DE1807148A1 - Stabfoermiges Element fuer die Unterbringung in einer Bohrung mit Spiel - Google Patents

Description

Patentanwalt

DipUng. C-H. Huss

Garmiich-Parrenkirchen 1807148

fatfiwmroB« H .

M 493

Garmisoh-Partenkirchen, 4. November 1968

Hs/Mü.

The Nuclear Power Group limited, Knutsford,

County of Chester, ffrossbritannien.

Stabförmiges Element für die Unterbringung in einer Bohrung mit Spiel.

Die Erfindung betrifft Stabilisierungsmittel für in Bohrungen aufgenommene und unter Druck stehende Teile.

Es ist bekannt, für den Hochtemperaturbetrieb bei gasgekühlten, graphitmoderierten Kernreaktoren Stränge aus Brennstoffelementen zu bilden, die in dem graphitmoderierten fieaktor kern in Bohrungen aufgenommen sind. Ein typischer Brennstoffelemente-Strang'besteht aus Bündeln von Brennstoffelementen, die in Grraphitrohren gehalten sind. Die fiohre und die dazugehörigen Bündel sind an ihren Enden miteinander verbunden, um so einen flexiblen Strang zu bilden-, der in eine Kerhbohrung abgesenkt' werden kann.

TJm das Eäden des Heaktors zu vereinfaehe*i_; sind die öraphitrohre so dimensioniert, daß sie mit Spiel in die

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Bohrungen eingeführt werden können, so daß, wenn sie in ihrer Endpositiön liegen, ein ringförmiger Spalt zwischen den Grraphitrohren und der Bohrung verbleibt.

Während der Eiitführung feines Elemente-Stranges in den Kernreaktor, wie auch beim Herausziehen, steht dear Strang unter dem Druck eines Mediums, welcher Vibration und Klappern der Graphitrohfe verursacht. . ■■■.-■-,.

Die vorliegende Erfindung; besteht in einem stabför^ migen Element, das fur die unterbringung mit Spiel in einer Bohrung bestimmt ist. Dieses Element tragt eine Stabil!-* sierungseinrichtung, die mindestens einen bürstenartigen Verschluss aufweist, der im Gebrauch zwischen dem Element u*i& der Wand der Bohrung liegt, um so den Strerngdes Mediums zwischen dem Stab und der Bohrung zu verringern und dadurch den Stab zu stabilisieren» .-...-..

Die Erfindung, beinhaltet auch eine Vorrichtung gemäß dem vorstehenden Absatz, in der das Element, ein Brennstoffelement für die Verwendung in einem Strang in einer Bohrung im moderierten Kern eines Kernreaktors ist.

Der bürstenartige Verschluß kann aus Metallfasern bestehen, Üe in einem Äetallring eingebettet äind, wobei für die Anwendung im Meäktorbrennetoffelement ein lie tall* wie z.B. röstfreie* Stahl, sowohl für die Pasem als auch den Sing verwendet werden kann» Anstelle von Metall kann auch Keramik odear ein anderes geeignetes Material;, wie

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z.B. Graphit, verwendet werden. Der Ring und die Pasern müSften dabei nicht unbedingt aus dem gleichen Material bestehen.

Der bürstenartige Verschluß, von nun an bezeichnet als "Bürstenverschluß¹¹, kann entweder einen geschlossenen Ring bilden, oder aus einzelnen ringförmigen Segmenten bestehen.

Bei Anwendung der Erfindung in Form eines !Reaktorbrennstoffelemente können zwei oder mehrere solcher Verschlüsse in Abständen über die axiale Länge des Elementenstranges angebracht sein.

Um die Sichteigenschaften zu verbessern, können zwischen zwei jeweils paarweise angeordneten Bürstenverschlüssen, flexible Sichtmembranen liegen, die aus einem geeigneten flexiblen Material, wie z.B. Gewebesegmenten, bestehen können.

Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es stellen dart

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer Bohrung in einem festen kpderatorkern eines Kernreaktors mit einem Strang von Brennstoffelementen und einem Bürstenverschluß nach einer Ausführungsform der Lrfindung,

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Fig. 2 einen Teilschnitt durch das untere Ende des Brennstoffelementen-Stranges nach Fig. 1 mit dem Verschluß in Auslenkposition.

Bei Anwendung der Erfindung nach dem unter Bezugnahme auf Fig. 1 dargestellten Beispiel nimmt eine Bohrung t in einem Graphitmoderatorkern eines Kernreaktors einen Strang von Brennstoffelementen auf, die aus einer Vereinigung von Rohrhülsen aus Graphit 2 bestehen, die ihrerseite Kernbrennstoff enthaltende (nicht dargestellte) Stäbe aufnehmen. .

Die Hülsen sind zusammengesteckt und bilden einen .· Teil eines flexiblen Brennstoffelemente-Stranges, der · während der Ladeoperation in bekannter Weise im Ganzen aue der Bohrung herausgezogen oder in sie abgesenkt werden kann·

Am unteren Ende des Brennstoffelemente-Stranges befindet sich ein Führungsteil 3 und in einer Ausnehmung dieses Teils ist ein bürstenartiger Verschluß 4 befestigt. Der Verschluß 4 besteht aus einer Mehrzahl von in einem Metallring eingebetteten Metallfasern oder Drähten. Er muß die Flexibilität einer Bürste besitzen, damit er, wie in Fig. 2 gezeigt, ausweichen kann, um an jedem und beispielsweise mit 5 bezeichneten Vorsprung. innerhalb der Bohrung vorbeizukommen oder ihn auszugleichen.

Abweichend von der dargestellten Ausführungsform mit einem geschlossenen Hing kann dieser auch aus einer Anzahl

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einzelner ringförmiger Segmente bestehen. Obwohl nur ein Verschluß dargestellt ist, können natürlich auch zwei oder mehrere Verschlüsse über die axiale Länge des Brennstoffelemeftten-'Stranges verteilt sein.

Bicht dargestellte flexible Membranen können zwischen zwei jeweils paarweise angeordnete Bürstenverschlüsse eingefügt werden, um die Dichteigenschaften zu verbessern. Diese ^embranen können z.B. aus einem Gewebe bestehen.

Die Anwendung eines Verschlusses der beschriebenen Art hilft den Brennstoffelementen-Strang in der Bohrung zu zentrieren und verringert die Geschwindigkeit des Kühlmediums in dem ringförmigen Spalt zwischen den Hülsen 1 und der Wand der Bohrung. Dadurch wird bewirkt, daß durch Druckkräfte hervorgerufene Vibrationen auf einem Minimum gehalten werden.

Der beschriebene Verschlußtyp nach der Erfindung kann überall dort eingesetzt werden, wo ein unter Flüssigkeitsdruck stehender^ stabförmiger Körper . in einer Bohrung oder einem Führungsrohr stabilisiert werden muß.

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Claims (1)

¹P a ten t a aa pr;iic he:

I₁. Stabförmiges Element für die Unterbringung in einer Bohrung mit Spiel, gekennzeichnet durch eine Stabilisierungseinrichtung, die mindestens einen bürstenartigen Verschluß (4) enthält, der im Bietrieb zwischen dem Element (2) und der Wand der Bohrung (T) liegt, um die Strömung eines Mediums zwischen dem Element und der Bohrung zu verringern und es dadurch zu stabilisieren, ^w' ' " ■ -

2. Vor richtung nach Anspruch 1, dadurch" g e k e η η ζ e i c h η e t , daß der Verschluß aus in einem Hing (3) eingebetteten Metallfasern hesteht.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k 3 ja. η ζ e i c h η e t , daß der fling aus Metall b«;St«ht.

4, Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, daduroh g e k e η η ζ e ie hue t , daß der Sing aus Keramik oder (irap^ilt besteht.

5, Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 oder A₉ dadurch g e k e η η ζ e lehnet , daß der Hing aus einzelnen hogemiöjemlgen Segmenten besteht*

6, V^rriehtung nach den AnsprMehen 1 bis 5* dadurch g e k e η η ζ e i e h η e t , daß das Element ein

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Paar Büretenverschlüsee trägt, zwischen denen eine flexible Sichtmembrane angeordnet ist.

7· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Membrane aus Gewebe besteht.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß das Element ein Brennstoffelement für die Verwendung in einem Strang innerhalb einer Bohrung in einen moderierten Kern eines Kernreaktors 1st.

9· Brennstoffelemente-Strang, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens ein Brennstoffelement aus einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8 besteht.

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