DE1539937C3 - Block brennstoffelement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Blockbrennstoffelement, bestehend aus einem prismatischen Block aus Moderatormaterial mit darin eingelassenen Brennstoffstäben.

Es ist bei einem Blockbrennstoffelement bekannt, daß auf wenigstens einen Teil der Länge des Blockbrennstoffelementes ein in das Moderatormaterial eingreifender schraubenartiger Gewindegang angebracht ist, wobei dieser Gewindegang einen viereckigen Querschnitt mit steilem Gang aufweist (FR-PS 1 436 739).

Es ist ferner bei Brennstoffstäben enthaltenden Moderatorblöcken bekannt, daß die Seiten- bzw. Mantelflächen der Blöcke sich in ihrer Längsrichtung erstreckende Vorsprünge und entsprechende Vertiefungen aufweisen (DT-PS 1 144 411 und DT-AS 1 194 072). Hierbei haben jedoch die Vorsprünge und Vertiefungen unregelmäßige und vielgestaltige Ausbildungen, deren Herstellung einerseits aufwendig ist und die andererseits beim Zusammenfügen zu einem Block eine weniger gute Verankerung der einander anliegenden Blockbrennstoffelemente bilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile ein Blockbrennstoffelement vorzusehen und so auszubilden, daß es mit mehreren gleichartigen Elementen ohne Zwischenraumbildung zu einem festen Block zusammenfaßbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Brennstoffelement in an sich bekannter Weise in seiner Längsrichtung sich erstreckende Rippen aufweist, daß alle Rippen die gleiche Gestalt aufweisen, und daß jede dieser Rippen in eine von zwei anderen benachbarten, gleichgestaltig ausgebildeten Brennstoffelementen gebildete Nut einfügbar ist.

Ein sauberes Zusammenpassen der Blockbrennstoffelemente bei einfachster Herstellung läßt sich dadurch erreichen, daß das Blockbrennstoffelement in an sich bekannter Weise im Querschnitt von sechseckiger Grundform ist und an jeder seiner Längsseiten eine trapezförmige Einkerbung aufweist, deren drei im Brennstoffelement liegenden Seiten je eine Länge von einem Viertel der Seitenlänge des sechseckigen Brennstoffelement-Grundkörpers haben. Durch diese Anordnung und Ausbildung der Blockbrennstoffelemente werden die unter der Strahlung auftretenden Verwindungsspannungen in vorteilhafter Weise gleichmäßig über die gesamte Kernanordnung verteilt.

Um die Brennstoffstäbe einsetzen bzw. herausnehmen zu können, ist in der Längsachse des Blockbrennstoffelements eine Bohrung zur Aufnahme des Brennstoffs vorgesehen, die wenigstens auf einen Teil ihrer Länge in an sich bekannter Weise von einem schraubenförmigen, in das Moderatormaterial eingreifenden Gewindegang umgeben ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß auf einfache Weise eine zuverlässige Verklinkung der jeweils ineinander eingreifenden und zueinander zugeordneten Blockbrennstoffelemente erreicht wird. Darüber hinaus erlauben auch die gleichgestaltig ausgebildeten Blockbrennstoffelemente jeweils ein leichtes Entfernen aus dem Block ohne Aufwand. Dies ist besonders wichtig, z. B. bei gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren, bei denen die Brennstoffblöcke periodisch entfernt werden müssen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen waagerechten Schnitt durch einen Reaktorkern mit einer Anzahl von Blockbrennstoffelementen, und
F i g. 2 einen waagerechten Querschnitt durch ein Blockbrennstoffelement.

Ein Brennstoffelement 1 aus Moderatormaterial mit darin eingelassenen Brennstoffstäben 7, mit den üblichen Vorrichtungen, z. B. für einen Kühlmittelfluß u. dgL ist von sechseckiger Grundform, wie in F i g. 1 gestrichelt dargestellt. Das Brennstoffelement t weist in Längsrichtung sich erstreckende Rippen 3 auf, die durch eine Nut 4 von trapezförmigem Querschnitt voneinander getrennt sind. Die Brennstoffelemente 1 sind derart zu Reihen bzw. zu einem Block zusammengesetzt, daß jede Rippe 3 in die Nut 4 eingreift, die von zwei dem ersten Brennstoffelement 1 benachbarten Brennstoffelementen 1 gebildet wird, wie in F i g. 1 strichpunktiert dargestellt. Die vier Seiten einer jeden Rippe 3 Hegen gegen die drei Seiten 5 einer trapezförmigen Einkerbung 2 und eines zweiten Brennstoffelements 1 und gegen eine Seite einer Rippe 3 eines dritten Brennstoffelements 1 an, das aber bereits wieder mit seiner trapezförmigen Einkerbung 2 eine andere Rippe 3 des ersten Brennstoffelements auf drei Seiten umfaßt. Hierdurch erfolgt eine Verklinkung der einzelnen Brennstoffelemente und eine gleichmäßigere Verteilung der Verwindungsspannungen über den gesamten Kernquerschnitt. Die Seiten 5 jeder trapezförmigen Einkerbung 2 haben jeweils eine Länge, die ein Viertel der Länge a beträgt, d. h. ein Viertel der Seitenlänge des sechseckigen Grundkörpers.

In der Längsachse eines jeden Brennstoffelements ist eine Bohrung 6 vorgesehen, die zur Aufnahme des

Brennstoffs 7 dient. Der Brennstoff füllt jedoch den Querschnitt der Bohrung 6 nicht aus, sondern ist mit Abstand zu deren Wandung angeordnet. Die Bohrung 6 ist wenigstens auf einem Teil ihrer Länge von einem schraubenförmigen Gewindegang 8 umgeben, der in das Moderatormaterial eingreift, von steilem Gang ist und viereckigen Querschnitt hat.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Blockbrennstoffelement, bestehend aus einem prismatischen Block aus Moderatormaterial mit darin eingelassenen Brennstoffstäben, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffelement (1) in an sich bekannter Weise in seiner Längsrichtung sich erstreckende Rippen (3) aufweist, daß alle Rippen (3) die gleiche Gestalt aufweisen, und daß jede dieser Rippen (3) in eine von zwei anderen benachbarten, gleichgestaltig ausgebildeten Brennstoffelementen (1) gebildete Nut (4) einfügbar ist.

2. Blockbrennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in an sich bekannter Weise im Querschnitt von sechseckiger Grundform ist und an jeder seiner Längsseiten eine trapezförmige Einkerbung (2) aufweist, deren drei im Brennstoffelement (1) liegenden Seiten (5) je eine Länge von einem Viertel der Seitenlänge (a) des sechseckigen Brennstoffelement-Grundkörpers haben.

3. Blockbrennstoffelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in seiner Längsachse eine Bohrung (6) zur Aufnahme des Brennstoffs (7) vorgesehen ist, die wenigstens auf einem Teil ihrer Länge in an sich bekannter Weise von einem schraubenförmigen, in das Moderatormaterial eingreifenden Gewindegang (8) umgeben ist.

4. Blockbrennstoffelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindegang (8) in an sich bekannter Weise viereckigen Querschnitt hat und von steilem Gang ist.