DE1257983B - Kernreaktorbrennelement mit Thermoelementkabel - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

G21d

Deutsche KL: 21g-21/31

Nummer: 1 257 983

Aktenzeichen: E 30881 VIII c/21

Anmeldetag: 19. Januar 1966

Auslegetag: 4. Januar 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kernreaktorbrennelement mit einem mit einer Sollbruchstelle ausgestatteten Thermoelementkabel, welches von einer am Brennelement angeordneten Thermoelement-Heißstelle längs des Brennelementes zu einer außerhalb des Reaktorkerns angeordneten Temperaturmeßeinrichtung führt und welches in Höhe des Brennelements in einer freien Ringschleife geführt ist, die bei einer Zugbeanspruchung des Kabels bricht. Derartige Brennelemente sind aus der britischen Patentschrift 901 884 bekannt.

Das Kabel kann bei diesen Brennelementen außer einem vergleichsweise kurzen Teil, der an der heißen Verbindung verbleibt, aus dem Brennstoffelement weggezogen werden, z. B. bevor das Brennstoffelement aus dem Reaktor entfernt wird. Es ist nur vermittels der heißen Verbindung am Brennelement befestigt. Ein sehr dünner Spanndraht ist vermittels einer auf das Kabel geklemmten Zwinge an zwei Punkten an dem Kabel befestigt, und zwar mit je einem Punkt auf je einer Seite der Schleife. Wenn ein vorbestimmter Zug auf das Kabel ausgeübt wird, dann bricht die Schleife auf und der Spanndraht reißt.

Es sind auch noch andere Sollbruch-Verbindungen bekannt, z. B. ist es bekannt, in dem Kabel an Stelle der Schleife einen Teil mit geringerem Querschnitt vorzusehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, daß Thermoelementkabel derart am Brennelement anzuordnen, daß es im Bedarfsfall abgetrennt werden kann, ohne daß sich die gekrümmte Druckstelle des herauszuziehenden Kabels an irgendeiner Stelle im Reaktorinneren festhaken kann, wobei das Kabel ohne geschwächten Abschnitt und ohne am Kabel befestigte weitere Bauteile, z. B. Spanndrähte, betriebsmäßig am Brennelement angeordnet werden soll.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß am Brennelement Führungen angebracht sind, die den abgerissenen Teil des Thermoelementkabels beim Herausziehen begradigen.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß das Kabel keine geschwächte Stelle aufzuweisen braucht und somit eine höhere Betriebssicherheit als bei bekannten Anordnungen bietet. Außerdem ist es nicht erforderlich, andere Bauteile als das Kabel selbst zu zerreißen. Ferner kann ein Festhaken des Kabelendes nicht erfolgen, weil das Ende des Kabels begradigt ist und so überall hindurch- und vorbeigezogen werden kann.

Die Führungen können als konische Hülse ausgebildet sein, wobei sich die Hülse auf den Kabel-Kemreaktorbrennelement mit
Thermoelementkabel

Anmelder:

The English Electric Company Limited, London

Vertreter:

Dipl.-Ing. C. Wallach, Dipl.-Ing. G. Koch

und Dr. T. Haibach, Patentanwälte,

8000 München 1, Kaufingerstr. 8

Als Erfinder benannt:

Stanley Charles Seymour,

Whetstone, Leicestershire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 22. Januar 1965 (2878)

querschnitt verjüngt, es ist jedoch auch möglich, eine nur eindimensional konvergierende Führung vorzusehen mit zwei schräg zueinander geneigten Wänden, die zwischen zwei ebenen Platten verspannt sind, wobei die eine Platte die Rippe des Brennstoffelementengefäßes sein kann.

Nachstehend werden diese zwei Ausführungsbeispiele der Erfindungen an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Teilansicht eines Brennstoffelementes mit Thermoelement für einen gasgekühlten Kernreaktor im Brennstoffkanal des Reaktors,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II gemäß Fig.l,

F i g. 3 einen Teilschnitt längs der Linie III-III gemäß F i g. 2, welcher die Begradigungsvorrichtung zeigt,

F i g. 4 eine Teilansicht eines anderen Brennstoffelementes, in welcher die Begradigungsvorrichtung in einer anderen Ausführungsform dargestellt ist,

F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V gemäß Fig. 4.

Im folgenden wird zunächst auf die F i g. 1 bis 3 Bezug genommen. Das Brennstoffelement ist mit 10 bezeichnet und der Brennstoffkanal mit 11. Das Brennstoffelement 10 weist eine Brennelementhülle für Kernbrennstoff 13 auf und besitzt in Radialrichtung verlaufende unterbrochene Rippen 14 an der Außenseite. An einer der Rippen 14 ist die Heißstelle

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15 eines Thermoelementes befestigt. Dieses Thermoelement mißt die Temperatur des Reaktorkühlgases, das durch den Brennstoffkanal 11 hindurchtritt.

Das Kabel 16 des Thermoelementes führt von der Heißstelle IS nach oben und ist an einem radial von der Außenseite des Brennstoffgefäßes 12 vorstehenden Zapfen 17 befestigt, von wo das Kabel 16 nach oben geführt ist und schließlich aus dem Brennstoffkanal 11 heraus nach einer Temperaturanzeigevorrichiung verläuft, die in den Zeichnungen nicht dargestellt ist.

In dem Kabel 16 ist über dem Zapfen 17 eine Schleife 18 ausgebildet und über der Schleife 18 befindet sich eine Begradigungsvorrichtung, die aus einem Ansatz 19 seitlich einer Rippe 14 besteht und ein konisches Loch 20 (F i g. 3) aufweist, daß in diesem Ansatz ausgebildet ist.

Das Loch 20 weist vorzugsweise ein erweitertes Mundstück 21 auf, das der Schleife 18 am nächsten liegt. Außerdem weist es einen verhältnismäßig kurzen geraden Abschnitt 22 vorzugsweise mit dem gleichen -Durchmesser wie das Kabel 16 auf.

Vor Entfernung des Brennstoffelementes 10 aus dem Brennstoffkanal 11 muß das Kabel 16 von dem Brennstoffelement entfernt werden. Das Kabel wird deshalb unter einem vorbestimmten Zug nach oben gezogen und bricht in der Schleife 18. Der Teil des Kabels zwischen der Schleife 18 und der Heißstelle 15 verbleibt am Brennstoffelement. Der abgetrennte Teil des Kabels oberhalb der Schleife 18 der weiter nach oben weggezogen wird, weist einen Haken 23 auf, der eine Folge des Aufbrechens der Schleife 18 ist (vgl. F i g. 3). Wenn die Bruchstelle des Kabels durch das konische Loch 20 nach oben läuft, wird dabei der Haken 23 begradigt, so daß das Kabel gerade gerichtet ist, wenn die Bruchstelle oben aus der Begradigungsvorrichtung heraustritt.

Im folgenden wird auf die F i g. 4 und 5 Bezug genommen, die eine andere Ausführungsform der Begradigungsvorrichtung zeigen. Diese besteht aus zwei sich in ihrer Breite verjüngenden Leitplatten 40, die seitlich aneinanderliegend, durch einen Zwischenraum 43 getrennt zwischen einer äußeren Platte 41 und einer der Rippen 14 angeordnet sind. Die Anordnung wird durch Nieten 42 oder andere geeignete Mittel zusammengehalten. In F i g. 4 ist die äußere Platte 41 zur Klarstellung entfernt. Die Platten 40 sind so gestaltet, daß, wenn der Haken 23 durch die Begradigungseinrichtung nach oben gezogen wird, eine Begradigimg des Hakens infolge der abnehmenden Weite des Zwischenraumes 43 zwischen den Platten 40 bewirkt wird. Das obere Ende 43 A des Zwischenraumes 43 ist nicht wesentlich breiter als der Durchmesser des Kabels 16.

Die Begradigungseinrichtungen können einstückig mit der Brennelementhülle hergestellt sein oder mit irgendeinem Teil der Brennelementhülle verbunden sein. Die Begradigungseinrichtung könnte z. B. an einem Arm eines über dem oberen Ende des Brennstoffelementes angeordneten Armkreuz angebracht sein.

Das Anbringen von Begradigungsvorrichtungen beschränkt sich auch nicht auf Brennstoffelemente, die vertikal in Brennstoffkanälen angeordnet sind, und deren Kabel nach oben herausgezogen wird. Begradigungsvorrichtungen können auch dann Anwendung finden, wenn das Thermoelementkabel vertikal nach unten oder horizontal gezogen wird. Die Brennstoffelemente mit Begradigungsvorrichtungen können in den Brennstoffkanälen so gestapelt sein, daß in einem Brennstoffkanal mehrere Brennstoffelemente befindlich sind, von denen jedes mit einer Begradigungsvorrichtung ausgestattet ist. Statt dessen kann, wenn mehrere Thermoelementkabel in einem Kanal zusammengebündelt sind, eine einzige Begradigungsvorrichtung pro Kanal mit mehreren Löchern an beliebiger Stelle vorgesehen werden, um die Bruchstelle einiger oder sämtlicher Kabel zu begradigen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Kernreaktorbrennelement mit einem mit einer Sollbruchstelle ausgestatteten Thermoelementkabel, welches von einer am Brennelement angeordneten Thermoelement-Heißstelle längs des Brennelementes zu einer außerhalb des Reaktorkern angeordneten Temperaturmeßeinrichtung führt und welches in Höhe des Brennelementes in einer freien Ringschleife geführt ist, die bei einer Zugbeanspruchung des Kabels bricht, dadurch gekennzeichnet, daß am Brennelement Führungen (19) angebracht sind, die den abgerissenen Teil des Thermoelementkabels (16) beim Herausziehen begradigen.

2. Kernreaktorbrennelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (19) wenigstens ein Loch (20) aufweist, dessen Querschnitt sich von dem Ende (21), das der Ringschleife (18) am nächsten liegt, zu dem von der Ringschleife (8) abgewandten Ende (22) hin so weit verjüngt, daß mindestens eine Querdimension des Loches (20) gleich dem Durchmesser des Kabels (16) ist, und durch das das Kabel hindurchgeführt ist.

3. Kernreaktorbrennelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Loches (20) parallel zur Längsachse des Brennelementes (10) verläuft.

4. Kernreaktorbrennelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung des Loches (20) V-förmig ausgebildet ist.

5. Kernreaktorbrennelement nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führung (19) einstückig mit der Brennelementhülle (12) hergestellt ist und daß das Loch (20) rotat ausgebildet ist.

6. Kernreaktorbrennelement nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (20) durch zwei Leitplatten (40) gebildet wird, deren Dicke gleich dem Durchmesser des Kabels (16) ist und die im Abstand zueinander an der Außenseite des Brennelementes (10) zwischen diesem und einer ebenen Abdeckplatte (41) montiert sind.

7. Brennelement nach Anspruch 5 oder 6 in Gestalt eines metallischen Gefäßes mit unterbrochenen radialen Rippen, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (19) an den Rippen (14) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1149 761.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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