DE1250330B - Ver go for the production of carbon tubes - Google Patents

Ver go for the production of carbon tubes

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DE1250330B
DE1250330B DENDAT1250330D DE1250330DA DE1250330B DE 1250330 B DE1250330 B DE 1250330B DE NDAT1250330 D DENDAT1250330 D DE NDAT1250330D DE 1250330D A DE1250330D A DE 1250330DA DE 1250330 B DE1250330 B DE 1250330B
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carbonization
stage
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Hugh Soden Wembley Middlesex Howard Harold Walter Losty (Großbritannien)
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General Electric Co PLC
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General Electric Co PLC
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    • G21C3/06Casings; Jackets
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

C04bC04b

Deutsche Kl.: 80 b-8/12 German class: 80 b -8/12

Nummer: 1250 330Number: 1250 330

Aktenzeichen: G 33234 VI b/80 bFile number: G 33234 VI b / 80 b

Anmeldetag: 29. September 1961Filing date: September 29, 1961

Auslegetag: 14. September 1967Opened on September 14, 1967

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffrohren, die beispielsweise zur Herstellung von Brennstoffhülsen für Kernreaktoren verwendet werden können.The invention relates to a method for the production of carbon tubes, for example for Manufacture of fuel sleeves for nuclear reactors can be used.

In den deutschen Patentschriften 1113 214 und 1158 895 wurde ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff durch Karbonisierung eines Körpers beschrieben, der durch Rückgewinnung von Cellulose- oder Hemicellulosematerial aus einer Dispersion dieses Materials in einem wäßrigen Medium erhalten wurde. Bei diesem Verfahren wurde festgestellt, daß während der Karbonisierungswärmebehandlung beträchtliche Schrumpfung auftritt.In the German patents 1113 214 and 1158 895 a process for the production of Carbon is described by the carbonization of a body, which is produced by the recovery of cellulose or hemicellulosic material obtained from a dispersion of this material in an aqueous medium became. In this process, it has been found that during the carbonization heat treatment, considerable Shrinkage occurs.

Eine der Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens der obenerwähnten Patentschriften liegt in der Herstellung von Kohlerohren, die bemerkenswerte Eigenschaften hinsichtlich der Gasdurc'hlässigkeit ihrer Wandungen haben. Wie in der letztgenannten der obenerwähnten Patentschrift ausgeführt ist, kann man Kohlerohre mit einer derartig geringen Durchlässigkeit herstellen, daß sie ein hohes Vakuum bei vernachlässigbarem Verlust über lange Zeiträume sogar bei erhöhten Temperaturen aushalten. Diese Rohre sind daher hervorragend zur Verwendung bei der Konstruktion von Hülsen zur Aufnahme von Brut- oder Spaltstoff für Kernreaktoren geeignet, da Kohlenstoff höhere Temperaturen aushalten kann als die üblicheren Hülsenmaterialien, besitzen diese Rohrherstellungsverfahren in dieser Hinsicht große Bedeutung.One of the possible uses of the method of the above-mentioned patents is in Manufacture of carbon tubes, which have remarkable properties in terms of gas permeability their walls have. As stated in the latter of the aforementioned patent, can carbon tubes with such a low permeability that they have a high vacuum Withstand negligible loss for long periods of time even at elevated temperatures. These Tubes are therefore excellent for use in the construction of sleeves to receive Suitable for nuclear reactors as breeding or fissile material, as carbon can withstand higher temperatures than the more common sleeve materials, these pipe making processes are great in this regard Meaning.

Für die erwähnten Rohrherstellungsverfahren ist es kennzeichnend, daß die Materialien beträchtliche Verfestigung in verschiedenen Verfahrensstufen erfahren, und aus diesem Grunde hat es sich als schwierig erwiesen, ausreichende Symmetrie oder Geradlinigkeit zur Verwendung als Brennstoffhülsen dadurch zu erreichen, daß die Rohre während der Wärmebehandlung in der in den obenerwähnten Patentschriften beschriebenen Weise abgestützt werden: Die Genauigkeit der Endabmessungen des Rohres ist für die Brennstoffhülsen wichtig. Es hat sich gezeigt, daß die Stoffmasse während der Schrumpfung, welche die erwähnte Konsolidierung oder Verfestigung begleitet, geringen Widerstand gegen plastische Verformung aufweist und daß sie daher in gewissem Ausmaß geformt werden kann, ohne ihre Eigenschaften zu beeinflussen. Insbesondere wurde nun gefunden, daß man durch Anordnung des aufzuschrumpfenden Materials auf einem Dorn Geradlinigkeit des Endproduktes erreichen kann, die für eine Brennstoffhülse annehmbar ist. Da das Karbonisierungsverfahren Wärmebehandlung bei erhöhten Verfahren zur Herstellung von KohlenstoffrbhrenIt is characteristic of the pipe manufacturing processes mentioned that the materials are considerable Solidification experienced at various stages of the process, and for this reason it has been difficult proved sufficient symmetry or straightness for use as fuel sleeves thereby to achieve that the tubes during the heat treatment in the above-mentioned Patent specifications are supported in the manner described: The accuracy of the final dimensions of the pipe is important for the fuel pods. It has been shown that the mass of material during shrinkage, which accompanies the aforementioned consolidation or solidification, low resistance to plastic Has deformation and that it can therefore be shaped to some extent without its Affect properties. In particular, it has now been found that by arranging the to be shrunk Material on a mandrel can achieve straightness of the end product, which for a fuel sleeve is acceptable. Since the carbonation process heat treatment at increased Process for the production of carbon tubes

Anmelder:Applicant:

The General Electric Company Limited, LondonThe General Electric Company Limited, London

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,
Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65
Dr.-Ing. H. Ruschke, patent attorney,
Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Howard Harold Walter Losty,Howard Harold Walter Losty,

Hugh Soden,Hugh Soden,

Wembley, Middlesex (Großbritannien)Wembley, Middlesex (Great Britain)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 30. September 1960Great Britain September 30, 1960

(33 696),(33 696),

vom 29. Juni 1961 (23 576)dated June 29, 1961 (23 576)

Temperaturen umfaßt, ist es notwendig, eine Beschädigung des Produktes auf Grund unterschiedlicher Wärmebewegung zwischen dem Dorn und dem Rohr nach Aufschrumpfung des Rohres auf dem Dorn zu vermeiden. Die Lösung dieses Problems bildet eines der Merkmale der Erfindung.Temperature includes, it is necessary to damage the product due to different Heat movement between the mandrel and the pipe after the pipe has been shrunk onto the mandrel avoid. The solution to this problem forms one of the features of the invention.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffrohren, die beispielsweise zur Herstellung von Brennstoffhülsen in Kernreaktoren Verwendung finden, unter Bildung einer wäßrigen Dispersion aus Cellulose- oder Hemicellulosematerial, Regenerierung dieses Materials aus der Dispersion, Gießen des regenerierten Materials in Form eines Rohres, Trocknen_des Rohres und Erhitzen des getrocknetetTRofifes zur Karbonisierung dadurch gekennzeichnet, daß man zur Regelung der Schrumpfungsweise des während der Karbonisierung plastisch verformbaren Rohres in das getrockneteAccording to the invention, a method for the production of carbon tubes, which are used, for example, for the production of fuel sleeves in nuclear reactors, with the formation of an aqueous dispersion of cellulose or hemicellulose material, regeneration of this material from the dispersion, casting of the regenerated material in the form of a tube, drying Tube and heating of the dried tube for carbonization, characterized in that, in order to regulate the mode of shrinkage of the tube, which is plastically deformable during carbonization, one moves into the dried tube

709 647/506709 647/506

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Rohr vor der Karbonisierungsstufe einen festen Dorn Cellulose- oder Hemicellulosematerial auftritt mitTube before the carbonation stage occurs using a solid mandrel of cellulosic or hemicellulosic material

einführt, dessen Querschnitt geringer ist als der innere der damit verbundenen Möglichkeit der Deformie-introduces, the cross-section of which is smaller than the interior of the associated possibility of deformation

Querschnitt des getrockneten Rohres, jedoch groß rung des Rohres, ist die Verwendung eines Kerns fürCross-section of the dried pipe, however large tion of the pipe, is the use of a core for

genug, daß das Rohr durch die Schrumpfung des die Trocknungsstufe ebenso zweckmäßig,enough that the tube by the shrinkage of the drying stage is just as expedient,

plastischen Rohres während der Karbonisierungs- 5 Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindungplastic tube during carbonation 5 According to a preferred feature of the invention

stufe an dem Dorn anliegt, wobei die Gestalt des wird somit vor der Trocknungsstufe ein erster festerstage rests against the mandrel, the shape of the is thus a first solid before the drying stage

Domes der gewünschten inneren Gestalt des herzu- Kern mit einem geringeren Querschnitt als der innereDomes of the desired inner shape of the core with a smaller cross-section than the inner one

stellenden Kohlenstoffrohres entspricht, und der Querschnitt des gegossenen Rohres aus regenerier-corresponding carbon tube, and the cross-section of the cast tube made of regenerated

Dorn aus einem Material hergestellt ist, das einen tem Cellulose- oder Hemicellulosematerial in dasThe mandrel is made of a material that incorporates a cellulosic or hemicellulosic material into the

höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf- io gegossene Rohr eingeführt und dieses so getrocknet,higher coefficient of thermal expansion introduced onto the cast pipe and dried this in such a way that

weist als der des Rohrmaterials bei oder nahe der daß nach Entfernen der Flüssigkeit das zurück-indicates as that of the pipe material at or near the that after removal of the liquid the rejected

Temperatur, bei der das Rohr in ausreichendem bleibende Material des Rohres auf den Dorn auf-Temperature at which the pipe in sufficient permanent material of the pipe on the mandrel

Maße karbonisiert ist und bei der das Rohr auf den schrumpft, so daß es sich im wesentlichen dessenDimensions is carbonized and in which the tube shrinks on the, so that it is essentially its

Dorn aufschrumpft. Oberfläche anpaßt. Dann wird der erste Dorn ausThe mandrel shrinks on. Adjusts surface. Then the first mandrel is out

Da zur Erzielung der Karbonisierung das Rohr 15 dem getrockneten Rohr herausgezogen und einSince in order to achieve the carbonization, the tube 15 is pulled out of the dried tube and inserted

aus getrocknetem regeneriertem Material auf Tempe- zweiter Dorn aus einem Material mit geeignetemof dried regenerated material on Tempe- second mandrel made of a material with a suitable

raturen oberhalb von 3500C erhitzt wird, findet " Wärmeausdehnungskoeffizienten und einem geeig-ratures is heated above 350 0 C, finds "thermal expansion coefficient and a suitable

während der Karbonisierungsstufe eine weitgehende neten Querschnitt, wie oben beschrieben, voran extensive cross-section, as described above, during the carbonation stage

Wärmeausdehnung des Rohres und des Dornes statt. Durchführung der Karbonisierungsstufe in das RohrThermal expansion of the tube and the mandrel instead. Carrying out the carbonation stage in the pipe

Es ist daher erwünscht, daß der Dorn aus einem ao eingeführt.It is therefore desirable that the mandrel be inserted from an ao.

Material gebildet ist, das mit Bezug auf das Material, Obgleich es nicht wesentlich ist, wird es gewöhn-Material is formed which is made with respect to the material, although it is not essential, it is usually

aus dem das Rohr hergestellt ist, solche Wärme- lieh bevorzugt, für die Trocknungsstufe einen Dornfrom which the pipe is made, such heat is preferred, a mandrel for the drying stage

ausdehnungskennwerte besitzt und daß der Dorn mit kreisförmigem Querschnitt zu verwenden. Es hathas expansion characteristics and that the mandrel with a circular cross-section should be used. It has

einen Querschnitt in bezug auf den inneren Quer- den Anschein, daß das Material des Dornes für diesea cross-section with respect to the inner transverse appears that the material of the mandrel for this

schnitt des Rohres aufweist, daß ein Anliegen des as Stufe des Verfahrens im Hinblick auf die verhältnis-section of the pipe shows that a concern of the as stage of the process with regard to the

Rohres an den Dorn nur bei oder nahe einer Tem- . mäßig niedrige Temperatur, welche beträchtlich unterRohres to the mandrel only at or near a tem-. moderately low temperature, which considerably below

peratur ermöglicht wird, bei der das während der 100° C liegt und zum Trocknen des regeneriertentemperature is made possible at which this is during 100 ° C and for drying the regenerated

Erhitzungsstufe stattfindende Aufschrumpfen des Cellulose- oder Hemicellulosematerials erforderlichHeat-shrinking of the cellulosic or hemicellulosic material required

Rohres praktisch vollständig ist. Der Wärmeausdeh- ist, nicht kritisch ist. Der Dorn für die Trocknungs-Rohres is practically complete. The thermal expansion is not critical. The mandrel for the drying

nungskoeffizient des Dornmaterials sollte also in dem 3» stufe kann beispielsweise aus Holz oder Metall, wieThe thinning coefficient of the mandrel material should therefore be in the 3 »stage, for example made of wood or metal, such as

Temperaturbereich, in dem das Rohr ausreichend z. B. Stahl, bestehen.Temperature range in which the pipe is sufficiently z. B. steel exist.

geschrumpft ist, um an dem Dorn anzuliegen, größer Tm Hinblick auf diese Ausführungsform der Er-has shrunk to rest against the mandrel, greater Tm in view of this embodiment of the invention

sein als der des Rohrmaterials. Dadurch wird sicher- findung war bekannt, einen festen Formkern zumthan that of the pipe material. As a result, a solid mold core was known to be used

gestellt, daß vollständige Berührung zwischen dem Formen von Gegenständen aus keramischem Mate-that complete contact between the molding of objects made of ceramic material

Dorn und dem Rohr erreicht wird, so daß der Dorn 35 rial zu verwenden. So wird beispielsweise in derMandrel and the tube is reached so that the mandrel 35 rial to use. For example, in the

in den Endstufen des Schrumpfverfahrens eine Be- USA.-Patentschrift 2 974 388 ein Verfahren zurIn the final stages of the shrinking process, a US Pat. No. 2,974,388 a process for

schränkungswirkung auf das Rohr ausübt und somit Herstellung keramischer Gegenstände beschrieben,has a restrictive effect on the pipe and thus describes the manufacture of ceramic objects,

die gewünschte Formgebung des Rohres hervorruft. welches darin besteht, daß ein schmelzbares kera-causes the desired shape of the tube. which consists in the fact that a fusible ceramic

Damit wird auch bei Abkühlung der Anordnung nach misches Material unter Anwendung von Wärme aufIn this way, even when the arrangement cools down, material is mixed with the application of heat

Beendigung der Erhitzungsstufe durch unterschied- 40 einen'festen Formkern aufgesprüht wird, dann derCompletion of the heating stage is sprayed on by a different 40 solid mold core, then the

liches thermisches Zusammenziehen ermöglicht, daß Formkern aus dem verfestigten keramischen Mate-Lich thermal contraction enables the mold core from the solidified ceramic material

der Dorn frei wird, so daß Spannungsbeanspruchung rial entweder durch Abtrennung von Förmkern-the mandrel is free, so that tension rial either by separating the mandrel

und möglicher Bruch des Rohrmaterials vermieden material, welches dem keramischen Material benach-and possible breakage of the pipe material is avoided, which is adjacent to the ceramic material.

werden, wenn dieses beim Abkühlen seine Plastizität bart ist, oder durch Abtrennung des Formkerns ausif this becomes its plasticity when it cools, or by separating the mold core

verliert und somit der Dorn nach Beendigung der 45 der keramischen Hülle durch Kontraktion auf Grundloses and thus the mandrel after the end of the 45 of the ceramic shell due to contraction

Er'hitzungsstufe leicht aus dem Rohr herausgezogen von Kühlung entfernt wird und schließlich der kera-Heating stage is easily removed from the tube by cooling and finally the ceramic

werden kann. mische Formkörper gebrannt wird, wobei diesercan be. mix shaped body is fired, this

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her- während des Brennens auf die gewünschte Größe gestelltes Kohlenstoffrohr muß nicht unbedingt einen schrumpft, ohne daß irgendeine Regelung der kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Für manche 50 Schrumpfungsweise des Körpers durch Anwendung "Xnwendungsfälle kann es erwünscht'sein, Rohre an- eines Formkörpers oder Kerns erfolgt. Nach der derer Gestalt herzustellen, beispielsweise mit ellipti- obenerwähnten bevorzugten Ausführungsform der schem Querschnitt. Eine solche Möglichkeit wird Erfindung wird das Rohr aus feuchtem regeneriertem auch in Betracht gezogen, selbst wenn ein getrockne- Cellulose- oder Hemicellulosematerial nicht auf tes Rohr mit kreisförmigem Querschnitt als Aus- 55 einem Kern geformt, sondern es wird ein Kern mit gangspunkt für die Karbonisierungsstufe verwendet einem geringeren Querschnitt als der innere Querwird, schnitt des feuchten Rohres in das bereits geformteA carbon tube made to the desired size during firing according to the method according to the invention does not necessarily have to shrink without any regulation of the circular cross-section . For some 50 ways of shrinking the body through application cases, it may be desirable to produce tubes on a molded body or core. According to their shape, for example with the elliptical preferred embodiment mentioned above, the schematic cross section. One such possibility is the invention from moist regenerated material is also considered, even if a dried cellulosic or hemicellulosic material is not formed on the tube with a circular cross-section as a core, but a core with a starting point for the carbonation stage is used with a smaller cross-section than the inner cross-section , cut the wet pipe into the one that was already formed

Manchmal kann es zweckmäßig sein, die Karboni- Rohr vor der Trockenstufe, während der die anfäng-Sometimes it can be useful to clean the carbon tube before the drying stage, during which the initial

siierungsstufe in zwei oder_mehr Erhitzungsstufen liehe Schrumpfung des Rohres stattfindet, eingeführtsiierungsstufe i n two or_ more heating stages lent shrinkage of the tube takes place, introduced

durchzuführen, so daß die Schrumpfung schrittweise 60 und verbleibt während der Trockenstufe innerhalbperform so that the shrinkage is gradual 60 and remains within during the drying stage

stattfindet. In solchen Fällen kann es erwünscht sein, des Rohres, so daß das Rohr nach dem Trocknentakes place. In such cases it may be desirable to remove the pipe so that the pipe is dry

für jeden Erhitzungsschritt einen anderen Dorn zu im wesentlichen der Oberfläche des Kerns auf Grundfor each heating step a different mandrel due to substantially the surface of the core

verwenden, um die Art der Schrumpfung des Rohres .derartiger Schrumpfung entspricht,use to match the type of shrinkage of the pipe .such shrinkage,

in einer Reihe von Schritten zu steuern. In anderen Gegebenenfalls kann, wie in den obenerwähntento control in a series of steps. In other cases, as in those mentioned above

Fällen kann es auch möglich sein, denselben Dorn 65 Patentschriften beschrieben, das getrocknete RohrIn cases it may also be possible to use the same mandrel 65 patents described, the dried pipe

für zwei oder mehr Erhitzungsstufen zu verwenden. aus regeneriertem Material auf eine gewünschte Formto be used for two or more heating stages. from regenerated material to a desired shape

Da während des Trocknungsvorgangs beträcht- und Größe bearbeitet werden, bevor es der Karboni-Since during the drying process considerable and size are processed before the carbon

liche Schrumpfung des Rohres aus regeneriertem sierungsstufe unterworfen wird.Liche shrinkage of the pipe from regenerated sierungsstufe is subjected.

Tn manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, nach Beendigung des Karbonisiervorgangs, in dem ein oder mehrere Dorne verwendet werden, gemäß der Erfindung das Rohr weiterer Erhitzung bei höheren Temperaturen, beispielsweise bei Temperaturen von 1500° C oder darüber, zu unterziehen, um wenigstens eine teilweisejGrapJiitierung.d,es Rohres zu erreichen. Eine derartige weitere Erhitzung wird ohne Abstützung des Rohres auf einem Dorn durchgeführt. Eine solche weitere Erhitzung ohne Dorn kann natürlich nur durchgeführt werden, wenn die Schrumpfung des Rohres bereits im wesentlichen beendet ist und wahrscheinlich geringe oder keine Verformung des Rohres als Ergebnis einer solchen weiteren Erhitzung erfolgen wird.In some cases it can be useful, after completion of the carbonation process, in which a or more mandrels are used, according to the invention the tube further heating at higher Temperatures, for example at temperatures of 1500 ° C or above, to be subjected to at least a partial grapple to reach it. Such further heating is carried out without supporting the tube on a mandrel. One Such further heating without a mandrel can of course only be carried out if the shrinkage of the The tube is essentially complete and there is likely to be little or no deformation of the tube will occur as a result of such further heating.

In einem Beispiel eines Verfahrens nach der Erfindung wird ligninfreier, gebleichter und gereinigter Halbcelluloseschnitzelbrei oder -masse zerkleinert und in einer Mahlvorrichtung des üblichen Holländertyps, die in der Papierherstellungsindustrie verwendet wird, hydratisiert. Die entstehende viskose, wäßrige Dispersion wird dann einer Hochleistungszentrifuge (z. B. einer Sharple-Zentrifuge) zugeführt, wo der größte Teil des Wassers aus der Masse abgeschieden wird, die aus der Zentrifuge in Form einer weichen, feuchten Röhre'herausgezogen wird. Um die Entfernung'der Röhre aus der Zentrifuge zu erleichtern, wird einige Stunden lang durch den Tank der Zentrifuge heiße Luft geschickt, um den unteren Teil der Röhre so ausreichend vorzutrocknen, daß dieses Ende der Röhre erfaßt werden kann, um die Röhre aus der Zentrifuge herauszuziehen.In one example of a method according to the invention, it becomes lignin-free, bleached and purified Half-cellulose pulp or pulp and crushed in a grinding device of the usual Hollander type, used in the papermaking industry is hydrated. The resulting viscous, aqueous Dispersion is then fed to a high performance centrifuge (e.g. Sharple centrifuge) where the Most of the water is separated from the mass, which comes from the centrifuge in the form of a soft, wet tube 'is pulled out. To the distance'der To facilitate tube out of the centrifuge, it will run through the tank of the centrifuge for a few hours hot air is sent in order to pre-dry the lower part of the tube sufficiently that this The end of the tube can be grasped to pull the tube out of the centrifuge.

Die aus der Zentrifuge entfernte Röhre wird an ihrem vorgetrockneten Ende in einer Trockenkammer aufgehängt, die mit heißer Umwälzluft gespeist wird. Wenn eine solche Röhre in dieser Weise getrocknet wird, schrumpft sie auf etwa 50% des Volumens der ursprünglichen feuchten Röhre, und falls die Röhre sonst nicht abgestützt ist, schrumpft sie notwendigerweise nicht gleichmäßig, so daß die getrocknete Röhre möglicherweise beträchtlich gekrümmt ist. Da es zweckmäßig ist, wenn das Material in dieser Stufe maschinell bearbeitet wird, ist ersichtlich, daß jede Krümmung oder sogar ovale Verformung der Röhre bedeuten kann, daß beträchtliche Materialmengen während des Bearbeitungsvorgangs vergeudet werden. Außerdem können solche Verziehungen auch bewirken, daß die getrocknete Röhre zum maschinellen Bearbeiten überhaupt nicht geeignet ist.The tube removed from the centrifuge is placed at its pre-dried end in a drying chamber suspended, which is fed with hot circulating air. When such a tube dried in this way it shrinks to about 50% of the volume of the original moist tube, and if the tube is otherwise unsupported, it will necessarily not shrink evenly, so that the dried tube may be considerably curved. As it is convenient if the material Machined at this stage, it can be seen that any curvature or even oval deformation the tube can mean that significant amounts of material are consumed during the machining process to be wasted. In addition, such distortions can also cause the dried tube is not at all suitable for machining.

Daher wird in dem als Beispiel gewählten Verfahren ein Stahldorn von Kreisquerschnitt mit einem Durchmesser, der sich dem im trockenen Zustand erwarteten endgültigen Innendurchmesser der Röhre annähert, in die Röhre eingesetzt, wenn diese in der Trockenkammer hängt. Das Trocknen der Röhre wird nach etwa 48 Stunden beendet und erfolgt mit Luft bei einer Temperatur von 70° C. Im getrockneten Zustand ist die Röhre ein zähes und gleichförmiges festes Erzeugnis, das aus massivem Hemicellulosematerial besteht. Diese Röhre kann erforderlichenfalls maschinell zu dem Zweck bearbeitet werden, die Materialdicke zu vermindern, durch welche Zersetzungsprodukte während des nachfolgenden Karbonisierungsschrittes entweichen müssen. Ein Vorteil bei der Verwendung eines Domes für den Trocknungsschritt besteht darin, daß die maschinelle Bearbeitung durch Drehen der Röhre zwischen den Dornspitzen vorgenommen werden kann, da die getrocknete Röhre dadurch im wesentlichen die gewünschte Innenform erhält.Therefore, in the method chosen as an example, a steel mandrel of circular cross-section with a Diameter which is the expected final inside diameter of the tube in the dry state approximated, inserted into the tube when it is hanging in the drying chamber. The drying of the tube is ended after about 48 hours and takes place with air at a temperature of 70 ° C. In the dried In its condition, the tube is a tough and uniform solid product made from solid hemicellulosic material consists. If necessary, this tube can be machined for the purpose of to reduce the material thickness, through which decomposition products during the subsequent carbonation step have to escape. An advantage of using a dome for the drying step is that the machining is done by rotating the tube between the Mandrel tips can be made, as the dried tube is thereby essentially the desired Maintains internal shape.

Die getrocknete Röhre wird dann mit einem inneren Dorn aus einem Stähl in einem Verkohlungsofen angeordnet, wie dies in der deutschen Patentschrift 1158 895 beschrieben ist. Als Material für den Dorn eignet sich ein in der Veröffentlichung Nr. 970, 1955 der British Standards Institution unter der Codebezeichnung EN 58 angegebener Stahl mit der gewichtsmäßigen Zusammensetzung: 17 bis 2O°/o Chrom, 7 bis 10% Nickel, 2% Mangan, Mindestmenge 0,2% Silicium, Höbüstmenge 0,15% Kohlenstoff, Titan .entsprechend der vierfachen Menge des Kohlenstoffgehaltes und der Rest Eisen. Die. Abmessungen des Domes werden in der später beschriebenen Weise bestimmt. Die Röhre mit dem Dorn wird in ganz einfacher Weise und ohne jede Zusammendrängung in einem Druckgefäß gelagert, das abfleriichtp.t, vnn f.yft gereinigt und mit Stickstoff gefüllt wird, der einen Druck von etwa 100 at hat. Das Uefälj wird dann langsam auf eine Temperatur im Bereich von 350 bis 450° C über einen Zeitraum von etwa 48 Stunden erwärmt, wobei der Druck im Laufe The dried tube is then placed in a charring furnace with an inner mandrel made of a steel, as described in German Patent 1158,895. A suitable material for the mandrel is a steel specified in publication No. 970, 1955 of the British Standards Institution under the code name EN 58 with the weight composition: 17 to 20% chromium, 7 to 10% nickel, 2% manganese, Minimum amount 0.2% silicon, maximum amount 0.15% carbon, titanium. Corresponding to four times the amount of carbon and the remainder iron. The. Dimensions of the dome are determined in the manner described later. The tube with the mandrel is stored in a very simple way and without any compression in a pressure vessel , which is cleaned from the fl oat, by f.yft and filled with nitrogen, which has a pressure of about 100 atm . The Uefälj is then slowly heated to a temperature in the range from 350 to 450 ° C over a period of about 48 hours, the pressure being increased in the course of

as dieser Erwärmung auf etwa 200 at ansteigt.As this warming rises to about 200 at.

In F i g. 2 der Zeichnung der deutschen Patentschrift 1158 895 ist die Änderung der Abmessungen infolge Konsolidierung oder Verdichtung angegeben, die auftritt, wenn sich die Temperatur der Wärmebehandlung des regenerierten Halbcellulosematerials erhöht. Aus dieser Kurve ist zu entnehmen, daß nach Beendigung der beschriebenen Druckbehandlung das Produkt noch eine weitere Schrumpfung erfährt, falls seine Temperatur über 360° C ansteigt, wie dies bei der vollständigen zur Karbonisierung erforderlichen Behandlung notwendig ist. Daher ist es wesentlich, daß die Abmessungen des Domes derart sind, daß das Rohr bei Temperaturen nahe der Maximaltemperatur der Wärmebehandlung daran anliegt, während welcher die Formgebung unmittelbar beeinflußt werden soll. Es ist ersichtlich, daß ein Dom, der zur Verwendung während Behandlungen höherer Temperatur geeignet ist, lediglich eine sehr lockere Lagerung für die Röhre während dieser Druckbehandlung bietet. Trotzdem kann eine solche Abstützung von Nutzen sein. Mit Sicherheit hat sie keine schädliche Wirkung, und wahrscheinlich ist es vorzusehen, daß sich der Dorn am Anfang der Karbonisierungsbe'handlung, d. h. am Anfang der Druckbehandlung, an seinem Platz befindet.In Fig. 2 of the drawing of German patent specification 1158 895 is the change in dimensions indicated as a result of consolidation or densification that occurs when the temperature of the heat treatment of regenerated semi-cellulosic material increased. From this curve it can be seen that after If the pressure treatment described ends, the product experiences further shrinkage its temperature rises above 360 ° C, as is necessary for the complete carbonation Treatment is necessary. It is therefore essential that the dimensions of the dome are such that the tube is in contact with it at temperatures close to the maximum temperature of the heat treatment, during which the shape should be directly influenced. It can be seen that a cathedral, which for Use during higher temperature treatments is suitable, only a very loose storage for the tube during this pressure treatment. Nevertheless, such a support of Be useful. Certainly it has no deleterious effect, and it is likely to be foreseen the mandrel is at the beginning of the carbonization treatment, d. H. at the beginning of the pressure treatment, is in place.

Wenn die Druckbehandlung beendet ist, wird der Druck in der Weise aufgehoben, die in der genannten Patentschrift 1158 895 beschrieben ist, d. h. durch allmähliches Reduzieren des Druckes mit einer Geschwindigkeit von etwa 21 kg/cm2 für jede Viertelstunde, während das Druckgefäß auf einer erhöhten Temperatur gehalten wird. Wenn der normale atmosphärische Druck erreicht ist, wird das Gefäß abgekühlt und dann zwecks Entfernung der Röhre in teilweise karbonisierter Form geöffnet. Die Röhre wird dann auf ihrem Dom zu einem Vakuumtrockenofen für die nachfolgende Stufe der Wärmebehandlung transportiert. Während dieser letztgenannten Behandlung setzt sich der Konsolidierungs- oder Verfestigungsvorgang fort, wobei der Schrumpfungsgrad beträchtlich ist. Gegen Ende der Behandlung ist die Schrumpfung derart, daß sich die Röhre bis zu der Oberfläche des Domes zusammenzieht.When the pressure treatment is finished, the pressure is released in the manner described in the cited patent specification 1158 895, ie by gradually reducing the pressure at a rate of about 21 kg / cm 2 for every quarter of an hour while the pressure vessel is at an increased Temperature is maintained. When normal atmospheric pressure is reached, the vessel is cooled and then opened to remove the tube in a partially carbonized form. The tube is then transported on its dome to a vacuum drying oven for the subsequent stage of heat treatment. During this last-mentioned treatment, the consolidation or solidification process continues, the degree of shrinkage being considerable. Towards the end of the treatment, the shrinkage is such that the tube contracts to the surface of the dome.

Aus der genannten Kurve in der Patentschrift 1158 895 geht hervor, daß, wenn die Berührung der Dornoberfläche bei einer Temperatur von 500 bis 600° C erfolgt, noch weitere Schrumpfung während des nachfolgenden Temperaturanstiegs eintritt. Das Material der Röhre ist in dieser Stufe noch plastisch verformbar, wobei sich nach Erreichen bei einer Temperatur von etwa 750 bis 800° C die Innenfläche der Röhre eng an die Oberfläche des Domes anpaßt. Die Wärmebehandlung wird infolgedessen bis zu einer solchen Temperatur fortgesetzt, und dann läßt man die Anordnung von Röhre und Dorn abkühlen.From the curve mentioned in the patent specification 1158 895 it can be seen that when the contact of the Mandrel surface takes place at a temperature of 500 to 600 ° C, still further shrinkage during of the subsequent temperature rise occurs. The material of the tube is still plastic at this stage deformable, whereby after reaching a temperature of about 750 to 800 ° C, the inner surface the tube fits closely to the surface of the dome. The heat treatment is as a result up to continued at such temperature and then the tube and mandrel assembly is allowed to cool.

Die Dehnungskoeffizienten des Dornmaterials und des Röhrenmaterials müssen so gewählt werden, daß während des Abkühlvorgangs unterschiedliche Kontraktion erfolgt, so daß bei Entfernung der Anordnung aus dem Ofen der Dorn nur locker in der Röhre gehalten wird und leicht herausgezogen werden kann. Auch muß auf den Grad der bei der Röhre zu erwartenden Wärmezusammenziehung geachtet werden, und für das in dem vorliegenden Beispiel erwähnte Material ist die Kurve der Änderung des Wärmedehnungskoeffizienten mit der Behandlungstemperatur, wie experimentell für mit der geeigneten Temperatur behandeltes Material bestimmt wurde, in der Zeichnung dargestellt, wobei auch die Werte der Ausdehnung von Stahl EN 58 und Graphit bei den entsprechenden Temperaturen angegeben sind. Diese Kurve zeigt, daß bei Temperaturanstieg der Dehnungskoeffizient des bei geeigneter Temperatur behandelten Materials abnimmt und sich dem Wert von Graphit nähert. Oberhalb von etwa 550° C ist der Koeffizient kleiner als der des Stahls EN 58 des Domes, so daß sich auch· dann, wenn wesentliche Beeinträchtigung zwischen dem Dorn und der Röhre bei höheren Temperaturen als 550° C auftritt, der Dorn von der Röhrenwandung weg beim Abkühlen zusammenzieht.The expansion coefficients of the mandrel material and the tube material must be selected in such a way that that different contraction occurs during the cooling process, so that when the arrangement is removed from the furnace the mandrel is only loosely held in the tube and easily withdrawn can. Attention must also be paid to the degree of heat contraction to be expected in the tube and for the material mentioned in the present example the curve is of change of the coefficient of thermal expansion with the treatment temperature, as experimentally for with the appropriate Temperature treated material was determined, shown in the drawing, including the Values of the expansion of steel EN 58 and graphite at the corresponding temperatures are given are. This curve shows that when the temperature rises, the expansion coefficient of the at a suitable temperature treated material decreases and approaches the value of graphite. Above about 550 ° C the coefficient is smaller than that of the steel EN 58 of the dome, so that even if significant Interference between the mandrel and the tube occurs at temperatures higher than 550 ° C, the mandrel contracts away from the tube wall as it cools.

Nach der Abkühlung auf Raumtemperatur wird die Röhre aus dem Ofen entfernt, und der Dorn wird herausgezogen. Dabei zeigt sich, daß die Röhre eine Oberflächengestaltung hat, die der der Dornoberfläche genau entspricht, und daß die Röhre nur bis 0,0254 mm unrund· ist, falls ein im wesentlichen vollkommen runder Dorn verwendet wird. Da keine oder geringe weitere Konsolidierung und Schrumpfung bei höheren Temperaturen auftritt, besteht keine Notwendigkeit zur weiteren. Lagerung der Röhre während der nachfolgenden Graphitierungsstufe. Es kann jedoch zweckmäßig sein, einen gewissen Grad an Abstützung vorzusehen, um jede mögliche Gefahr einer während der Graphitierung auftretenden Verziehung auf ein Minimum zu verringern.After cooling to room temperature, the tube is removed from the furnace and the mandrel is pulled out. This shows that the tube has a surface design that is that of the mandrel surface corresponds exactly, and that the tube is only out of round to 0.0254 mm, if substantially completely round mandrel is used. There is little or no further consolidation and shrinkage occurs at higher temperatures, there is no need for further. Storage of the tube during the subsequent graphitization stage. However, it may be useful to a certain extent to provide support in order to avoid any possible risk of an occurrence during graphitization Reduce warpage to a minimum.

In einem speziellen Verfahren, das in Übereinstimmung mit dem in dem Beispiel beschriebenen Verfahren durchgeführt wurde, wurden Röhren aus regeneriertem Halbcellulosematerial hergestellt und in der oben beschriebenen Weise getrocknet, wobei der mittlere Innendurchmesser der getrockneten, sogenannten grünen Röhren 18,67 mm betrug. Die Röhren wurden auf Dornen aus Stahl EN 58 mit einem Durchmesser von 12,7 mm bei Raumtemperatur behandelt. Die Röhren wurden zuerst der oben beschriebenen Druckbehandlung bis zu 450° C unterworfen und wurden dann abgekühlt und auf ihren Dornen zu einem Vakuumofen für die Endstufe der Karbonisierungsbehandlung transportiert. Das Anliegen der Röhren auf den Dornen war bei 770° C vollkommen, und die Wärmebehandlung wurde bei dieser Temperatur beendigt. Die Röhren wurden abgekühlt, und aus dem Ofen entfernt, und die Dorne wurden ohne Schwierigkeit herausgezogen. Die Röhren wurden schließlich ohne innere Abstützung auf Temperaturen im Bereich von 1500 bis 2000° C erwärmt, um teilweise Graphitierung zu bewirken. Obgleich geringe weitere Schrumpfung während dieser Erwärmung auftrat, ergab sich keine merkliche Verziehung der Röhren. Die Röhren erwiesen sich auch als frei von Rissen oder anderen Fehlern.In a special procedure, in accordance with that described in the example Procedure was carried out, tubes were made of regenerated hemicellulosic material and dried in the manner described above, the mean inner diameter of the dried, so-called green tubes was 18.67 mm. The tubes were placed on mandrels made of steel EN 58 with a diameter of 12.7 mm at room temperature treated. The tubes were first subjected to the above-described pressure treatment up to 450 ° C and were then cooled and put on their thorns in a vacuum furnace for the final stage of the Carbonation treatment transported. The abutment of the tubes on the thorns was at 770 ° C perfect, and the heat treatment was finished at that temperature. The tubes were cooled down and removed from the furnace, and the mandrels withdrawn without difficulty. The tubes were finally heated to temperatures in the range from 1500 to 2000 ° C without internal support, to cause partial graphitization. Although slight further shrinkage during this When heating occurred, there was no noticeable distortion of the tubes. The tubes also turned out to be as free from cracks or other defects.

Die Abmessungen einer typischen mit dem oben definierten Verfahren erzeugten Röhre bei drei Stufen, nämlich in dem sogenannten grünen Zustand, nach dem Erwärmen auf die Berührungstemperatur von 770° C und nach einer abschließenden Wärmebehandlung bei 15000C sind in der folgenden Tabelle gegeben. Der Begriff »Krümmung« bedeutet den maximalen Spalt zwischen der Außenfläche der Röhre und einer ebenen Bezugsfläche, gemessen an der Röhrenmitte, und die »innere Ovalität« ist die Differenz zwischen dem maximalen Innendurchmesser und dem minimalen Innendurchmesser der Röhre.The dimensions of a typical generated with the method defined above tube at three stages, namely in the so-called green state, after being heated to the contact temperature of 770 ° C and after a final heat treatment at 1500 0 C are given in the following table. The term "curvature" means the maximum gap between the outer surface of the tube and a flat reference surface, measured at the center of the tube, and the "inner ovality" is the difference between the maximum inner diameter and the minimum inner diameter of the tube.

Nach dem Erwärmen Abmessungen Röhre Erwärmen aufAfter heating dimensions tube heating up

15000C 30 1500 0 C 30

Länge length

MittlererMiddle

Innendurchmesser
Mittlere Wanddicke .
Inside diameter
Medium wall thickness.

Krümmung ...
Innere Ovalität
Curvature ...
Inner ovality

Grüne
Röhre
Green
tube
Nach dem
Erwärmen
After this
Heat
mmmm mmmm 150,88150.88 106,17106.17 18,57
0,889
18.57
0.889
12,98
0,635
0,127
0,127
12.98
0.635
0.127
0.127

104,14104.14

1.2,72 0,610 0,152 0,1521.2.72 0.610 0.152 0.152

Die fertige Röhre, die mit dem in dem obigen Beispiel beschriebenen Verfahren erhalten wird, kann in einer Weise verwendet werden, wie den Fachleuten verständlich ist, um einen Teil · einer Hülle oder Hülse für Kernbrennstoff, wie Uran oder Uranoxyd, zu bilden, was maschinelle Bearbeitung zur Anpassung der Röhre erfordern würde, wobei geeignete Abschlußkappen in gasdichter Weise zwecks Abdichtung des Brennstoffs befestigt werden. Bei Uranoxyd sind infolge dessen keramischer Natur Bearbeitungsschwierigkeiten wahrscheinlich, falls die Einpassung innige Wärmeleitberührung zwischen dem Brennstoff und der Hülse liefern soll. In diesem Fall bietet jedoch die Erfindung eine geschickte Lösung dieses Problems.The finished tube obtained with the method described in the example above can be used in a manner as will be understood by those skilled in the art to represent part of an envelope or Sleeve for nuclear fuel, such as uranium or uranium oxide, to form what is machining to match of the tube would require, with suitable end caps in a gas-tight manner for the purpose of sealing attached to the fuel. As a result of its ceramic nature, uranium oxide is difficult to process likely if the fit is to provide intimate thermal contact between the fuel and the sleeve. In this However, the invention provides a clever solution to this problem.

Unter dem Gesichtspunkt der Wärmeübertragung ist es normalerweise erwünscht, nicht nur diesen innigen Kontakt zwischen Brennstoff und Hülsenmaterial herzustellen, sondern auch zu gewährleisten, daß die Dicke der Hülsenwandung klein gehalten wird, so daß die Neutronenabsorption durch das Hülsenmaterial auf einem Minimum gehalten wird. Bei einer Graphithülse ergibt sich diese Begrenzung der Dicke infolge des geringen Neutroneneinfangquerschnitts des Graphits nicht. Es ist daher möglich, den Vorteil des charakteristischen Konsolidierungsoder Verdichtungsmerkmals des erwähnten Zellstoffoder Halbcellulosematerials hierin dadurch auszu-It is usually desirable from a heat transfer point of view, not just this to establish intimate contact between fuel and sleeve material, but also to ensure that the thickness of the sleeve wall is kept small, so that the neutron absorption by the Sleeve material is kept to a minimum. This limitation arises with a graphite sleeve the thickness due to the small neutron capture cross-section of the graphite. It is therefore possible the advantage of the characteristic consolidation or compression feature of the pulp mentioned or Semicellulosic material to be characterized herein

nutzen, 'daß das trockene regenerierte Material in einer solchen Weise maschinell bearbeitet wird, daß es in den späteren Wärmebehandlungsstufen direkt auf eine keramische Brennstoffumhüllüng schrumpft, wobei die Brennstoffülliing auf diese Weise den ver-. wendeten Dorn für die abschließende Wärmebe'hand-Iungsstufe erfindungsgemäß bildet. Die Abmessungen der Hülse und der Brennstoffüllung würden derart sein, daß bei der Bestrahlungstemperatur des Brennstoffs in einem Kernreaktor die Hülse den Brennstoff *° eng genug umschließen würde, um den gewünschten Wärmeübertragungskennwert zu ergeben.utilize 'that the dry regenerated material is machined in such a way that it shrinks directly onto a ceramic fuel coating in the later heat treatment stages, the fuel filling in this way the ver. used the mandrel for the final heat application stage forms according to the invention. The dimensions of the sleeve and the fuel fill would be such be that at the irradiation temperature of the fuel in a nuclear reactor, the sleeve contains the fuel * ° would enclose tightly enough to give the desired heat transfer characteristic.

Die Wahl der Dicke der fertigen Hülse zwecks Ausbildung von Festigkeit, die dem Grad der Beeinflussung mit dem Brennstoff angemessen ist, ist für die Fachleute naheliegend. Nach dem Umhüllungsvorgang und bei Raumtemperatur könnte der Brennstoff nicht eng umschlossen sein, was wahrscheinlich auch der Fall ist. Jedoch würde der erforderliche Kontakt an dem Brennelement erreicht werden, wenn »o dieses eine erhöhte Temperatur in dem Reaktor.erhält.' The choice of the thickness of the finished sleeve for the purpose of creating strength, the degree of influence is reasonable with the fuel is obvious to the professionals. After the wrapping process and at room temperature, the fuel could not be tightly enclosed, which is likely to be the case. However, the required Contact on the fuel assembly can be achieved if »o this receives an elevated temperature in the reactor. '

Der Vorteil des zuletzt beschriebenen Verfahrens liegt in der Tatsache, daß der keramische Brennstoff zwecks Erzielung der Wärmeleitberührung mit der Hülle nicht maschinell genau bearbeitet zu werden braucht, da die Innenfläche der Hülle oder Hülse durch den Brennstoff selbst während der Karbonisierüngswärmebehandlung so geformt wird, daß der gewünschte Kontakt entsteht. Es könnte zweckmäßig sein, Keilvorrichtungen vorzusehen, um die Ausrichtung der Brennstoffüllung in der Hülse zu gewährleisten, falls sich in kaltem Zustand ein lockerer Sitz einstellt. .The advantage of the last-described method lies in the fact that the ceramic fuel not to be machined accurately in order to achieve thermal contact with the shell needs because the inner surface of the shell or sleeve is affected by the fuel itself during the carbonization heat treatment is shaped so that the desired contact is made. It might be useful to provide wedge devices to facilitate alignment to ensure the fuel filling in the sleeve, in the event that it is loose when it is cold adjusts. .

Zur Gewährleistung der Eigenschaften des Brenn-Stoffs oder aus irgendeinem anderen Grund kann es notwendig sein, die obere Behandlungstemperatur der Hülse in dem oben beschriebenen Verfahren zu beschränken, wobei der Brennstoff selbst als Dorn verwendet wird. Jedoch hat sich gezeigt, daß das Hülsenmaterial, das aus massiver Halbcellulose in der oben beschriebenen Weise erzeugt ist, auch dann einen· sehr hohen Grad an Undurchlässigkeit hat, wenn es sich in dem ungraphitierten Zustand befindet. Aus Gründen der Stabilität ist es wahrscheinlich erforderlich, die Anordnung so zu treffen, daß die abschließende Wärmebehandlung bei einer höheren Temperatur durchgeführt wird, als erwartungsgemäß von dem Brennstoff im bestrahlten Zustand in dem Reaktor erreicht wird.To ensure the properties of the fuel substance or for any other reason it can be necessary to the upper treatment temperature of the sleeve in the process described above using the fuel itself as a mandrel. However, it has been shown that the Sleeve material, which is produced from solid half-cellulose in the manner described above, also then has a very high degree of impermeability when in the ungraphitized state. For reasons of stability, it is likely necessary to make the arrangement so that the final heat treatment is carried out at a higher temperature than expected is reached by the fuel in the irradiated state in the reactor.

Die Erfindung ist nicht auf die Behandlung von Zellstoff, Halbzellulose oder ähnliche Stoffe noch auf die Erzeugung undurchlässiger Materialien begrenzt. Obgleich Nachdruck auf die Herstellung gerader Röhren gelegt worden ist, ist nicht beabsichtigt, die Anwendung der Erfindung auf diesen speziellen Erzeugnistyp zu beschränken.The invention does not apply to the treatment of wood pulp, half-cellulose or similar materials yet limited to the creation of impermeable materials. Although emphasis on making straighter Tubing is not intended to apply the invention to these particulars To restrict product type.

Claims (9)

Patentansprüche: 60Claims: 60 1. Verfahren zur Herstellung von Köhlenstoffrohren, die beispielsweise zur Herstellung von Brennstoffhülsen für Kernreaktoren verwendet werden, durch Bildung einer wäßrigen Dispersion aus Cellulose- oder Hemicelhilosematerial, Regenerierung dieses Materials aus der Dispersion, Gießen des regenerierten Materials in die Form eines Rohres, Trocknen des Rohres und Erhitzen des getrockneten Rohres zur {Carbonisierung, dadurch gekennzeichnet, daß füan zur Regelung der1 Schrumpfüngsweise des während der Karbonisierung pläStisdi verformbaren ROhreS in das getrocknete Röhr vof der Kärbönisierungsstufe einen festen Dorn einführt, dessen Querschnitt geringer ist als der innere Querschnitt des getrockneten Rohres, jedoch groß genug, daß das Rohr durch die Schrumpfung des plastischen Rohres während der Karbonisierungsstufe an dem Dorn anliegt, wobei die Gestalt des Domes der gewünschten inneren Gestalt des herzustellenden Kohlenstoffrohres entspricht, und der Dorn aus einem Material hergestellt ist, das einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist als der des Rohrmaterials bei oder nahe der Temperatur, bei der das Rohr in ausreichendem Maße karbonisiert ist, um unter Schrumpfen an dem Dorn anzuliegen.1. Process for the production of carbon tubes, which are used, for example, for the production of fuel sleeves for nuclear reactors, by forming an aqueous dispersion of cellulosic or hemicellulosic material, regenerating this material from the dispersion, pouring the regenerated material into the shape of a tube, drying the tube and heating the dried tube relative to the {carbonization, characterized in that füan introduced to control the 1 Schrumpfüngsweise the deformable during carbonization pläStisdi tube in the dried Rohr VOF the Kärbönisierungsstufe a fixed mandrel whose cross-section is smaller than the inner cross-section of the dried tube, however, large enough that the tube rests against the mandrel due to the shrinkage of the plastic tube during the carbonization step, the shape of the dome corresponding to the desired internal shape of the carbon tube to be produced, and the mandrel being made of one material t, which has a higher coefficient of thermal expansion than that of the tube material at or near the temperature at which the tube is sufficiently carbonized to abut the mandrel with shrinkage. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Karbonisierung des Rohres in mehreren Erhitzungsstufen durchgeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the carbonization of the pipe is carried out in several heating stages. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das getrocknete Rohr in der ersten Karbonisierungsstufe in einer inerten Atmosphäre auf eine Temperatur von etwa 350 bis 450° C und unter einem Druck bis zu 200 Atmosphären erhitzt wird und in einer zweiten' Stufe in einem Vakuumofen auf eine Temperatur von etwa 750 bis 800° C erhitzt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the dried tube in the first carbonization stage in an inert atmosphere to a temperature of about 350 to 450 ° C and under a pressure of up to 200 atmospheres and in a second ' Stage is heated in a vacuum furnace to a temperature of about 750 to 800 ° C. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Erhitzungsstufe ein anderer Dorn verwendet wird, um die Art der Schrumpfung des Rohres in mehreren Stufen zu steuern.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that one for each heating stage Another mandrel is used to increase the type of shrinkage of the pipe in several stages steer. 5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß für zwei oder mehr Erhitzungsstufen derselbe Dorn verwendet wird.5. The method according to claim 2 or 3, characterized in that for two or more heating stages the same mandrel is used. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Trocknungsstufe ein erster fester Dorn mit einem geringeren Querschnitt als der innere Querschnitt des gegossenen Rohres aus regeneriertem Cellulose- oder Heml·- cellulosematerial in das Rohr eingeführt wird und dieses so getrocknet wird, daß bei Entfernen der Flüssigkeit das zurückbleibende Material des Rohres auf den Dorn aufschrumpft und sich im wesentlichen dessen Oberfläche anpaßt und daß dann der erste Kern aus dem getrockneten Rohr herausgezogen wird und ein zweiter Dorn mit einem Querschnitt und aus einem Material mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten, wie in Anspruch 1 angegeben, vor Durchführung der Karbonisierungsstufe in das getrocknete Rohr eingeführt wird.6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that a before the drying stage first solid mandrel with a smaller cross-section than the inner cross-section of the cast one Tube made of regenerated cellulose or Heml · cellulose material is introduced into the tube and this is dried so that when the liquid is removed, the remaining material of the Tube is shrunk onto the mandrel and essentially adapts its surface and that then the first core is pulled out of the dried tube and a second mandrel with it a cross-section and made of a material with a coefficient of thermal expansion as in FIG Claim 1 stated before carrying out the carbonation step in the dried tube is introduced. 7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das getrocknete Rohr aus regeneriertem Material auf die erforderliche Gestalt und Größe bearbeitet wird, bevor es der Karbonisierungsstufe unterworfen wird.7. The method according to claim 1 or 6, characterized in that the dried tube from regenerated material is processed to the required shape and size before the Is subjected to carbonation stage. 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr nach Beendigung des Karbonisierungsverfahrens, in welchem ein oder mehrere Dorne verwendet werden, einer weiteren Erhitzung auf eine Temperatur von wenigstens 1500° C unterzogen wird, um wenigstens teilweise Graphitierung des Rohres zu erreichen, ohne auf einem Dorn abgestützt zu sein.8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that the tube after completion the carbonation process in which one or more mandrels are used, one further heating to a temperature of at least 1500 ° C is subjected to at least to achieve partial graphitization of the pipe without being supported on a mandrel. 709 647/506709 647/506 9. Abänderung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche 1, 2, 3, 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß man während der Karbonisierung des Rohres aus regeneriertem Cellulose- oder Hemicellulosematerial einen Dorn9. Modification of the method according to one of the preceding claims 1, 2, 3, 5, 6 and 7, characterized in that a mandrel is used during the carbonization of the tube made of regenerated cellulose or hemicellulose material aus einem keramischen Brennstoff für Kernreaktoren, wie z. B. Uranoxyd, verwendet.from a ceramic fuel for nuclear reactors, such as. B. uranium oxide is used. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2974 388.References considered: U.S. Patent No. 2974,388. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 709 647/506 9.67 © Bundesdruckerei Berlin709 647/506 9.67 © Bundesdruckerei Berlin
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