DE1022710B - Kernreaktor mit festem Moderator und Brennstoffstaeben, die mit Kuehlrippen versehen sind - Google Patents

Description

• Kernreaktor mit festem Moderator und Brennstoffstäben, die mit Kühlrippen versehen sind Die Erfindung betrifft einen Kernreaktor mit festem :Moderator und Brennstoffstäben, die mit Kühlrippen versehen sind. Die Erfindung besteht darin, daß die Kühlrippen im mittleren Reaktorbereich ihre der dort erforderlichen Kühlfläche entsprechende volle Länge haben und nach der Außenseite des Reaktors hin zunehmend gekürzt sind. Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Maßnahme nimmt der Durchmesser der Kühlkanäle nach der Reaktoraußenseite hin. ab.
• Die Größe eines Leistungsreaktors ist vor allem durch die Möglichkeit der Wärmeabfuhr begrenzt. Da im Zentrum des Reaktors die stärkste Wärmebel.astung entsteht, wird die maximale Kühlmitteltem.peratur bei vorgegebener Brennstoffstabtemperatur durch die Wärmeabfuhr aus den mittleren Reaktorl@anälen begrenzt.
• Es ist bereits bekannt, einen Kernreaktor in der Weise zu betreiben, daß die Brennstoffstäbe im Mittleren Reaktorbereich verhältnismäßig stärker gekühlt werden als im äußeren Reaktorbereich. Es ist weiterhin bekannt, die Brennstoffelemente mit Kühlrippen auszustatten.
• Zur Lösung der Aufgabe, die berippten Brennstoffelemente im mittleren Reaktorbereich stärker zu kühlen, werden bei einem bekannten Verfahren Drosselstücke versehied@ener Größe angewendet. Nach der Erfindung wird zur Verbilligung vorgeschlagen., die Kanalbolirung und die Höhe der einzelnen Rippen der Brennstoffeleinen.te so zu gestalten, daß die Kühlrippen im mittleren Bereich eine größere Länge haben als nach der Außenseite des Reaktors zu. Zusätzlich wird dabei die N-faßnahme angewandt, den Durchmesser der Kühlkanäle ebenfalls nach der Reaktoraußenseite hin abnehmen zu lasen. Fabrikatorisch entsteht dabei der Vorteil, daß zunächst alle Brennstc)ffellemente mit gleicher Rippenhöhe in der größten erforderlichen Höhe ausgeführt werden. Durch nacht r2-liches ä Verkürzen der Rippenhöhe werden: alle übrigen hrennstoffeleinente aus einem Grundelement hergestellt. Durch die Anwendung der erfindungsq , -,ein, . *iße -#ii Nlaßna.hnien ergeben sich folgende bedeutende Vorteile: 1. Wegen der größeren Rippenhöhe und, der Kühllcanalbohrung in der Reaktormitte ergibt sich an dieser Stelle ein kleinerer Neutronenvernrelirungsfal,tor. Dadurch tritt eine Neutronenflußabflachung ein, die wärmetechnisch in jedem Falle angestrebt wird.
• 2. hei größeren Leistungsreaktoren werden pro Füllung bis zu 20 000 und 30 000 einzelne Brennstofteleinente- benöti=gt. Praktisch wäre es kaum durchführbar, für alle verschieden bemessenen Elemente die erforderlichen Ersatzelemente vorrätig zu haben. Abesehen von der Lagerhaltung wäre (lies ]),ei einem Preis von etwa 3000 DM pro Element infolge des bedeutenden Kapitalaufwandes nicht vertretbar. Bei dem erfindungsgemäßen Kernreaktor ist es möglich, die Lagerhaltwngskosten sehr stark zu senken. Weiterhin braucht bei der serienmäßigen Herstellung der Brennstoffeleine:nte nur ein. einziges Fertigungsprogramm durchgeführt zu werden, so daß die spezifischen Kosten ebenfalls stark sinken.
• 3. Durch die Verminderung der Kühlinittel-Austrittstemperatur in den an Zahl geringen mittleren Reaktor-Kühlkanälen wird in diesen die: Wärmeleistung pro, Kanal bedeutend gesteigert und trotzdem die mittlere Kühlmittel-Austrittstemperatur des ganzen Reaktors nur unwesentlich herabgesetzt.
• Da die mittleren Kühlkanäle bei einem zylindrischen Reaktor den kleineren Teil der Gesamtzahl aller Kühlkanäle ausmachen, kann ohne großen \Tachteil die Kühlung in der Mitte des Realctors noch stärker betrieben werden, so daß dabei das Kühlmittel in diesem Bereich nicht so weit aufgewärmt wird wie im äußeren Rea.lctorherei-ch. Dadurch ergibt sich die l.2öglichk eit, den Realitor für eine größere Wärmeleistung auszulegen bzw. die gesamte Reaktorleistung entsprechend anzuheben, wobei die mittlere Kühlmittel-Austrittstemperatur aus allen Kanälen nur gering herabgesetzt wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Kernreaktor mit festem Moderator und Brennstoffstäben, die mit Kühlrippen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese im mittleren Reaktorbereich ihre der dort erforderlichen Kühlfläche entsprechende volle Länge haben und nach der Außenseite des Reaktors hin zunehmend gekürzt sind.
2. 2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kühlkanäle nach der Reaktorenaußenseite hin abnimmt. In Betracht gezogene Druckschriften: G 1 a s s t o n e . Principles of 1 uclear Reactor Engineering. 1956. S. 645. 646.