DE1514968C3 - Kernreaktor-Brennelement - Google Patents

Description

Bei einem typischen Ausführungsbeispiel weist das Brennstoffelement einen etwa 3,6 m langen Stapel von Urandioxidpellets 1 mit einem Durchmesser von etwa 14 mm und einer Länge von etwa 19 mm auf, welcher von einer Hülle 2 aus einer Zirkonium-Aluminium-Legierung umschlossen wird, wobei die Hülle eine Bohrung von etwas mehr als 14 mm, eine Wandstärke von etwa 0,6 mm und eine Länge von etwa 3,8 m hat. Die Feder 5 hat eine freie Länge von 362 mm, zwei gänzlich geschlossene Windungen 6 von etwa 15 mm Durchmesser und siebenundsiebzig Windungen? von etwa 14mm Durchmesser. Die Federspannung beträgt 6,35 kg bei einer Länge von 190 mm.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 dem Endverschluß und den Brennstoffkörpern vorPatentansprüche: gesehen ist, und es ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von mindestens zwei Windungen an

1. Kernreaktor-Brennelement mit einem Stapel dem äußeren Ende der Feder von der Hülle so erfaßt von Brennstoffkörpern innerhalb einer rohrför- 5 wird, daß die Reaktionskraft der Feder ausschließmigen Hülle mit Endverschlüssen, welche durch lieh von der Hülle aufgenommen wird und daß daelektrische Widerstands-Stumpfschweißungen be- bei die äußere Endwindung der Gruppe von Windunfestigt sind, wobei an dem einen Ende der Hülle gen mit Abstand vom Ende der Hülle außerhalb des eine Schraubenfeder zwischen dem Endverschluß Bereichs der Schweißverbindungsflächen gehalten und den Brennstoffkörpern vorgesehen ist, da- io wird.

durch gekennzeichnet, daß eine Gruppe Zwei technische Vorteile ergeben sich durch die

von mindestens zwei Windungen (6) am äußeren Erfindung: Einmal wird, weil die Feder keinen elek-Ende der Feder (5) von der Hülle (2) so erfaßt trischen Kontakt mit dem Endverschluß aufweist, ein wird, daß 'die Reaktionskraft der Feder aus- Kurzschließen der Schweißstelle vermieden, und zum schließlich von der Hülle aufgenommen wird 15 anderen kann der Brennstoffkörper-Stapel in die und daß dabei die äußere Endwindung der Hülle eingebaut und durch die Feder vorgespannt Gruppe von Windungen mit Abstand vom Ende werden, bevor der benachbarte Endverschluß auf die der Hülle außerhalb des Bereichs der Schweiß- Hülle aufgebracht wird, wodurch das Anlegen bzw. Verbindungsflächen gehalten wird. Befestigen des Endverschlusses an der Hülle durch

2. Kernreaktor-Brennelement nach An- 20 magnetische Kraft erleichtert wird.

spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Win- Die Erfindung wird nunmehr an Hand der sie bei-

dungen der Gruppe von Windungen (6) im ent- spielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher spannten Zustand einen größeren Außendurch- beschrieben, und zwar zeigt

messer haben als der Bohrung der Hülle (2) ent- F i g. 1 eine teilweise Seitenansicht im Mittelschnitt

spricht. 25 eines Kernreaktorbrennelementes,

F i g. 2 eine Endansicht eines Bauteils des Brenn-

stoffelementes nach F i g. 1.

F i g. 1 der Zeichnungen zeigt ein Teilstück eines

Brennstoffelementes 21, welches einen Stapel von

30 Brennstoffkörpern 1 (von denen nur zwei dargestellt

Die Erfindung bezieht sich auf Kernreaktor- sind) enthält, die von einer rohrförmigen Hülle 2 mit Brennelemente. einem Endverschluß 3 umgeben sind. Zwischen dem

Kernreaktor-Brennelemente enthalten üblicher- Stapel von Brennstoffkörpern 1 und dem Endverweise einen Brennstoffkörper oder einen in einer Schluß 3 befindet sich ein Hohlraum 4, in welchem Schutzhülle eingeschlossenen Stapel von Brennstoff- 35 sich eine schraubenförmige Druckfeder 5 befindet, körpern. Die Hülle dient dazu, einmal eine Beruh- Eine Gruppe von zwei axial geschlossenen Windunrung des Reaktorkühlmittels mit den Brennstoff kör- gen 6 am Ende der Feder, welches dem Endverpern zu verhindern, bei der eine chemische Reaktion Schluß 3 benachbart ist, weist einen größeren Durchauftreten würde, und zum anderen die durch die Be- messer auf als die übrigen axial offenen Windungen 7 strahlung entstehenden Spaltprodukte zurückzuhal- 4° und wird von der Hülle erfaßt, wobei die übrigen ten. Häufig ist ein Hohlraum innerhalb der Hülle Windungen 7 frei verschiebbar bleiben. Der Endverzum Sammeln der Spaltprodukte vorgesehen, und wo' Schluß 3 weist einen Rand 8 auf, mittels welchem der ein Stapel von Brennelementen, wie beispielsweise Endverschluß an der Hülle durch elektrische Wider-Urandioxid-Pellets, verwendet wird, ist es bekannt, stands-Stumpfschweißung befestigt wird. Die Feder eine Schraubenfeder in dem Hohlraum zwischen dem 45 wird in die Hülle so weit eingeführt, daß die äußere Brennstoffkörper-Stapel und dem Endverschluß der Endwindung der Gruppe von Windungen 6 vom Hülle vorzusehen. Die Feder dient zum Zusammen- Ende der Hülle mit einem Abstand 9 angeordnet ist drücken des Brennstoffkörper-Stapels innerhalb der und die Reaktionskraft der Feder ausschließlich Hülle während des Transports und zum Abstützen durch den Reibungsschluß der Endwindungen 6 mit der Hülle gegen Dauerbruch bzw. -ermüdung unter 50 der Hülle aufgenommen wird, so daß keine Kraft auf Bestrahlung. den Endverschluß ausgeübt und die Schweißung da-

Ein Brennelement dieser Gattung ist durch die durch erleichtert wird. Da die Feder mit dem End-USA.-Patentschrift 3 022 240 bekannt. Wenn die Verschluß nicht in körperlicher Berührung steht, wird Endverschlüsse durch ein elektrisches Widerstands- ein Nebenschluß des elektrischen Stromes während Stumpfschweißverfahren an der Hülle befestigt wer- 55 der Widerstandsschweißung der Verbindungsflächen den, treten jedoch Schwierigkeiten auf, und zwar da- verhindert.

durch, daß die Feder an der Verbindungsstelle von F i g. 2 zeigt eine Endansicht der äußersten Win-

Hülle und Endverschluß beim Schweißen Kurzschluß dung 6, welche mit einer Zunge 10 versehen ist. Die verursachen kann. Anbringung der Feder an der Hülle wird durch EinAufgabe der Erfindung ist es, ein Kernreaktor-· 60 führung der Windungen 7 in die Hülle und, wenn die Brennelement zu schaffen, bei welchem diese Windungen 6 an das Hüllenende anstoßen, durch Schwierigkeiten überwunden werden. .. Ausübung eines im Uhrzeigersinn verlaufenden

Ein Kernreaktor-Brennelement gemäß der Erfin- Drehmoments auf die Feder durch die Zunge 10 bedung weist einen Stapel von Brennstoff körpern in- wirkt, um die Windungen 6 auf einen kleineren nerhalb einer rohrförmigen Hülle mit Endverschlüs- 65 Durchmesser zu wickeln, so daß sie in die Hülle einsen auf, welche durch elektrische Widerstands- treten. Beim Loslassen wickeln sich die Windungen Stumpfschweißungen befestigt sind, wobei an dem ab und vergrößern sich im Durchmesser, um die einen Ende der Hülle eine Schraubenfeder zwischen Hülle zu erfassen.