DE1872054U

DE1872054U - Kernbrennstoff-schutzhuelle und vorrichtung fuer ihre herstellung.

Info

Publication number: DE1872054U
Application number: DEU2513U
Authority: DE
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1958-05-13
Filing date: 1959-05-09
Publication date: 1963-05-16
Also published as: US3114688A; FR1223909A; GB875466A; BE578558A

Description

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der "britischen Patentanmeldung Ir. 15256/58 vom 13. Mai 1958 beansprucht.

Kernbrennstoff-Schutzhülle und Vorrichtung für ihre Herstellung

Die !Teuerung bezieht sich auf Kernbrennstoff-Schutzhüllen und eine Yorrichtung; zur Herstellung τοη zylindrischen Kernbrennstoff-Schutzhüllen durch Strangpressen, τοη Hüllenmaterial durch ein 3?ormungswerkzeug hindurch, unter Yerwendung des Brennstoffkörpers als Formungsdorn, der durch einen Stempel oder eine Preßstange Torgestoßen wird.

Es sind bereits Verfahren, und Vorrichtungen· bekannt, bei denen, eine Schutzhülle auf plattenförmige Brenn-stoffkörper durch Strangpressen aufgebracht wird. Diese sind jedoch für die Herstellung zylindrischer Brennstoff el ementhüll.en mit schraubenförmigen Kippen, nicht geeignet.-

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Zweck der Heuerung ist die Schaffung einer Vorrichtung, durch welche die Herstellung von zylindrischen- Brennstoffelement-Schutzhüllen vereinfacht wird.

Heuerungsgeinäß wird dies dadurch erreicht, daß ein aus Hüllenwerkstoff bestehender Pfropfen- zwischen Preßstange und Kernbrennstoffkörper eingefügt wird, und zwar derart, daß der Pfropfen mit dein Hüllemiiaterial bzw. der Hülle während des Durchgangs durch die Form, an allen Seiten den Brennstoffkörper einhüllend,, durch Preßschweißung verbunden wird.

Durch das neuerungsgemäße Strangpressen oder -ziehen der Schutzhülle werden Kernbrennstoff und Schutzhülle in engen. Kontakt miteinander gebracht, und das Verbinden von. Schutzhülle und Brennstoffbauteil kann dadurch erzielt werden, daß der Brennstoffbauteil in bekannter Weise mit TJmfangsnuten versehest oder daß ihm. eine aufgerauhte Oberfläche gegeben wird. Die Matrize kann derart geformt sein., daß eine Schutzhülle mit Längsrippen erhalten wird, und diese können, wiederum, durch Drehen des Brennstoffbauteils dann, wenn die Schutzhülle stranggepreßt oder -gezogen ?/ird, in Spiralwindungen oder Schraubenlinien verdreht werden. Dies kann mit Hilfe der beträchtlichen Reibungskräfte erfolgen., welche zwischen dem. Brennstoffbauteil und der Schutzhülle bestehen. Alternativ können die Rippen nach dem Strangpressen oder -ziehen, maschinell hergestellt oder auf die Hülle aufgerollt werden..

Die Heuerung soll nimmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden, und zwar zeigt Fig. 1 eine Schnittansicht eines zum Teil mit einer Schutzhülle versehenen Brennstoffkörpers, welcher durch eine Matrize

hindurchgeführt wird,
Mg. 2 einen Schnitt durch das gekröpfte Ende eines vollständig mit einer Schutzhülle versehenen Brennstoffkörpers,

während
Fig. 3 eine Seilschnittansicht der zusammenwirkenden Enden zweier fertiger Brennstoffelemente wiedergibt.

In Fig. 1 ist ein Kernbrennstoff körper 10 veranschaulicht, welcher durch eine Form 11 hindurchgeht, die in einer formplatte 21 gehalten ist, welche am Körper einer "Presse 22 befestigt ist. Bei seinem Durchgang durch die 3? ο rut 11 wird der Brennstoffkörper 10 mit einer Schutzhülle 12 von einem. Magnesiumblock 13 her versehen-, γ/elcher durch die Form 11 hindurch mittels eines Kolbens 14 gepreßt wird, der durch Rohrverbindungsstangen- 15 betätigt wird. Die Form 11 ist mit Schlitzen oder Hüten 16 ausgebildet, um dadurch Längsrippen 17 auf der Schutzhülle 12 herzustellen. Der Körper bzw. Mantel der Presse 22 wird im Bereich der Form 11 durch eine Hochfrequenzspule 23 erwärmt. Der Brennstoffkörper 10 wirkt in der Form 11 als Ziehdorn und formt die Schutzhülle 12 derart, dass diese dicht um den Brennstoffkörper 10 herum sitzt. Hüten 18, welche in den Brennstoffkörper 10 eingeschnitten sind, fördern das Verbinden der Schutzhülle 12 mit dem Brennstoffkörper 10. Der Brennstoffkörper 10 ?n.rd unabhängig vom Kolben 14 durch eine Preßstange 19 weiterbewegt,

die in einem Lager 20 in der Stange 15· sitzt. Zwischen, der Preßstange 19 und dem Brennstoffkörper 10 "befindet sich ein Magnesiumpfropfen 24, der mit der Schutzhülle 12 dann druckverschweisst wird, wenn diese durch die Form 11 hindurch hinter dem Kernbrennstoff körper 10 hindurchgeht. Brennstoffkörper 10 und Pfropfen 24 sind jeweils mit Federkeilen 25, 26 versehen.

In Fig. 2 ist das Ende eines Brennstoffelements veranschaulicht, welches in einer Form, auf die mit Bezug auf Fig. 1 'be schriebene Weise hergestellt worden ist. Der Brennstoffkörper 10 ist aufrecht durch die Form 11 hindurchgeführt und das Strangpressen "bzw. -ziehen von Schutzhülle 12 und Rippen 17 eine kurze Strecke über den Brennstoffkörper hinaus fortgesetzt worden, um dadurch einen, inneren verstärkten Abschnitt 27 zu bilden, der rund um seinen Umfang 28 am Stöpsel 24 festgeschweißt ist. Die Enden des Brennstoffelementes werden daraufhin, maschinell in die in Fig. 3 veranschaulichten. Formen gebracht. Das eine Brennstoff element-Ende weist einen konischen Torsprung 29 auf, während das andere eine konische Aussparung 30 und eine: Ausnehmung '31 hat, um mit einem Hubgreifer beim Laden und Entladen eine Wirkverbindung eingehen zu können. Die Elemente sind mit schraubenförmigen Rippen 32 ausgestattet.

Der Block 13 wird vor seinem Einsetzen in die Presse 22 auf 3OG⁰O erwärmt, Brennstoffkörper 10 und Pfropfen 24 sind kalt.

Die Längsrippen 17 können dadurch in eine Spiralform gebracht werden, daß Brennstoffkörper 10 und Stange 19 während des Strangpressens bzw. -Ziehens gedreht werden; für diesen

Zweck sind die lederkeile 2!?, 26 vorgesellen. Die Rippen 17 können sich über die ganze Länge des Brennstoffelements erstrecken, und sie müssen nicht weggeschnitten, werden-, um eine End- bzw. Terschlußkappe an der rohrförmigen Schutzhülle festschweißen zu können. Dadurch wird die Wärmeübertragung vom Brennstoffelement nach dem Kühlmittel verbessert, wobei ein wirksameres Kühlen derjenigen, l'eilstücke erfolgt, τ/elche normalerweise über eine Endschweißnaht unter Spannung stehen, und wodurch TemperaturSchwankungen, die normalerweise in Schutzhüllen zwischen aufeinanderfolgenden. Brennstoffkörpern in einem. Brennstoffelementkanal eines Kernreaktors auftreten., ausgeglichen werden. Ebenfalls kann der Abstand zwischen, aufeinanderfolgenden Brennst off körpern in einem. Brennstoff elenientkanal vermindert werden., da weniger Zwischenraum als für herkömmliche verschweißte Endkappen benötigt wird. Dadurch- v/erden, neutronen an einem. Entweichen gehindert, es wird die Neutronenfluß-Vert eilung entlang dem Brennstoff el ementkana,! verbessert und zu einem Ausgleichen der TemperaturSchwankungen. beigetragen.

Schutzansprüche

Claims

1.) Vorrichtung zur Herstellung von zylindrischen Kernbrennstoff-Schutzhüllen durch Strangpressen von Hüllenmaterial durch ein Verformungswerkzeug hindurch., unter Verwendung, des Brenn.-stoffkörpers als Verformungsdorn, der durch einen Stempel oder eine Preßstange vorgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Hüllenwerkstoff bestehender Pfropfen (24) zwischen-Preßstange (19) und Brennstoffkörper (10) eingefügt ist, derart, daß der Pfropfen (24) mit dem Hüllenmaterial bzw. der Hülle (12) während des Durchgangs durch die Form. (11),- an allen.- Seiten, den Brennstoffkörper (10) einhüllend, durch Preßschweißung verbunden wird.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffkörper (10) während des Strangpreß- oder Ziehvorgangs drehbar ist, um die Längsrippen (17) der Hülle (12) schraubenförmig zu verdrehen, wobei zu diesem Zweck der Brennstoffkörper (10), der Pfropfen (24) und die Preßstange (19) über Federkeile (25, 26) miteinander in Eingriff stehen.