DE2110419C3

DE2110419C3 - Verfahren zur Entmantelung eines Bündels von Brennelementen

Info

Publication number: DE2110419C3
Application number: DE2110419A
Authority: DE
Inventors: Georges Dumont; Walter Goossens; Roger Paal Harnie
Original assignee: Centre dEtude de lEnergie Nucleaire CEN
Current assignee: Centre dEtude de lEnergie Nucleaire CEN
Priority date: 1970-03-04
Filing date: 1971-03-04
Publication date: 1975-12-18
Also published as: DE2110419A1; BE746819A; FR2085603A1; NL143716B; FR2085603B1; DE2110419B2; NL7004817A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entmantelung eines Bündels von Brennelementen vor der Aufbereitung des Brennstoffes, wobei man das Brennele-Hientbündel in einem geschlossenen Raum mit einem Reagens, das im wesentlichen Wasser und Flußsäure umfaßt, in Berührung bringt und den dabei freigesetzten Dämpfen Sauerstoff zuführt.

Das noch nicht zur Reaktion gelangte spakbarc Maleriai soll von dem in einem Kernreaktor bestrahlten ipaltbaren Material wiedergewonnen werden. Zu die- «em Zweck werden die Brennelemente einer Behandlung unterworfen. Die Behandlung besteht in der Entfernung der Hülle bzw. Entmantelung, wobei das freigesetzte Material der Hülle in eine solche Form übertritt, daß die folgenden Reaktionen genügend rasch mit einer genügenden Ausbeute stattfinden können.

Nach einem bekannten Verfahren werden die Brennitoffelemente nach der Entnahme des Bündels aus dem Kernreaktor und nach einer langen Abkühlung in Stükke zerhackt, worauf das spaltbare Material und die begleitenden Spallprodukte durch Lösen in Salpetersäure vom Schmiermittelmateria! getrennt werden. Nach anderen bekannten Verfahren wird die Hülle aus einem IJmhüllungsmaterial durch eine chemische Behandlung tntfernt. Diese bekannten chemischen Behandlungen können gleichfalls nur nach einer langen Periode der Abkühlung angewand. werden. Weiterhin können unler anderem auch aus wirtschaftlichen Gründen die bekannten, vorgenannten Verfahren nur bei Elementen spaltbaren Materials mit einem geringen Spaltungsgrad angewandt werden.

Man hat schon vorgeschlagen, Behandlungsverfahren nach einer kurzen Abkühlungszeit auf die Behandlung von Elementen spaltbaren Materials mit einem hohen Spaltungsgrad anzuwenden, beispielsweise von Brennstoffelementen, die aus einem Kernreaktor mit schnellen Neutronen stammen. Hiernach ist es bekannt, den rostfreien Stahl der Hülle in flüssigem Zink bei einer Temperatur von 800⁰C, in einer Kupfer-Antimonlegierung bei einer Temperatur von über 850⁰C zu lösen. Ebenso ist es bekannt, Zircalloy der Hülle auf trokkenem Wege in gasförmiges Zirkonchlorid bei einer Temperatur von 400⁰C mit Hilfe von Chlorwasserstoffsäuredämpfen umzuwandeln. Diese bekannten Verfahren, die pyrometallurgischen ebenso wie die «rockenen, erlauben wohl die Entfernung der Hülle vom Kern aus spaltbarem Material mit den begleitenden Spaltprodukten, bereiten jedoch nicht den Kern, d. h. das Element ohne Hülle, auf die Pulverisierung vor.

Auch ist es bekannt, eine Hülle aus rostfreiem Stahl zu pulverisieren, indem man auf ihr bei einer Temperatur von 550⁰C ein Gemisch von Fluorwasserstoffsäure und Sauerstoff reagieren läßt. Auch dieses Verfahren bereitet das spaltbare Material nicht auf die Pulverisierung vor, da dabei Fluorierungsmittel Verwendung finden. Dieses Verfahren ist weniger geeignet im Hinblick auf die Behandlung von Bündeln aus Elementen, die spaltbares Material enthalten, das aus einem Kernreaktor mit schnellen Neutronen stammt, wobei die Zeitdauer der Abkühlung kurz gehalten werden muß und der Spaltungsgrad hoch ist. Bei der Behandlung verschlackt nämlich das Bündel, was zu einem festen Bett führt, welches eine beliebige Anordnung der Korrosionsprodukte und des pulverisierten spaltbaren Materials aufweist. Auf Grund der starken Radioaktivität und der kurzen Abkühlungsperiode wird in dem Bett eine große Wärmemenge freigesetzt, die nur schwierig abgeführt werden kann.

Es ist ebenfalls ein Verfahren zum Entfernen von Hüllen von Brennelementen bekannt, wonach man die mit Hüllen versehenen Elemente in einem geschlossenen Raum im gleichen Sinne wie eine Lösung mit einer ätzenden Säure umlaufen läßt. Nach einer besonderen Ausführungsform, insbesondere wenn die Hüllen aus Zirkonoxid bestehen, enthält die saure Lösung einen gewissen Prozentsatz an Flußsäure. Zur Durchführung dieses Verfahrens ist eine verhältnismäßig aufwendige Einrichtung erforderlich, wobei wohlbemerkt die ätzende Säure im gleichen Sinne umläuft wie die Elemente. Da die Elemente und die Reagensflüssigkeit sich im gleichen Sinne bewegen, ist die Wärmeabführung durch die Reagensflüssigkeit ungünstig, so daß der geschlossene Raum von außen gekühlt werden muß. Dieser Raum ist beispielsweise mit einem Doppelmantel versehen, durch welchen ein flüssiges Kühlmittel fließt. Wegen der Anwendung einer sauren Lösung zum Entfernen der Hüllen müssen die Elemente noch nach dieser Entfernung gespült werden, bevor sie aus ihrem geschlossenen Raum entnommen werden können. Bei der Vorrichtung zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens gelangt nicht nur die ätzende Säure, sondern auch die Spülflüssigkeit in den geschlossenen Raum. Die ätzende Säure, die gegebenenfalls Flußsäure umfaßt, wird zur gleichen Zeit wie die Spülflüssigkeit entnommen, so daß die ätzende Säure nicht in einem geschlossenen Kreislauf umlaufen kann, ebensowenig wie eine Trennung dieser ätzenden Säure von der Spülflüssigkeit stattfinden kann. Bei diesem bekannten Verfahren entfernt man nur die Hülle vom Kern der Elemente, aber diese Elemente sind nicht auf die Pulvcrisierung des Kerns vorbereitet.

Aus der Druckschrift »Chemistry in Nuclear Technology«, S. 214/215 (1963) ist ein Verfahren bekannt, Brennstoffelemente auf Zirkoniumbasis aufzulösen, wobei zwecks Auflösung ein Oxidationsmittel wie Salpetersäure oder Chromsäure zu der bereits im System vorhandenen Flußsäure hinzugefügt werden muß.

In »Proceedings of the Second United Nations International Conference on the Peaceful Uses of Atomic Energy«, Band 17 (1958), S. 145/148, ist eine Vorrich-

tung für dieses Verfahren beschrieben, wobei die Reagensflüssigkeit nicht zirkuliert und die Auflösung bei Siedetemperatur vorgenommen wird. Die Siedetemperatur wird durch graduelle Zu^dbe von Säure aufrechterhalten. Durch die nichtzirkulierende Reagensflüssigkeit ist die Abkühlungszeit der Brennelemente relativ lang, wobei die Gefahr der Sinterung dts zu pulverisierenden Kerns gegeben ist. zumal die Betriebstemperatur sehr hoch, d. h. die Siedetemperatur der Reagensflüssigkeit ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Entmantelung eines Bündels von Brennelementen vor der Aufbereitung des Brennstoffes der eingangs genannten Art, bei welchem auf einfache Weise ein hoher Spaltungsgrad und eine kurze Abkühlungszeit der Brennelemente erzielt wird und eine gute Pulverisierung des Brennstoffs möglich is..

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Reagensflüssigkeit an den ruhenden Brennelcmenten entlang zunächst mit einer solchen Strömungsgeschwindigkeit in Umlauf bringt, daß die bei der chemischen Reaktion entstandene Wärme abgeführt wird, ohne daß ein wesentlicher Anteil der Reagensflüssigkeit siedet, daß man darauf die Strömungsgesehvvindigkcit der Reagensflüssigkeit bis zum Sieden derselben reduziert und daß die mit Sauerstoff angereicherten Dampfe längs der Teile der Brennelemente, cLe mit der Flüssigkeit nicht mehr in Berührung sind, entlanggeleitet werden.

Dadurch wird auf einfache Weise ein zweistufiges Verfahren geschaffen, bei welchem mit ein und derselben Reagensflüssigkeit nicht nur die Entmantelung des Brennelementes, hauptsächlich in der ersten Verfahrensslufe, sondern auch die Pulverisierung des bloßgelegten Kernes des Brennelementes durchgeführt wird. Da die Flüssigkeit in der ersten Verfahrensstufe längs der aufzulösenden Brennelemente zirkuliert, ist die Reaktion zwischen der Flüssigkeit und den ummantelten Elementen steuerbar. Die Durchführung der Reaktion. d. h. des Auflösens, erfolgt unterhalb der Siedetemperatur der Reagensflüssigkeit bei einem relativ niedrigen Temperaturniveau, wodurch die Gefahr einer Sinterung der Kerne der zu cntmantclnden Brennelemente im wesentlichen vermieden ist. Eine Sinterung würde die nachfolgende, für die weitere Behandlung der Kernmaterialien der Brennelemente erforderliche Pulverisierung verhindern oder erschweren, d. h. die Weiterbehandlung des Kernbrennstoffes und dor .Spaltprodukte. Durch die erfindungsgemäße zweite Verfahrensstufc, d. h. durch das Sieden der Reagensflüssigkeit und die Ableitung der auf dem Flüssigkeitsniveau gebildeten Dämpfe längs der Teile der Brennstoffelemcme, welche sich nicht mehr mit der flüssigkeit in Kontakt befinden, erfolgt eine Reaktion, welche die Pulverisiening dieser Teile des eigentlichen Brennelementes bewirkt, nachdem die Ummantelung entfernt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, tieren Figur eine schematische Darstellung einer Vorrichtung (^ zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entmanteln eines Bündels von Brennelementen vor der Aufbereitung des Brennstoffes ist.

Die in der Figur dargestellte Vorrichtung umfaßt ein Reaktionsgefäß 1 mit einem entfernbaren Deckel 15. Ein Korb 3 kann in diesem Gefäß heruntergelassen werden. Dieser Korb, der das Bündel Brennelemente 5 aufnehmen soll, kann in dem Reaktionsgefäß 1 in der in der Figur dargestellten Höhe aufgehängt sein. Um den unteren Teil des Gefäßes 1 ist eine Heizeinrichtung 4 angebracht. Diese Heizeinrichtung kann beispielsweise in elektrischen Widerständen bestehen. Das Reaktionsgefäß 1 bildet mit den Leitungen 17, 19 und 20 einen geschlossenen Kreis. In die Leitungen 17 sind der Filter

12 und der Wärmeaustauscher G¹ geschaltet. Die Leitung 24 für die Kühlflüssigkeit gehört zum Wärmeaustauscher. Diese Leitung ist nicht an die Leitung 17 angeschlossen. In der Leitung 19 ist ein Schütz 22, in der Leitung 20 eine Pumpe 10 sowie ein Schütz 23 angebracht. Das Ende der Leitung 17 ist indirekt mit dem Ende der Leitung 20 mittels der Leitung 18, in welcher das Schütz 21 angebracht ist, verbunden. Ein Vorratsbehälter 11 zur Aufnahme einer Flüssigkeit, die im wesentlichen Wasser und Flußsäure umfaßt, ist über das Zwischenstück der Leitung 34, in welcher sich das Schütz 30 befinde!, mit der Leitung 20 verbunden. In der Figur ist das Reaktionsgefäß 1 mit der Flüssigkeit 16. die aus einem Gemisch aus Wasser und Flußsäiirc besteht, teilweise gefüllt dargestellt.

Das Reaktionsgefäß 1 und der Deckel 15 müssen aus einem Material hergestellt sein, das unter den Arbeitsbedingungen nicht merklich von den Reagensflüssigkeiten angegriffen wird. Sie können beispielsweise aus einer geeigneten Nickellegierung hergestellt sein, und die Teile, die mit den Reagensflüssigkeiten in Berührung kommen, können in an sich bekannter Weise elektrochemisch geschützt sein.

Die Leitung 26 führt zum Deckel 15 des Reaktionsgefäßes 1. In dieser Leitung 26 befindet sich ein Schütz 25. Diese Leitung 26 ist an den Deckel 15 angeschlossen und folglich auch der obere Teil des Gefäßes 1 an den Zyklon 7. Der Zyklon 7 ist noch über die Leitung 27 mit dem Vorratsbehälter 11 verbunden. Auf der Leitung 27 ist der Kondensator 8 angebracht. Die Leitung dieses Kondensators für das Kühlmittel ist mit 28 bezeichnet. Diese Leitung steht, wie zu ersehen ist. nicht mit der Leitung 27 in Verbindung. Der Kondensator ist jedoch mit einer Leitung 29 zum Evakuieren der Gase ausgestattet, die in eine Einrichtung zur Gasreinigung

13 mündet.

Der Bodensatz kann aus der Tiefe des Reaktionsgefäßes 1 über die Leitung 14 abgezogen werden, in welcher das Schütz 31 angebracht ist. In den unteren Teil des Gefäßes 1 kann Sauerstoff über die Leitung 32 eingeführt werden, in welcher das Schütz 33 angebracht ist.

Die ganze Vorrichtung ist mit Kontrollapparaturcn ausgestattet, beispielsweise Apparaturen 2 zur Kontrolle der Temperatur und des Manometers 6, das auf dem Deckel 15 des Reaktionsgefäßes 1 angebracht ist.

Das Verfahren wird folgendermaßen angewandt: Man holt das Bündel Spaltelcmerite 5 aus dem Kenne :iktor und bringt es in den Korb, ohne irgendeine geometrische Veränderung. Für diesen Zweck hat man den Deckel 15 vom Reaktionsgefäß 1 entfernt. Nachdem man den Korb bis auf die in der Figur dargestellte Höhe hat absenken lassen, füllt man das Reaktionsgefäß 1 mit der Flüssigkeit 16, die im wesentlichen aus Flußsäure und Wasser besteht. Hierzu kann man vorher den Deckel 15 auf dem Gefäß 1 befestigen und die nötige Flüssigkeitsmenge .ms dem Vorratsbehälter 11 in das Gefäß 1 pumpen. Alle Schütze können gegebenenfalls geschlossen bleiben mit Ausnahme der Schütze 23 und 30, die sich in den Leitungen 20 und 34 befinden, durch welche die Flüssigkeit vom Vorratsbehälter 11 in das Gefäß 1 gepumpt wird. Das Schütz 25 kann beim

Füllen des Gefäßes 1 geöffnet bleiben, um das Entweichen der Luft beim lullen des Reaktors zu ermöglichen, welche sich im Gefäß 1 befindet.

Nach dem Rillen bildet das Reaktionsgefäß einen geschlossenen Raum, der mit einer Flüssigkeit, die im wcscntlichen aus Flußsäure und Wasser besteht, gefüllt ist und in dem sich die zu behandelnden Brennelemente befinden. Nach dem Füllen verschließt man die Schütze 25 und 30 und öffnet die Schütze 22 und 23. Man setzt die Pumpe 10 in Betrieb oder man läßt sie in Betrieb. Das Reaktionsgefäß 1 befindet sich also in einem geschlossenen Kreislauf, zu dem auch das Filter 12, der Wärmeaustauscher 9 und die Pumpe 10 gehören. Unter dem Einfluß der Pumpwirkung wird die Flüssigkeit 16 durch den Innenraum des Gefäßes 1 fließen, in den man die Spaltstoff enthaltenden Elemente eingeführt hat. von dort in Richtung auf den Wärmeaustauscher 9 und von dort über die Pumpe 10 zum unteren Teil des Gefäßes 1 zurückkehren. Die Elemente sind gegebenenfalls im Reaktionsgefäß so angebracht, daß die Flüssigkeit vollständig mit den Elementen in Berührung ist und daher mit der ganzen Außenfläche der Hülle der Elemente reagieren kann. Das wird selbsttätig erzielt, indem man die Kiemente in dem Korb ohne geometrische Veränderung bezüglich der Anordnung, die die Eicmente im Kernreaktor eingenommen hatten, anordnei. Der Durchsatz der Pumpe wird so gesteuert, daß die gesamte freigesetzte Wärme abgeführt wird, ohne daß die Flüssigkeit 16 merklich zu sieden beginnt. Der Wärmeaustauscher 9 muß also hinreichend groß sein und der Kreislauf der Kühlflüssigkeit durch die Leitung 24 muß stark genug sein, um bei einem gegebenen Durchsatz der Pumpe 10 genügend Wärme aus der Flüssigkeit 16 abzuführen, damit diese nicht merklich 711 sieden beginnt. Ebenso kann man die Pumpe 10 außer Betrieb las'en und die Schütze 22 und 23 schließen und das Schütz 21 öffnen. Auch in diesem Falle wird noch ein geschlossener Kreislauf verwirklicht, in den gleichermaßen außerdem Gefäß 1 und der Leitung 17. mit dem Filter 12 und dem Wärmeaustauscher 9 ausgestattet. die Leitung 18 und das Ende der Leitung 20 eingegliedert sind. In diesem Fall ist der Umlauf der Flüssigkeit durch natürliche thermische Siphonwirkung verwirklicht.

In jedem Fall, wenn es sich um natürliche thermische Siphonwirkung oder um den Betrieb der Pumpe 10 handelt, läßt man die Flüssigkeit in geschlossenem Kreislauf umlaufen, bis das Umhüllungsmaterial, beispielsweise rostfreier Stahl, vollständig durch Abätzen entfernt ist. Dadurch wird eine bestimmte Menge Gas freigesetzt. Diese Gasmenge wird durch Öffnen des Ziehschützes bzw. Schiebers 25 entfernt. Dieses Gas verläßt also den oberen Teil des Gefäßes 1 über die Leitung 26, den Zyklon 7. die Leitung 27, den Kondensator 8. die Leitung 29 und die Vorrichtung zur Gasrei-η igung 13.

Während das Schütz bzw. der Schieber 25 geöffnet bleibt, läßt man weiterhin die Flüssigkeit in geschlossenem Kreislauf umlaufen, doch mit merklich geringerem Durchsatz. Man läßt beispielsweise die Pumpe langsamcr arbeiten. Die den Brennelementen 5 durch die Flüssigkeit 16 entzogene Wärmemenge wird merklich jeringer als die Wärmemenge, die durch die chemische Reaktion und die Radioaktivität freigesetzt wird. Die Flüssigkeit 16 wird jetzt im Gefäß 1 merklich zum Sie- 6s Jen kommen. Die so entstehenden Dämpfe werden bei loher Temperatur über den Zyklon 7 abgezogen, weil ias Ziehschütz bzw. der Schieber 25 offen ist.

Durch Verdampfen der Flüssigkeit 16 sinkt das Niveau der Flüssigkeit im Gefäß 1 ab. Die durch das Sieden der Flüssigkeit im Gefäß 1 entstehenden Dämpfe steigen an den freigesetzten Oberflächen der Brennelemente empor, um das Gefäß 1 am oberen Teil, insbesondere über die Leitung 26 zu verlassen. Ist das Umhüllungsmaterial bereits abgeätzt, wirken die Dämpfe auf das Kernmaterial der Brennelemente ein, d.h. auf das spaltbare Material selbst und auf die gleichzeitig erscheinenden Spaltprodukte. Zu diesem Zeitpunkt ist das spaltbare Material noch nicht pulverisiert. Das spaltbare Material wird dank der Reaktion pulverisiert.

Zu diesem Zeitpunkt kann man den freigesetzten Dämpfen Sauerstoff zufügen. Dazu genügt es, den Schieber 33 der Leitung 32 zu öffnen. Auf Grund der Einwirkung der Dämpfe und des Sauerstoffs auf das Kernmaterial bilden sich Oxyde. Oxydfluoride und Fluoride entsprechend der jeweiligen Konzentration an Dampf. Flußsäure und Sauerstoff und in Abhängigkeit von der Arbeitstemperatur.

Die Gase führen das pulverförmige Produkt, das sich gebildet hat, mit. Dieses Produkt wird im Zyklon 7 gesammelt. Die über den Zyklon 7 aus dem Raum des Gefäßes I abgezogenen Dämpfe werden im Kondensator 8 kondensiert. Das Kondensat fließt zu dem Vorratsbehälter 11 für die Flüssigkeit zurück.

Die Konzentration des durch die Verdampfung abgeätzten Produkts erhöht sich in der Flüssigkeit. So bildet sich in dem Raum ein Schlamm, der aus dem unteren Teil des Raumes über die Leitung 14 entfernt werden kann. Dazu genügt es, den Schieber 31 zu öffnen. Eine Pumpe kann in der Leitung 14 vorgesehen sein.

Sinkt die Temperatur im Gefäß 1 gegen Ende des Verfahrens zu weit ab, weil mehr Kalorien abgeführt werden, als durch die chemische Reaktion und die Radioaktivität entstehen, kann es notwendig werden, das Reaktionsgefäß zu erhitzen. Dazu genügt es. das Heizelement 4 in Betrieb zu setzen.

Das beschriebene Verfahren bietet im Vergleich mit bekannten Verfahren zahlreiche Vorteile.

Das Umhüllungsmaterial wird in einfacher Weise von dem Spaltmaterial abgetrennt, während dieses selbsttätig auf die folgende Behandiungsstufe der Aufbereitung des Brennstoffes vorbereitet wird. Dies findet in einem geschlossenen Raum ohne komplizierte mechanische Ausstattung und mit Hilfe des gleichen reaktiven Gemischs aus Wasser und Flußsäurc statt.

Die erhaltene Ätzgeschwindigkeit, d.h. die Geschwindigkeit, mit der die Hülle angegriffen wird, ist sehr zweckmäßig. Verwendet man ein übliches azeotropes Gemisch von Flußsäure und Wasser bei einer Temperatur von 8O⁰C. erhält man für gewisse Sorten rostfreien Stahls eine Abätzeeschwindigkeit von 0,25 mm/h.

Man kann in einfacher Weise auf die Zusammensetzung der Gase einwirken, die den Raum verlassen, indem man die Konzentration der Flußsäure und die zugegebene Sauerstoffmenge steuert. So erhält man das am besten geeignete Endprodukt hinsichtlich der folgenden Brennstoff-Aufbereitung.

Die aus dem spaltbaren Material freigesetzten Gase können leicht durch Kondensation der reaktiven Gase abgetrennt werden.

Die durch den radioaktiven Zerfall und durch die chemische Reaktion im Verlauf der Freisetzung der spaltbaren Materialien freigesetzte Wärmemenge wird ohne das geringste Sieden durch die strömende Flüssigkeit abgeführt. Durch eine Reglerverstellung wird.

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wenn die abgeführte Wärmemenge zu klein ist, die Temperaturerhöhung durch die Tatsache kompensiert, daß die Flüssigkeit verdampft, was den Umlauf durch natürliches Zirkulieren sieigern wird.

In einer Abänderung der in der Figur dargestellten Vorrichtung fehlen die Leitungen 17, 18 und 19 ebenso wie der Filter 12 und die Ziehschütze bzw. Schieber 21, 22 und 23. In dieser Abänderung ist der Wärmeaustauscher 9 in den oberen Teil des Gefäßes 1 eingegliedert. Die Leitung 24 für die Kühlflüssigkeit führt also an zwei Stellen durch die Gefäßwandung. Der Wärmeaustauscher 9 kann sich im Reaktionsgefäß ebensogut in der Flüssigkeit 16 wie auch darüber befinden

Nach dieser Ausführungsform entsteht eine Strömung ausschließlich im geschlossenen Raum des Gefäßes 1; der Kreislauf kann sich vollständig im Innern der Flüssigkeit abspielen; in diesem Fall muß sich der Wärmeaustauscher 9 ganz oder mit seinem größten Teil in der Flüssigkeit 16 befinden. Der Kreislauf kann auch teilweise in der Flüssigkeit und teilweise im Dampf, der sich über der Flüssigkeit befindet, jedoch noch im Reaktionsgefäß, stattfinden. In diesem Fall muß der Wärmeaustauscher 9 sich ganz oder mit seinem größten Teil im Dampf befinden. Die verdampfte Flüssigkeit wird am Wärmeaustauscher 9 abgekühlt, was zur Kondensation führt und den Kreislauf nach unten in das Reaktionsgefäß hervorruft. An einer niedrigeren Stelle im Gefäß 1 erhitzt sich die Flüssigkeit auf Grund des radioaktiven Zerfalls und der chemischen Reaktion, s was zu erneutem Verdampfen führen kann. Da sieh der Wärmeaustauscher 9 im oberen Teil des Reaktionsgcfälies befindet, ist es wichtig, daß die Abmessungen des Gefäßes 1 und die Eigenschaften des Wärmeaustauschers 9 solcher Art sind, daß die durch den radioaktiven Zerfall und durch die chemische Reaktion freigesetzte Wärme abgeführt wird, und daß der Flüssigkeitskrcislauf. gegebenenfalls der Kreislauf von Flüssigkeit und Dampf im Reaktionsgefäß ausreicht, um die Abführung der Wärme zu bewirken.

Auch ist es möglich, beispielsweise von Anfang an Sauerstoff zuzugeben, was die Korrosion bzw. das Abätzen der Hülle beschleunigt und die Entwicklung von Wasserstoff begrenzt.

Ebenso kann man im Hinblick auf die folgende Aufbereitung des Brennstoffes, wenn das Umhüllungsmatcrial entfernt ist. einfach den Korb mit dem freigesetzten Brennstoff aus dem Reaktionsgefäß herausziehen, nachdem der Deckel 15 abgehoben worden ist. Man kann dann das spaltbare Material weiterhin mechanisch oder chemisch behandeln.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

2i 10419

Patentanspruch:

Verfahren zur Entmantelung eines Bündels von Brennelementen vor der Aufbereitung des Brennstoffes, wobei man das Brennelemenibündel in einem geschlossenen Raum mit einem Reagens, das im wesentlichen Wasser und Flußsäure umfaßt, in Berührung bringt und den dabei freigesetzten Dämpfen Sauerstoff zuführt, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß man die Reagensflüssigkeit an den ruhenden Brennelementen entlang zunächst mit einer solchen Strömungsgeschwindigkeit in Umlauf bringt, daß die bei der chemischen Reaktion entstandene Wärme abgeführt wird, ohne daß ein wesentlicher Anieil der Reagensflüssigkeit siedet, daß man darauf die Strömungsgeschwindigkeit der Reagensflüssigkeit bis zum Sieden derselben reduziert und daß die mit Sauerstoff angereicherten Dämpfe längs der Teile der Brennelemente, die mit der Flüssigkeit nicht mehr in Berührung sind, entlanggeleitet werden.