DE1464887A1

DE1464887A1 - Nuclear fuel element

Info

Publication number: DE1464887A1
Application number: DE19641464887
Authority: DE
Inventors: Marien Pierre Jean Camil Poole
Original assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Current assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Priority date: 1963-01-22
Filing date: 1964-01-08
Publication date: 1969-09-04
Also published as: GB1028364A; AT257754B; LU45186A1; SE310741B; CH416858A

Description

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. JZicftard' ^/IMc roomer H 6 A 8 8 7 . JZicftard '^ / IMc roomer H 6 A 8 8 7

ON 76 28 O7 TLEeRAM^PROPINDUS TELEFON: 22 S585 · TELEGRAMME: PROP.NDUSON 76 28 O7 TLEeRAM ^ PROPINDUS TELEPHONE: 22 S585 TELEGRAMS: PROP.NDUS

16 190/1' — JJBJLlIn, den 8₀ Januar 196416 190/1 '- JJBJLlIn, the 8 ₀ January 1964

<___ Dr.J-X^l-. ^f <___ Dr.JX ^ l-. ^f

Europäische Atomgemeinschaft (EURATOM), Brüssel (Belgien)European Atomic Energy Community (EURATOM), Brussels (Belgium)

Nuclear fuel element

Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf gasgefcühlte Kernreaktoren, bei denen die Abführung von während des Betriebs gebildeten Spaltprodukten aus den Brennstoffelementen vorgesehen ist, und insbesondere die spezielle Form der Brennstoffelemente für einen solchen Reaktor© Eine solche Reaktorbauart mit Reinigungsspülung dieser Art ist im ersten und zweiten Jahresbericht (1960 und 1961) über das OECD-Projekt eines gasgekühlten Hoch'-temperatur-Reaktors beschrieben, bei dem sich der Reaktorkern aus einer Anzahl von Brennstoffelementen zusammensetzt, die je einen äusseren Mantel oder ein äusseres Rohr aus Moderator-Material enthalten, der bzw₀ das eine Reihe von in übereinander angeordneter Lage auf einem zentralen Stab gehaltenen Brennstofftabletten umschliessto Die Aussenflächen der Brennstoffmantel oder -hüllen werden dem Hauptkühlgas ausgesetzt, wobei ein geringer Anteil dieses Gases in das Innere des Brennstoffmantels geleitet und durch einen feinen ringförmigen Zwischenraum zwischen den Brenn— Stofftabletten und dem Brennstoffmantel eingeführt wird, so dass er als Ströarungsbahn für das Spülgas dient, doho die während des Betriebs gebildeten Spaltprodukte abführt bzw* mitführt ο Zum Ver-The invention relates generally to gas-cooled nuclear reactors in which the removal of fission products formed during operation from the fuel elements is provided, and in particular the special shape of the fuel elements for such a reactor Annual report (1960 and 1961) on the OECD project of a gas-cooled high-temperature reactor described in which the reactor core is composed of a number of fuel elements, each containing an outer jacket or an outer tube made of moderator material, which or ₀ which encloses a row of fuel pellets placed one above the other on a central rod is inserted into the fuel tablets and the fuel jacket, so that it serves as a flow path for the flushing gas, so that the fission products formed during operation are removed or carried.

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

~₂ ~ H64887~ ₂ ~ H64887

hindern einer Sperrung oder Verstopfung des fei^nen ringförmigen Zwischenraumes, in den Brennstofftabletten wurde vorgeschlagen, sioJa. in axialer Richtung erstreckende Rillen auszubilden»prevent blockage or obstruction of the fine ring-shaped Space in the fuel pellets was suggested sioJa. to form grooves extending in the axial direction »

Dieses System hat jedoch verschiedene Mangel, und Bachteile· Beispieleweise wird der Querschnitt der Strömungsbahn für das Spülgas durch relative Massveränderungen zwischen den Brennstoffmänteln und den Brennstofftabletten, sofern die ümfangsrillen nicht vorgesehen sind» beeinträchtigt, wobei in diesem Palle eine besondere Ausbildung der Brennstoffkörper erforderlich ist·However, this system has several shortcomings, and Bach parts · for example the cross-section of the flow path for the purge gas is determined by relative changes in dimensions between the fuel jackets and the fuel pellets, provided the circumferential grooves are not provided »impaired, being in this palle a special design of the fuel body is required

Weiterhin ist ein Kernreaktor bekannt geworden, dessen Brennstoffelemente als zylindrische Hohlkörper ausgebildet sin$· in deren Hohlräumen jeweils längsgeschlitzte Kernrohre angeordnet sind, die als tragendes Bauteil der Brennstoffelemente stellenweise mit diesen in Berührung treten» Durch den Kernhohlraum strömt ein Spülmittel, dessen Druck kleiner ist als derjenige des auf der Aussenseite der Brennstoffelemente befindlichen Kühlmittels» Dadurch wird zwar in radialer Richtung zum Brennstoff ein Diffusionsgefälle erzielt, demzufolge die Spaltpro— dukte in die Kernhohlräume diffundieren und durch die öffnungen der Kernrohre hindurchtreten, um somit vom Spülmittel abgeführt zu werden, doch wird durch eine Verunreinigung des Spülmittels der Kernbrennstoff einer mehr oder weniger grossen Korrosion ausgesetzteFurthermore, a nuclear reactor has become known, its fuel elements designed as a cylindrical hollow body sin $ · in whose cavities are each arranged longitudinally slotted core tubes, which are used as a supporting component of the fuel elements in places come into contact with these »A detergent flows through the core cavity, the pressure of which is lower than that of the coolant located on the outside of the fuel elements »This turns into fuel in the radial direction a diffusion gradient is achieved, as a result of which the fission products diffuse into the core cavities and through the openings of the core tubes to be discharged by the detergent, but contamination of the detergent the nuclear fuel exposed to a greater or lesser degree of corrosion

Zur weitgehenden Vermeidung einer derartigen Korrosion bekannter Kernbrennstoffelemente durch verunreinigtes Spülmittel ist das Kernbrennstoffelement nach der Erfindung ausgezeichnet durch einenIn order to largely avoid such corrosion of known nuclear fuel elements due to contaminated flushing agent, this is Nuclear fuel element according to the invention distinguished by a

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' —3—'—3—

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als Eingteil mit mindestens einem sich in axialer Richtung erstreckenden Kanal auegebildeten, Kernbrennstoff enthaltenden Körper* der von einem aus s er en Bohr und einem inneren Hohlstab eingeschlossen ist, wobei der Brennstoff für gasförmige Spalt" produkte ein DiffusionsvermÖgen aufweist, das erheblich höher ist als das des AuBsenrohres und das Diffusionsvermögen des Hohlstabes gleich oder kleiner als das des Brennstoffes ist, sowie Mittel vorgesehen sind für den Zulass und die Abfuhr eines Spülgasströmes an in axialer Eiohtung voneinander getrennten Bereichen des Kanals«as an integral part with at least one extending in the axial direction Channel formed, nuclear fuel-containing body * which is formed by a bore and an inner hollow rod is included, wherein the fuel for gaseous fission "products has a diffusivity which is considerably higher is than that of the outer tube and the diffusivity of the Hollow rod is equal to or smaller than that of the fuel, and means are provided for the admission and discharge of a Purge gas streams separated from one another in the axial direction Areas of the canal "

Bas Eingteil wird vorzugsweise auf einem sich durch die Bohrung des Ringteils erstreckenden Hohlstab gehalten und ist in einem Aussenrohr enthalten» Vorzugsweise sind die Diffusionskonstanten (Diffusionsveraögen) der Brennstofftabletten und des Stabes so gewählt, dass sie um mehrere Grössenordnungen über der dea Aussenrohrs liegen, so dass solohe flüchtigen und gasförmigen Spaltprodukte, wie sie während des Arbeitens des Brennstoffe freigesetzt werden oder anfallen, vorzugsweise nach innen in Richtung auf den zentralen Kanal diffundieren·The integral part is preferably placed on one through the hole of the ring part extending hollow rod and is contained in an outer tube »Preferably the diffusion constants are (Diffusion capacities) of the fuel tablets and the rod like this chosen to be several orders of magnitude above the dea Outer tube lie so that solohe volatile and gaseous Fission products as they occur during the working of the fuel are released or accumulate, preferably diffuse inwards towards the central channel

Die relativen Diffusions vermögen der aneinander ans ohli essenden, zueinander konzentrischen und koaxialen Seile, d.h. des Auesenrohre, der inneren Brennstofftabletten sowie des inneren Hohlstabes, können so gewählt werden, dass eine stete Einwärtsdiffusion eines Bruchteils des gasförmigen Kühlmittels durch diese . Teile hindurch in die zentrale Strömungsbahn für das Spülgas hinein stattfindet· The relative diffusion capacity of those who eat one another, concentric and coaxial cables, i.e. the Auesen pipes, the inner fuel pellets and the inner hollow rod, can be chosen so that a constant inward diffusion a fraction of the gaseous coolant through this. Parts through into the central flow path for the purge gas takes place

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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten, beispielsweise, jedoch nieht beschränkend einige AuefUhrungsformen der Erfindung daretellenden Zeichnung näher erläutert* Se zeigen»The invention is described below with reference to the attached, for example, however not restrictive to some forms of execution Invention illustrative drawing explained in more detail * Se show »

Fig. 1 eine aohematisohe Darstellung eines gasgekühlten Hoch·* temperatur-Reaktora in axialem Längsschnitt durch sein zylindrisches Druokgefäss,Fig. 1 an aohematic representation of a gas-cooled high * * temperature reactor in an axial longitudinal section through cylindrical pressure vessel,

fig» 2A-B eine Ansicht eines in Fig« 1 nur in seinem Umriss veranschaulichten Brennstoffelement-Bündels, bei der zwei der Brennstoffelemente des Bündele in axialem Schnitt dargestellt sind,FIGS. 2A-B show a view of a fuel element bundle, only shown in outline in FIG. 1, in which two the fuel elements of the bundle are shown in axial section,

Fig. 3 einen Schnitt nach der linie III-III in Pig. 2A₉ Fig. 3 is a section along the line III-III in Pig. 2A ₉

fig· 4 eine Draufsicht auf das Brennstoffelement-Bündel, von der eine Hälfte einen Schnitt naoh der linie IT-IT in fig· 2B darstellt» undFIG. 4 is a plan view of the fuel element bundle, FIG one half a cut close to the IT-IT line in fig · 2B represents »and

fig« 5 eine Unteransioht von. fig« 2A₉ von der eine Hälfte einen Schnitt naoh der Linie T-T in fig. 2A darstellt.fig « 5 a sub-view of. fig «2A ₉ from one half a section near the line TT in fig. 2A represents.

Der in fig· 1 dargestellte Reaktor ist allgemein von der in dem ersten und zweiten Jahresbericht über dae OEGD-Projekt für einen Hoohtemperatur-Reaktor beschriebenen Bauart· Zu den dargestellten Teilen gehört ein aufrechtstehende8 zylindrisches Druokgefäss 1, in dem ein Gerüst 2 einen inneren zylindrischen Kern 3 sowie einen aus Graphit blöcken zusammengesetzten ringförmigen Reflektor 4 trägt» Der Hals 1a des (flaschenähnlichen) Druckgef äs see 1 ist durch einen mit Durchbrochen. 6 für die Kontrollstäbe versehenen Stopfen 5 und einen zum Einsetz^-en des Brennstoff* elemente herausnehmbaren Stopfen 7 verschlossen· Als KühlmittelThe reactor shown in Fig. 1 is generally of that in that first and second annual report on the OEGD project for one High-temperature reactor type described · To the ones shown Parts include an upright8 cylindrical Druok vessel 1, in which a frame 2 has an inner cylindrical core 3 and an annular reflector 4 composed of graphite blocks carries »The neck 1a of the (bottle-like) pressure vessel äs see 1 is pierced by one. 6 for the control rods provided plug 5 and one for inserting the fuel * elements removable plug 7 closed · As a coolant

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- ⁵ ~ H64887- ⁵ ~ H64887

wird Heliumgas verwendet, das über eine Aussenleitung 9b von zueinander konzentrischen Innen- und Aussenleitungen 9a bzw» 9b in eine ringförmige Speioherkammer 8 eingelassen wird· Das Kühlmittelgas wird durch die Kanäle 10 in dem Reflektor 4 zu der Basis des Druckgefäases (i* Pfeile A) und von dort nach oben (wie durch die Pfeile B angedeutet) durch den Reaktorkern gesaugt» Die Aussenflächen der Brennstoffelemente werden also durch Kühlgas gespült oder bestrichen, das aus dem Druokgefäss 1 über die Innenleitung 9a zu einer Wärmekraftmaschine strömt*helium gas is used, which is supplied via an external line 9b from inner and outer lines 9a and 9b, which are concentric to one another, are let into an annular storage chamber 8 Coolant gas is through the channels 10 in the reflector 4 to the base of the pressure vessel (i * arrows A) and from there upwards (as indicated by the arrows B) sucked through the reactor core » The outer surfaces of the fuel elements are thus flushed or coated by cooling gas that flows from the pressure vessel 1 the inner line 9a flows to a heat engine *

um die radioaktive Verseuchung des Hauptkreislaufes auf ein Mindestmass herabzusetzen, lässt man einen Teil des Kühlmittels in einer von dem Hauptkühlmittelstrom getrennten Strömungabahn so durch die Brennstoffelemente hindurchströmen, dass er sämtliche während des Arbeitens des Kernbrennstoffs gebildeten und von ihm abgegebenen Spaltprodukte abführt» Dieser durch die Pfeile 0 angedeutete Strom wird als Spülgasstrom bezeichnet, da er die Brennstoffelemente von ihren Spaltprodukten reinigt« Der Spülgasstrom leitet die mitgeführten Produkte durch die Brenn·· stoffelement-Halterungen hinduroh in Rohre 12 von geringem Querschnitt hinein zu einer Probeentnahmevorriohtung 13 und einer Eilteranlage 14» von wo das gereinigte Gas in den Hauptkühlmittelstrom zurückgeführt wird»to reduce the radioactive contamination of the main circuit To reduce the minimum amount, part of the coolant is left in a flow path that is separate from the main coolant flow so flow through the fuel elements that it all formed during the operation of the nuclear fuel and removes fission products released by it »This flow indicated by the arrows 0 is referred to as the purge gas flow, since it cleans the fuel elements from their fission products «The purge gas stream guides the entrained products through the fuel ·· fabric element brackets hinduroh in tubes 12 of small cross-section into a sampling device 13 and one Filter system 14 »from where the cleaned gas enters the main coolant flow will be returned »

Stromab hinter den Brennstoffelementen ist in den Spülgasstrom eine Vorrichtung 15 eingesetzt, die es ermöglicht, den Druckabfall an jedem Brennstoffelement gesondert festzustellen«Downstream behind the fuel elements, a device 15 is used in the purge gas flow, which makes it possible to reduce the pressure drop to be determined separately on each fuel element «

Obwohl in Figo 1 nur ein Brennstoffelement dargestellt ist, ist es selbstverständlich, dass der Kern eine Anzahl von solchenAlthough only one fuel element is shown in FIG. 1, it is understood that the core has a number of such elements

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(In diesem Beispiel) zu Bündeln von sieben Stück zusammengefassten Brennstoffelementen enthält, so dass sick eine Anzahl dieser Brennstoffelemente wie ein einziges JEeil handhaben lässt*(In this example) grouped into bundles of seven pieces Contains fuel elements, so that sick a number this fuel element can be handled like a single part *

Wie in Fig» 2A und 2B gezeigt, enthält ein typisches Brennstoffelement-Bündel eine Gruppe aus sieben Brennstoffelementen 11* die an ihren oberen Enden von einem Graphitblock: 16 und an ihren unteren Enden durch eine Halterung 17 gehalten werden«.As shown in Figures 2A and 2B, a typical fuel element bundle contains a group of seven fuel elements 11 * which are held at their upper ends by a graphite block: 16 and at their lower ends by a holder 17 «.

Jedes der Brennstoffelemente 11 enthält ein Aussenrohr 18 aus . Graphit mit sechseckigem Umfang, das an seinem, oberen Ende eine Metallkappe 19 besitzt* Die Kappe 19 Mit einen Bolzen 20, mittels dessen das Aussenrohr an dem Graphitblock 16 befestigt ist· Ein an dem Ende des Graphitrohres 18 befestigter und in eine in dem Graphitblook 16 vorhandene Öffnung eingreifender gekröpf*· ter Fixierstift 21 verhindert eine Drehbewegung des Äussenrohrs in Bezug auf den Graphitblock· Die Bohrung des Aussenrohrs 18 weist in der Nähe ihres oberen Endes einen Abschnitt 18a von verringertem Durchmesser auf und steht über drei in der Metallkappe 19 vorhandene Durchlässe 22 nach aussen mit dem gasförmi— ν gen Kühlmittel in Verbindung, wobei diese Durchlässe einen Einlass für das Spülgas bilden» In dem Abschnitt 18a mit verringertem Durchmesser befindet sich ein Hohlstift, dessen Ende in den Teil der Bohrung mit vollem Durchmesser des Aussenrohres hineinragt, in dem er einen Graphitbehälter 23 hält» der eine Masse 24 aua reaktionsfähigen Graphitkörnern enthält* Die Wand dea Behälters 23 weist eine oder mehrere Öffnungen 25 auf, die das Innere des Behälters 23 mit der Bohrung des Aussenrohrs 18 in Verbindung setzen« Der Behälter 23 mit seiner oder seihenEach of the fuel elements 11 contains an outer tube 18. Graphite with a hexagonal circumference, which has a metal cap 19 at its upper end The cranked fixing pin 21 that engages the opening prevents the outer tube from rotating in relation to the graphite block.The bore of the outer tube 18 has a section 18a of reduced diameter near its upper end and protrudes over three passages 22 in the metal cap 19 outwards with the gaseous ν gen coolant in compound, said passages forming an inlet for the purge gas "in the portion 18a is of reduced diameter, a hollow pin which protrudes its end in the part of the bore with full diameter of the outer tube, in which He holds a graphite container 23 which contains a mass 24 of reactive graphite grains * The W and the container 23 has one or more openings 25 which connect the interior of the container 23 with the bore of the outer tube 18 in connection with the container 23 with his or her

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öffnungen 25 bewirkt In der Iahe dee Spülgas einlas sea einen Druckabfall»Openings 25 almost causes the flushing gas to be introduced Pressure drop »

Ik Inneren der Bohrung oder luanehming des Aussenrohrs ist aentral ein Hohletab 26 angeordnet§ dessen Bohrung 26a die Strö«- mungsbaha für das Spülgas im Inneren des Brennstoffelemente bildet· Der Hohlstab 26 ist ein zusammengesetztes Teil, das aus kurzen rohrförmigen Abschnitten oder Stücken gebildet ist, die jeweils lang genug sind, um drei ringförmige Kernbrennstofftabletten zu halten» Die Kernbrennstofftabletten passen ziemlich eng in die Bohrung dee Aussenrohrs sowie auf den zentralen Sohl-· stab» Jeden Hohlstab unterteilt eine ffraphitscheibe 27, die» wie in Vig· 5 gezeigt* eine mit der Bohrung 26a des Hohlstabes 26 zusammenfallende zentrale öffnung 27a und einen radialen Schlitz 27b hat* Jede Scheibe 27 bildet zwischen der Innenseite des firennstoffauBsenrohre 18 und der Bohrung 26a des Hohlstabes 26 einen Druokabfallweg, so dass der Druck des Spülgasstromes ausserdem als inzeige für die einwandfreie Beschaffenheit des Brenn» stoff aussenrohre β verwendet werden kann*Ik inside the bore or luanehming of the outer tube is aentral a hollow tab 26 arranged whose bore 26a the flow mungsbaha for the purge gas inside the fuel element The hollow rod 26 is a composite part that consists of short tubular sections or pieces, each long enough to hold three ring-shaped nuclear fuel pellets. »The nuclear fuel pellets fit pretty well tightly into the bore of the outer tube as well as on the central sole rod »Each hollow rod is subdivided by a fraphite disk 27, which» like Shown in Vig * 5 * one with the bore 26a of the hollow rod 26 coincident central opening 27a and a radial slot 27b has * Each disc 27 forms between the inside of the fuel outer tube 18 and the bore 26a of the hollow rod 26 a Druokabfallweg, so that the pressure of the purge gas flow also as an indication of the flawless condition of the Brenn » fabric outer tubes β can be used *

Das unterste Stück des Hohlstabes wird auf einem lose in die ( Bohrung des Aussenrohre eingepassten Armkreuz 28 gehalten· Das Armkreuz 28 ruht an seinem Aussenumfang auf einem nach innen vorspringenden Absatz 29, der aus der Stirnfläche des unteren Abschnitte des Aussenrohrs gebildet ist, wobei das Armkreuz dureh ein Distanzstüok 30 zentral gehalten wird»The lowermost piece of the hollow rod is held on a cross spider 28 loosely fitted into the hole in the outer tube Cross arm 28 rests on its outer circumference on an inward one protruding shoulder 29, which is formed from the end face of the lower section of the outer tube, the spider dureh a spacer 30 is held centrally »

Das DistanzstUok ruht seinerseits wiederum auf einem FüHstttok 31, unterhalb desselben sioh eine Strömungsverteilersoheibe 32 befindet» Das füllstüok 31 ist an seinem Aue Benumfang mit einer sohraubenlinienförmigen lut 51a versehen* :The spacer in turn rests on a guide 31, below it is a flow distributor plate 32 is located »The filler 31 is on its outer circumference with a bonnet line-shaped lut 51a *:

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Die Scheibe 32 hat zwei ringförmige Reihen von Öffnungen 32a, die die Einlasse des Spülgasstromes in die Reinigungskammer des unteren Endes des Aussenrohrs bilden.» Die Kammer besteht aus einem Stab 33» der in seinem Aussenumfang aoht mit porösem Material gefüllte Längsnuten 34 aufweist« Der Mittenabsohnitt des Stabes 33 stützt die über ihm angeordneten Innenteile des Brennstoffauesenrohra und ruht auf einer Schicht 35 aus durchlässigem filtermaterial«The disc 32 has two annular rows of openings 32a, which are the inlets of the purge gas flow into the cleaning chamber of the Form the lower end of the outer tube. " The chamber consists of one Rod 33 »which in its outer circumference is also made of porous material The center section of the rod 33 supports the inner parts of the outer fuel tube arranged above it and rests on a layer 35 of permeable filter material «

L Der Auslass für das Spülgas aus dem Aussenrohr 18 ist eine Boh-L The outlet for the flushing gas from the outer tube 18 is a drilling

rung 36 in der Basis des Aussenrahrs, die die Gase zu einer in ihrer Verlängerung in einem Stopfen 37 der Endhalterung vorgesehenen öffnung 37a leitet· Von der öffnung 37a aus strömt das Spülgas in den in der Endhalterung vorgesehenen Kanälen zu den Bohren 12 (Fig· 1) mit geringer Querschnittsoffnungetion 36 in the base of the outer pipe, which converts the gases to an in The opening 37a provided in a stopper 37 of the end bracket conducts its extension Purge gas in the channels provided in the end bracket to the bores 12 (FIG. 1) with a small cross-sectional opening

Wie in Pig» 2A dargestellt, bildet die Endhalterung einen konischen Sitz 38 für den Eingriff eines aus dem Gerüst 2 herausstellenden Halterungszapfen» Die Endhalterung trägt ausserdem eine Reihe elektrischer Kontakte 39» mit deren Hilfe zwischen dem Brennstoffelement-Bündel und dem Gertist 2 elektrische Kontakte hergestellt werden können»As shown in Figure 2A, the end bracket forms a conical seat 38 for the engagement of a bracket pin protruding from the frame 2. The end bracket also carries a series of electrical contacts 39 'with the aid of which between the fuel element bundle and the device are 2 electrical contacts can be produced »

Aus dem Vorstehenden geht hervor* dass der Spülgasstrom über die in jeder der Metallkappen vorgesehenen Durchlässe 22 in das Brennstoffelement eintritt und durch den Hohlstift 23a in den Behälter 23 strömt, wo er vor seinem Zusammentreffen mit dem äuaserst hocherhitzten Graphit aufbereitet werden kann« Das Spülgas rer&äest den Behälter 23 über die Öffnungen 25 und strömt dn die Bohrung des Hohlstabee 26 hinein·From the above it can be seen * that the purge gas flow via the In each of the metal caps provided passages 22 enters the fuel element and through the hollow pin 23a in the Container 23 flows, where it can be prepared before it meets the extremely highly heated graphite «The flushing gas rer & Äest the container 23 over the openings 25 and flows into the bore of the hollow rod 26

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Der Brennstoff muae für gasförmige Spaltprodukte ein Diffusionsvermögen aufweisen, das erheblich höher iat als das des Aussenrohrs 18, wobei das Biffusionsvermögen des Hohlstabes gleich oder höher als das des Brennstoffs sein muss, so dass jede Diffusion der aus dem Brennstoff abgegebenen Spaltprodukte vorzugsweise nach innen zu dem Sptilgasstrom hin stattfindet»For gaseous fission products, the fuel must have a diffusivity that is considerably higher than that of the outer tube 18, the diffusivity of the hollow rod being the same or higher than that of the fuel, so that any diffusion the fission products released from the fuel preferably take place inwards towards the purge gas flow »

Der bei der vorstehend erörterten Ausführungsform als Beispiel verwendete zentrale Spülgasstrom hat gegenüber den bisher vorgeschlagenen insofern mehrere Vorteile, als die Korrosion von Graphit durch Verunreinigungen in dem Spülgas auf ein Kindest- % mass herabgesetzt wird und die Auswirkungen einer solchen Korrosion, wie sie hier auftritt, weitgehend unwirksam gemacht werden»The central purge gas flow used as an example in the embodiment discussed above has several advantages over those previously proposed in that the corrosion of graphite by impurities in the purge gas is reduced to a minimum percentage and the effects of such corrosion as it occurs here are reduced to a minimum. to be made largely ineffective »

Beispielsweise wird das Spülgas im allgemeinen von den Brennstoff teilen getrennt gehalten und kann somit den Brennstoff nicht unmittelbar korrodieren© Hinsiohtlich der Korrosion des Graphite zeigt sich, dass der zentrale Hohlstab nach Figo 2 nach oben durch einen Stopfen 40 oberhalb der Brennstofftabletten 11a hindurchragt* Das einströmende Spülgas trifft alao zunächst auf den Graphit des Hohlstabes, so dass alle Korrosionswirkungen ( infolge der in dem gasförmigen Kühlmittel vorhandenen Verunreinigungen in Bezug auf diesen Graphit und nicht in Bezug auf das Brennstoffmaterial stattfinden» Im Falle einer solohen Korrosion oder besser einer solohen Erosion, die zu der Auswaschung von Teilchen aus dem Graphit führt, fallen die Teilchen in die Basis des Hohlstabes hinab, in der sie sich in einer in dem Armkreua 28 oder dem Distanzstüok 30 ausgebildetem Tasche 41 ansammeln*For example, the purging gas is generally kept separate from the fuel parts and can therefore not corrode the fuel directly © With regard to the corrosion of the graphite, it is evident that the central hollow rod according to FIG. 2 protrudes upwards through a plug 40 above the fuel pellets 11a The flushing gas first hits the graphite of the hollow rod, so that all corrosion effects ( as a result of the impurities present in the gaseous coolant in relation to this graphite and not in relation to the fuel material) take place leads to the leaching of particles from the graphite, the particles fall down into the base of the hollow rod, where they collect in a pocket 41 formed in the arm cross 28 or the spacer 30 *

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Darüber hinaus vereinfacht der zentrale Spülstrom eine Temperaturmessung, da beim Zusammenbau des Brennstoffelements in. der zentralen Bohrung des Hohlstabes ₉ in der die Temperatur der des Brennstoffs 3ehr angenähert ist^ Thermoelemente angeordnet wer«-» den können». In addition, simplifies the central purge flow a temperature measurement, since during assembly of the fuel element in the central bore of the hollow rod ₉ in which the temperature of the fuel 3ehr approximates ^ thermocouples arranged who "-" the can "

Als Alternative zu dem beschriebenen besonderen Beispiel kann der Spülgasstrom der in dem Hohlstab vorhandenen Bohrung mittels Diffusion durch das Aussenrohr zugeleitet werden» indem dafür gesorgt wird, dass das Aussenrohr für den Brennstoff über im wesentlichen seine gesamte den Kernbrennstoff umschliessende Länge aus einem durchlässigeren Graphit gebildet wird» lässt sioh eine stete nach innen gerichtete Grasdiffusion, gegen die mögliche nach aussen gerichtete Diffusion von Spaltprodukten herstellen*As an alternative to the particular example described, the flushing gas flow of the bore present in the hollow rod by means of Diffusion can be fed through the outer tube »by making sure that the outer tube for the fuel over im essentially its entire surrounding the nuclear fuel Length is formed from a more permeable graphite »leaves a constant inward diffusion of grass against which possible outward diffusion of fission products produce*

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190/1 _ Berlin, 8 January 1964 _e

European Atomic Energy Community (EURATOM) »Brussels (Belgium)

Patent moves closer to ρ

1 · Nuclear fuel element, characterized by a ring part with at least one extending in the axial direction Channel formed, nuclear fuel containing body (11a), of an outer tube (18) and an inner hollow rod (26) is included, the Fuel for gaseous fission products has a diffusivity that is considerably higher than that of the outside. tubes (18) and the diffusivity of the hollow rod (26) is equal to or less than that of the fuel, as well as means (22, 26) are provided for each admission and discharge of a purge gas stream separated from one another in the axial direction Areas of the canal

2. Nuclear fuel element according to claim 1, characterized in that the openings (22) for the inlet of the purge gas « Stromes in the axially extending channel (26a) have a gas diffusion path, which duroh the gaps existing in the body extends

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FERNSCHREIBER: Ο18 40S7TELEPHONE: Ο18 40S7

U64887

3 · nuclear fuel element according to claim 1 or 2, characterized by a fuel-free one extending in the ring part (11a) Tube (26), the diffusivity of which is greater than that of the body (11) containing the fuel, so that a diffusion of the gases through the walls of the body and through the pipe (26) can be passed inside "

4 »Nuclear fuel element according to claim 1, 2 or 3, characterized by a fuel-free outer tube (18) which the Fuel-containing body (11a) coaxially encloses »

5 «Nuclear fuel element according to one of Claims 1 to A _9, characterized in that the fuel in the body (11a) containing the fuel has been treated in such a way that its release of fission products is reduced *

6 »nuclear fuel element bundle according to one of claims 1 to 4, characterized by a multiplicity of fuel elements combined to form a group, between which passages are located for the coolant gas extend

7 »Nuclear fuel element according to claim 1, characterized by the assembly of an outer tube (18) made of ceramic materialj of means which hold a coaxial hollow rod (26) coaxially in the outer tube (18), pushed onto the hollow rod (26) tubular ^ fuel-containing bodies (11a) and vent openings with passages (22) in the outer tube (18) which are connected to the interior of the hollow rod (26)

8 · Nuclear fuel element according to claim 7, characterized by an end section of the hollow rod (26) which extends over a stack

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protrudes from annular, pushed onto it, fuel-containing bodies (11a), with between the End section of the hollow rod (26) and the inner surface of the Outer tube (18) has a storage area (40) which delimits an annular tree, while a passage (22) in the Wall of the outer tube (18) the outer area of the outer tube associated with the ring-shaped tree *

9 nuclear fuel element according to claim 8, thereby marked * that the passage is an inlet opening (22) *

10o nuclear fuel element according to claim 9 »characterized in that that stand out over the ring-shaped tree between the the end of the hollow rod (26) and the wall of the outer tube (18) a storage area (40) is arranged so that the inflowing Gas is passed into the bore of the hollow rod (26) without it being with the body (11a) containing the fuel comes into contact »

ο nuclear fuel element according to one of claims 4 to 10, characterized characterized in that means are provided, the strong gas pressure changes occurring in the outer tube (18) in transfer the inside of the hollow rod (26) »

12 ″, nuclear fuel element, characterized by what can be inferred from the above description and the accompanying drawings Characteristics"

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