DE3318138A1

DE3318138A1 - Nuclear fuel element

Info

Publication number: DE3318138A1
Application number: DE19833318138
Authority: DE
Inventors: Kiyozumi Toride Ibaraki Hayashi
Original assignee: Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Current assignee: Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Priority date: 1982-05-18
Filing date: 1983-05-18
Publication date: 1983-11-24
Also published as: JPS58200193A

Abstract

Nuclear fuel element having a multiplicity of cylindrical fuel pellets (12) which are arranged one above another in a fuel can (16). Each fuel pellet (12) has a central, full-length hole (14) which extends over the axis of the pellet. The fuel element contains a chamber (26) in the lower part of the fuel can (16) for collecting small chipped and pulverulent parts of the pellets which fall from the outer surfaces of the full-length holes (14) of the pellets (12) arranged one above the other. <IMAGE>

Description

Kernbrennstoffelement Nuclear fuel element

Die Erfindung betrifft ein Kernbrennstoffelement, das insbesondere ein Hüllrohr und eine Vielzahl zylindrischer Brennstofftabletten aufweist, von denen jede ein zentrales durchgehendes Loch aufweist, das sich längs ihrer Achse erstreckt.The invention relates to a nuclear fuel element, in particular has a cladding tube and a plurality of cylindrical fuel pellets, of which each having a central through hole extending along its axis.

I Es sind viele Versuche unternommen worden, ein Brennstoffelement so auszubilden, daß ein Lastfolgebetrieb eines Kernreaktors vollständig verwirklicht wird. Gegenwärtig wird jedoch die Wiederinbetriebnahme des Reaktors im allgemeinen dadurch ausgeführt, daß fortschreitend und langsam die Ausgangsleistung erhöht wird, da im Brennstoffhüllrohr aufgrund einer Wechselwirkung zwischen dem Hüllrohr und der Tablette, die im folgenden als PCI bezeichnet wird, Risse erzeugt werden. Diese fortschreitende Arbeitsweise, wie sie beschrieben wurde, beruht auf der Tatsache, daß zylindrische Tabletten, beispielsweise die in Fig. 1 dargestellten Tabletten 10, leicht in erheblichem Ausmaß Risse bilden und verformt werden und zwangsweise mit dem Hüllrohr in Berührung gebracht werden, was zur Folge hat, daß sich die PCI-Wechselwirkung ergibt, wenn die Ausgangsleistung des Reaktors zunimmt. Wenn nämlich das Brennstoffelement im Kernreaktor einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, wird eine große Anzahl von Rissen in der Kernbrennstofftablette aufgrund des großen Temperaturgradienten in radialer Richtung der Tablette erzeugt, was zur Folge hat, daß sich eine Anzahl von Bruchstücken der Tablette ergibt. Die Bruchstücke der Tablette, die durch Rißbildungen erzeugt werden, werden zangsweise nach außen bewegt und liegen eng an der Innenfläche des Hüllrohres, was zu örtlichen Spannungen an der Innenfläche des Hüllrohres aufgrund der thermischen Ausdehnung und des Anschwellens usw. während der Zunahme der Ausgangsleistung des Kernreaktors führt. Wenn weiterhin die Ausgangsleistung des Kernreaktors auf einen höheren Wert zunimmt, werden die Bruchstücke der Tablette sanduhrförmig verformt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, wobei die Bruchstücke der Tablette aufgrund des Temperaturunterschiedes zwischen der Tablettenmitte und der Tablettenaußenseite und aufgrund eines kleinen Unterschiedes in der Brennstoffdichte in Längsrichtung der Tablette nach außen verzogen sind. Das bedeutet, daß eine zylindrische Tablette,in der sich Risse befinden, die Außenform einer Sanduhr bei der Reaktorbenutzung hat. Es wird daher eine große Spannung örtlich an der Innenfläche des Hüllrohres an der Stelle entwickelt, die einem Riß gegenüberliegt, der im oberen und unteren Teil einer Brennstofftablette mündet, so daß eine Spannungskonzentration bewirkt wird. Das Hüllrohr wird an den Teilen mit Spannungskonzentrationen beschädigt oder vollständig brechen, wenn die Konzentration der Spaltprodulrte, die im folgenden als FP-Produkte bezeichnet und vom Kernbrennstoffmaterial freigegeben werden, im Füllrohr zunimmt, wenn das Brennstoffelement im Reaktor abbrennt und die Spannung in der korrodierenden Umgebung derartiger FP-Produkte zunimmt. Das ist der Grund, warum schnelle Änderungen oder Zunahmen in der Reaktorausgangsleistung insbesondere bei höherer Ausgangsleistung definitiv verboten sind. I Many attempts have been made as a fuel element to be trained in such a way that load-following operation of a nuclear reactor is fully realized will. At present, however, the reactor is generally being recommissioned carried out by gradually and slowly increasing the output power, because in the fuel cladding tube due to an interaction between the cladding tube and cracks are generated in the tablet, hereinafter referred to as PCI. These progressive working method, as it has been described, is based on the fact that cylindrical tablets, for example the tablets shown in FIG 10, easily cracked and deformed to a considerable extent and forcibly be brought into contact with the cladding tube, with the result that the PCI interaction results when the output of the reactor increases. Namely, if the fuel element exposed to high temperature in the nuclear reactor, a large number of Cracks in the nuclear fuel pellet due to the large temperature gradient in radial direction of the tablet generated, which has the consequence that a number of fragments of the tablet results. The fragments of the tablet caused by cracking are generated are forcibly moved outward and lie close to the inner surface of the cladding tube, which leads to local stresses the inner surface of the Cladding tube due to thermal expansion and swelling, etc. during the increase in the output power of the nuclear reactor. If the output power continues of the nuclear reactor increases to a higher value, the fragments of the tablet become Deformed hourglass shape, as shown in Fig. 2, with the fragments of the tablet due to the temperature difference between the center of the tablet and the outside of the tablet and due to a small difference in fuel density are warped outward in the longitudinal direction of the tablet. That means that a cylindrical Tablet with cracks in it, the outer shape of an hourglass when the reactor is in use Has. There is therefore a great stress locally on the inner surface of the cladding tube developed at the point opposite to a crack in the upper and lower Part of a fuel pellet opens, so that it causes a concentration of stress will. The cladding tube is damaged or at the parts with stress concentrations break completely when the concentration of the fission products, which follows designated as FP products and released from the nuclear fuel material, im Filler tube increases when the fuel element in the reactor burns down and the voltage increases in the corrosive environment of such FP products. That is the reason, why rapid changes or increases in reactor output in particular are definitely forbidden at higher output power.

Es ist weiterhin versucht worden, eine zylindrische Kernbrennstofftablette 12 zu bilden und zu verwenden, die in Fig. 3 dargestellt ist und ein zentrales durchgehendes Loch 14 aufweist, das sich über die Achse der Tablette erstreckt.Attempts have also been made to use a cylindrical nuclear fuel pellet 12 to form and use, which is shown in Fig. 3 and a central continuous Has hole 14 which extends across the axis of the tablet.

Dieser Versuch wurde in gewissem Simple als erfoAgversprechend angesehen, da diese Art einer Tablette mit einem axialen und zentralen durchgehenden Loch keinen zentralen Bereich mit hoher Temperatur hat. Die thermische Ausdehnung und das Freisetzen der FP-Produkte von diesem zentralen Bereich sind nämlich ausgeschlossen, und die Konzentration der FP-Produkte, die von der Tablette freigegeben werden, ist, verglichen mit einer herkömmlichen zylindrischen Tablatte, die in Fig. 1 dargestellt ist, vermindert. Die PCI-Wechselwirkung kann daher verringert werden.In a certain simplicity, this attempt was viewed as promising, as this type of tablet with an axial and central through hole does not central area with high temperature. The thermal expansion and the release of FP products from this central area is impossible, and the concentration of the FP products released from the tablet, is compared with a conventional cylindrical tablet shown in FIG is decreased. The PCI interaction can therefore be reduced.

Wenn jedoch derartige ringförmige zylindrische Tabletten 12 einfach in ein herkömmliches Hüllrohr eingebracht und im Hüllrohr übereinander angeordnet werden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, werden an der Außenfläche der durchgehenden Löcher der Tabletten viele Risse erzeugt, was zur Folge hat, daß Tablettenspitter oder -schnitzel (Icleine Teilchen der Tablette) 15 und pulverförmige Teilchen des Brennstoffmaterials sich in den durchgehenden Löchern der tiefer angeordneten Tabletten ansammeln, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Das führt zu einer übermäßigen Zunahme in der Wärmeerzeugung vom Brennstoffmaterial an diesem Teil, an dem sich die Tablettenteilchen sammeln. Dernentsprechend nimmt die PCI Wechselwirkung schnell mit zunehmender Reaktorausgangsleistung zu, was zu einer Beschädigung des Brennstoffelemenge führt.However, if such annular cylindrical tablets 12 are easy introduced into a conventional cladding tube and arranged one above the other in the cladding tube are, as shown in Fig. 4, are on the outer surface of the continuous Holes of the tablets created many cracks, with the result that tablet splinters or chips (Icleine particles of the tablet) 15 and powdery particles of the Fuel material is in the through holes of the lower arranged tablets accumulate as shown in FIG. This leads to an excessive increase in the generation of heat from the fuel material at this part where the pellet particles are located collect. Accordingly, the PCI interaction decreases rapidly with increasing reactor power output too, which leads to damage to the fuel element.

Durc die Erfindung soll ein verbessertes Kernbrennstoffelement geschaffen werden, das insbesondere eine geringere PCI Wechselwirkung zeigt, wenn die Ausgangsleistung in eie nem Kernreaktor abrupt zunimmt, eine Beschädigung und einen Bruch vermeidet, wenn die Ausgangsleistung des Kernreaktors schnell hochgefahren wird und einen Lastfolgebetrieb des Kernreaktors erlaubt.The invention aims to provide an improved nuclear fuel element which especially shows less PCI interaction when the output power increases abruptly in a nuclear reactor, avoids damage and rupture, when the output power of the nuclear reactor is ramped up quickly and a load following operation of the nuclear reactor allowed.

Das erfindungsgemäße Kernbrennstoffelement umfaßt dazu ein Hüllrohr und eine Vielzahl von zylindrischen Brennstofftabletten, die darin übereinander angeordnet sind, wobei jede Tablette ein zentrales durchgehendes Loch längs der Tablettenachse aufweist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffelement im unteren Teil des Hüllrohres einen Raum zum Sammeln von kleinen Teilen und pulverförmigen Teilen der Tabletten aufweist, die von den Oberflächen der durchgehenden Löcher der übereinander angeordneten Tabletten abfallen.For this purpose, the nuclear fuel element according to the invention comprises a cladding tube and a plurality of cylindrical fuel pellets stacked therein are arranged, each tablet having a central through hole along the Tablet axis has, and is characterized in that the fuel element in the lower part of the cladding tube a space for collecting small parts and powdery parts of the tablets has, by the surfaces of the through holes of the one above the other arranged tablets fall off.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht eine herkömmliche zylindrische Brennstofftablette, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer typischen Verformung der herkönmlichen, in Fig. 1 dargestellten Tablette, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer zylindrischen Brennstofftablette, die ein zentrales durchgehendes Loch aufweist, das sich über die Tablettenachse erstreckt, Fig. 4 eine Schnittansicht eines Kernbrennstoffelementes, in dem die ringförmigen zylindrischen Brennstofftabletten, die in Fig. 3 dargestellt sind, übereinander angeordnet sind, Fig. 5 eine Schnittansich-t eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kernbrennstoffelementes, und Fig. 6 eine Schnittansicht des in Fig. 5 dargestellten Kernbrennstoffelementes nach einer Langzeitverwendung.A particularly preferred one is given below with reference to the associated drawing Embodiment of the invention explained in more detail. They show: FIG. 1 in a perspective view View of a conventional cylindrical fuel pellet, FIG. 2 is a perspective View of a typical deformation of the conventional tablet shown in FIG. 1, 3 is a perspective view of a cylindrical fuel pellet which has a central through hole extending over the tablet axis, Fig. 4 is a sectional view of a nuclear fuel assembly in which the annular cylindrical fuel pellets shown in Fig. 3, one above the other are arranged, Fig. 5 is a sectional view of an embodiment of the invention Nuclear fuel element, and FIG. 6 is a sectional view of the nuclear fuel element shown in FIG after long-term use.

Wie es in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, ist die Kernbrennstofftablette 12, die bei dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffelementes versandt wird, von einem Typ ähnlich dem in Fig. 3 dargestellten Tablettentyp mit zylindrischer Form und einem zentralen durchgehenden Loch 14, das sich längs der Tablettenachse erstreckt. Die ringförmigen zylindrischen Tabletten 12 sind übereinander derart angeordnet, daß sie auf eine Höhe von 3 bis 4 m in einem Hüllrohr 16 aufgestapelt sind. Das Hüllrohr 16 wird dann mittels eines oberen Endstopfens 18 und eines unteren Endstopfens 20 dicht verschlossen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die übereinander angeordneten Tablet ten im Hüllrohr mittels einer Schraubenfeder 24 und einer Preßmetallplatte 22 gehalten. Vorzugsweise ist das untere Ende der Schraubenfeder 24 mit der oberen Außenfläche der Preßplatte 22 punktverschweißt.As shown in Figures 5 and 6, the nuclear fuel pellet is 12, which are sent in the embodiment of the fuel element according to the invention is of a type similar to the type of tablet shown in Fig. 3 with a cylindrical Shape and a central through hole 14, which extends along the axis of the tablet extends. The annular cylindrical tablets 12 are one above the other in such a way arranged that they are stacked at a height of 3 to 4 m in a cladding tube 16 are. The cladding tube 16 is then by means of an upper end plug 18 and a lower End plug 20 tightly closed. In the illustrated embodiment are the stacked tablets in the cladding tube by means of a helical spring 24 and a press metal plate 22 held. Preferably the lower end is the Coil spring 24 spot welded to the upper outer surface of the pressure plate 22.

Der wesentliche Unterschied zwischen dem herkömrnlichen, in Fig. 4 dargestellten Brennstoffelement und dem erfindungsgemäßen Brennstoffelement ist der Aufbau zwischen der untersten Tablette der übereinander angeordneten Tabletten und dem unteren Endstopfen 20. Gemäß der Erfindung ist ein Raum 26 zum Sammeln der kleinen Tablettenteile zwischen der untersten Tablette und dem unteren Endstopfen 20 vorgesehen.The main difference between the conventional one shown in Fig. 4 shown fuel element and the fuel element according to the invention the structure between the bottom tablet of the stacked tablets and the lower end plug 20. According to the invention, there is a space 26 for collecting the small tablet pieces between the bottom tablet and the lower end stopper 20 provided.

Der Raum 26 hat die Furilction, die kleinen Tablettenteile und die pulverförmigen Teilchen des Brennstoffmaterials aufzunehmen und zu sammeln, die von den Außenfläche der durchgehenden Löcher 14 der übereinander angeordneten Tabletten 12 abfallen.The room 26 has the furilction, the small tablet parts and the powdery particles of the fuel material absorb and collect the from the outer surface of the continuous Holes 14 on top of each other arranged tablets 12 fall off.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist unter der untersten Tablette eine Wärmeisolierscheibe 28 mit einem zentralen Loch angeordnet, dessen Durchmesser größer als der des durchgehenden Loches der untersten Tablette ist. Ein im wesentlichen zylindrischer Behälter 30 ist zwischen der Wärmeisolierscheibe 28 und dem unteren Endstopfen 20 angeordnet.In a preferred embodiment, below is the lowest Tablet a heat insulating disk 28 with a central hole arranged whose Diameter is larger than that of the through hole of the bottom tablet. A substantially cylindrical container 30 is between the heat insulating disk 28 and the lower end plug 20 arranged.

Der zylindrische Behälter 30 weist einen rohrförmigen Seitenwandteil 72 und einen ringförmigen oberen Haltewandteil 34 mit einer zentralen Öffnung 36 auf, deren Durchmesser größer als der des zentralen Loches der Wärmeisolierscheibe 28 ist.. Das Innenvolumen des zylindrischen Behälters 30 begrenzt den Raum 26 zum Aufnehmen und Sammeln der kleinen Tablettenteile 15, und die Wände des zylindrischen Behälters 30 haben gleichfalls die Funktion, die ärmeisolierscheibe 28 und die übereinander angeordneten Tabletten zu halten.The cylindrical container 30 has a tubular side wall portion 72 and an annular upper retaining wall portion 34 with a central opening 36 whose diameter is larger than that of the central hole of the heat insulating disk 28 is .. The internal volume of the cylindrical container 30 delimits the space 26 for Picking up and collecting the small tablet parts 15, and the walls of the cylindrical Container 30 also have the function of insulating disk 28 and one above the other to hold arranged tablets.

Fig. 6 zeigt im einzelnen die Beschaffenheit der Brennstofftabletten von Fig. 5 nach ihrer Verwendung im Reaktor. Die kleinen Tablettenteile 15 und die pulverförmigen Teilchen des Brennstoffmaterials sind von den Außenflächen der durchgehenden Löcher 14 der übereinander angeordnten Tabletten 12 während des Betriebes des Reaktors abgefallen und im Raum 26 des Behälters 30 aufgenommen und gesammelt. Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Brennstoffelement, das in Fig. 4 dargestellt ist, sind daher die kleinen Tablettenteile nicht in den durchgehenden Löchern der tiefer angeordneten Tabletten aufgehäuft, so daß in den unteren Tabletten die PCI Wechselwirkung nicht abrupt zunimmt, was eine Beschädigung oder ein Ausfallen des Kernbrennstoffelementes, insbesondere bei einer Zunahme der Ausgangsleistung, vermeiden kann.Fig. 6 shows in detail the nature of the fuel pellets of Fig. 5 after their use in the reactor. The small tablet parts 15 and the powdered particles of fuel material are continuous from the outer surfaces Holes 14 of the stacked tablets 12 during operation of the reactor dropped and received and collected in space 26 of container 30. In contrast to the conventional fuel element shown in FIG. 4 are therefore the small tablet parts not in the through holes of the lower ones Tablets piled up so that the PCI interaction does not occur in the lower tablets increases abruptly, causing damage or failure of the nuclear fuel element, especially with an increase in output power.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Behälter zylindrische mit einem in einem Stück geformten Boden ausgebildet. Er kann jedoch auch die Form eines Korbes oder einer rohrförmigen Hülse haben, was nicht dargestellt ist. Je nach Wunsch kann das in dieser Weise ausgebildete Behälterelement in einem Stück mit dem unteren Endstopfen 20 ausgebildet sein.In the illustrated embodiment of the invention is the Cylindrical container with a bottom molded in one piece. He can but also have the shape of a basket or a tubular sleeve, which is not is shown. Depending on requirements, the container element formed in this way can be formed in one piece with the lower end plug 20.

Der Raum 26 des Behälters 30, in dem die kleinen Tablettenteile und Tablettenpulverteilchen gesammelt werden, ist so ausgelegt, daß er groß genug ist, um die kleinen Teile und Pulverteilchen der Tabletten aufzunehmen, von denen angenommen wird, daß sie von den im Hüllrohr übereinander angeordneten Tabletten abfallen. Vorzugsweise hat der Raum 26 ein Volumen, das im wesentlichen gleich dem von einigen Tabletten ist. Der Behälter 30 besteht vorzugsweise aus einem material mit der gewünschten chemischen Verträglichkeit mit dem Hüllrohr und dem unteren Endstopfen 20,beispielsweise aus einer Zirkonlegiorung, Edelstahl usw.The space 26 of the container 30, in which the small tablet parts and Tablet powder particles are collected is designed so that it is large enough to to pick up the small pieces and powder particles of the tablets that are believed to be is that they fall off the tablets arranged one above the other in the cladding tube. Preferably, the space 26 has a volume substantially equal to that of some Tablets is. The container 30 is preferably made of a material with the desired chemical compatibility with the cladding tube and the lower end plug 20, for example from a zirconium alloy, stainless steel, etc.

Damit die kleinen Tablettenteile gleichmäßig und reibungslos durch die durchgehenden Löcher der übereinander angeordneten Tabletten nach unten fallen und ein Blockieren der kleinen Tablettenteile in den durchgehenden Löchern der übereinander angeordneten Tabletten vollständig vermieden wird, ist es bevorzugt, daß die Brennstofftabletten so ausgelegt sind, daß die unteren Tabletten in der Übereinanderanordnung im Hüllrohr durchgehende Löcher haben, deren Durchmesser größer als der der oberen Tabletten ist.So that the small tablet parts pass through evenly and smoothly the through holes of the stacked tablets fall down and blocking the small tablet parts in the through holes of the one on top of the other arranged tablets is completely avoided, it is preferred that the fuel tablets are designed so that the lower tablets are arranged one above the other in the cladding tube have through holes the diameter of which is larger than that of the upper tablets is.

Es ist eine Tatsache, daß das Brennstoffelement bei seiner Verwendung im Reaktor die größte Wärme an den Tabletten erzeugt, die sich in Längsrichtung im mittleren Teil des Hüllrohres befinden. Das bedeutet, daß eine große Menge an kleinen Tablettenteilen von den Außenflächen der durchgehenden Löchern der Tabletten abfällt, die sich im mittleren Teil des Brennstoffelementes befinden. Das beruht darauf und steht damit in Verbindung, daß das Wiedersintern bei etwa 17000C oder mehr in Urandioxidtabletten auftritt,und Blasen in derartigen Tabletten zum mittleren Bereich in der Tablette wandern. Ein derartiger mittlerer Bereich in den Tabletten, der oftmals aufgrund der Blasenkonzentration kleine abspringende Tablettenteilchen erzeugt, erstreckt sich nahezu über 1/3 des Radius bis zur Hälfte des Radius der Tablette, wenn sich die Tablette in Längsrichtung im mittleren Teil des Brennstoffelementes befindet. Wie es im Vorhergehenden beschrieben wurde, ist es daher bevorzugt, daß die durchgehenden Löcher der unteren Tabletten in der Ubereinanderanordnung der Tabletten einen größeren Durchmesser als die durchgehenden Löcher der oberen Tabletten haben, so daß die kleinen Tablettenteile, die von den Tabletten erzeugt werden, die sich im mittleren Bereich des Hüllrohres befinden, reibungslos nach unten in den Raum 26 des Behälters 30 ohne Behinderung oder Blockierung fallen können. Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus ist es nicht wünschenswert, den Durchmesser der durchgehenden Löcher der oberen Tabletten in der Übereinanderanordnung von Tabletten fortlaufend in Richtung auf die unteren Tabletten zu erhöhen, so daß Tabletten ausgebildet sein können, die beispielsweise mittlere durchgehende Löcher mit drei verschiedenen Durchmessern haben.It is a fact that the fuel element in its use in the reactor, the greatest amount of heat is generated on the tablets, which extend lengthways are in the middle part of the cladding tube. That means a large amount of small pieces of tablet from the outer surfaces of the through holes of the tablets falls away in the middle Are part of the fuel element. This is based on and is connected with the fact that the re-sintering occurs at about 17000C or more occurs in uranium dioxide tablets and bubbles in such tablets migrate to the middle area in the tablet. Such a middle range in the tablets, which is often small due to the concentration of the bladder Generated tablet particles, extends almost 1/3 of the radius to half the radius of the tablet when the tablet is longitudinally in the central part of the fuel element is located. As described above, is it is therefore preferred that the through holes of the lower tablets are arranged one above the other of the tablets have a larger diameter than the through holes of the upper ones Tablets have so that the small tablet parts produced by the tablets which are located in the middle area of the cladding tube, smoothly after can fall down into the space 26 of the container 30 without obstruction or blockage. From an economic point of view, it is not desirable to have the diameter the through holes of the upper tablets in the stack of tablets continuously increase towards the lower tablets, so that tablets are formed can be, for example, the middle through holes with three different Have diameters.

Gemäß der Erfindung kann die mechanische PCI Wechselwirkung selbst dann minimal gehalten werden, wenn eine schnelle Zunahme in der Ausgangsleistung des Kernreaktors auftritt. Die Gefahr einer Beschädigung und des Ausfallens des Kernbrennstoffelementes kann somit vermindert erden, und es kann ein Lastfolgebetrieb des Leistungsreaktors verwirklicht werden.According to the invention, the mechanical PCI interaction can itself then kept to a minimum when there is a rapid increase in output power of the nuclear reactor occurs. The risk of damage and failure of the Nuclear fuel element can thus be reduced to earth, and it can be a load following operation of the power reactor can be realized.

Claims

Nuclear fuel element PATENT CLAIMS =============== ~ = nuclear fuel element with a cladding tube, the ends of which are sealed with an upper and a lower end plug are sealed, and with a variety of cylindrical fuel pellets, which are arranged one above the other in the cladding tube, with each tablet having a central one has through hole extending across the tablet axis, therethrough characterized in that the fuel element in the lower part of the cladding tube (16) has a Space (26) for collecting the small parts (15) and the powdery parts of the tablets (12) on the outer surfaces of the through holes (14) on top of each other arranged tablets (12) fall off.

2. Nuclear fuel element according to claim 1, characterized by a substantially cylindrical container (30) in the lower part of the cladding tube (16) is arranged and the internal volume of the space (26) for collecting the small Chipped off tablet parts and the powdery tablet parts forms.

3. Nuclear fuel element according to claim 2, characterized in that that a heat insulating washer (28) with a central hole under the bottom tablet the stacked tablets is arranged, and that the cylindrical Container (30) between the heat insulating washer (28) and the lower end plug (20) of the cladding tube.

4. Nuclear fuel element according to claim 2, characterized in that that the cylindrical container (30) is integral with the lower end plug (20) of the cladding tube is formed.

5. nuclear fuel element according to claim 1, characterized in that that the tablets, which are in the lower part of the stacking of the tablets have through holes, the diameter of which is greater than the diameter the through holes of those tablets that are in the upper part of the stacking of tablets.