DE1237228B - Nuclear reactor fuel element - Google Patents

Nuclear reactor fuel element

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DE1237228B
DE1237228B DEC35048A DEC0035048A DE1237228B DE 1237228 B DE1237228 B DE 1237228B DE C35048 A DEC35048 A DE C35048A DE C0035048 A DEC0035048 A DE C0035048A DE 1237228 B DE1237228 B DE 1237228B
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DE
Germany
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jacket sleeve
sleeve
fuel
projections
jacket
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Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEC35048A
Other languages
German (de)
Inventor
Henri Bailly
Roko Bujas
Claude Ringot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/33—Supporting or hanging of elements in the bundle; Means forming part of the bundle for inserting it into, or removing it from, the core; Means for coupling adjacent bundles
    • G21C3/332—Supports for spacer grids
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

DeutscheKl.: 21g-21/20 German class: 21g-21/20

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Nummer: 1237 228Number: 1237 228

Aktenzeichen: C 35048 VIII c/21 gFile number: C 35048 VIII c / 21 g

1 237 228 Anmeldetag: 9.Februar 19651 237 228 Filing date: February 9, 1965

Auslegetag: 23. März 1967Opened on: March 23, 1967

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kernreaktor-Brennstoffelement von der Art eines »Traubenform-Elements«, in dem die Brennstoffstäbe von einer ringförmigen äußeren Mantelhülse umgeben sind und von mindestens einem Endgitter gehalten werden.The present invention relates to a nuclear reactor fuel element of the "grape-shaped element" type, in which the fuel rods are surrounded by an annular outer jacket sleeve and held by at least one end grille.

Die bezieht sich unter derartigen Elementen auf locker aufgebaute Bündelelemente, bei denen das Brennstoffmaterial die Form von umhüllten Stäben von geringem Durchmesser hat. Diese Brennstäbe sind zueinander angeordnet und in dieser bestimmten Anordnung durch Bauelemente gehalten, die ebenfalls dazu dienen, die Widerstandsfähigkeit dieser Brennstoffelemente gegenüber betriebsbedingten mechanischen und thermischen Beanspruchungen zu gewährleisten und ein Handhaben derselben in den Reaktorkanälen durch Halte- oder Greifvorrichtungen im Verlauf der Beschickungs- und Entnahmevorgänge zu ermöglichen.Among such elements, the refers to loosely structured bundle elements in which the Fuel material is in the form of sheathed rods of small diameter. These fuel rods are arranged to each other and held in this particular arrangement by structural elements, which are also serve to increase the resistance of these fuel elements to operational mechanical and to ensure thermal stresses and handling of the same in the Reactor channels by holding or gripping devices in the course of the loading and unloading processes to enable.

Die Erfindung bezieht sich im besonderen auf diejenigen Brennstoffelemente, in denen zur Verminderung der Beanspruchungen, denen sie ausgesetzt sind, nur eines der Brennstabenden mit einem Haltegitter verbunden ist, während deren anderes Ende frei in einem zweiten Gitter gleiten kann. Dadurch werden die mechanischen Beanspruchungen auf ein starres Element übertragen, das die beiden Gitter verbindet und im besonderen aus einer ringförmigen Schutzmantelhülse besteht.The invention relates in particular to those fuel elements in which to reduce the stresses to which they are exposed, only one of the fuel rod ends with a holding grid is connected, while the other end can slide freely in a second grid. This will be transfer the mechanical stresses to a rigid element that connects the two grids and in particular consists of an annular protective jacket sleeve.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung an solchen Brennstoffelementen; sie soll vor allem die Aufgabe lösen, die Befestigung der Endgitter in der äußeren Mantelhülse zu gewährleisten, wodurch eine genaue Lageanordnung der Brennstäbe und eine praktisch gleichmäßige Verteilung der Beanspruchungen über die Gesamtoberfläche der Mantelhülse ermöglicht wird.The invention relates to an improvement in such fuel elements; she should above all solve the problem of ensuring the attachment of the end grids in the outer jacket sleeve, whereby an exact arrangement of the fuel rods and a practically even distribution of the stresses is made possible over the entire surface of the jacket sleeve.

Ein Brennstoffelement der eingangs beschriebenen Art ist gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß jedes Endteil der Mantelhülse so ausgebildet ist, daß es an der Innenseite eines zylindrischen Muffenendes einer Gitterhalterung anliegt, daß die miteinander in Kontakt befindlichen Abschnitte der Mantelhülse und des Muffenendes mit einer gleichen Anzahl von miteinander fluchtenden Bohrungen mit dem gleichen Durchmesser versehen sind, daß das Muffenende der Gitterhalterung von einem Reifen umgeben ist, der herausgedrückte Vorsprünge aufweist, die in die Bohrungen der Mantelhülse und des Muffenendes zur Verbindung der beiden Teile passen, und daß die beiden Enden des Reifens miteinander durch Stumpfschweißen verbunden werden.A fuel element of the type described in the opening paragraph is essentially characterized in accordance with the invention characterized in that each end portion of the jacket sleeve is formed so that it is on the inside of a cylindrical sleeve end of a grid holder rests that the are in contact with each other Sections of the jacket sleeve and the socket end with an equal number of aligned Bores are provided with the same diameter that the sleeve end of the grid bracket of a tire is surrounded, which has pushed-out projections into the bores of the jacket sleeve and the socket end to connect the two parts, and that the two ends of the Tires are connected to each other by butt welding.

Kernreaktor-BrennstoffelementNuclear reactor fuel element

Anmelder:Applicant:

Commissariat ä I'Energie Atomique, Paris
Vertreter:Commissariat ä I'Energie Atomique, Paris
Representative:

Dipl.-Ing. R. Beetz und Dipl.-Ing. K. Lampreeht, Patentanwälte, München 22, Steinsdorfstr. 10Dipl.-Ing. R. Beetz and Dipl.-Ing. K. Lampreeht, patent attorneys, Munich 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Henri Bailly, Orsay, Seine-et-Oise;Henri Bailly, Orsay, Seine-et-Oise;

Roko Bujas, Gif-sur-Yvette, Seine-et-Oise;Roko Bujas, Gif-sur-Yvette, Seine-et-Oise;

Claude Ringot, Orsay5 Seine-et-Oise (Frankreich)Claude Ringot, Orsay 5 Seine-et-Oise (France)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Frankreich vom 18. Februar 1964 (964 265) - -France of February 18, 1964 (964 265) - -

Auf Grund dieser Anordnung erhält man eine vollständige Befestigung der äußeren Schutzmantelhülse an den Gittern, wobei der Zusammenbau besonders einfach ist und keine spezielle Vorrichtung erfordert, da das Zusammenschweißen der Enden des Bandagenreifens an sich allein den gewünschten Zusammenhalt schafft.As a result of this arrangement, the outer protective jacket sleeve is completely fastened on the grids, the assembly being particularly simple and not requiring any special device, because the welding together of the ends of the bandage tire in and of itself provides the desired cohesion creates.

Vorteilhafterweise sind die in der Mantelhülse und im Muffenende vorgesehenen Bohrungen mit gleichem Abstand auf der Umfangsfläche des entsprechenden Stückes verteilt, während die Bohrungen an den zwei Enden der Mantelhülse paarweise auf gemeinsamen Mantellinien liegen, um eine vollkommen parallele Anordnung der Achsen der Brennstäbe bezüglich der Achse der Mantelhülse zu ermöglichen und somit die Torsionsverdrehung dieser Brennstäbe zu verhindern.The bores provided in the jacket sleeve and in the socket end are advantageously identical Distance distributed on the circumferential surface of the corresponding piece while the holes are made the two ends of the jacket sleeve lie in pairs on common surface lines, around one completely to enable parallel arrangement of the axes of the fuel rods with respect to the axis of the jacket sleeve and thus prevent the torsional twisting of these fuel rods.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Es zeigtFurther details of the invention emerge from the following description of one in the drawing illustrated embodiment, to which the invention is not limited. It shows

F i g. 1 eine auseinandergezogene Ansicht der verschiedenen, für den Zusammenbau bestimmten Teile,F i g. 1 is an exploded view of the various parts intended for assembly;

F i g. 2 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Brennstoffelement mit kleineren Abmessungen.F i g. 2 shows an axial section through a fuel element designed according to the invention with smaller ones Dimensions.

Wie man aus den Figuren ersehen kann, hat das Brennstoffelement eine zylindrische Mantelhülse 1, beispielsweise aus Graphit, die ein lockeres BündelAs can be seen from the figures, the fuel element has a cylindrical jacket sleeve 1, for example made of graphite, which forms a loose bundle

709 520/306709 520/306

Claims (4)

von Brennstäben 2 umgibt. Diese Brennstäbe werden an jedem ihrer beiden Enden durch Gitterhalterungen 3 gehalten. Wie bereits oben ausgeführt wurde, sind sie mit einem dieser Gitter verbunden und können im anderen frei gleiten, wodurch das Element vor allem den Beanspruchungen widerstehen kann, die sich aus den unterschiedlichen Wärmedehnungen der verschiedenen, zur Herstellung des Elements verwendeten Teile ergeben. Wie aus der F i g. 1 ferner hervorgeht, ist das Ende eines jeden Brennstabes in einer Fassung 4 eingepaßt, während sämtliche Brennstäbe in einer bestimmten Anordnung durch einen Satz von Verbindungsstegen 5 gehalten werden, welche die Fassungen 4 mit dem Umfang 6 der Gitterhalterung 3 verbinden. Diese Gitterhalterung weist im übrigen ein Muffenende 7 auf, in das praktisch ohne Zwischenspiel das Endteil 8 der Mantelhülse 1 eingepaßt werden kann. Erfindungsgemäß sind das Muffenende 7 und das Endteil8 der Mantelhülse von radialen Löchern 9 durchbohrt, deren Anzahl im dargestellten Ausführungsbeispiel gleich sechs ist. Die Befestigung der Mantelhülse 1 in der Gitterhalterung 3 wird durch einen Bandagenreifen 10 bewirkt, der die Form eines dünnen Metallbandes 11 hat, welches mit sechs herausgedrückten Vorsprüngen 12 versehen ist, die leicht kegelstumpfförmig und gleichmäßig auf dem Band entsprechend der Abwicklung der in die Mantelhülse bzw. die Gitterhalterung gebohrten Löcher verteilt sind. Beim Zusammenbau der verschiedenen Teile, wie in der F i g. 2 dargestellt ist, greifen die Vorsprünge in die entsprechenden Löcher des Muffenendes 7 und in die zugehörigen Löcher der Mantelhülse 1 ein, wonach die beiden Enden des Bandes 11 bei 13 aufeinandertreffen und stumpf zusammengeschweißt werden. Auf diese Weise können sich die Gitterhalterung und die Mantelhülse nicht gegeneinander verschieben. Diese Art der Befestigung weist unter anderem den Vorteil auf, daß die Gitterhalterung und die Mantelhülse unabhängig von der Betriebstemperatur des Brennstoffelements auf Grund der Vorsprünge des Bandagenreifens völlig koaxial zueinander gehalten werden, wobei die Vorsprünge durch ihre konische Form als Zentrierstifte dienen. Diese Zentrierung hält den Abstand zwischen den Brennstäben des Kreisringes und der Mantelhülse für alle Brennstäbe gleich, wodurch eine gleichmäßige Kühlung derselben ermöglicht wird. Es soll schließlich betont werden, daß durch die einfache Art der vorgeschlagenen Befestigung eine vorherige genaue Bearbeitung und Kontrolle eines jeden Teiles durchführbar und eine präzise Lageanordnung der Mantelhülse zu den Endgittern möglieh ist. Patentansprüche:surrounded by fuel rods 2. These fuel rods are held by lattice holders 3 at each of their two ends. As stated above, they are connected to one of these grids and can slide freely in the other, which means that the element can withstand the stresses that result from the different thermal expansions of the various parts used to manufacture the element. As shown in FIG. 1, the end of each fuel rod is fitted in a socket 4, while all the fuel rods are held in a certain arrangement by a set of connecting webs 5 which connect the sockets 4 to the periphery 6 of the grid holder 3. This grid holder also has a socket end 7 into which the end part 8 of the jacket sleeve 1 can be fitted with practically no intermediate play. According to the invention, the socket end 7 and the end part 8 of the jacket sleeve are pierced by radial holes 9, the number of which is six in the illustrated embodiment. The fastening of the jacket sleeve 1 in the grid holder 3 is effected by a bandage hoop 10, which has the shape of a thin metal band 11, which is provided with six pressed out projections 12, which are slightly frustoconical and evenly on the band according to the development of the in the jacket sleeve or the grille mounting holes are distributed. When assembling the various parts, as shown in FIG. 2, the projections engage in the corresponding holes of the socket end 7 and in the associated holes of the jacket sleeve 1, after which the two ends of the band 11 meet at 13 and are butt welded together. In this way, the grid holder and the jacket sleeve cannot move against each other. This type of fastening has the advantage, among other things, that the grid holder and the jacket sleeve are kept completely coaxial to one another due to the projections of the bandage tire, regardless of the operating temperature of the fuel element, the projections serving as centering pins due to their conical shape. This centering keeps the distance between the fuel rods of the circular ring and the jacket sleeve the same for all fuel rods, which enables uniform cooling of the same. Finally, it should be emphasized that the simple nature of the proposed attachment means that precise machining and control of each part can be carried out beforehand and that the casing sleeve can be precisely positioned in relation to the end grids. Patent claims: 1. Kernreaktor-Brennstoffelement von der Art eines »Traubenform-Elements«, in dem die Brennstoffstäbe von einer ringförmigen, äußeren Mantelhülse umgeben sind und von mindestens einem Endgitter gehalten werden, dadurchgekennzeichnet, daß jedes Endteil der Mantelhülse so ausgebildet ist, daß es an der Innenseite 1. Nuclear reactor fuel element of the type of a "grape- shaped element", in which the fuel rods are surrounded by an annular, outer jacket sleeve and are held by at least one end grid, characterized in that each end part of the jacket sleeve is designed so that it is attached to the inside ao eines zylindrischen Muffenendes einer Gitterhalterung anliegt, daß die miteinander in Kontakt befindlichen Abschnitte der Mantelhülse und des Muffenendes mit einer gleichen Anzahl von miteinander fluchtenden Bohrungen mit dem gleichenao of a cylindrical sleeve end of a lattice bracket rests that the mutually in contact sections of the jacket sleeve and the Sleeve end with an equal number of aligned holes with the same as Durchmesser versehen sind, daß das Muffenende der Gitterhalterung von einem Reifen umgeben ist, der herausgedrückte Vorsprünge aufweist, die in die Bohrungen der Mantelhülse und des Muffenendes zur Verbindung der beiden Teile passen,The diameter are provided so that the sleeve end of the grid holder is surrounded by a tire is, which has pushed out projections that fit into the bores of the jacket sleeve and the socket end to connect the two parts, und daß die beiden Enden des Reifens miteinander durch Stumpfschweißen verbunden werden.and that the two ends of the tire are butt welded together will. 2. Brennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Mantelhülse und dem Muffenende der Gitterhalterung vorgesehenen Bohrungen mit gleichem Abstand auf dem Umfang des entsprechenden Teiles verteilt sind. 2. Fuel element according to claim 1, characterized in that the bores provided in the jacket sleeve and the socket end of the grid holder are distributed equally spaced around the circumference of the corresponding part. 3. Brennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Mantelhülse an jedem ihrer Endteile vorgesehenen Bohrungen paarweise auf gemeinsamen Mantellinien liegen. 3. Fuel element according to claim 1, characterized in that the bores provided in the jacket sleeve at each of its end parts lie in pairs on common surface lines. 4. Brennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Bandagenreifen hervorstehenden Vorsprünge kegelstumpfförmig · ausgebildet sind. 4. Fuel element according to claim 1, characterized in that the projections protruding from the bandage tire are frustoconical . Hierzu 1 Blatt Zeichnungen For this purpose, 1 sheet of drawings 709 520/306 3.67 © Bundesdruckerei Berlin709 520/306 3. 67 © Bundesdruckerei Berlin
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