DE1181332B - Nuclear reactor with a large number of fuel elements - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: G 21 Boarding school Class: G 21

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Auslegetag:Number:
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Deutsche Kl.: 21g-21/20 German classes : 21g -21/20

H 35295 VIII c/21g
7. Januar 1959
12. November 1964H 35295 VIII c / 21g
January 7, 1959
November 12, 1964

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kernreaktor, dessen Kern eine Vielzahl von einem Kühl- und/oder Moderatormittel umströmte stabförmige Brennstoffelemente aufweist, die von Metallgehäusen umschlossen sind, welche durch Rohrstutzen mit benachbarten, weitere Brennstoffelemente umschließenden Metallgehäus.en verbunden sind.The invention relates to a nuclear reactor, the core of which has a plurality of a cooling and / or Having moderator means flowed around rod-shaped fuel elements, which are enclosed by metal housings are, which by pipe socket with adjacent, further fuel elements enclosing Metallgehäus.en are connected.

Es ist bekannt, sämtliche Brennstoffstäbe eines Kernreaktors in einem einzigen gemeinsamen großen Gehäuse anzuordnen. Solche Gehäuse sind in ihrer Herstellung sehr teuer, und Reparaturen an einem solchen Gehäuse sind schwierig, kostspielig und legen die Anlage auf längere Zeit still.It is known to have all of the fuel rods of a nuclear reactor in a single large To arrange housing. Such housings are very expensive to manufacture, and repairs to one Such housings are difficult, expensive and put the system out of operation for a long time.

Es ist ferner bekanntgeworden, die Brennstoffelemente eines Kernreaktors im Abstand voneinander einzeln anzuordnen und mit je einem Leichtmetallgehäuse zu umschließen, die mittels kleiner Verbindungsrohre hintereinandergeschaltet sind. Die je einen einzigen Brennstoffstab umschließenden Metallgehäuse dienen hierbei zur Führung eines Kühlmittels. Hierdurch werden die genannten Nachteile nicht vermieden, und ein solcher Reaktor ist auch in seiner Herstellung teuer; ferner ist die Beseitigung von auftretenden Störungen äußerst umständlich. It has also become known that the fuel elements of a nuclear reactor are spaced apart from one another to be arranged individually and to enclose each with a light metal housing, which means smaller Connecting pipes are connected in series. Each enclosing a single fuel rod Metal housings are used to guide a coolant. This eliminates the disadvantages mentioned not avoided, and such a reactor is also expensive to manufacture; furthermore is the elimination of occurring disturbances extremely cumbersome.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Reaktor zu schaffen, der die obigen Nachteile vermeidet und bei dem insbesondere die Herstellungskosten niedrig sind und bei notwendigen Reparaturen der Ersatz schadhafter Teile schnell und einfach vonstatten geht.The invention is based on the object of creating a reactor which avoids the above disadvantages and in which, in particular, the manufacturing costs are low and repairs are necessary the replacement of defective parts is quick and easy.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Metallgehäuse aus einzeln für sich montierbaren Gehäusen bestehen, die in ihrer Gesamtheit das Reaktorkerngefäß ersetzen, von denen jedes eine Vielzahl langer, parallel nebeneinander angeordneter Brennstoffelemente als einzige, allen darin befindlichen Brennstoffelementen gemeinsame Führung des Kühl- und/oder Moderatormittels umgibt, und daß jedes der Gehäuse mehrere, in verschiedener Höhe angeordnete weite und kurze Anschlußrohrstutzen aufweist, die eine Parallelverbindung zwischen benachbarten Stahlgehäusen herstellen.According to the invention, this object is achieved in that the metal housing consists of individually mountable Casings exist which in their entirety replace the reactor core vessel, each of which a multitude of long, parallel side by side arranged fuel elements as the only one, all in it the fuel elements located in the common guide of the coolant and / or moderator surrounds, and that each of the housings has a plurality of wide and short connecting pipe stubs arranged at different heights has, which establish a parallel connection between adjacent steel housings.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß das Gehäuse des Reaktors aus Rohren zusammengesetzt werden kann, welche ohne weiteres der industriellen Massenfertigung entnommen werden können. Dies bringt einmal eine außerordentliche Verbilligung der Herstellungskosten eines Kernreaktors mit sich, und zum anderen ist es bei einer eventuell notwendigen Reparatur des Reaktors in einfachster Weise möglich, den schadhaften Gehäuseteil bzw. das schad-Kernreaktor mit einer Vielzahl von Brennstoffelementen This has the advantage that the housing of the reactor is composed of tubes can be, which can easily be taken from industrial mass production. this once brings an extraordinary reduction in the production costs of a nuclear reactor with it, and on the other hand, if the reactor needs to be repaired, it is very easy to the damaged housing part or the harmful nuclear reactor with a large number of fuel elements

Anmelder:
Andre Huet, Paris
Vertreter:Applicant:
Andre Huet, Paris
Representative:

Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,
Dipl.-Ing. G. E. M. Dannenberg
und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,
Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,
Dipl.-Ing. GEM Dannenberg
and Dr. V. Schmied-Kowarzik, patent attorneys,
Frankfurt / M., Große Eschenheimer Str. 39

Als Erfinder benannt:
Andre Huet, ParisNamed as inventor:
Andre Huet, Paris

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Frankreich vom 7. Januar 1958 (755 351)France 7 January 1958 (755 351)

hafte Stahlrohr aus dem Reaktor zu entfernen und durch ein neues, der Serienfertigung entstammendes Rohr zu ersetzen.remove the sticky steel pipe from the reactor and replace it with a new one from series production Replace pipe.

Vorzugsweise weist jedes der Stahlgehäuserohre mindestens ein axial hindurchgeführtes Rohr zur Aufnahme eines die Reaktivität des Reaktors und/oder die Temperatur des Kühl- bzw. Moderatormittels steuernden Mediums auf.Preferably, each of the steel housing tubes has at least one axially passed tube Recording of the reactivity of the reactor and / or the temperature of the coolant or moderator controlling medium.

Die durch die Stahlgehäuserohre hindurchgeführten Rohre bestehen aus einem für Neutronen durchlässigen Werkstoff.The tubes passed through the steel housing tubes consist of a tube that is permeable to neutrons Material.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the drawing, for example, namely show:

Fig. 1 den Reaktor gemäß der Erfindung im Querschnitt undFig. 1 shows the reactor according to the invention in Cross section and

F i g. 2 im Längsschnitt.F i g. 2 in longitudinal section.

Wie in Fig. 1 ersichtlich, besteht der Reaktor gemäß der Erfindung aus einer großen Anzahl von Einzelelementen (neun im Falle der Figur), von denen jedes ein zylinderförmiges Gehäuse α aufweist, das an der Seite mit mehreren großen Anschlußstutzen b versehen ist, beispielsweise, wie in F i g. 2 dargestellt ist, drei an ein und derselben Erzeugenden des Gehäuses. Diese Anschlußstutzen können kreisförmigen Querschnitt aufweisen oder, wie dargestellt, ovalen Querschnitt, dessen größere Achse in Richtung der Erzeugenden des Gehäuses verläuft.As can be seen in Fig. 1, the reactor according to the invention consists of a large number of individual elements (nine in the case of the figure), each of which has a cylindrical housing α , which is provided on the side with several large connecting pieces b , for example, as in Fig. 2, three on one and the same generatrix of the housing. These connecting pieces can have a circular cross-section or, as shown, an oval cross-section, the larger axis of which runs in the direction of the generatrix of the housing.

409 727/314409 727/314

Auf diese Weise wird der größtmögliche Verbindungsquerschnitt der Gehäuse miteinander hergestellt. In this way, the largest possible connection cross-section between the housings is established.

Jedes Gehäuse α wird durch zwei Böden c¹, c² geschlossen, von denen mindestens einer, c¹, abnehmbar ist und an denen jeweils der Einlaßstutzen d² oder d¹ des Kühlmittels oder Brems- oder Moderierungsmittels und der zugehörige Auslaßstutzen d¹ oder ä¹ angebracht sind. Man kann daher in jedem der Gehäuse α getrennt auf den Kreislauf des Kühlmittels oder des Moderatormittels einwirken.Each housing α is closed by two floors c ¹ , c ² , of which at least one, c ¹ , is removable and on each of which the inlet port d ² or d ^{1 of} the coolant or braking or moderating agent and the associated outlet port d ¹ or the like ^{1 are} attached. One can therefore act separately on the circuit of the coolant or the moderator agent in each of the housings α.

Die Brennstoffstäbe c sind in üblicher Weise im Innern jedes der Gehäuse α angeordnet.The fuel rods c are arranged in the usual manner in the interior of each of the housings α .

Gemäß der Erfindung ist vorzugsweise in der Achse des Gehäuses α ein Rohr / vorgesehen, das das Gehäuse vom Boden c¹ zum Boden c² durchquert. Dieses Rohr / kann erforderlichenfalls mit in den Böden c¹, c² angebrachten Anschlußstutzen verbunden sein. Es kann aus für Neutronen durchlässigem Material bestehen und ermöglicht, in das Ge- ao häuse entweder zusätzliche Brennstoff stäbe oder Umläufe mit Spaltrohstoff oder Brutstoff oder Kontrollstäbe oder Kreislaufleitungen zum Moderieren oder zum Herabsetzen der Reaktivität des Elementes oder Kühlelemente einzuführen. Auf diese Weise ist es möglich, die Reaktivität in jedem der Gehäuse a, die zusammen den Reaktor bilden, gesondert zu regeln. Das Rohr / kann in dem Rohrbündel beliebig angeordnet sein.According to the invention, a tube / is preferably provided in the axis of the housing α , which passes through the housing from the bottom c ¹ to the bottom c ^2. This pipe / can, if necessary, be connected to connecting pieces fitted in the floors c ¹ , c ^2. It can consist of material permeable to neutrons and allows either additional fuel rods or circuits with fission raw material or breeding material or control rods or circulation lines to moderate or reduce the reactivity of the element or cooling elements to be introduced into the housing. In this way it is possible to separately regulate the reactivity in each of the housings a, which together form the reactor. The tube / can be arranged as desired in the tube bundle.

Es ist ersichtlich, daß die Gehäuse kleinere Ausmaße haben, als ein einziges Gehäuse haben würde, das sämtliche Stäbe des Reaktors umgeben würde, und wesentlich einfacher als ein solches herstellbar sind, da man dabei Rohre mit in der Industrie üblichem Durchmesser verwenden kann. Es ist daher leicht möglich, weite Anschlußstutzen b an solchen Rohren herzustellen. Ferner werden die Anschlußstutzen b direkt mit ihren Enden aneinandergeschweißt, so daß die Gehäuse α so nahe wie möglich einander genähert werden und als Einheit arbeiten.It can be seen that the housings are smaller than a single housing which would surround all of the rods of the reactor, and are much easier to manufacture as such, since tubes of industry-standard diameter can be used. It is therefore easily possible to produce wide connecting pieces b on such pipes. Furthermore, the connecting pieces b are welded to one another directly at their ends, so that the housings α are brought as close as possible to one another and work as a unit.

Es ist selbstverständlich, daß im Rahmen des Erfindungsgedankens Abänderungen der Ausführ rungsform möglich sind.It goes without saying that within the scope of the concept of the invention, modifications of the execution form are possible.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Kernreaktor, dessen Kern eine Vielzahl von einem Kühl- und/oder Moderatormittel umströmte stabförmige Brennstoffelemente aufweist, die von Metallgehäusen umschlossen sind, welche durch Rohrstutzen mit benachbarten, weitere Brennstoffelemente umschließenden Metallgehäusen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallgehäuse aus einzeln für sich montierbaren Gehäusen (α) bestehen, die in ihrer Gesamtheit das Reaktorkemgehäuse ersetzen, von denen jedes eine Vielzahl langer, parallel nebeneinander angeordneter Brennstoffelemente (e) als einzige, allen darin befindlichen Brennstoffelementen (e) gemeinsame Führung des Kühl- und/oder Moderatormittels umgibt, und daß jedes der Gehäuse mehrere, in verschiedener Höhe angeordnete weite und kurze Anschlußrohrstutzen aufweist, die eine Parallelverbindung zwischen benachbarten Gehäusen herstellen. 1. Nuclear reactor, the core of which has a plurality of a cooling and / or moderator medium flowed around rod-shaped fuel elements which are enclosed by metal housings which are connected by pipe sockets with adjacent, further fuel elements enclosing metal housings, characterized in that the metal housing from individually mountable housings (α) exist, which in their entirety replace the reactor core housing, each of which surrounds a large number of long fuel elements (e) arranged parallel next to one another as the only guide for the coolant and / or moderator means common to all fuel elements (e) located therein, and that each of the housings has a plurality of wide and short connecting pipe stubs which are arranged at different heights and which establish a parallel connection between adjacent housings. 2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Stahlgehäuse (a) mindestens ein axial hindurchgeführtes Rohr (/) zur Aufnahme eines die Reaktivität des Reaktors und/oder die Temperatur des Kühl- bzw. Moderatormittels steuernden Mediums aufweist.2. Nuclear reactor according to claim 1, characterized in that each of the steel housing (a) has at least one axially guided tube (/) for receiving a medium controlling the reactivity of the reactor and / or the temperature of the cooling or moderating agent. 3. Kernreaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Rohre (/) aus einem für Neutronen durchlässigen Werkstoff bestehen.3. Nuclear reactor according to claim 2, characterized in that the axial tubes (/) from consist of a material permeable to neutrons. In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 697 601, 768 078,
111.Considered publications:
British Patent Nos. 697 601, 768 078,
111. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 409 727/3« 11.64 © Bundesdruckerei Berlin409 727/3 «11.64 © Bundesdruckerei Berlin