DE1028705B - Heterogener Kernreaktor mit Kuehlmittel-Filtereinrichtung - Google Patents
Heterogener Kernreaktor mit Kuehlmittel-FiltereinrichtungInfo
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
- G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
- G21C19/303—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps specially adapted for gases
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/02—Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf heterogen aufgebaute Kernreaktoren, und sie befaßt sich mit
dem Filtern des Kühlmittels, welches über die Kern.-brennstoffelemente
im Reaktor hinweggeleitet worden ist.
Beim Entwurf eines Kernreaktors muß darauf Rücksicht genommen werden, daß im Verlauf des
Reaktorbetriebes Vorgänge auftreten, welche zum Versagen eines gewissen Teiles des Schutzmantels
führen, der die Kernbrennstoffelemente im Reaktor umhüllt. Dieses Versagen kann in seinem Ausmaß
unterschiedlich sein, und zwar von einem mikroskopisch winzigen Leckaustreten der Spaltprodukte
bis zu einem Zustand reichen, der als Explosion gewertet werden kann, wenn Verbindungen des Kern-
brennstofres, welche durch Reaktion zwischen Brennstoff und Kühlmittel entstehen, in den Kühlmittelstrom
hinein entweichen.
Typischerweise ist es bei einem mit Kohlendioxyd gekühlten Graphitmoderatorreaktor möglich, daß
Uranoxyd im Kühlmittel auftritt. Dieses Oxyd ergibt dann eine Vergiftung bzw. Verunreinigung, welche
nicht nur das Arbeiten am Reaktor und die Aufrechterhaltung des Betriebes des Reaktors und seiner Hilfseinrichtungen
schwieriger und vielleicht sogar gefahrlieh macht, sondern auch die Tendenz hat, die Ansprechempfindlichkeit
von Geräten zu verringern, die dazu vorgesehen sind, das Versagen anderer Schutzhüllen
aufzudecken bzw. festzustellen. Wenn das Kühlmittel
in einem geschlossenen Umlaufkreis zirkuliert, wird im Laufe der Zeit der ganze Umlaufkreis verunreinigt,
während dann, wenn das Kühlmittel nur ein einziges Mal durchgeleitet und daraufhin abgeführt
wird, um vernichtet zu werden, im Abfallmaterial ein gefährlicher Zustand geschaffen wird.
Daher ist es üblich geworden, Filter im Kühlstrom der Kernreaktoren vorzusehen. Diese Filter haben den
Nachteil, daß sie sperrig im Aufbau sind (um den Druckabfall darin auf ein Mindestmaß zu beschränken),
daß sie innerhalb sperriger Schutzschirme untergebracht sind und daß sie eine Spezialhandhabung bei
ihrer Auswechslung erforderlich machen.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Filtereinrichtung für einen heterogenen Kernreaktor, welche
die vorerwähnten Nachteile vermeidet. 4-5
Erfindungsgemäß wird ein heterogener Kernreaktor mit einem Filterbauteil im Ausgangsendstück eines
jeden geladenen bzw. bestückten Brennstoffelementkanals ausgestattet, durch welchen das Kühlmittel geleitet
wird.
Die Erfindung soll nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher
beschrieben werden, und zwar zeigt
Fig. 1 eine Ansicht im Längsschnitt, während
Heterogener Kernreaktor
mit Kühlmittel-Filtereinricritung
mit Kühlmittel-Filtereinricritung
Anmelder:
United Kingdom Atomic Energy Authority, London
Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen (Westf.), Oranienstr. 14
Siegen (Westf.), Oranienstr. 14
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 15. März 1956
Großbritannien vom 15. März 1956
Richard Valentine Moore, London,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
Fig. 2 eine Einzelteildarstellung in isometrischperspektivischer Form wiedergibt.
Zunächst werde Fig. 1 behandelt, welche ein Teilstück eines Graphitkerns 1 eines gasgekühlten heterogenen
Kernreakto-rs darstellt. Der Kern 1 wird durch einen Stapel von Graphitblöcken 2 gebildet, die ausgebohrt
sind, wodurch eine Mehrzahl lotrechter Kernbrennstoffelementkanäle 3 geschaffen wird. Eine
Brennstoffelement-Zuführungsleitung 30, die jedem der
Kanäle 3 zugeordnet ist, ist mit einem Gasprobeentnahmerohr 31 ausgestattet. Am Ausgangsende eines
jeden Kanals 3 ist ein individuelles Kühlgasfilter 5 untergebracht, welches ein zylindrisches Filterelement
6 aufweist, das auf einem perforierten bzw.
siebartig durchlöcherten Rohr 7 zwischen einem unteren Auflageschenkelstück 8 und einem oberen Verschluß-
und Haltebauteil 9 sitzt. Das Schenkelstück 8 hat einen rohrförmigen Körper 10 mit einem Mundstück
11 von innen konischem Verlauf und drei mit gleichem Abstand voneinander angeordnete radiale
Schenkel 12. Der Bauteil 9 weist einen abgestuften rohrförmigen Körper 13 auf, der eine äußere Abstufung
14 hat, auf welcher ein GrapWtverschlußring 15 ruht, der durch ein rohrförmiges Schulterstück 16
gehalten wird, welches auf den Körper 13 aufgeschraubt ist. Das Schenkelstück 8 und der Bauteil 9
sind jeweils vermittels kontinuierlich überlappter Schweißnähte an die Enden eines perforierten Rohres
17 angeschweißt, welches das Filterelement 6 mit Abstand umgibt.
Fig. 2 veranschaulicht einen Teil des Filterelementes 6, welches die Form einer geschlossen gewundenen
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Schraubenwendel 18 aus Nickeldraht hat. Die Wendel 18 ist um das perforierte bzw. siebartig durchlöcherte
Rohr 7 gewickelt und an dessen Enden mit Flanschbuchsen 19 und 20 (Fig. 1) befestigt. Der die
Wendel 18 bildende Nickeldraht hat trapezförmigen Querschnitt, und jede Windung wird von der benachbarten
durch in einem Stück ausgeführte, bzw. aus dem Vollen herausgearbeitete Abstandsstege 21 auf
Abstand gehalten.
Die Flanschbuchsen 19 und 20 halten das Filterelement
6 und das Rohr 7 zwischen dem Schenkelstück 8 und dem Endbauteil 9. Die Buchse 19 hat ein
äußeres Endflanschenstück 22, welches zwischen einer inneren Abstufung 23 'im Körper 13 und einem Ring
24, der in den Körper 13 hineingeschraubt ist, gehalten wird. Die Buchse 20 hat ein äußeres Endflanschenstück
25, welches mit Feinpassung in dem rohrförmigen Körper 10 sitzt. Dieser enthält eine Kugel 26,
welche normalerweise das Mundstück 11 verschließt, und ihre Bewegung wird durch eine Stange 27 begrenzt,
welche den Körper 10 im Inneren überspannt. Das Kühlgas, welches aufwärts entlang dem Kanal 3,
wie durch die Pfeile 28 angedeutet, fließt, wird, gezwungen, zuerst durch das Rohr 17 und dann durch
das Element 6 in das perforierte bzw. siebartig durchlöcherte Rohr 7 hineinzuströmen und von da aus durch
den Bauteil 9, wie durch den Pfeil 29 in Fig. 1 angedeutet,
auszuströmen. Feste Teilchen, welche durch das Filterelement 6 aus dem Kühlgas herausgefiltert
werden, werden auf der Außenseite des Elementes 6 festgehalten. Sollte das Element 6 blockiert werden, so
wird die Kugel 26 durch den Druck des Kühlgases angehoben, welches nunmehr unmittelbar durch das
perforierte bzw. siebartig durchlöcherte Rohr 7 strömt. Der Graphitring 15 sitzt lose im Bauteil 9, um einer
Wärmeausdehnung des Körpers 13 im Bauteil 9 Rechnung zu tragen.
Die Vorteile, die sich aus der Erfindung ergeben, sind die, daß eine Filtereinrichtung für das Kühlmittel
geschaffen wird, welche eine große, effektive Querschnittsfläche aufweist (z. B. bei einem mit
Kohlendioxyd gekühlten Kernreaktor eine Fläche von etwa 14 m2) bei einem entsprechend geringen Druckabfall
und einem geringen Verbrauch an Pumpleistung, daß das Filter ohne zusätzliche unerwünschte
Aufbaueinrichtungen, beispielsweise Filterkammern, in der Kühlmittelrohranlage untergebracht werden
kann, daß das Filter dadurch, daß es sich innerhalb der Reaktorabschirmung befindet, keiner besonderen
zusätzlichen Abschirmung bedarf und daß die Entleerung bzw. Säuberung des Filters mit der Ab scha rmvorrichtung
vorgenommen werden kann, die bereits für das Entladen der Brennstoffelemente vorgesehen
ist. Das Filter konzentriert außerdem die Stoffe, welche aus dem Uranbrennstoff entweichen, an einer
Stelle kräftigen Neutronenflusses. Im Filter aufgefangener Spaltstoff reagiert daher und gibt Spaltprodukte
ab. Die Probeentnahmestelle der Vorrichtung für das Feststellen von Hülsenrissen (die z. B.
auf gasförmige Spaltprodukte oder verzögerte Neutronen anspricht), welche das Gasprobeentnahmerohr
aufweist, welches mit der Kernbrennstoffelement-Zuführungsleitung 30 verbunden ist, befindet sich in
der Nähe der stromabwärts gelegenen. Seite des Filters, so· daß eine rasche und empfindliche Warnung,
daß in dem in Betracht kommenden Kanal ein Hülsenriß vorhanden ist, erhalten wird.
Claims (5)
1. Heterogener Kernreaktor mit Kühlmittel-Filtereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Filterbauteil im Ausgangsendstück eines jeden geladenen bzw. bestückten Kernbrennstoffelementkanals,
durch welchen das Reaktorkühlmittel hindurchgeleitet wird, vorgesehen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Filterbauteil eine auf
Druck ansprechende Umgehungsweg-Freigabevorrichtung aufweist, derart, daß das Kühlmittel entlang
dem Reaktorkühlmittelkanal, ungehindert durch das Filter bei dessen Blockierung oder Verstopfung,
hindurchzuströmen vermag.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel für das Abziehen des
Kühlgases zwecks Probeentnahme dicht bei jedem Filterbauteil und an der stromabwärts gelegenen
Seite desselben vorgesehen sind.
4. Filterbauteil zur Verwendung in einem Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß er einen rohrförmigen Teil aufweist, welcher an einem Ende mit einem hohlen Haltekopfstück
versehen ist, das einen Außenverschlußring trägt, um den Umfang des Kopfstückes in einen konisch
zulaufenden Teil des Brennstoffkanals einzupressen, und welcher an dem anderen Ende ein
Schenkelstück hat, um den Filterbauteil axial in einem Kanal zu lagern, der mit dem konisch zulaufenden
Kanal verbunden ist, so daß das Kühlmittel durch das Schenkelstück und dann innen
durch das Filter strömen kann, um durch das hohle Haltekopfstück abgeleitet zu werden.
5. Filterbauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das hohle Haltekopfstück einen
Innenflansch für den Angriff eines Hebegreifers aufweist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 809 507/324 4.58
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8146/56A GB806460A (en) | 1956-03-15 | 1956-03-15 | Improvements in or relating to heterogeneous nuclear reactors |
Publications (1)
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DE1028705B true DE1028705B (de) | 1958-04-24 |
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ID=9846636
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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GB (1) | GB806460A (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1128931B (de) * | 1958-05-03 | 1962-05-03 | Commissariat Energie Atomique | Brennstoffzelle fuer Kernreaktor |
DE1200452B (de) * | 1960-11-26 | 1965-09-09 | Atomkraftwerk Rheinsberg Mit B | Vorrichtung zum Nachweis von schadhaften Brennelementen in Kernreaktoren |
DE1208016B (de) * | 1961-12-20 | 1965-12-30 | Atomic Energy Authority Uk | Vorrichtung zum Entfernen von Spaltproduktmetalldaempfen aus dem Kuehlgasstrom eines Kernreaktors |
DE1213542B (de) * | 1961-07-31 | 1966-03-31 | Gen Dynamics Corp | Kernreaktor-Brennstoffelement |
DE1216445B (de) * | 1960-12-09 | 1966-05-12 | Euratom | Gasgekuehlter Kernreaktor mit Reinigungssystem |
EP0432738A1 (de) * | 1989-12-14 | 1991-06-19 | Abb Atom Ab | Brennstoffeinheit für einen Siedewasserreaktor |
Families Citing this family (1)
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US4678627A (en) * | 1985-04-04 | 1987-07-07 | Westinghouse Electric Corp. | Debris-retaining trap for a fuel assembly |
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- BE BE555736D patent/BE555736A/xx unknown
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- 1956-03-15 GB GB8146/56A patent/GB806460A/en not_active Expired
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- 1957-03-14 DE DEU4426A patent/DE1028705B/de active Pending
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Also Published As
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ES234173A1 (es) | 1957-08-16 |
GB806460A (en) | 1958-12-23 |
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