DE1208424B - Abschalteinrichtung fuer gasgekuehlte Kernreaktoren - Google Patents
Abschalteinrichtung fuer gasgekuehlte KernreaktorenInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
G21d
Deutsche Kl.: 21g-21/31
Nummer: 1 208 424
Aktenzeichen: U 8006 VIII c/21;
Anmeldetag: 9. Mai 1961
Auslegetag: 5. Januar 1966
Die Erfindung bezieht sich auf eine Abschalteinrichtung
für gasgekühlte Kernreaktoren, welche aus einem in einem vertikalen Kanal des Kerns angeordneten
Behälter besteht, in dem zwei Massen aus neutronenabsorbierendem Material angeordnet sind,
von denen die eine aus einer Extremstellung, in welcher sie sich gänzlich innerhalb der anderen
Masse befindet, zum Zwecke der Abschaltung in eine andere Extremstellung, in welcher sie sich
gänzlich außerhalb der anderen Masse befindet, zu bewegen ist.
In der Reaktortechnik werden gewöhnlich zwei Arten der Steuerung verwendet, nämlich normale Betriebssteuerung
und Notsteuerung. Die Normalsteueriing
kann durch Einführen und Herausnehmen von Steuerstäben aus hochgradig neutronenabsorbierendem
Material in den Reaktorkern hinein und aus diesem heraus ausgeführt werden, aber dies erfordert
um den Kern herum Raum, in welchem die Steuerstäbe untergebracht werden können, wenn sie aus
dem Reaktorkern herausgenommen worden sind. Eine Weiterentwicklung führte zu dem Entwicklungsvorschlag von Steuerelementen mit zwei oder mehr
Stäben oder Rohren aus hochgradig neutronenabsorbierendem Material, welche im Reaktorkern
untergebracht sind, wobei die Stäbe oder Rohre eine geregelte Relativbewegung ausführen können mittels
eines Betätigungsmechanismus außerhalb des Kerns und die Anordnung so getroffen ist, daß eine durch
den Betätigungsmechanismus hervorgerufene geregelte Relativbewegung der Stäbe oder Rohre den
Grad der Überlappung zwischen den Stäben oder Rohren und somit die durch das Element ausgeübte
Steuerung ändert. Wenn also die Stäbe oder Rohre sich in einer Stellung maximaler Überlappung befinden,
ist die durch das Element ausgeübte Steuerung infolge der gegenseitigen Abschattung der Körper am
geringsten, während dann, wenn die Stäbe oder Rohre in eine Stellung bewegt werden, bei der kein gegenseitiges
Überlappen stattfindet, die durch das Element ausgeübte Steuerung am größten ist.
Die Notsteuerung kann durch die Verwendung von Abschaltstäben aus hochgradig neutronenabsorbierendem
Material bewirkt werden, welche von einer Stellung außerhalb des Reaktorkerns gelöst werden
können, so daß sie in den Reaktorkern fallen oder in diesen hineinragen, um ein Abschalten des Reaktors
zu bewirken. Aus diesem ergab sich der Gedanke, Kugelabschaltsysteme zu verwenden, bei denen die
Kugeln aus hochgradig neutronenabsorbierendem Material, welche im Normalzustand in einem Trichter
außerhalb des Kerns gelagert werden, freigelassen Abschalteinrichtung für gasgekühlte
Kernreaktoren
Kernreaktoren
Anmelder:
United Kingdom Atomic Energy Authority,
London
London
Vertreter:
Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen, Eiserner Str. 227
Als Erfinder benannt:
Frank Marsden Leslie, London
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 10. Mai 1960 (16 445)
werden können, damit sie in den Kern hineinfallen und die Abschaltung bewirken.
Wenn auch Notsteuerungen dieser Arten im allgemeinen zufriedenstellend arbeiten, so besteht doch
im Fall eines gasgekühlten Druckreaktors die Gefahr, daß ein Zusammenbruch des Kühlmittelkreislaufs das
Entstehen von zerstörerischen Kräften zur Folge hat, welche eine Umgruppierung oder strukturelle Verschiebung
des Reaktorkerns verursachen und so das Hineingelangen der Abschaltstäbe oder -kugeln in
den Kern verhindern können.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Abschaltvorrichtung für gasgekühlte Druckreaktoren,
die so arbeitet, daß die Tätigkeit der Vorrichtung durch eine Umgruppierung oder Verschiebung des
Kerns nicht ungünstig beeinflußt wird.
Die Einrichtung der eingangs genannten Art ist daher erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß
innerhalb des Behälters, dessen Innenraum mit der umgebenden Kühlatmosphäre über Bohrungen kommuniziert,
eine druckempfindliche Membran angeordnet ist, die bei einer sprunghaften Verringerung des
Kühlgasdruckes im Kanal anspricht und auf mechanischem Wege die bewegbare Masse freigibt, so daß
diese auf Grand ihres Gewichtes in den unteren Teil des Behälters hineinfällt.
Als neutronenabsorbierende Materialien kommen z. B. Bor, Kadmium, seltene Erden und Quecksilber
und deren Verbindungen in Frage.
509 777/339
Claims (2)
- 3 4Im Gegensatz zu einer bekannten Einrichtung, bei ist in Graphitblöcken 26 vorgesehen, welche mitder zwei relativ zueinander bewegliche Bauteile aus anderen, gleichartigen Blöcken einen Moderator-neutronenabsorbierendem Material Antriebsmecha- aufbau für den Kern bilden.nismen haben, die außerhalb der öffnung, in der die Die Abschalteinrichtung ist dazu bestimmt, als einBauteile untergebracht sind, angeordnet sind, ist im 5 Glied in einem Stapel von verschiedenen gleichartigenvorliegenden Fall die Steuerung so eingerichtet, daß Vorrichtungen in jedem der Kernkanäle 2 verwendetsie vollständig in dem Kanal eingebaut werden kann, zu werden, wobei Endarmaturen, wie beispielsweiseso daß der Betrieb der Einrichtung durch eine falsche kegelförmige und kelchförmige Bauteile, an denAusrichtung des Reaktorkerns nicht ungünstig beein- Schraubengewinden 24, 25 befestigt sind, um dieflußt werden kann, was sehr leicht bei Steuerelemen- io Vorrichtungen zu stapeln, sie mittig in dem Kanalten der Fall sein kann, deren Betrieb von außerhalb unterzubringen und die Vorrichtungen einzuführenbefindlichen Antriebsmechanismen abhängig ist. und herauszunehmen bzw. die Vorrichtungen zu be-Der Umstand, daß einer der Bauteile unter der und entladen. Die Gesamtlänge der Vorrichtung 1 ist Wirkung der Schwerkraft frei fällt, bringt den Vorteil der Länge eines der Blöcke 26 gleich,
mit sich, daß dadurch sichergestellt wird, daß im 15 Beim normalen Betrieb des Reaktors ist der Gas-Fall der vorstehend erwähnten falschen Ausrichtung druck auf beiden Seiten der Membran 11 gleich, so des Reaktorkerns infolge eines Bruchs im Kühlmittel- daß der Stopfen 13 gegen den Paßteil 15 gehalten kreislauf der Bauteil freigegeben wird und rasch in wird, wodurch die Borstahlladung 16 in dem hülsendie Stellung fallen kann, wo die Einrichtung ein ver- förmigen Aufnahmebehälter zurückgehalten wird, stärktes Neutronenabsorptionsvermögen hat, wodurch ao Unter diesen Bedingungen werden verhältnismäßig ein sofortiges Abschalten des Reaktors unter diesen wenig Neutronen von der Ladung 16 absorbiert, da Umständen gewährleistet ist. die Hülse 9 die meisten der Neutronen absorbiert undDie Erfindung wird nunmehr an Hand der sie bei- auf diese Weise dazu dient, die Ladung 16 gegenspielsweise wiedergebenden Zeichnung in einer ein- Neutronen abzuschirmen. Im Fall eines plötzlichenzigen Figur näher erläutert. 25 Gasdruckrückgangs, wie er beispielsweise beim Zu-Gemäß der Zeichnung weist eine Abschalteinrich- sammenbruch des Kühlkreislaufs vorkommen kann, tung 1 zur Verwendung in einem Kernkanal 2 eines wird eine Druckdifferenz auf beiden Seiten der Memgasgekühlten Kernreaktors einen Behälter 3 auf, eine bran 11 als Folge des schnellen Entweichens von Gas erste Masse 4 aus stark neutronenabsorbierendem aus dem Behälter 3 über die seitlichen Öffnungen 22, Material, welche sich in dem Behälter 3 befindet, und 30 23 und des langsamen Entweichens von Gas aus dem eine zweite Masse 5 aus stark neutronenabsorbieren- Behälter 3 über die Öffnung 21 entstehen. Die Memdem Material innerhalb der Masse 4, wobei die bran wird auf diese Weise nach unten durchgebogen, Masse 5 aus ihrer Stellung innerhalb der Masse 4 wodurch der Stopfen 13 von dem Paßteil 15 weg geherausbewegbar ist, um das Neutronenabsorptions- senkt wird. Dadurch wird die Borstahlladung 16 freivermögen der Vorrichtung 1 zu erhöhen, und zwar 35 gegeben und fällt in das Rohr 18. Die Ladung 16 wird durch Einrichtungen in dem Behälter 3, welche eine nunmehr nicht mehr durch die Hülse 9 abgeschirmt, biegsame, druckempfindliche Membran 11 aufweisen, so daß die Neutronenabsorption der Vorrichtung 1 mit Hilfe einer Stange 12, die an einem konischen verstärkt ist und das Abschalten des Reaktors bewirkt Ventilstopfen 13 befestigt ist. Die neutronenabsorbie- wird.renden Massen 4 und 5 bleiben auch in der Abschalt- 40 Unter normalen Betriebsbedingungen, wenn diestellung innerhalb des Behälters 3. Ladung 16 sich innerhalb der Hülse 9 befindet, dientDer Behälter 3 besteht aus drei Rohren 6, 7, 8, wo- die Vorrichtung 1 dazu, das Neutronenflußprofil desbei die Rohre 6 und 8 an das Rohr 7 angeschraubt Reaktorkerns abzuflachen.sind. Der neutronenabsorbierende Bauteil 4 besteht Der Einbau der Vorrichtung 1 innerhalb des Kernaus einer Hülse 9 aus Borstahl, welche im Behälter 3 45 kanals 2 hat den Vorteil, daß ihre Wirkung undTätigzwischen dem oberen Ende des Rohres 6 und einem keit als Abschalteinrichtung durch Umgruppierung an das Rohr 7 geschweißten Fixierring 10 befestigt oder Verschiebung des Reaktorkerns nicht beist. Die biegsame, druckempfindliche Membran 11 ist einträchtigt wird und außerdem die Vorrichtung aus zwischen den Rohren 7, 8 festgeklemmt und trägt dem Kern leicht herausnehmbar bleibt, wenn die einen Stab 12, an dessen unterem Ende der konische 50 Bauteile 4,5 sich in der gelösten Stellung befinden.
Ventilstopfen 13 befestigt ist. Die Hülse 9 weist einen Bei einem energieerzeugenden Reaktor von konischen Teil 14 und einen konischen Sitz oder Paß- 500 MW würden etwa dreihundert der Vorrichteil 15 für den Stopfen 13 auf. Die neutronenabsor- tungen 1 in verschiedenen Kanälen im Reaktorkern bierende Masse 5 in Form von Schüttgut besteht aus verwendet werden,
einer Ladung 16 aus kugelförmigen Borstahlkörpern, 55welche normalerweise in der Hülse 9 durch den Stop- Patentansprüche:
fen 13 zurückgehalten werden. Der Behälter 3 hateine Endplatte 17, welche an das Rohr 6 angeschweißt 1. Abschalteinrichtung für gasgekühlte Kernist. Die Endplatte 17 trägt ein Rohr 18 mit einer ko- reaktoren, welche aus einem in einem vertikalen nischen öffnung 19, wobei das Rohr 18 an die End- 60 Kanal des Kerns angeordneten Behälter besteht, platte 17 angeschweißt ist. Der Behälter 3 weist auch in dem zwei Massen aus neutronenabsorbiereneine obere Endplatte 20 auf, welche an das Rohr 8 dem Material angeordnet sind, von denen die eine angeschweißt ist. Die Endplatte 20 hat eine einzige aus einer Extremstellung, in welcher sie sich gänzkleine Öffnung 21, und die Rohre 6, 7 haben eine lieh innerhalb der anderen Masse befindet, zum Anzahl von seitlichen Öffnungen 22, 23, wobei diese 65 Zweck der Abschaltung in eine andere Extrem-Öffnungen 22, 23 größer als die öffnung 21 sind. Das stellung, in welcher sie sich gänzlich außerhalb Rohr 6 hat ein Außenschraubengewinde 24 und das der anderen Masse befindet, zu bewegen ist, Rohr 8 ein Außenschraubengewinde 25. Der Kanal 2 dadurchgekennzeichnet, daß innerhalbdes Behälters, dessen Innenraum mit der umgebenden Kühlatmosphäre über Bohrungen kommuniziert, eine druckempfindliche Membran angeordnet ist, die bei einer sprunghaften Verringerung des Kühlgasdruckes im Kanal anspricht und auf mechanischem Weg die bewegbare Masse freigibt, so daß diese auf Grund ihres Gewichtes in den unteren Teil des Behälters hineinfällt. - 2. Abschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine bewegbare Masse neutronenabsorbierenden Materials aus Schüttgut besteht und der aus der anderen, fest angeordneten Masse bestehende Aufnahmebehälter für das Schüttgut unten eine Öffnung aufweist, die durch einen mit der Membran über eine Stange in Wirkverbindung stehenden Stopfen verschlossen ist.In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 052 000.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen509 777/339 12.65 © Bundesdruckerei Berlin
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB16445/60A GB908456A (en) | 1960-05-10 | 1960-05-10 | Improvements in or relating to nuclear reactor control elements |
Publications (1)
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---|---|
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ID=10077449
Family Applications (1)
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DEU8006A Pending DE1208424B (de) | 1960-05-10 | 1961-05-09 | Abschalteinrichtung fuer gasgekuehlte Kernreaktoren |
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Country | Link |
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DE (1) | DE1208424B (de) |
GB (1) | GB908456A (de) |
Families Citing this family (3)
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US4104121A (en) * | 1972-06-02 | 1978-08-01 | Groupement Atomique Alsacienne Atlantique | Solid absorbent safety device for a nuclear reactor |
DE2633113C2 (de) * | 1976-07-23 | 1984-08-30 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Verfahren zur Vermeidung von Gefahren, die bei Störfällen an wassergekühlten Kernreaktoren entstehen |
US4139414A (en) * | 1977-06-10 | 1979-02-13 | Combustion Engineering, Inc. | Scram device having a multiplicity of neutron absorbing masses |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1052000B (de) * | 1957-12-13 | 1959-03-05 | Siemens Ag | Abschalteinrichtung fuer fluessigkeitsgekuehlte Kernreaktoren |
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1960
- 1960-05-10 GB GB16445/60A patent/GB908456A/en not_active Expired
-
1961
- 1961-05-09 DE DEU8006A patent/DE1208424B/de active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1052000B (de) * | 1957-12-13 | 1959-03-05 | Siemens Ag | Abschalteinrichtung fuer fluessigkeitsgekuehlte Kernreaktoren |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB908456A (en) | 1962-10-17 |
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