Vorrichtung zum Einführen von Regelelementen in den Kern eines Kernreaktors
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einführen von Regelelementen in den
Kern eines Kernreaktors, bei der diese Regelelemente nach Art einer Perlenkette
auf Seilen angeordnet sind und die Führungen für diese Regelelemente als durch den
Reaktorkern geführte und gegen diesen abgeschlossene Rohre, welche außerhalb des
Reaktorgefäßes enden, ausgebildet sind.Device for introducing control elements into the core of a nuclear reactor
The invention relates to a device for introducing control elements into the
Core of a nuclear reactor, in which these control elements are like a pearl necklace
are arranged on ropes and the guides for these control elements than through the
Reactor core guided and sealed against this tubes, which outside of the
Reactor vessel ends, are formed.
Zur Regelung heterogener Kernreaktoren verwendet man vielfach Stäbe
aus neutronenabsorbierendem Material, die z. B. durch den Deckel des Reaktorgefäßes
hindurch- und mittels besonderer Antriebe in das Innere des Reaktorkerns hinein-
und daraus herausgeführt werden. Auch führt man vielfach die Stäbe von unten in
den Reaktorkern hinein und nach oben heraus, so daß diese den Reaktorkern völlig
durchdringen. Es ist auch bekannt, die Stäbe seitwärts in den Reaktorkern einzuführen.
Bei bestimmten Ausführungsformen der Stäbe bildet man das neutronenabsorbierende
Material flächenhaft, schwertförmig aus. Auch diese Stäbe kommen in der genannten
Weise zur Anwendung.Rods are often used to regulate heterogeneous nuclear reactors
made of neutron absorbing material, e.g. B. through the lid of the reactor vessel
through and by means of special drives into the interior of the reactor core.
and be led out of it. In many cases, the rods are also inserted from below
the reactor core in and up out, so that this completely covers the reactor core
penetrate. It is also known to insert the rods sideways into the reactor core.
In certain embodiments of the rods one forms the neutron absorbing one
Material flat, sword-shaped. These rods also come in the said
Way to apply.
Ferner wurde vorgeschlagen, neutronenabsorbierende Elemente in gleichmäßigen
Abständen nach Art einer Perlenkette an einem Kabel zu befestigen, welches mit Hilfe
einer Kabeltrommel in den Reaktorkern hinein und aus ihm wieder heraus bewegt werden
kann.It has also been proposed to use neutron absorbing elements in uniform
To attach distances like a pearl necklace on a cable, which with the help
a cable drum in and out of the reactor core
can.
Bei den bekannten Regelstabvorrichtungen treten große Dichtungsschwierigkeiten
auf, denen man auf verschiedenen Wegen entgegenzutreten versucht. Man führt z. B.
die Stäbe durch eine Stopfbuchsendichtung, bringt die ferngesteuerten Antriebsaggregate
vollständig innerhalb des Reaktorgefäßes unter oder führt die Regelstäbe von außen
in geschlossenen Rohren, die mit der Gefäßwand des Reaktors dicht verschweißt oder
dicht verflanscht sind. Bei Hochtemperaturreaktoren lassen sich diese Regelstabvorrichtungen
jedoch nicht ohne weiteres verwenden, da für die Regelstäbe besondere Führungen
und Kühlvorrichtungen vorgesehen sein müssen. Außerdem dürfen die Regelstäbe bei
graphitmoderierten Hochtemperaturreaktoren nur durch die kälteren Zonen und nicht
durch die heißeste Zone des Reaktors geführt werden, da zur Zeit noch kein Material
bekannt ist, das als Strukturmaterial für Regelstäbe geeignet ist und das gleichzeitig
korrosionsfest gegenüber einer Aufkarborierung in Gegenwart von Graphit ist.In the known control rod devices, great sealing difficulties occur
which one tries to counter in different ways. One leads z. B.
the rods through a gland seal, brings the remote-controlled drive units
completely inside the reactor vessel or leads the control rods from the outside
in closed tubes which are welded tightly to the vessel wall of the reactor or
are tightly flanged. These control rod devices can be used in high-temperature reactors
however, do not use them without further ado, as there are special guides for the control rods
and cooling devices must be provided. In addition, the control staff are allowed to
graphite-moderated high-temperature reactors only through the colder zones and not
be passed through the hottest zone of the reactor, as there is currently no material
is known that is suitable as a structural material for control rods and that at the same time
is corrosion-resistant to carburization in the presence of graphite.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Einführen von Regelelementen
in einen Kernreaktor anzugeben, die bei allen Arten von Reaktoren verwendbar und
verhältnismäßig einfach aufzubauen ist, bei der die genannten Dichtungsschwierigkeiten
nicht auftreten, und die es ermöglicht, die Verteilung der Reaktivität im Reaktorkern
auf eine einfache Weise zu steuern.The object of the invention is to provide a device for introducing control elements
in a nuclear reactor that can be used in all types of reactors and
is relatively easy to set up, with the sealing difficulties mentioned
do not occur and which makes it possible to distribute the reactivity in the reactor core
in an easy way to control.
Die Erfindung besteht darin, daß die auf Seilen nach Art einer Perlenkette
angeordneten Regelelemente über die Länge eines Seiles unterschiedliche Abstände
zueinander haben.The invention consists in that on ropes in the manner of a pearl necklace
arranged control elements over the length of a rope different distances
have to each other.
Die Anordnung der Regelelemente auf einem Seil gestattet, gekrümmte
Führungsrohre durch den Reaktorkern zu leiten, was bei den Führungsrohren für die
bekannten Regelstäbe nicht möglich ist. Gekrümmte Rohre lassen sich aber im Gegensatz
zu den geraden derart vorteilhaft durch den Reaktorkern leiten, daß einerseits die
Zonen höchster Temperatur nicht berührt, andererseits jedoch die Zonen maximaler
Wirksamkeit durchlaufen werden. Die vollkommene Abschirmung der Regelelemente gegen
chemische Einflüsse ist hierbei ebenfalls gegeben. Die Anordnung der Regelelemente
mit über die Länge eines Seiles unterschiedlichen Abständen zueinander hat den erheblichen
Vorteil, daß sich die Verteilung z. B. des neutronenabsorbierenden Materials und
damit die Verteilung der Reaktivität im Reaktorkern
durch einfache
Verschiebung des Seiles mit vielen Variationsmöglichkeiten steuern läßt.The arrangement of the control elements on a rope allows curved
Guide tubes through the reactor core, which is what the guide tubes for the
known control rods is not possible. In contrast, curved pipes can be
to the straight line so advantageously through the reactor core that on the one hand the
Zones of highest temperature not touched, on the other hand, however, the zones of maximum
Effectiveness to be traversed. The complete shielding of the control elements against
chemical influences are also given here. The arrangement of the control elements
with different distances from one another over the length of a rope has the considerable
Advantage that the distribution z. B. the neutron absorbing material and
thus the distribution of reactivity in the reactor core
through simple
Can control displacement of the rope with many possible variations.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung
schematisch dargestellt. Die Fig. 1 zeigt einen Kugelhaufenreaktor mit der Regelvorrichtung
im Aufriß und die Fig. 2 denselben im Grundriß. 4. bedeutet die Reaktorfüllung,
die durch einen Kugelhaufen veranschaulicht ist. 3 sind über den Reaktorkern verteilte,
gegen den Reaktorkern gasdicht abgeschlossene Rohre zum Einführen der an einem Seilzug
1 nach Art einer Perlenkette aufgereihten Regelelemente 2. Zur Fernsteuerung der
Regelelemente 2 dient bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine von einem Elektromotor
6 angetriebene Seilwinde 5.1 and 2 is an embodiment according to the invention
shown schematically. Fig. 1 shows a pebble bed reactor with the control device
in elevation and FIG. 2 the same in plan. 4. means the reactor filling,
which is illustrated by a globular cluster. 3 are distributed over the reactor core,
Pipes sealed gas-tight against the reactor core for inserting the cables on a cable
1 control elements lined up like a pearl necklace 2. For remote control of the
In the illustrated embodiment, control elements 2 are used by an electric motor
6 powered winch 5.
Die vorliegende Vorrichtung läßt verschiedene Abwandlungen zu. Das
Seil kann z. B. in sich geschlossen sein, es kann an beiden Enden auf je einer Antriebstrommel
aufgewickelt werden oder am unteren Ende durch Gewichte beschwert sein. Das Führungsrohr
kann mit einem Kühlgas bespült werden oder als Doppelrohr ausgebildet sein, dessen
Innenrohr die Regelelemente aufnimmt und dessen Außenrohr von einem in dem Zwischenraum
zwischen Außen- und Innenrohr strömenden Kühlmittel gekühlt ist. Die Regelelemente
müssen nicht aus neutronenabsorbierendem Material bestehen, sondern sie können aus:
Moderatormaterial hergestellt sein, um z. B. einen heterogenen Reaktor gerade kritisch
zu machen.The present device allows various modifications. That
Rope can e.g. B. be self-contained, it can be on a drive drum at both ends
be wound up or weighed down at the lower end by weights. The guide tube
can be flushed with a cooling gas or be designed as a double tube, its
Inner tube receives the control elements and the outer tube of one in the space
coolant flowing between the outer and inner tubes is cooled. The rule elements
do not have to consist of neutron absorbing material, but they can consist of:
Moderator material be made to e.g. B. a heterogeneous reactor is just critical
close.