DE19910379C1

DE19910379C1 - Fuel element, especially for PWR, has thickened cladding tube lower end forming at least lower portion of fuel pellet column support

Info

Publication number: DE19910379C1
Application number: DE19910379A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Fuchs; Hans Lettau
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2000-06-29
Anticipated expiration: 2019-03-10

Abstract

The nuclear reactor fuel element has a thickened cladding tube lower end forming at least the lower portion of a fuel pellet column support. The nuclear reactor fuel element has a column of fuel pellets (7) seated on a support at the bottom of a cladding tube (1), the upper end of the support having a seating shoulder for the column and the tube having a thickened lower end which forms at least the lower portion of the support.

Description

Die Erfindung betrifft ein Brennelement für einen Kernreak tor, insbesondere einen Druckwasserreaktor, mit Brennstä ben, die eine auf einem Stützkörper im unteren Ende des Hüll rohrs aufliegende Säule aus Brennstofftabletten aufweisen.The invention relates to a fuel assembly for a nuclear freak tor, especially a pressurized water reactor, with fuel ben, the one on a support body in the lower end of the envelope tubes on the pillar of fuel tablets.

Brennelemente für Kernreaktoren enthalten den Brennstoff in sogenannten Brennstäben, die in einem dünnwandigen Hüllrohr - vorzugsweise aus Zircaloy - eine Säule aus Brennstofftablet ten führen und halten. Die Hüllrohre sind an ihren Enden gas dicht verschlossen, so daß im Betrieb anfallende Spaltpro dukte festgehalten werden. Die Brennstäbe sind in ein Brenn element eingespannt, wobei quer zur Längsachse auftretende Kräfte von Abstandhaltegittern aufgenommen werden.Fuel elements for nuclear reactors contain the fuel in so-called fuel rods in a thin-walled cladding tube - preferably made of Zircaloy - a pillar made of fuel tablet lead and hold. The cladding tubes are gas at their ends tightly closed, so that during operation Spaltpro products are held. The fuel rods are in a focal element clamped, occurring transversely to the longitudinal axis Forces from spacer grids are absorbed.

Ein im Betrieb etwa achsparallel an den Brennelementen und damit an den Brennstäben entlang strömendes Kühlmittel zwingt durch unvermeidbare Turbulenzen in der Strömung die Brenn stäbe zu Schwingungen quer zu ihrer Längsachse. Derartige Schwingungen treten insbesondere im Bereich des untersten Ab standhaltegitters auf. Besonders in diesem Bereich schlagen die Hüllrohre der Brennstäbe gegen ihre Stützpunkte im Ab standhaltegitter oder gegen Fremdkörper, die vom Kühlmittel mitgenommen wurden und sich beim Eintritt ins Brennelement verfangen haben. Daher werden die unteren Enden der Brenn stäbe besonders durch sogenanntes Fretten ("Fretting") bean sprucht.An approximately parallel to the fuel elements during operation and thus forcing coolant flowing along the fuel rods burning due to unavoidable turbulence in the flow rods to vibrations transverse to their longitudinal axis. Such Vibrations occur particularly in the area from the bottom support grille on. Beat especially in this area the cladding tubes of the fuel rods against their bases in the Ab support grille or against foreign bodies caused by the coolant were taken away and when entering the fuel assembly have caught. Therefore, the lower ends of the focal sticks especially by so-called fretting speaks.

Um die Sicherheit gegen Durchfretten eines Hüllrohres im Be reich des untersten Abstandhaltegitters auf das gleich hohe Niveau zu bringen, das an den übrigen Abstandhaltegittern herrscht, ist es durch US 4,391,771 bekannt, am unteren Ende des Brennstabs an einer Endkappe eine Verlänge rung aus einem massiven Stahlstift anzubringen, um dadurch Verschleiß in diesem Bereich zu unterdrücken. An anderer Stelle sind auch schon unterschiedliche Arten von Beschich tungen zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit der Hüll rohre vorgeschlagen worden (z. B. US 5,265,137). All diese Vorschläge konnten sich aber bisher nicht durchsetzen.In order to ensure security against freezing through a cladding tube in the loading range of the lowest spacer grid to the same high Bring level that on the remaining spacer grids prevails, it is known by US 4,391,771, on lower end of the fuel rod on an end cap an extension to attach a solid steel pin to thereby To suppress wear in this area. Another There are also different types of coating to improve the wear resistance of the casing pipes have been proposed (e.g. US 5,265,137). All these However, suggestions have so far not been able to prevail.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Brennstab in den für ihn innerhalb eines Brennelements vorgegebenen und möglichen Abmessungen so zu ertüchtigen, daß ein Durchfretten auch bei großen Betriebsdauern ausgeschlossen ist.The invention is based on the object of a fuel rod in the given for him within a fuel assembly and possible dimensions so that freezing through even with long operating times.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur axialen Einspannung einer Säule aus Brennstofftabletten im Brennstab, zur thermischen Isolierung und Leistungsbegrenzung der untersten Brennstofftabletten und/oder zur Bildung eines Gassammelraums ("Plenum") ein Stützkörper im unteren Ende des Hüllrohres vorgesehen ist, der am oberen Stützkörper-Ende eine Auflageschulter für die Säule aus Brennstofftabletten bildet, wobei die Wand des Hüllrohres am unteren Hüllrohr- Ende verstärkt ist und zumindest den unteren Teil des Stütz körpers bildet. Der untere Teil des Hüllrohrs, der gleichzei tig Teil des Stützkörpers ist, hat also einen geringeren In nendurchmesser als obere Teile des Hüllrohrs. Vorteilhaft sind die verstärkte Wand und die oberen Teile des Hüllrohrs aus dem gleichen Material bzw. einer Zirkoniumlegierung; da durch werden Schwierigkeiten vermieden, die z. B. bei den hohen thermischen, mechanischen und strahlungsmäßigen Belastungen des Reaktorbetriebes an gasdichten Schweißnähten zwischen un terschiedlichen Materialien auftreten können.This object is achieved in that axial clamping of a column of fuel tablets in the Fuel rod, for thermal insulation and power limitation the lowest fuel tablets and / or to form a Gas plenum ("plenum") is a support body in the lower end of the Cladding tube is provided at the upper end of the support body a support shoulder for the pillar made of fuel tablets forms, the wall of the cladding tube on the lower cladding tube End is reinforced and at least the lower part of the support body forms. The lower part of the cladding tube, the same time tig is part of the support body, so has a lower In diameter as the upper parts of the cladding tube. Advantageous are the reinforced wall and the upper parts of the cladding tube made of the same material or a zirconium alloy; there difficulties are avoided by z. B. at the high thermal, mechanical and radiation loads of reactor operation on gas-tight welds between un different materials can occur.

Die verstärkte Wand schützt einerseits die Integrität des gasdichten Hüllrohrs in seinem besonders Fretting-gefährdeten Bereich und verhindert auch, daß das untere Ende durch die mechanischen Belastungen verformen (z. B. einbeulen) kann. Ferner erleichtert die verstärkte Wand das Einfädeln der Brennstäbe durch die Maschen der Abstandhalter, da dabei entstehende Kratzer und ähnliche Oberflächenschäden weitge hend unschädlich sind und nicht mehr besonders sorgfältig vermieden werden müssen. Gleichzeitig erleichtert diese ver dickte Wand die Konstruktion und Funktion des erwähnten Stützkörpers. Die Geometrie der verdickten Wand kann dabei so gewählt werden, daß die Physik des Brennstabs, die durch Aus dehnung und Position des spaltbaren Brennstoffs (Säule aus Brennstofftabletten), die Absorption und Verteilung der Neu tronen im aktiven Bereich des Kerns und den Strömungswider stand und ähnliche thermohydraulische Parameter gegeben ist, praktisch unverändert bleibt.The reinforced wall protects the integrity of the gas-tight cladding tube in its particularly fretting-prone Area and also prevents the lower end from going through the can deform mechanical loads (e.g. dent). Furthermore, the reinforced wall facilitates threading the Fuel rods through the meshes of the spacers as there resulting scratches and similar surface damage are harmless and no longer particularly careful must be avoided. At the same time, this ver thick wall the construction and function of the mentioned Support body. The geometry of the thickened wall can do this be chosen that the physics of the fuel rod by Aus expansion and position of the fissile fuel (column out Fuel tablets), the absorption and distribution of new tronen in the active area of the core and the flow resistance and similar thermo-hydraulic parameters are given, remains practically unchanged.

Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist die äu ßere Oberfläche des Hüllrohres durch mechanische, thermische und/oder chemische Behandlung mindestens im Bereich der ver dickten Wand gehärtet und/oder ist auf das Hüllrohr minde stens im Bereich von dessen verdickter Wand eine Schicht aus härtbarem und verschleißfestem Werkstoff aufgetragen.According to advantageous embodiments of the invention, the äu outer surface of the cladding tube by mechanical, thermal and / or chemical treatment at least in the ver thick wall hardened and / or is on the cladding tube at least in the area of the thickened wall of a layer hardenable and wear-resistant material applied.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung bestehen darin, daß das untere Ende des Hüllrohres mit dem Bereich der verdickten Wand und ein unterer Endstopfen des Hüllrohres zu einem Bau teil zusammengefaßt sind, das mit dem übrigen Hüllrohr gas dicht verbunden ist, oder daß das Hüllrohr an seinem unterem Ende zur Bildung des Abschnitts mit einer verdickten Wand durch spanlose Verformung - beispielsweise durch Rollen, Drücken oder Ziehen - mindestens soweit verjüngt ist, daß eine auf den verjüngten Teil aufgeschobene Hülse etwa den gleichen Außendurchmesser aufweist wie das unverjüngte Hüll rohr, wobei die Hülse durch metallurgische Behandlung - bei spielsweise durch Aufschrumpfen, Aufschweißen und/oder Auflö ten - fest mit dem Hüllrohr verbunden ist und mindestens an ihrem Außenmantel gehärtet ist.Advantageous developments of the invention are that the lower end of the cladding tube with the area of the thickened Wall and a lower end plug of the cladding tube to a building are partially summarized, the gas with the rest of the cladding tube is tightly connected, or that the cladding tube at its lower End to form the section with a thickened wall by non-cutting deformation - for example by rolling, Push or pull - at least to the point that it is tapered a sleeve pushed onto the tapered part, for example has the same outer diameter as the untapered envelope tube, the sleeve by metallurgical treatment - at for example by shrinking, welding and / or dissolving ten - is firmly connected to the cladding tube and at least on its outer jacket is hardened.

Gemäß weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung erstreckt sich der Abschnitt mit der verdickten Wand am unte ren Ende des Hüllrohres über eine Länge von 50 bis 300 mm, vorteilhaft über 200 mm, und liegt im Bereich der verdickten Wand des Hüllrohrs das Verhältnis von dessen Außendurchmesser zu dessen Innendurchmesser zwischen 1,1 und 1,8 - vorzugsweise bei 1,5 -, wobei der Außendurchmesser im Bereich der verdickten Wand des Hüll rohrs um bis zu 1,0 mm vom Außendurchmesser des Hüllrohrs in dessen übrigen Bereichen abweicht.According to further advantageous embodiments of the invention the section with the thickened wall extends at the bottom ren end of the cladding tube over a length of 50 to 300 mm, advantageously over 200 mm, and is in the range the thickened wall of the cladding tube the ratio of its Outside diameter to its inside diameter between 1.1 and 1.8 - preferably at 1.5 - where the outer diameter in the area of the thickened wall of the envelope tubes by up to 1.0 mm from the outer diameter of the cladding tube in whose other areas deviate.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Some embodiments of the invention are based on a Drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Brennstab eines Druckwasser-Brennele ments mit erfindungsgemäß gestaltetem unterem Ende im Längsschnitt und in geringfügiger Ver größerung, Fig. 1 of a pressurized water Brennele ments according to the invention with framed lower end in longitudinal section and in minor Ver enlargement a fuel rod,

Fig. 2 bis 7 Längsschnitte durch verschieden ausgeführte untere Enden von Brennstäben in starker Ver größerung. Fig. 2 to 7 longitudinal sections through differently designed lower ends of fuel rods in large Ver enlargement.

Einander entsprechende Bauteile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding components are in all figures with the provided with the same reference numerals.

Brennstäbe für Brennelemente von Kernreaktoren sind üblicher weise etwa 4 m lang, gasdicht und haben einen möglichst kreisrunden Querschnitt mit einem Durchmesser von ca. 10 mm. Von außen sichtbar sind ein Hüllrohr 1 als Mantel für eine Säule aus Brennstofftabletten 7 sowie ein unterer Endstopfen 2 und ein oberer Stopfen 3, die die Enden des Hüllrohrs 1 gasdicht abschließen. Die Wanddicke des Hüllrohrs liegt deut lich unter 1 mm. In Siedewasser-Brennelementen sind Durchmes ser und Wandstärke in der Regel etwas größer. Als Werkstoff dient für die Hüllrohre 1 vorzugsweise Zirkaloy.Fuel rods for fuel elements of nuclear reactors are usually about 4 m long, gas-tight and have a circular cross-section with a diameter of approx. 10 mm. Visible from the outside are a cladding tube 1 as a jacket for a pillar of fuel tablets 7, as well as a lower end plug 2 and an upper plug 3 , which seal the ends of the cladding tube 1 in a gas-tight manner. The wall thickness of the cladding tube is significantly less than 1 mm. In boiling water fuel elements, the diameter and wall thickness are usually somewhat larger. Zirkaloy is preferably used as the material for the cladding tubes 1 .

Die Säule aus Brennstofftabletten 7 ist in das Hüllrohr 1 eingeschoben und hat radiales Spiel. Diese Säule aus Brenn stofftabletten 7 ist von oben über einen oberen Stützkörper gehalten, der aus einer thermischen Isolierung 9, einer obe ren Stützhülse 5 und einer belasteten Feder 6, die im oberen Stopfen 3 ihr Widerlager hat, aufgebaut ist. Das untere Ende der Säule aus Brennstofftabletten 7 steht mit einem thermi schen Isolierkörper 8 auf einem von dem unteren Endstopfen 2 getragenen Stützkörper.The column of fuel tablets 7 is inserted into the casing tube 1 and has radial play. This column of fuel tablets 7 is held from above via an upper support body, which is made up of thermal insulation 9 , an obe ren support sleeve 5 and a loaded spring 6 , which has its abutment in the upper stopper 3 . The lower end of the column of fuel tablets 7 stands with a thermal insulating body 8 on a support body carried by the lower end plug 2 .

Dieser untere Stützkörper ist in das untere Ende des Hüll rohrs 1 integriert, indem dessen Wand in diesem Bereich so weit verstärkt ist, daß das Verhältnis von Außen- zu Innen durchmesser 1,1 bis 1,4 - vorzugsweise 1,3 - beträgt. Diese Verstärkung ist nach innen auf die Wand des Hüllrohrs 1 auf getragen und bildet dort eine Schulter 10. Die Schulter 10 ist bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1, 2 und 5 kege lig ausgebildet und trägt über einen Zwischenring 4 die Säule aus Brennstofftabletten 7. Der Zwischenring 4 ist bei diesen Ausführungsbeispielen an die kegelige Form der Schulter 10 angepaßt und stützt in seinem Bereich auch die Wand des Hüll rohres 1 in radialer Richtung.This lower support body is integrated in the lower end of the envelope tube 1 by the wall in this area is reinforced so far that the ratio of the outer to inner diameter 1 , 1 to 1 , 4 - preferably 1.3 - is. This reinforcement is carried inwards on the wall of the cladding tube 1 and forms a shoulder 10 there . The shoulder 10 is kege lig formed in the embodiments of FIGS . 1, 2 and 5 and carries the column of fuel tablets 7 via an intermediate ring 4 . The intermediate ring 4 is adapted to the conical shape of the shoulder 10 in these embodiments and supports in its area also the wall of the cladding tube 1 in the radial direction.

Ein freier Raum zwischen dem unteren Endstopfen 2 und dem thermischen Isolierkörper 8 dient im Betrieb im wesentlichen zur Aufnahme von gasförmigen Spaltprodukten und ist aus die sem Grund über mindestens eine Öffnung 11 im Zwischenring 4 mit dem Spalt zwischen den Brennstofftabletten 7 und dem Hüllrohr 1 verbunden. Anstelle einer runden Öffnung 11 können auch ein oder mehrere Schlitze im oberen Rand des Zwischen rings 4 diese Verbindung herstellen. Der Isolierkörper kann z. B. aus Al₂O₃ bestehen; in der Regel ist aus neutronenphysi kalischen Gründen alternativ oder zusätzlich vorgesehen, daß die Enden der Säule Tabletten aus Natururan oder abgereicher tem Uran tragen.A free space between the lower end plug 2 and the thermal insulating body 8 essentially serves to hold gaseous fission products in operation and is connected for this reason via at least one opening 11 in the intermediate ring 4 with the gap between the fuel tablets 7 and the casing tube 1 . Instead of a round opening 11 , one or more slots in the upper edge of the intermediate ring 4 can produce this connection. The insulating body can, for. B. consist of Al ₂ O ₃ ; in general, for neutron physics reasons, it is alternatively or additionally provided that the ends of the column carry tablets made of natural uranium or depleted uranium.

Die Größe dieses freien Raumes, der durch die Stützkörper ge bildet wird, ist bestimmt durch den im Brennstab zulässigen Maximaldruck, der nicht vor dem Ablauf der bestimmungsgemäßen Betriebszeit erreicht werden darf, wobei der Druck im Brenn stab währenddessen Betriebszeit infolge der entstehenden gasförmigen Spaltprodukte ständig leicht ansteigt.The size of this free space ge by the support body is determined by the permissible in the fuel rod Maximum pressure that is not before the expiration of the intended Operating time may be reached, the pressure in the burner stab meanwhile operating time due to the arising gaseous fission products constantly increases slightly.

Der Zwischenring 4 ist ein individuell angepaßtes Oberteil des Stütz körpers, mit dem die vorgefertigten verstärkten Hüllrohr-En den an das angestrebte Niveau der Brennstoffsäule des indivi duellen Reaktorkerns angepaßt werden können. Er kann auch entfallen, so daß der ganze Stützkörper nur aus dem verdick ten Hüllrohr-Ende bestehen kann. Der Hüllrohrabschnitt mit verdickter Wand soll nämlich die optimale Lage der Tabletten mit spaltbarem Brennstoff möglichst nicht verändern und hat in diesem Fall eine Länge von etwa 200 mm.The intermediate ring 4 is an individually adapted upper part of the support body with which the prefabricated reinforced cladding tube can be adapted to the desired level of the fuel column of the individual reactor core. It can also be omitted so that the entire support body can only consist of the thickened cladding tube end. The cladding tube section with a thickened wall should in fact not change the optimal position of the tablets with fissile fuel and in this case has a length of about 200 mm.

Beim in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verdickung der Wand des Hüllrohrs 1 an dessen unteres Ende von vornherein angeformt. Diese Art der Verdickung der Hüll rohrwand ist fertigungstechnisch verhältnismäßig aufwendig.In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the thickening of the wall of the cladding tube 1 is formed from the outset at its lower end. This type of thickening of the casing tube wall is relatively expensive to manufacture.

Gemäß Fig. 3 ist der Abschnitt des Hüllrohrs 1 mit verdickter Wand an den übrigen langen Teil des Hüllrohrs 1 gasdicht an geschweißt. Dabei ist die Länge des Zwischenrings 4 ebenfalls praktisch frei wählbar und ermöglicht ausreichend Raum für eine Öffnung 11.Referring to FIG. 3, the portion of the cladding tube 1 is provided with a thickened wall at the other long part of the cladding tube 1 in a gas-tight welded. The length of the intermediate ring 4 is also practically freely selectable and allows sufficient space for an opening 11 .

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 4, 6 und 7 sind der Abschnitt des Hüllrohrs mit verdickter Wand und der untere Endstopfen zu einem Bauteil 13 zusammengefaßt. Das Bauteil 13 ist wiederum gasdicht an das Hüllrohr 1 angeschweißt. Beson ders vorteilhaft ist, den Endstopfen und den Stützkörper mit dem verstärkten Hüllrohr-Ende als einstückiges Bauteil zu fertigen (Fig. 4). Bei diesen Ausführungen sind ohne besondere fertigungstechnische Schwierigkeiten Variationen des Außen durchmessers am unteren Ende des Brennstabs ausführbar, wie die Fig. 6 und 7 mit gegenüber dem Hüllrohr 1 leicht vergrö ßertem bzw. leicht verkleinertem Durchmesser zeigen. In the embodiments according to FIGS. 4, 6 and 7, the portion of the cladding tube with a thickened wall and the lower end plugs are combined to form a component 13. The component 13 is in turn welded gas-tight to the cladding tube 1 . It is particularly advantageous to manufacture the end plug and the support body with the reinforced cladding tube end as a one-piece component ( FIG. 4). In these versions, variations in the outer diameter at the lower end of the fuel rod can be carried out without any particular manufacturing difficulties, as shown in FIGS . 6 and 7 with a slightly enlarged or slightly reduced diameter compared to the cladding tube 1 .

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Hüllrohr 1 an seinem unteren Ende durch spanloses Verformen - beispiels weise durch Rollen, Drücken oder Ziehen - verjüngt ist. Zur Gewinnung einer größeren Wanddicke für das Hüllrohr 1 in die sem Bereich ist dann auf das verjüngte Ende eine Hülse 12 aufgeschoben, die fest mit dem Hüllrohr 1 verbunden ist. Diese Verbindung erfolgt beispielsweise durch Schweißen, Lö ten oder Aufschrumpfen. Bei dieser Lösung ist jedoch wiederum ein Endstopfen 2 gasdicht an das Hüllrohr 1 angeschweißt. Fig. 5 shows an embodiment in which the cladding tube 1 is tapered at its lower end by non-cutting deformation - for example by rolling, pressing or pulling. In order to obtain a larger wall thickness for the cladding tube 1 in the sem area, a sleeve 12 is then pushed onto the tapered end, which sleeve is firmly connected to the cladding tube 1 . This connection is made for example by welding, soldering or shrinking. In this solution, however, an end plug 2 is welded to the cladding tube 1 in a gas-tight manner.

Das verstärkte Ende nach Fig. 6 wirkt als verstärkter Schutz schild beim Einschieben des Brennstabs in das Skelett des Brennelements. Dieser Schutzschild kann an seiner Oberfläche durchaus verkratzt werden. Nach Fig. 7 ist der entsprechende Schutzschild schmäler als der restliche Brennstab und ermög licht praktisch ein Einschieben ohne Kratzer.The reinforced end in FIG. 6 acts as enhanced protection shield upon insertion of the fuel rod into the skeleton of the fuel assembly. This protective shield can be scratched on its surface. According to Fig. 7, the corresponding protective shield is narrower than the rest of the fuel rod and practically allows insertion without scratches.

Alle in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Lösungen haben ein Hüllrohr 1, dessen unteres Ende eine deutlich stärkere Wand dicke aufweist als in seinem übrigen Bereich. Dadurch ist die Sicherheit gegen Durchfretten in diesem im Betrieb beson ders hoch beanspruchten Bereich deutlich erhöht. Ein Versagen der Brennstäbe in diesem unteren Bereich infolge Durchfretten ist dadurch beim Einsatz erfindungsgemäß gestalteter Brenn stäbe praktisch ausgeschlossen.All of the solutions shown in FIGS. 1 to 7 have a cladding tube 1 , the lower end of which has a significantly thicker wall than in its remaining area. This significantly increases security against freezing through in this area, which is particularly stressed during operation. Failure of the fuel rods in this lower region as a result of freezing through is practically impossible when using fuel rods designed according to the invention.

Um die Sicherheit gegen Durchfretten noch weiter zu erhöhen, ist die äußere Oberfläche der Hüllrohre 1 mindestens in derem unteren Bereich gehärtet und/oder mit einer Verschleißschicht (z. B. Carbid oder eine harte Nanokeramik) belegt. Im Falle der Anordnung gemäß Fig. 5 ist die Hülse 12 erforderlichen falls insgesamt aus einem härtbaren Werkstoff hergestellt und gehärtet.In order to further increase the security against freezing through, the outer surface of the cladding tubes 1 is hardened at least in its lower region and / or covered with a wear layer (e.g. carbide or a hard nanoceramic). In the case of the arrangement according to FIG. 5, the sleeve 12 is, if necessary, made and hardened overall from a hardenable material.

Claims

1. Fuel element for a nuclear reactor, in particular a pressurized water reactor, with fuel rods which have a column of fuel tablets ( 7 ) resting on a support body in the lower end of a cladding tube ( 1 ), characterized in that the upper end of the support body has a support shoulder for the column forms from fuel tablets ( 7 ) and at the lower end of the casing tube whose wall is reinforced and forms at least a lower part of the support body.

2. Fuel element according to claim 1, characterized in that the cladding tube ( 1 ) including the reinforced wall is made of a zirconium alloy.

3. Fuel element according to one of claims 1 or 2, characterized in that the section with the reinforced wall at the lower end of the cladding tube ( 1 ) extends over a length of 50 to 300 mm and is preferably at a length of 200 mm.

4. Fuel element according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the region of the reinforced wall of the cladding tube ( 1 ) the ratio of its outer to its inner diameter is between 1.1 and 1.8 - preferably 1.5 .

5. Fuel element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outer diameter in the region of the reinforced wall of the cladding tube ( 1 ) deviates by up to 1.0 mm from the outer diameter of the cladding tube ( 1 ) in the remaining areas.

6. Fuel element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the outer surface of the cladding tube ( 1 ) is hardened by mechanical, thermal and / or chemical treatment at least in the region of the reinforced wall.

7. Fuel element according to one of claims 1 to 6, characterized in that a layer of hardenable and wear-resistant material is applied to the cladding tube ( 1 ) at least in the region of its reinforced wall.

8. Fuel element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cladding tube with the region of the reinforced wall and a lower end plug of the cladding tube are combined to form a component ( 13 ) which is connected to the rest of the cladding tube ( 1 ) in a gastight manner .

9. Fuel element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cladding tube ( 1 ) to form the reinforced wall by non-cutting deformation - for example by rolling, pressing or pulling - is tapered at least to the extent that one on the tapered part pushed sleeve ( 12 ) has about the same outer diameter as the untapered cladding tube ( 1 ).

10. Fuel element according to claim 9, characterized in that the sleeve ( 12 ) by a treatment - for example by shrinking fen, welding and / or soldering - is firmly connected to the cladding tube ( 1 ).

11. Fuel element according to claim 9 or 10, characterized in that the sleeve ( 12 ) is hardened at least on its outer jacket.