DE6916137U

DE6916137U - FUEL ELEMENT FOR NUCLEAR REACTORS

Info

Publication number: DE6916137U
Application number: DE6916137U
Authority: DE
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1968-04-24
Filing date: 1969-04-22
Publication date: 1969-12-04
Also published as: ES366403A1; BE730973A; LU58436A1; GB1193817A; FR1570013A; CH506859A

Description

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DH. HANS ULRICH MAYDH. HANS ULRICH MAY

S MDNCHEN 2, OTTOSTHASSE la TELEFON COS)O 5O3S82S MDNCHEN 2, OTTOSTHASSE la TELEFON COS) O 5O3S82

B.2659-3 MEH München* 22. April 19C9B. 2659-3 MEH Munich * April 22, 19C9

Dr.H./mDr.H./m

CG 285/722CG 285/722

Commissariat i 1* Energie Atoeiqtw in Paeis / frankr«ichCommissariat i 1 * Energie Atoeiqtw in Paeis / frankr «i Breaastoffeleeent für XernreaktorenBreaastoffeleeent for Xernreactors

Die Neuerung betrifft ein Brennstoffelement fOr lernreaktoren, insbesondere von der Art "BÜndeleleBent", bei de· «in Bttndel Ton Brennstäbea aus Brennaaterial im Inneren eimsr pris»»tisci>en oder zylindrischen Httlle angeordnet ist.The innovation concerns a fuel element for learning reactors, in particular of the "BÜndeleleBent" type, with de · «in Bttndel Clay fuel rods made of fuel material inside are pris »» tisci> en or cylindrical shell is arranged.

Diese Brennstäbe aOssen ia Inneren der Hölle streng se&triert lind drehfest gehalten sein; sie «Bssen außerdem unabhängig toö ihrer Verfommg oder ihrem rriechen vShrend der Bestrahlung im Core des Kernreaktors einen gleichbleibenden Abstand behalten.These fuel rods are strictly segregated inside hell be held non-rotatably; They “also have to pay independently to” their appearance or their smell during the irradiation in the Keep the core of the nuclear reactor a constant distance.

Zvischen den Brennstäben sind daher Abstandshalter angebracht» vuB den gewünschten Abstand aufrechtzuerhalten, jedoch sind sie 4>£t kompliziert gebaut und anzubringen und übertragen die von den Verformungen der HUlIe verursachten Spannungen nur ungleichmäßig auf die verschiedenen Brenn stäbe, so daß das Brennstoffelement selbst dazu neigt, sich zu verformen.Zvischen the fuel rods are thus attached spacer "VUB maintain the desired distance, but they are 4> £ t complicated built and to apply and transfer the bars from the deformations of the HUlIe stresses caused unevenly over the various combustion so that the fuel element itself tends to deform.

Die Neuerung bezweckt die Behebung dieser Nachteile durch Verwendung eines Abstandshalters, dessen regelmäßige Form eine ausgezeichnete übertragung der Kräfte und einen guten Ausgleich der auf die verschiedenen Brennstäbe wirkenden Spannungen ermöglicht» wobei jedoch die Brennstäbe unbedingt festgehalten werden. The aim of the innovation is to remedy these disadvantages through use a spacer whose regular shape allows excellent transmission of forces and good compensation which enables the stresses acting on the various fuel rods, but the fuel rods are absolutely held in place.

Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung bei einem lernbrennstoffelement vom Typ "Btindelelement¹¹, bei dem die zylindrischen Brennstäbe von einer Hülle umgeben und durch Abstandshalter getrennt sind, dadurch gelöst, daß um jeden Bre&tab ein dreieckiger, den Stopfen des Brennstabs tangential berührender und in einem auf der Drehbank abgestochenen oder verjüngten Abschnitt des Stopfens eingesetzter dreieckiger Ring vorgesehen ist, dessen Spitzen eine der Seiten der benachbarten Ringe berühren.This object is achieved according to the innovation in a learning fuel element of the type "Btindelelement ¹¹ , in which the cylindrical fuel rods are surrounded by a shell and separated by spacers, that around each Bre & tab a triangular, the plug of the fuel rod tangentially touching and in one the lathe cut or tapered portion of the plug inserted triangular ring is provided, the tips of which touch one of the sides of the adjacent rings.

Die Berührungspunkte des Ringes mit dem Brennstab sind vorzugsweise in einem Abstand von 120° voneinander angeordnet, wodurch ein vollkommenes Gleichgewicht ihrer Wirkung auf den Brennstab j erreicht wird. Außerdem gestattet die regelmäßige Form des Ringes und die Tatsache, daß jeder Brennstab von einem gleichen Ring umgeben ist, eine gleichmäßige übertragung der Spannungen auf beide. Dieser Abstandshalter ist außerdem sehr einfach geformt, billig herzustellen und kann leicht verschiedenen Brennstabtypen angepaßt werden.The points of contact of the ring with the fuel rod are preferred arranged at a distance of 120 ° from each other, whereby a perfect equilibrium of their effect on the fuel rod j is achieved. In addition, the regular shape of the ring allows and the fact that each fuel rod is surrounded by an identical ring ensures that the stresses are transmitted evenly both. This spacer is also very simply shaped, inexpensive to manufacture and can easily accommodate different types of fuel rods be adjusted.

Er ist vorzugsweise aus einem elastischen Material hergestellt und kann dadurch leicht auf den Brennstabstopfen geschobenIt is preferably made of an elastic material and can therefore easily be pushed onto the fuel rod plug

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werden, wenn dieser bereits im Inneren der Hülle befestigt ist, und blockiert sich von selbst. Sein geringer Raumbedarf bewirkt nur geringe Druckabfälle.if this is already attached to the inside of the case, and blocks itself. Its small footprint causes only small pressure drops.

Verschiedene andere Vorteile und Eigenschaften der Neuerung | ergeben sieh aus der folgenden Beschreibung einer nur als Beispiel und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen angegebenen Ausführungsform.Various other advantages and features of the innovation | result from the following description of a given by way of example and with reference to the accompanying drawings Embodiment.

Fig. 1 zeigt einen Grundriß eines Endes eines Kerribrennstoff-Fig. 1 shows a plan view of one end of a fuel

elements;
Fig. 2 ist ein Schnitt in größerem Maßstab eines Brennstabs mit aufgeschobenem Abstandshalter.elements;
Figure 2 is a larger-scale section of a fuel rod with the spacer inserted.

Wie in der Zeichnung gezeigt, besitzt das Kernbrennstoffelement eine bestimmte Zahl von Brennstäben 1, die regelmäßig im Inneren einer Hülle 2 von hexagonalem Querschnitt verteilt sind. Jeder der Brennstäbe ist von einem Abstandshalter 3 umgeben, der aus einem dreieckigen Ring besteht, dessen Winkel abgerundet und jeder in Berührung mit einer der Seiten 3a der benachbarten Ringe sind, wobei die Ringe der am Rand angeordneten Brennstäbe gleichzeitig die Hülle 2 und die benachbarten Ringe berühren.As shown in the drawing, the nuclear fuel assembly has a certain number of fuel rods 1 regularly inside a shell 2 of hexagonal cross-section are distributed. Everyone the fuel rod is surrounded by a spacer 3, which consists of a triangular ring, the angle of which is rounded and each in contact with one of the sides 3a of the adjacent rings, the rings of the fringed fuel rods simultaneously touch the sheath 2 and the adjacent rings.

Wie Fig. 2 zeigt, besitzen die Ringe dieses Kernbrennstoffelements jeder die Form eines gleichseitigen Dreiecks, dessen eine Seite in ihrer Mitte einen Stift 4 trägt, der in eine im Stopfen 6 des Kernbrennstoffelements ausgebildete Vertiefung 5 einrasten kann.As shown in Fig. 2, the rings have this nuclear fuel element each has the shape of an equilateral triangle, one side of which carries a pin 4 in its center, which is inserted into one in the plug 6 of the Can engage nuclear fuel element formed recess 5.

Dieser Stopfen 6 besitzt außerdem einen auf der Drehbank abge-This plug 6 also has a turned on the lathe

stochenen oder ver.jungten Abschnitt 7 mit einer Tiefe im wesentlichen gleich der Dicke des Ringes 3 und einer Höhe mindestens gleich der des gleichen Ringes.pierced or ver.jungten section 7 with a depth substantially equal to the thickness of the ring 3 and a height at least equal to that of the same ring.

Der Ring 3 berührt so an drei Punkten den Grund des abgestochenen Abschnitts 7_f an den sich seine drei Seiten tangential anlegen, und ist durch den Stift 4 am Stopfen 6 zentriert. Er besitzt vorzugsweise die Form eines gleichseitigen Dreiecks, so daß seine Berührungspunkte mit dem Brennstab gleichmäßige Abstände von 120° haben. Eon solcher Abstandshalter ist daher bezüglich des Brennstabs 1 sowohl hinsichtlich Drehung vie in Längsrichtung vollkommen unbeweglich gehalten. Außerdem sind die Abmessungen des Ringes und der Abstand der Brennstäbe so gewählt, daß die Außenfläche des Ringes, die im wesentlichen in der Verlängerung der Außenfläche des Stapfens 6 liegt, an den Punkten der tangentialen Berührung des Ringes mit dem Stopfen die Spitze 8 des benachbarten Ringes berührt.The ring 3 thus touches the base of the cut-off section 7 _f at three points on which its three sides are tangentially applied, and is centered on the plug 6 by the pin 4. It preferably has the shape of an equilateral triangle so that its points of contact with the fuel rod are evenly spaced apart by 120 °. Eon such spacer is therefore kept completely immovable with respect to the fuel rod 1 both in terms of rotation and in the longitudinal direction. In addition, the dimensions of the ring and the spacing of the fuel rods are chosen so that the outer surface of the ring, which lies essentially in the extension of the outer surface of the plug 6, at the points of tangential contact of the ring with the plug, the tip 8 of the adjacent ring touched.

Jede der Spitzen 8 der verschiedenen Ringe 3 ist so in Berührung mit einer der Seiten 3a der benachbarten Ringe, und da alle Ringe gleiche Abmessungen besitzen, sind die Brennstäbe im Inneren der Hülle 2 in genau gleichen Abständen und regelmäßig angeordnet.Each of the tips 8 of the various rings 3 is thus in contact with one of the sides 3a of the adjacent rings, and there are all of them Rings have the same dimensions, the fuel rods are inside the cladding 2 at exactly the same intervals and regularly arranged.

Sie sind außerdem in Bezug aufeinander in einer zur Achse der Hülle senkrechten Ebene vollkommen unbeweglich gehalten. Die regelmäßige Form des Ringes gibt ihm im übrigen eine gleiche Festigkeit in den verschiedenen Richtungen und ermöglicht ihm, die Spannungen "and "Verformungen, insbesondere die auf Verfonsun—They are also kept completely immovable with respect to one another in a plane perpendicular to the axis of the envelope. the The regular shape of the ring gives it the same strength in the different directions and enables it to the stresses "and" deformations, especially those due to misunderstanding

- 5 gen der Hülle selbst beruhenden, gleichmäßig χα übertragen. - 5 conditions based on the envelope itself, evenly transferred χα.

Dabei werden jedoch die Verformungen des Brenn stabs selbst nicht auf die benachbarten Elemente übertragen, da die Ringe einfach an den Enden der Brennstäbe befestigt sind.However, the deformations of the fuel rod itself are not transferred to the adjacent elements, since the rings are simply attached to the ends of the fuel rods.

Die Herstellung eines solchen Ringes ist außerordentlich einfach, und sein Herstellungspreis ist infolgedessen gering. Außerdem kann er rasch auf beliebige Brennstäbe verschiedener Verteilung im Inneren der Hülle aufgeschoben werden.The production of such a ring is extremely easy, and its manufacturing price is low as a result. In addition, it can quickly access any fuel rods of various distributions can be slid inside the cover.

Der Ring 3 besteht aus einem geringfügig elastischen Material, vorzugsweise dem gleichen vie das der Hülle, beispielsweise rostfreier Stahl, eine Zirkoniumlegierung oder ein hochtemperaturbeständiges Material, so daß er auf die in der Hülle 2 bereits montierten Brennstäbe leicht aufgeschoben werden kann. Er kann geringfügig auseinandergedrückt werden, um über den Stopfen 6 zu gleiten, und legt sich von selbst gegen den verjüngten Ab-7 a«, anihg^ der Stift 4- ^*¹ der Amcmgnrmuncr 3The ring 3 consists of a slightly elastic material, preferably the same as that of the casing, for example stainless steel, a zirconium alloy or a high-temperature-resistant material, so that it can be easily pushed onto the fuel rods already mounted in the casing 2. It can be pushed apart slightly in order to slide over the stopper 6 and lays itself against the tapered ab-7a ", anihg ^ the pin 4- ^ * ^{1 of} the amcmgnrmunc r 3

Die Höhe und Dicke des Ringes können verschieden sein und werden in Abhängigkeit von der erforderlichen mechanischen Festigkeit: festgelegt.The height and thickness of the ring can be different and will depend on the mechanical required Strength: fixed.

69i613769i6137

Claims

-δι protection claims

1.) Fuel element for rernx-eaktorea, is of the cylindrical fuel rods uageben by a shell and held by spacers, characterized in that there are triangular rushed vm each fuel rod, the plug of the fuel rod tangentially touching and inserted into a cut portion of the plug

eineone

Ring, with the tips of this * ring / the sides of adjacent rings touching.,

2.) Fuel element according to claim 1, characterized in that the ring consists of an elastic material .y

3.) Fuel element according to one of claims 1 and 2, characterized characterized in that a pin firmly connected to one of the sides of the ring is provided which is inserted into a recess of the Stopper engages /

4.) Fuel element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cut (tapered) portion of the Plug has a depth substantially equal to the thickness of the ring. /

5.) Fuel element according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the shell has the shape of a prism with a hexagonal base./