DE2207011C3 - Verfahren zur Herstellung von Blockbrennelementen für Hochtemperatur-Leistu ngsreaktoren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Blockbrennelementen für Hochtemperatur-Leistu ngsreaktorenInfo
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Description
Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Verfahren zur Herstellung von gepreßten Blockbrennelementen mit
isotroper Struktur, für gasgekühlte Hochtemperatur-Leistungsreaktoren durch Verpressen eines Preßpulvers,
bestehend aus einer Mischung von Naturgraphit und Binderharz, Kunstgraphit und Binderharz oder
einer Mischung der beiden Graphitarten mit Binder harz, zusammen mit beschichteten Brennstoffteilchen
und abschließende Wärmebehandlung des Preßlings, wobei die beschichteten Brennstoffteilchen vor dem
Verpessen in einem Dragierverfahren mit dem Preßpulver umhüllt worden sind (DT-OS 19 02 994).
Das Verfahren gemäß dem Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Mischung aus Graphitpulver
und Binderharz in an sich bekannter Weise bei hohem Druck in einer Gummiform isotrop zu Kugeln
verpreßt wird, daß diese Kugeln zu einem Granulat mit einem mittleren Korndurchmesser von etwa
mm zermahlen werden und daß schließlich dieses Granulat zusammen mit den beschichteten und umhüllten
Brennstoffteilchen heiß bei niedrigem Druck zu einem BOck verpreßt wird
Zuvor wurden Blockbrennelemente für HochtemperaturI
.eistiingsreaktoren normalerweise dadurch hergestellt,
daß vorgefertigte, meist nexagonale Elektrographitblöcke
mit Bohrungen versehen, in die anschließend zylindrische Brennstoff-Verbundkörper lose eingesetzt
wurden.
Die Brennstoff-Verbundkörper bestehen aus beschichteten
Brennstoffteilchen, eingebettet in ein Graphitmatrix-Gerüst, das Graphit und Binderkoks enthält
und durch Verwendung eines Graphitpulver-Binderharzgemisches beim Pressen Her Brennstc Tf-Verbundkörper
und der anschließenden Wärmebehandlung entsteht. In jedem Fall sind bei solchen Blockbrennelementen
die Graphiteigenschaften des Blockgraphits und die der Verbundkörpergraphitmatrix unterschiedlich.
Die Nachteile der bis heute bekanntgewordenen Brennelemente lassen sich wie folgt darstellen:
1. Die Bearbeitung von Elektrographit ist von hohen Materialverlusten begleitet Die Anfertigung von Prismen mit Bohrungen ist mit hohen Bearbeitungskosten und einem Graphitverlust bis zu 50% verbunden.
1. Die Bearbeitung von Elektrographit ist von hohen Materialverlusten begleitet Die Anfertigung von Prismen mit Bohrungen ist mit hohen Bearbeitungskosten und einem Graphitverlust bis zu 50% verbunden.
2. Schlechte Ausnutzung des Brenne'iemenivolumens,
von dem eiwa 60% auf den Blockstrukturgraphit und weitere 20% auf die Kühlkanäle entfallen. Nur
etwa 20% des Gesamtvolumens stehen somit zur Aufnahme der Brennstoff-Verbundkörper zur Verfügung.
Ein größeres Aufbohren ist wegen der Schwächung dei Festigkeit des Blockes nicht möglich.
3. Wärmehemmende Spalte zwischen dem Brennstoff-Verbundkörper und Blockgraphit, die zu unerwünscht
hohen Brennstofftemperaturen führen. Als Folge davon ist die begrenzte Leistungsdichte
im Reaktor-Core.
4. Ungesichertes Bestrehlungsverhalten. Der Blockgraphit
unterscheidet sich von der Graphitmatrix der Brennstoff-Verbundkörper in Kristailinität,
Isotropie und Graphitierungsgrad. Infolgedessen verhalten sich die beiden Komponenten bei der
Bestrahlung mit schnellen Neutronen unterschiedlich. Dieses untert,nhiedliche Verhalten führt zur
Vergrößerung der wärmehemmenden Spalte. Damit werden thermische und strahlungsinduzierte
Spannungen im Brennelement vergrößert und die Freisetzungsrate der Spaltprodukte infolge erhöhter
Brennstofftemperatur erhöht
Diese Nachteile werden durch das Verfahren gemäß dem Hauptpatent im wesentlichen beseitigt
Vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung des Gegenstandes des Hauptpatents dadurch dar, daß erfindungsgemäß
die Kühikanäle des Blockelementes ohne jegliche mechanische Bearbeitur^ direkt mitgepreßt
werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl anwendbar auf Blojkbrennelemente mit homogener als
auch mit heterogener Brennstoffanordnung. Das erfindungsgemäße Verfahren bedeutet einen wesentlichen
Fortschritt gegenüber dem Lmmici bekannten Star.d der
Technik.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von gepreßten Blockbrennelementen mit isotroper Struktur, für gasgekühlte Hochtemperatur-Leistungsreaktoren, durch Verpressen eines Preßpulvers, bestehend aus einer Mischung von Naturgraphit und Binderharz, Kunstgraphit und Binderharz oder einer Mischung der beiden Graphitarten mit Binderharz, zusammen mit beschichteten Brennstoffteilchen und anschließende Wärmebehandlung des Preßlings, wobei die beschichteten Brennstoffteilchen λ or dem Verpressen in einem Dragierverfahren mit dem Preßpulver umhüllt worden sind, wobei zunächst die Mischung aus Graphitpulver mit Binderharz bei hohem Druck in einer Gummiform isotrop zu Kugeln verpreßt wird, und diese Kugeln zu einem Granulat mit einem mittleren Korndurchmesser von etwa 1 mm zermahlen werden und schließlich dieses Granulat zusammen mit den beschichteten und umhüllten Brennstoffteilchen heiß bei niedrigem Druck zum Block verpreßt wird, na^h Patent 21 0443i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle des Blockelementes ohne jegliche mechanische Bearbeitung direkt mitgepreßt werden.
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2104431A DE2104431C3 (de) | 1971-01-30 | 1971-01-30 | Verfahren zur Herstellung von Blockbrennelementen für gasgekühlte Hochtemperatur-Leistungsreaktoren |
| GB165372A GB1382113A (en) | 1971-01-30 | 1972-01-13 | Block fuel element |
| DE19722207011 DE2207011C3 (de) | 1972-02-15 | Verfahren zur Herstellung von Blockbrennelementen für Hochtemperatur-Leistu ngsreaktoren | |
| IT6847772A IT1044987B (it) | 1972-02-15 | 1972-05-10 | Procedimento per la fabbricazione di elementi combustibile a blocco per reattori di potenza ad alta temperatura raffreddati a gas |
| BE784770A BE784770R (fr) | 1972-02-15 | 1972-06-12 | Procede pour la fabrication d'elements combustibles en bloc pour des reacteurs de puissance a haute temperature refroidie par |
| FR7227908A FR2172063B2 (de) | 1971-01-30 | 1972-08-02 | |
| GB475673A GB1392012A (en) | 1971-01-30 | 1973-01-31 | Block fuel elements |
| US05/651,563 US4076775A (en) | 1971-01-30 | 1976-01-22 | Block fuel elements for high temperature power reactors |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE2104431A DE2104431C3 (de) | 1971-01-30 | 1971-01-30 | Verfahren zur Herstellung von Blockbrennelementen für gasgekühlte Hochtemperatur-Leistungsreaktoren |
| DE19722207011 DE2207011C3 (de) | 1972-02-15 | Verfahren zur Herstellung von Blockbrennelementen für Hochtemperatur-Leistu ngsreaktoren |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2207011A1 DE2207011A1 (de) | 1973-09-06 |
| DE2207011B2 DE2207011B2 (de) | 1976-06-16 |
| DE2207011C3 true DE2207011C3 (de) | 1977-02-03 |
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