DE1489907C

DE1489907C - Device for discharging fission gases from nuclear reactor fuel elements

Info

Publication number: DE1489907C
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Ing 7500 Karlsruhe de Temple
Original assignee: Gesellschaft fur Kernforschung mbH, 750OKarslruhe

Description

Das Hauptpatent betrifft eine Vorrichtung zum "Abführen von Spaltgasen aus Kernreaktor-Brennelementen, die eine Auslaßvorrichtung und in diese eingebaute Drosseleinrichtungen für die Spaltgase aufweisen, wobei der Durchlauf der Spaltgase durch diese Auslaßeinrichtung auf Zeiten von durchschnittlich mehreren Tagen, vorzugsweise von mehr als 60 Tagen, verzögert wird.The main patent relates to a device for "removing fission gases from nuclear reactor fuel elements, one outlet device and built-in throttle devices for the fission gases have, the passage of the fission gases through this outlet device on times of average several days, preferably more than 60 days.

Es sind Kernbrennelemente bekannt, die eine der Spaltzone nachgeschaltete Auslaßvorrichtung für Spaltgase haben, wobei in der Auslaßvorrichtung als Mittel zum Drosseln des Spaltgasdurchlaufs Einrichtungen in Form von Spaltproduktfallen angeordnet sind (britische Patentschrift 951625). Diese Spaltproduktfallen bestehen aus durchbohrten Graphitzylindern, deren Bohrung mit Holzkohle gefüllt sind. Die Holzkohle dient dabei als eine Art Filter und kann bei keiner Betriebstemperatur des Reaktors verflüssigt werden. Daher können in diesen Spaltproduktfallen auch keine Spaltgase in flüssigen Materialien kondensiert werden, womit eine Volumenverkleinerung der Spaltgase verbunden wäre.Nuclear fuel elements are known which have an outlet device for downstream of the fission zone Have cracked gases, in which means in the outlet device as means for throttling the flow of cracked gas are arranged in the form of fission product traps (British patent specification 951625). This Fission product traps consist of perforated graphite cylinders, the bore of which is filled with charcoal are. The charcoal serves as a kind of filter and cannot be used at any operating temperature of the reactor be liquefied. Therefore, no fission gases can be found in liquid materials in these fission product traps are condensed, which would result in a reduction in the volume of the fission gases.

Ausgehend von diesem Stande der Technik hat nun die Erfindung zur Aufgabe, eine besonders günstige Ausbildung der Vorrichtung nach dem Hauptpatent zu schaffen.On the basis of this prior art, the invention now has the object of a particular to create favorable design of the device according to the main patent.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Auslaßvorrichtung Stoffe vorgesehen sind, die sowohl im festen als auch im flüssigen Zustand Spaltgase absorbieren und bei Raumtemperatur fest, bei Betriebstemperatur des Reaktors jedoch flüssig sind. Zweckmäßigerweise taucht dabei in diese Stoffe ein Wärmeleitstab ein, der in der Brennelementzone gelagert ist. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird zum Absorbieren der Spaltgase Natriumnitrat oder Natriumkarbonat eingesetzt. This object is achieved according to the invention in that substances are provided in the outlet device which absorb fission gases both in the solid and in the liquid state and at room temperature solid, but are liquid at the operating temperature of the reactor. Appropriately dives into these substances a heat conducting rod, which is stored in the fuel element zone. After further training According to the invention, sodium nitrate or sodium carbonate is used to absorb the fission gases.

Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Fig. 1 und 2 beschrieben:Details of the invention are described with reference to FIGS. 1 and 2:

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Auslaßvorrichtung undFig. 1 shows an outlet device according to the invention and

F i g. 2 eine Alternativlösung dazu.F i g. 2 an alternative solution to this.

Um die aus der Brennstoffzone 11, 12 strömenden Spaltgase zurückzuhalten, werden gemäß F i g. 1 im Spaltstoffstab bzw. im Anschluß an eine eventuell vorhandene Kondensationskammer Spaltgase absor-.bierende Medien angeordnet. Dabei ist der Absorptionsraum 13 durch poröse Filter 14 und 15 von den Brennstoffzonen 11 und 12 getrennt. Als Absorptionsmittel kann man beispielsweise Natriumnitrate oder Natriumkarbonate in den Absorptionsraum ein-. füllen. Diesem haben den Vorteil, daß sie bei niedriger Temperatur fest sind und beim Aufarbeiten der Brennelemente deshalb als Festkörper mit den absorbierten Spaltgasen beseitigt werden können. Beim Betrieb des Reaktors sind sie jedoch flüssig, so daß das Spaltgas leicht in sie eingeleitet werden kann. Damit das Absorptionsmittel rasch verflüssigt wird, kann gemäß F i g. 1 die Wärme aus den Brennstoffzonen 11 und 12 über einen gut wärmeleitenden Verbindungsstab 16 in das Absorptionsmedium hineingeleitet werden. Man kann das Absorptionsmittel aber auch in einen zentralen Kanal 23 (F i g. 2) umgeben von einer Brennstoffhülle 24 einlagern, damit es genügend stark aufgeheizt wird. Dabei sind zwischen den Brennstoffzonen 21 und 22 poröse Filter 25 und 26 angeordnet. Der-Ring 28 im Filter 26 ist gasdicht ausgebildet, damit auch das im Ring-.raum24 entstehende Spaltgas durch den Absorptionsraum23 strömen muß.In order to hold back the fission gases flowing out of the fuel zone 11, 12, according to FIG. 1 in Fissile material rod or fission gases absorbing fission gases in connection with a condensation chamber that may be present Media arranged. The absorption space 13 is through porous filters 14 and 15 from the Fuel zones 11 and 12 separately. Sodium nitrate, for example, can be used as the absorbent or sodium carbonates in the absorption space. to fill. These have the advantage that they are at lower Temperature are fixed and therefore when processing the fuel elements as a solid with the absorbed Fission gases can be eliminated. When operating the reactor, however, they are liquid, so that the cracked gas can easily be introduced into them. So that the absorbent is quickly liquefied, can according to FIG. 1 the heat from the fuel zones 11 and 12 via a highly thermally conductive connecting rod 16 are passed into the absorption medium. One can use the absorbent but also in a central channel 23 (FIG. 2) surrounded by a fuel shell 24 store so that it is heated up sufficiently. There are porous between the fuel zones 21 and 22 Filters 25 and 26 arranged. The ring 28 in the filter 26 is gas-tight, so that in the ring .raum24 resulting cracked gas through the absorption space23 must flow.

Die Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung sind jedoch nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt: .. .'...'^:·
Man kann z. B. den Absortionsraum auch ringförrfiig um eine zentrale Brennstoffzone anordnen. Außerdem sind bei den gezeigten Ausführungsbeispielen die Kammern zum Festhalten der Spaltgase. immer über der Brennstoffzone gezeichnet, weil davon ausgegangen wurde, daß der Kühlmittelstrom ab-However, the possible embodiments of the invention are not limited to the examples described: .. .'... ' ^: ·
You can z. B. also arrange the absorption space in a ring around a central fuel zone. In addition, in the exemplary embodiments shown, the chambers are used to hold the fission gases. always drawn above the fuel zone because it was assumed that the coolant flow

ao wärts gerichtet ist. Man kann die Kammern, insbesondere bei aufwärts gerichtetem Kühlmittelstrom, auch unterhalb der Brennstoffzone anordnen, wobei man im Aufnahmeraum und im Absorptiönsraum Leiteinrichtungen anordnen kann, mit denen das Spaltgas von unten in ihn hinein, an seinem oberen Ende wieder aufgefangen und nach unten abgeleitet wird. Die mit der Erfindung verbundenen Vorteile bestehen darin, daß durch die Absorptionsmittel unter Betriebsbedingungen im flüssigen Zustand die Abfuhr der Spaltgase stark verzögert wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Absorptionsmittel bei Normaltemperatur in festem Zustand die in ihnen enthaltenen Spaltgase binden und dadurch beim Aufarbeiten der Brennelemente als Festkörper zusammen mit den absorbierten Spaltgasen sehr einfach beseitigt werden können.ao is directed towardswards. The chambers, especially when the coolant flow is upward, can be also arrange below the fuel zone, whereby one in the receiving space and in the absorption space Can arrange guiding devices with which the cracked gas from below into it, at its upper The end is caught again and diverted downwards. The advantages associated with the invention consist in that the discharge through the absorbent under operating conditions in the liquid state the fission gases is greatly delayed. Another advantage is that the absorbent is at Normal temperature in a solid state bind the fission gases contained in them and thereby during processing the solid fuel elements together with the absorbed fission gases are very easily eliminated can be.

Claims

Patent claims:

1. Device for removing fission gases from nuclear reactor fuel elements, which has an outlet device and have built-in throttle devices for the cracked gases, the passage of the cracked gases through this outlet device for times averaging several days, preferably more than 60 days, is delayed according to patent 1260 038, characterized in that in the Outlet device (13) substances are provided which are both in the solid and in the liquid state Absorb fission gases and solid at room temperature, but at operating temperature of the reactor are liquid. .,

2. Device according to claim 1, characterized by one in the fuel element zone (11, 12) stored, immersed in the substances heat conducting rod (16).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that for absorbing the Fission gases sodium nitrate or sodium carbonate are used.