DE2101779C3 - Endstopfen für alkalimetallgebundene Brennstoffstäbe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Endstopfen für alkalimetallgebundene Brennstoffstäbe.

Zur Herstellung von alkalimetallgebundenen Brennstoffstäben ist es bekannt, ein horizontal angeordnetes Hüllrohr mit den Brennstofftabletten und dem Alkalimetall zu füllen und dann an beiden Seiten die Endstopfen einzuschwenßen. Durch dieses nachträgliche Einschweißen der Endstopfen ist es möglich, das Hüllrohr mit den Brennstofftabletten zuvor gründlich mit Alkalimetall zu spülen.

Beim Einschweißen der Endstopfen an dem dem Spaltgasraum entgegengesetzten Hüllrohrende solcher Brennstoffstäbe entsteht das Problem, daß sich durch die Schweißwärme das im Hüllrohr zwischen Endstopfen und der Alkali metallsäule verbleibende Gas erwärmt und sich durch die noch flüssige Schweißstelle drückt. Man spricht in einem solchen Fall von einem Ausblasen der Schweißnaht. An dem Hüllrohrende mit dem Spaltgasraum ist das Gasvolumen groß genug, um einen übermäßigen Druckanstieg infolge Erwärmung zu verhindern.

Durch die deutsche Patentschrift 1 238 589 ist es bekannt, diesen Nachteil dadurch zu vermeiden, daß der Endstopfen, der einen in das Hüllrohr einschiebbaren, gegen das Hüllrohrinnere geschlossenen, zylindrischen Teil mit einem amgrenzenden Anschweißbund aufweist, an seinem Umfang einen zum Inneren des Hüllrohres führenden Druckausgleichskanal hat, der beim Anschweißen des Endstopfens erst am Ende des Schweißvorganges zugeschweißt wird. Dieser Endstopfen bringt den Nachteil mit sich, daß infolge des geringen Abstandes zwischen der Schweißstelle und dem Alkalimetall dieses flüssig werden und durch den Druckausgleichskanal zur Schweißschmelze gelangen kann. Dadurch würde die Schweißgüte herabgesetzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Endstopien für alkalimetallge-

bundene Brennstoffstäbe anzugeben, durch den der im Hüllrohr zwischen dem Alkalimetall und dem Endstopfen entstehende Gasraum möglichst klein ist, bei dem durch das Einschweißen kein Ausblasen der Schweißnaht entsteht und der dabei nicht zu einem Schmelzen des Alkalimetalls führt.

Diese Aufgabe wird bei einem Endstopfen für alkalimetallgebundene Brennstoffstäbe dadurch gelöst, daß er in an sich bekannter Weise einen in das Hüllrohr einschiebbaren, gegen das Hüllrohrinnere ge-

•5 schlossenen, zylindrischen Teil mit einem angrenzenden Anschweißbund aufweist, und daß der zylindrische Teil länger als sein Durchmesser ist, und daß dieser Teil mit solchem Spiel in das Hüllrohr einschiebba* ist, daß die von ihm beim Einschieben in

^a° das Hüllrohr verdrängten Gase leicht entweichen können.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Endstopfens liegen dann, daß nicht mehr wie bislang bei alkalimetallgebundenen Brennstoffstäben zwischen dem unte-

^a5 ren Endstopfen und der Alkalimetallsäule ein Gasraum von 30 bis 50 mm vorgesehen werden muß, um ein Ausblasen der Schweißnähte zu vermeiden. Es bestand dadurch die Gefahr, daß dieses Gas in die Natriumbindung aufstieg und dadurch den Wärmetransport

erschwerte. Bei Verwendung von Endstopfen mit Druckausgleichskanälen bestand die Gefahr, daß flüssiges Alkalimetall in die Schweißschmelze gelangte und dadurch die Qualität der Schweißung herabsetzte.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Ende eines metallischen Hüllrohres bezeichnet. In diesem Hüllrohr befindet sich das Alkalimetall 2, welches die Brennstofftabletten 3 umgibt, um einen besseren Wärmeübergang zwischen den Brennstofftabletten und dem Hüllrohr 1 zu ermöglichen. Der das Hüllrohr verschließende Endstopfen wurde mit 4 bezeichnet. Die-

ser hat einen zylindrischen Teil 5, dessen Durchmesser etwas geringer ist als der Innendurchmesser des Hüllrohres 1, so daß dieser Teil des Endstopfens 4 leicht in das Hüllrohr einschiebbar ist. Dem zylindrischen Teil 5 schließt sich ein zweiter zylindrischer Teil 6 an, der gegenüber dem Hüllrohr als Preßpassung ausgebildet ist. Diesem zweiten zylindrischen Teil folgt ein Anschweißbund 7.

Die Länge des zylindrischen Teils 5 ist derart gewählt, daß das Gas zwischen der Alkalimetallsäule 2 und dem Endstopfen 4 sich während seines Einschweißens nicht übermäßig erwärmt und daß insbesondere die Alkalimetallsäule nicht zu schmelzen beginnt. Dadurch, daß der Endstopfen 4 einen leicht in das Hüllrohr einschiebbaren Teil 5 hat, kann während des Einschiebens des Endstopfens 4 in das Hüllrohr 2 das sich dort befindliche Gas leicht entweichen. Erst wenn der kurze als Preßpassung ausgebildete Teil 6 des Endstopfens in das Hüllrohr eingepreßt wird, komprimiert sich das Gas zwischen dem Endstopfen und der Alkalimetallsäule.

Um die Masse des Endstopfens zu verringern, kann dieser im Inneren hohl ausgebildet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Endstopfen für alkalimetallgebundene Brennstoffstäbe, da durch gekennzeichnet, daß er in an sich bekannter Weise einen in das Hüllrohr einschiebbaren, gegen das Hülirohrinnere geschlossenen, zylindrischen Teil (S) mit einem angrenzenden Ansdliweißbund (7) aufweist, daß derzylindrische Teil (S) länger als sein Durchmesser ist, und daß dieser Teil (5) mit solchem Spiel in das Hüllrohr (1) einschiebbar ist, daß die von ihm beim Einschieben in das Hüllrohr (1) verdrängten Gase leicht entweichen können.

2. Endstopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er im Inneren hohl ist.

3. Endstopfen nach Einspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Vollmaterial besteht.

4. Endstopfen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des zylindrischen Teils (5) zu seinem Durchmesser größer als 2 ist.

5. Endstopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem zylindrischen Teil (5) und dem Anschweißbund (7) ein kurzer als Übergangs- oder Preßpassung gegenüber dem Hüllrohr ausgebildeter Teil (6) befindet.