DE1039659B

DE1039659B - Reaktor zur Durchfuehrung von Kernspaltungsreaktionen

Info

Publication number: DE1039659B
Application number: DEW19612A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilhelm Lenz
Original assignee: Walther and Co AG
Current assignee: Walther and Co AG
Priority date: 1956-08-16
Filing date: 1956-08-16
Publication date: 1958-09-25
Also published as: GB864379A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Reaktor zur Durchführung von Kernspaltungsreaktionen mit dem Ziel, aus dem Reaktor überhitzten Wasserdampf zur Energieerzeugung entnehmen zu können.

Es sind Siedewasserreaktoren bekannt, bei denen in bestimmten Kanälen im Reaktorkern leichtes oder schweres Wasser verdampft und der gebildete Sattdampf in weiteren Kanälen überhitzt wird. Hierbei sind zur Abführung der thermischen Kernspaltungsenergie extrem hohe Dampfgeschwindigkeiten erforderlich. Man hat bereits daran gedacht, zwei Kernreaktoren in der Weise zusammenzuschalten, daß im ersten Reaktor Sattdampf erzeugt und der gebildete Sattdampf im zweiten Reaktor in Heißdampf umgewandelt wird. Es ergeben sich hierbei bessere Möglichkeiten, den Ablauf der beiden Reaktoren unabhängig voneinander zu beeinflussen, jedoch sind hierbei zwei getrennte Druckgefäße erforderlich, die die Anlage beträchtlich verteuern.

Diese Nachteile können behoben und zugleich kann die Gefahr lokaler Überhitzung in dampfführenden Kanälen verringert werden, indem gemäß der Erfindung der Uberhitzerteil des Reaktors konzentrisch vom dampferzeugenden Teil umgeben ist.

Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, den zentralen Teil des Verdampferreaktors durch ein Leitrohr von dem übrigen Reaktor abzutrennen und hier die Elemente so anzuordnen und auszubilden, daß die Reaktion bei Kühlung durch den Sattdampf abläuft. Der Dampf wird dann durch das Leitrohr aus dem Sattdampf raum entnommen und nach unten durch den Wasserraum des Verdampferreaktors als überhitzter Dampf abgeleitet. Es ist aber auch möglich, den Überhitzerreaktor zweiflutig auszubilden, so daß ζ. B. der Sattdampf an seinem äußeren Umfang einströmt, durch eine Wendekammer am unteren Teil umgelenkt wird und durch den inneren Teil nach oben durch den Dampfraum aus dem Reaktorgefäß austritt. Beide Anordnungen haben den Vorteil, daß die höchste Temperatur an das vom vollen Druck beanspruchte Reaktorgefäß nur an der Austrittsstelle des Heißdampfes gelangt, die durch Doppelmantel entsprechend ausgebildet werden kann, so daß auch hier das Reaktorgefäß nicht gleichzeitig die Druck- und Temperaturbeanspruchung auszuhalten hat. Dadurch ist es möglich, für die Leitrohre keramische Werkstoffe zu verwenden. Bei der Erfindung wird zweckmäßig im Überhitzerteil eine höhere Spaltstoffkonzentration angewendet als im Verdampferteil.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Abb. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch den Reaktor und

Reaktor zur Durchführung
von Kernspaltungsreaktionen

Anmelder:

Walther & Cie. Aktiengesellschaft,
Köln-Dellbrück, Waltherstr. 51

Dr.-Ing. Wilhelm Lenz, Bergisch Gladbach,
ist als Erfinder genannt worden

Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Abb. 1.

Durch das Druckgefäß 4 tritt — aus einer Ringleitung kommend — das Speisewasser durch gleichmäßig über den Umfang verteilte Leitungen 5 in den Reaktor ein. Es strömt durch den äußeren Ringraum 6 nach unten, wobei es als Reflektor und Kühlmantel dient. Am unteren Ende des äußeren Ringraumes erfolgt eine Umlenkung um 180° in den inneren Ringraum, der gebildet wird durch äußeres und inneres Leitrohr 7 und 9. In diesem Räume wird das Wasser durch die Spaltstoffelemente 8 auf Sattdampftemperatur erwärmt. Am oberen Ende des inneren Ringraumes erfolgt eine erneute Umkehr des Wassers um 180°, wodurch es nun in den Raum des inneren Leitrohres 9 gelangt. Hier wird durch die Spaltstoffelemente 10 die Überhitzung auf Austrittstemperatur bewirkt. Durch eine Leitung 11 verläßt der überhitzte Dampf das Reaktorgefäß. Die Wirkung der Spaltstoffelemente ist regelbar mit Hilfe der Regelstäbe 12.

Claims

Patentansprüche:

1. Reaktor zur Durchführung von Kernspaltungsreaktionen zwecks Gewinnung elektrischer Energie mit Kanälen, die einerseits zur Erzeugung von Dampf, andererseits zur Überhitzung des erzeugten Dampfes dienen, dadurch gekennzeichnet, daß der Überhitzerteil konzentrisch vom dampferzeugenden Teil umgeben ist.

2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse, dem Überhitzer- und Verdampferteil Leitwände vorgesehen sind, die das am Gehäuseumfang zugeführte Speisewasser und den erzeugten Dampf je um 180° umlenken.

3. Reaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kühle Speisewasser das Gehäuse

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von oben nach unten durchfließt und nach Umkehr seiner Bewegungsrichtung im äußeren Reaktorteil als Dampf nach oben steigt, der von dort den Überhitzerteil in entgegengesetzter Richtung durchströmt und am Reaktorboden abgenommen wird.

4. Reaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Überhitzer zuströmende Dampf oben ein- und überhitzt oben wieder austritt, wobei im unteren Teil des Überhitzers sich eine Umkehrkammer befindet.

5. Reaktor nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwände aus keramischem Werkstoff bestehen.

6. Reaktor nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Überhitzerteil des Reaktors eine höhere Spaltstoffkonzentration angewendet wird als im Verdampferteil.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Nucleonics«, Bd. 11, 1953, H. 1, S. 42 und 43, und Bd. 14, 1956, H. 8, S. R 9.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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