gleich oder annähernd gleich einer gegebenen oder bestimmten Zugbeanspruchung ist, die kleiner als die normale Zug- bzw. Bruchfestigkeit des Kabels ist; es ist das Ziel der Erfindung, ein derartiges Kabel zu schaffen.
• Gemäß der Eifindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß aus dem Kabel an derjenigen Stelle, an der es zu Bruch gehen soll, eine Ringschleife gebildet ist, die durch eine Haltevorrichtung aufrechterhalten wird, deren Zerreißfestigkeit auf Zug so bemessen ist, daß sie zu Bruch geht bei einer vorgeschriebenen Zugbeanspruchung, die beträchtlich kleiner ist als die Zerreißfestigkeit des gestreckten Kabels auf Zug, wobei der Durchmesser des Kabels so gewählt ist, daß dessen Bruchfestigkeit auf Knickung aus Ringschleifenform kleiner ist als die Größe der vorgeschriebenen Zugbeanspruchung. Vorzugsweise hat die Ringschleife einen Innendurchmesser vom etwa Vierfachen des Kabeldurchmessers. Die Ringschleife kann eine vollständige Ringschleife mit einer einzigen Windung darstellen oder mehrere vollständige Windungen aufweisen.
• Zweckmäßigerweise besteht die Haltevorrichtung aus einem geraden Draht, der im Bereich der Ringschleife parallel zur Hauptrichtung des Kabels angeordnet und diesseits und jenseits der Ringschleife mit dem Kabel fest verbunden ist. Es ist vorteilhaft, wenn der Draht mit dem Kabel über Buchsen verbunden ist, welche mittels Preßverformung auf dem Kabel befestigt sind.
• Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht die Haltevorrichtung aus einem Glied, durch das die Ringschleife an der Berührungsstelle beider Kabelstellen geschlossen gehalten wird, z. B. aus einem Haltestift, der unter der Belastung abschert.
• Die Ringschleife kann auch eine unvollständige Ringschleife mit nur einem Bruchteil eines vollständigen Ringumfangs darstellen.
• Ein Thermoelementkabel, das an der Bruchstelle mit einer festgelegten Schleife geformt und entsprechend der Erfindung ausgebildet ist, soll nunmehr an Hand der Zeichnung beispielsweise und ausführlicher beschrieben werden.
• Das Kabel l besteht aus zwei Leitern, einem aus einer Nickelchromlegierung und einem anderen aus einer Nickelaluminiumlegierung, beide mit je 0,012 Zoll (0,3 mm) Durchmesser und einem umhüllenden Mantel aus rostfreiem Stahl von 0,06 Zoll (1,5 mm) Innendurchmesser und einer Wandstärke von 0,006 Zoll (0,l5 mm). Das Kabel weist eine Schleife 2 mit dem Innendurchmesser von 0,25 Zoll (6,3 mm) auf.
• Die Schleife 2 wird dadurch gehalten, daß sie einen rostfreien Stahldraht 3 mit einer Länge von 2 Zoll (50 mm) und einem Durchmesser von 0,024 Zoll (0,6 mm) überbrückt, der an seinem Ende mit dem Kabel durch Buchsen 4 und 5 verbunden ist. Diese Buchsen sind je am Kabel dadurch befestigt, daß ein einstückig ausgebildetes Muffenstück 6 mit kleinerem Durchmesser auf den Kabelmantel preßverformt oder sonstwie aufgedrückt wird. Die Enden des Kabels 3 werden in Bohrungen in den Buchsen eingeschweißt. Die Bruchbeanspruchung des Drahtes 3 und des Kabels 1 bei der Temperatur der umgebenden Atmosphäre (Raumtemperatur) betragen je 50 lbs. (22 kg) und 100 lbs. (45 kg).
• Das erfindungsgemäße, mit einer lokalisierten Bruchstelle versehene Thermoelementkabel ist besonders in Verbindung mit Brennstoffelementen in einem Kernreaktor brauchbar, wo es erforderlich ist, die an die Brennstoffelemente angeschlossenen Thermoelemente während der Wiederbeschickung abzutrennen. Jede Temperaturmeßvorrichtung, bei welcher getrennte Längen von Thermoelementadern zur Anwendung kommen, die durch mechanische Mittel verbunden werden, hat zweifelsfrei fehlerhafte Temperaturanzeigen zur Folge. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Thermoelementkabels kann das Brennstoffelement in den Kanal abgesenkt werden, während das letztere am Kabel hängt und von ihm gehalten wird, wobei es jedoch vom Brennstoffelement, wenn dieses entladen oder ausgebracht werden soll, einfach dadurch abgetrennt werden kann, daß dem Kabel eine Zugbeanspruchung übermittelt wird, welche derjenigen der Bruchfestigkeit der Vorrichtung entspricht, die die Schleife hält, z. B. des die Schleife überbrückenden Drahtes; und diese Bruchfestigkeit kann natürlich erheblich größer als dem Gewicht des Brennstoffelementes entsprechend gemacht werden. Falls die Schleife nicht durch einen überbrückungsdraht od. dgl. festgelegt ist, ist die Bruchbeanspruchung des Kabels an der Schleife veränderlich, aber im allgemeinen geringer als die Belastung, die durch das Gewicht des Brennstoffelementes bedingt ist. Alternativ kann dann, wenn das Element durch eine andere Vorrichtung als durch das Thermoelementkabel gehalten wird, die Ausbildung auch eine solche sein, daß nach Lösen des Brennstoffelements von einer solchen andersartigen Haltevorrichtung das Gewicht des Elements genügend groß gewählt ist, daß die Schleifenhaltevorrichtung bricht und das Kabel zu Bruch geht.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Thermoelement, bei dem die beiden Thermoelementschenkel zu bzw. in einem Kabel vereinigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Kabel an derjenigen Stelle, an der es zu Bruch gehen soll, eine Ringschleife gebildet ist, die durch eine Haltevorrichtung, deren Zerreißfestigkeit auf Zug so bemessen ist, daß sie zu Bruch geht bei einer vorgeschriebenen Zugbeanspruchung, die beträchtlich kleiner ist als die Zerreißfestigkeit des gestreckten Kabels auf Zug, aufrechterhalten wird, wobei der Durchmesser des Kabels so gewählt ist, daß dessen Bruchfestigkeit auf Knickung aus Ringschleifenform kleiner ist als die Größe der vorgeschriebenen Zugbeanspruchung.
2. 2. Thermoelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschleife einen Innendurchmesser hat vom etwa Vierfachen des Durchmessers des Kabels.
3. 3. Thermoelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschleife eine vollständige Ringschleife mit einer einzigen Windung darstellt.
4. 4. Thermoelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschleife mehrere vollständige Windungen aufweist.
5. 5. Thermoelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung aus einem geraden Draht besteht, der im Bereich der Ringschleife parallel zur Hauptrichtung des Kabels angeordnet und diesseits und jenseits der Ringschleife mit dem Kabel fest verbunden ist.
6. 6. Thermoelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht mit dem Kabel über Buchsen verbunden ist, welche mittels Preßverformung auf dem Kabel befestigt sind.
7. 7. Thermoelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung aus einem Glied besteht, durch das die Ringschleife an der Berührungsstelle beider Kabelstellen geschlossen gehalten wird, z. B. aus einem Haltestift, der unter 4er Belastung abschert. B. Thermoelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschleife eine unvollständige Ringschleife mit nur einem Bruchteil eines vollständigen Ringumfangs darstellt.