DE1205204B

DE1205204B - Kernreaktor, insbesondere Siedewasserreaktor, mit auswechselbaren Brennelementen

Info

Publication number: DE1205204B
Application number: DEW27649A
Authority: DE
Inventors: Dr Joachim Zapff
Original assignee: ATOMKRAFTWERK RHEINSBERG MIT B
Current assignee: ATOMKRAFTWERK RHEINSBERG MIT B
Priority date: 1960-04-13
Filing date: 1960-04-13
Publication date: 1965-11-18

Description

Kernreaktor, insbesondere Siedewasserreaktor, mit auswechselbaren Brennelementen Die Erfindung bezieht sich auf einen Kernreaktor, insbesondere einen Siedewasserreaktor hoher Leistung mit auswechselbaren Brennelementen, die in einem um eine Horizontalachse drehbaren Trägergarüst lösbar angeordnet sind.
Kernreaktoren, namentlich Siedewasserreaktoren mit auswechselbaren Brennelementen sind bereits bekannt, bei denen die Brennelemente in einem um eine Horizontalachse drellbaren Traggerüst lösbar angeordnet sind.
Den bekannten Kernreaktoren dieser Art haftet der Mangel an, daß der Ausbrand des wertvollen Spaltmaterials nicht gleichmäßig genug erfolgt. Man ist daher gezwungen, unvollständig ausgebrannte Brennelemente aus dem Reaktor herauszunehmen und durch neue Brennelemente zu ersetzen. Die in den alten Brenn:elementen enthaltenen Stoffe müssen dann einem kostspieligen Aufbereitungsprozeß unterworfen werden, wenn man das nicht vollständig ausgebrannte Spaltmaterial erneut dem Reaktor zuführen will. Dieses Verfahren ist sehr kostspielig, und der Gesamtwirkungsgrad der Reaktoranlage wird herabgesetzt.
Erfindungsgemäß werden diese Mängel bei Kernreaktoren der eingangs erwähnten Art dadurch behoben, daß der Querschnitt des Traggerüstes in an sich bekannter Weise aus einem gleichseitigen Sechseck besteht und die Brennelemente in sechs Sektoren zusammengefaßt sind, deren Querschnitte je ein gleichseitiges Dreieck bilden. Es empfiehlt sich, die Brennelemente sektorenweise (bündelweise) zu Kassetten zusammenzufassen, die in axialer Richtung unterteilt und mit ihrer Längsachse um eine Querachse schwenkbar sind. Das Traggerüst ist vorteilhafterweise kontinuierlich drehbar. Es ist jedoch auch möglich, in Sonderfällen dem Traggerüst diskontinuierliche Bewegungsimpulse zu geben, die eine Hin- und Rückbewegung zur Folge haben. Dem Traggerüst können zur Feinregelung Platten oder plattenähnlicbe Gebilde aus neutronenabsorbierendem Material zugeordnet sein, deren Lage gegenüber der aktiven Zone veränderlich ist und die mittels über Rollen geführter Seilzüge paarweise im Gleichgewicht gehalten werden. Der Umlauf des Moderators bzw. Kühlmittels in der aktiven Zone erfolgt vorwiegend in vertikaler Richtung senkrecht zur Längsachse der Brennstoffelemente entweder im Naturumlauf oder im Zwangsumlauf. Der Umlauf des Moderators (Kühlmittels) kann in der aktiven Zone vorwiegend in horizontaler Richtung parallel zur Längsachse der Brennstoffelemente im Zwangsumlauf erfolgen. Dem aus Trommeln und verstellbaren Platten bestehenden Aggregat ist in vorteilhafter Weise ein diese Teile umschließendes Reflektorgefäß zugeordnet.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.
F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Kernreaktor senkrecht zur Längsachse, und die F i g. 2 und 3 zeigen Längsschnitte durch zwei verschiedene Ausführungsformen.
In sämtlichen Figuren ist die aktive Zone mit 1 bezeichnet. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, hat die aktive Zone im Querschnitt die Form eines gleichseitigen Sechseckes und ist aus sechs Sektoren zusammengesetzt, deren jeder als Querschnitt ein gleichseitiges Dreieck aufweist. Der das Sechseck umschließende Kreis deutet elnen stirnseitigen Lagerkranz für die aktive Zone an. Bei 2 ist ein als Gehäuse ausgebildeter Reflektor angedeutet. Der Reaktorkessel selbst ist mit 3 bezeichnet. Der Eintritt der Moderatorflüssigkeit in den Reaktorkessel 3 erfolgt bei 4 und der Austritt der Moderatorflüssigkeit bei 5 (flüssige Phase). Der Flüssigkeitsspiegel ist bei 6 angedeutet. Der Austritt des erzeugten Dampfes erfolgt bei 7. Bei 8 sind schematisch Einspritzvorrichtungen für neutronenabsorbierende Lösungen oder Suspensionen angedeutet. Dem Umlauf des Moderatorkühlmittels sind bei 9 Kühler zugeordnet, durch welche die Umlaufgeschwindigkeit wahlweise verändert werden kann. Das Bezugszeichen 11 zeigt Platten aus neutronenabsorbierendem Material, die zur Feinregelung be- weglich sind und ihren Antrieb durch die Rolle 12 erhalten, über welche der Seilzug 13 die Platten paarweise miteinander verbindet. Der Seilzug 13 dient, wie aus der Zeichnung ersichtlich, für das eine Plattenpaar, während der Seilzug 14 für das andere Plattenpaar bestimmt ist. Die Plattenpaare sind derart im Gleichgewicht gehalten, daß zu ihrer Bewegung mittels der Rolle 12 minimale Kräfte erforderlich sind.
Bei 10 ist in F i g. 3 eine den Zwangsumlauf bewirkende Umlaufpumpe angedeutet.

Claims

Patentansprüche: 1. Kernreaktor, insbesondere Siedewasserreaktor hoher Leistung mit auswechselbaren Brennelementen, die in einem um eine Horizontalachse drehbaren Trägergerüst lösbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Traggerüstes in an sich bekannter Weise aus einem gleichseitigen Sechseck besteht und daß die Brennelemente in sechs Sektoren zusammengefaßt sind, deren Querschnitte je ein gleichseitiges Dreieck bilden.
2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennelemente sektorenweise (bündelweise) zu Kassetten zusammengefaßt, in axialer Richtung unterteilt und mit ihrer Längsachse um eine Querachse schwenkbar sind. 3. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggerüst kontinuierlich drehbar ist. 4. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggerüst kontinuierlich mit Hin- und Rückbewegung drehbar ist. 5. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Traggerüst zur Feinregelung Platten oder plattenähnliche Gebilde aus neutronenabsorbierendem Material zugeordnet sind, deren Lage gegenüber der aktiven Zone veränderbar ist und die mittels über Rollen geführter Seilzüge paarweise im Gleichgewicht gehalten sind. 6. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlauf des Moderators (Kühlmittels) in der aktiven Zone vorwiegend in vertikaler Richtung senkrecht zur Längsachse der Brennstoffelemente entweder im Naturumlauf oder im Zwangsumlauf erfolgt. 7. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlauf des Moderators (Kühlmittels) in der aktiven Zone vorwiegend in horizontaler Richtung parallel zur Längsachse der Brennstoffelemente im Zwangsumlauf erfolgt. 8. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem aus Trommeln und verstellbaren Platten bestehenden Aggregat ein diese Teile umschließendes Reflektorgefäß zugeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1040 712; belgische Patentschriften Nr. 550 232, 567 709; französische Patentschrift Nr. 1138 858; britische Patentschrift Nr. 844 711; USA.-Patentschriften Nr. 2 929 768, 2 898 280, 2 879 216, 2 780 596.