DE1233503B

DE1233503B - Siedereaktor mit einem zellenartig aufgebauten Reaktorkern

Info

Publication number: DE1233503B
Application number: DEG31858A
Authority: DE
Inventors: Howard E Braun
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1960-03-18
Filing date: 1961-03-18
Publication date: 1967-02-02
Also published as: ES265744A1; GB966874A; FI42455B; CH386574A; NL130807C; BE601483A; US3166481A; DK109158C; NL262465A

Description

DEUTSCHES WTWWS PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21 g - 21/20

Nummer: 1233 503

Aktenzeichen: G 31858 VIII c/21 g

1 233 503 Anmeldetag: 18.Märzl961

Auslegetag: 2. Februar 1967

Die Erfindung bezieht sich auf einen Siedereaktor mit einem zellenartig aufgebauten Reaktorkern, der langgestreckte, parallele und im wesentlichen gleichgestaltete geometrische Querschnitte aufweisende Kanäle enthält, die sich je von einem Einlaß am einen Ende des Kerns zu einem Auslaß am anderen Ende des Kerns erstrecken und von einem die Neutronen moderierenden Kühlmittel durchflossen sind und von denen mindestens so viele je ein aus Kernbrennstoffelementen bestehendes Aggregat enthalten, daß eine Kernspaltungskettenreaktion in Gegenwart des moderierenden Kühlmittels auf rechterhalten werden kann, und wobei die Abmessungen der Kanäle und der Brennstoffelementaggregate in einem solchen Verhältnis zum Abstand der Brennstoffelemente in jedem Aggregat stehen, daß die am Umfang eines Aggregats befindlichen Brennstoffelemente von den am Umfang des benachbarten Aggregats befindlichen Brennstoffelementen etwa ebenso weit entfernt sind wie die Elemente innerhalb eines Aggregats. Derartige Reaktoren sind bekannt (vgl. zum Beispiel A. W. Kramer, »Boiling Water Reactors«, 1958, S. 247 und 248).

Bei den meisten bekannten Siedereaktoren sind die Brennstoffaggregate innerhalb von Rohren mit viereckigem Querschnitt angeordnet. Zur Bildung eines Reaktorskerns sind eine Vielzahl solcher Brennstoffaggregate enthaltenden Rohre schachbrettartig nebeneinander angeordnet. Zwischen den einzelnen Rohren ist jedoch immer ein Zwischenraum vorhanden, damit die einzelnen Aggregate aus dem Kern entfernt und durch andere Aggregate ersetzt werden können. Diese Zwischenräume sind mit dem Neutronen moderierenden Kühlmittel ausgefüllt. Durch die zwischen zwei benachbarten Brennstoffaggregaten vorhandenen zwei Rohrwandungen aus neutronenabsorbierendem Material sowie durch die zwischen den beiden benachbarten Rohrwandungen vorhandene Moderatorschicht wird natürlich die Neutronenflußverteilung und der Neutronenhaushalt in ungünstiger Weise beeinflußt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese schädlichen Einflüsse auf ein Minimum herabzudrücken. Dies wird beim eingangs genannten Reaktor dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß jeder Strömungskanal von den unmittelbar benachbarten Kanälen lediglich durch eine einzige gemeinsame Wand aus einem Werkstoff mit einem niedrigen Neutronenabsorptionsquerschnitt getrennt ist.

Da beim Siedereaktor nach der Erfindung zwischen benachbarten Brennstoff aggregaten lediglich eine einzige Wand vorhanden ist, kann die zum Aufbau der Siedereaktor mit einem zellenartig aufgebauten
Reaktorkern

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, Ν. Υ. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. Μ. Licht und Dr. R. Schmidt,
Patentanwälte, München 2, Theresienstr. 33

Als Erfinder benannt:

Howard E. Braun, San Jose, Calif. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 18. März 1960 (15 965)

Strömungskanäle erforderliche Materialmenge um 50% verringert werden, was sich natürlich günstig auf den Neutronenhaushalt des Reaktors auswirkt, da das zum Aufbau der Strömungskanäle verwendete Material nicht zur Aufrechterhaltung der Kettenreaktion beiträgt, sondern vielmehr im Gegenteil Neutronen absorbiert. Der Reaktor nach der Erfindung zeichnet sich auch durch außerordentlich große Einfachheit aus, was sich natürlich auch günstig auf die Herstellungskosten auswirkt. Darüber hinaus ist der für das Kühlmittel zur Verfügung stehende Durchflußquerschnitt auf Grund der erzielten Vereinfachung der Strömungskanäle größer als bei einem herkömmlichen Siederaktor entsprechender Größe. Dadurch kann bei verringertem Druckabfall der Kühlmitteldurchsatz vergrößert und somit die Leistungsdichte und damit der Wirkungsgrad erhöht werden.

Die Erfindung wird nun an Hand von Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigt

Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Ansicht eines Kernreaktorbehälters und eines mit Siedewasser gekühlten und moderierten Kernes,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den in F i g. 1 gezeigten Reaktorbehälters entlang der Linie 2-2,
F i g. 3 einen Querschnitt durch den in F i g. 1 gezeigten Reaktorbehälter entlang der Linie 3-3,

F i g. 4 Einzelheiten einer Ausführungsform der Erfindung mit schachbrettartig angeordneten Kanä-

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len, in denen und zwischen denen Brennstoffanordnungen angeordnet sind, und mit einem Regelelement, dessen geometrischer Querschnitt im wesentlichen identisch mit einem geschlossenen Linienzug ist, der um eine Anzahl von Brennstoffelementen gezogen ist, wobei dieser ihre äußeren Oberflächen berührt,

Fig. 5a und 5b Mittel zur seitlichen Abstützung der Kanäle,

F i g. 6 eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

F i g. 8 eine vergrößerte längentreue Ansicht eines Teiles des Traggestelles oder des Gitters für den Reaktorkern,

F i g. 9 teilweise im Schnitt eine Ansicht eines Kanals, der in das in F i g. 8 gezeigte Traggestell eingesetzt und an ihm befestigt wird,

F i g. 10 und 11 Querschnitte durch den in F i g. 9 gezeigten Kanal,

Fig. 12 einen Längsschnitt entlang der Linie 12-12 von F i g. 9,

Fig. 13 eine Ansicht einer Brennstoffelementanordnung, die in den in Fig. 12 gezeigten Kanal eingesetzt werden kann,

F i g. 14 eine Ansicht von in auseinanderliegenden Kanälen angeordneten Brennstoffanordnungen,

F i g. 15 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles eines Reaktorkernes mit schachbrettartig angeordneten Strömungskanälen, wobei in und zwischen den Kanälen befestigte Brennstoffelementanordnungen und eine andere Ausfuhrungsform eines Regelelementes gezeigt sind,

F i g. 16 teilweise im Schnitt eine Ansicht eines Regelelementes und eines mit Brennstoff gefüllten Anhängeelementes entlang der Linie 16-16 der Fig. 15, in der die Verbindung mit einem obenliegenden Antrieb für das Regelelement gezeigt ist,

Fig. 17 eine Teilansicht eines in bezug auf Fig. 16 abgeänderten Regelelementes mit einem leeren Anhängeelement, dessen geometrischer Querschnitt gleich dem der Regelelemente und der Brennstoffanordnungen im Kern ist,

F i g. 18 und 19 Querschnitte durch zwei abgeänderte Ausführungsformen des in Fig. 17 gezeigten leeren Anhängeelementes, wobei die eine Ausführungsform ein Gas und die andere ein festes Material mit einem niedrigen Neutroneneinfangquerschnitt enthält,

Fig. 20 eine Ansicht einer in Fig. 13 gezeigten Brennstoffelementanordnung, die mit Brennstoffelementabstandshaltern versehen ist, und

Fi g. 21 einen Querschnitt der in Fig. 20 gezeigten Brennstoffelementanordnung, in dem die Anordnung der aus Draht bestehenden Abstandshalter und der Brennstoffelemente ersichtlich ist.

Mit F i g. 1 ist als Beispiel ein Leistungsreaktor gezeigt, bei dem eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Der Druckbehälter 10 für den Reaktor ist mit einem abnehmbaren Deckel 12 versehen, der mit Hilfe von Flanschen 14 und 16 befestigt ist. Der Behälter hat eine Innenhöhe von 12 m, einen Innendurchmesser von 3,8 m und eine Wandstärke von 14,2 cm. Im Behälter 10 befindet sich der Kern 18, der eine Anzahl von Strömungskanälen 20 enthält, in denen sich Brennstoffelementanordnungen befinden und durch die eine Neutronen

moderierende Kühlflüssigkeit nach oben strömt. Um den Reaktorkern 18 sind unmittelbar ein Mantel 22 und ein thermischer Schild 24 angeordnet. Der Mantel 22, der thermische Schild 24 und der Reaktorkern 18 ruhen auf einem unteren Traggestell oder Gitter 26, das wiederum auf Stützelementen 28 ruht, die von den Innenflächen des Behälters 10 abstehen. Der obere Teil des thermischen Schildes wird durch eine Abstützvorrichtung 30 im Behälter festgehalten, und die seitliche Abstützung des oberen Teiles des Mantels 22 und des Reaktorkerns 18 erfolgt durch verstellbare Bügel 31. Der Reaktorkern enthält ungefähr 365 Kanäle 20, die auf dem Gitter 26 ruhen und an diesem befestigt sind. Die Kanäle werden von offenen Zirkoniumrohren gebildet, die einen quadratischen Querschnitt aufweisen, wobei die Ecken mit einem Radius von 9,5 mm abgerundet sind. Der Abstand zwischen zwei Außenseiten beträgt ungefähr 9,1 cm, und die Rohre haben eine Länge von ungefähr 3 m und eine Wandstärke von ungefähr 1,5 mm. Die Kanäle sind im Kern 18 auseinanderliegend in Form eines Schachbrettes, d. h. Ecke an Ecke, angeordnet und bilden innerhalb des Mantels 22 einen zellenartigen Kernaufbau mit ungefähr 730 Kühlmitteldurchflußkanälen mit quadratischem Querschnitt, von denen die eine Hälfte von den 365 Kanälen 20 und die andere Hälfte zwischen den schachbrettartig aneinanderliegenden Kanälen gebildet wird. In 636 Durchflußkanälen ist eine Brennstoffelementanordnung angeordnet. Jede Brennstoff elementanordnung besteht aus sechsunddreißig zylindrischen Brennstoffelementen, die in Form einer Matrix mit sechs Spalten und sechs Zeilen angeordnet sind. Die Brennstoffelemente sind in kleine Segmente unterteilt und ungefähr 2,9 m lang. Die Brennstoffelemente sind entlang ihrer Länge in Abstände durch weiter unten noch näher beschriebene Drahtgitter auseinandergehalten und enthalten im wesentlichen einen gleichmäßigen und ununterbrochenen Körper aus gesintertem UO₀ von beinahe 100% theoretischer Dichte. Das UO₂ enthält 1,5% U^O₂. Die für die Kühlmittelströmung durch die Abstandsgitter zur Verfügung stehende Fläche ist im wesentlichen gleich der Querschnittsfläche, die für den Durchfluß zwischen den Brennstoffelementen zur Verfügung steht. Die Brennstoffelemente haben einen Außendurchmesser von 9,5 mm einschließlich einer 0,63 mm dicken Umhüllung aus rostfreiem Stahl. Der Abstand zwischen den Mittellinien der Brennstoffelemente beträgt 1,47 cm, so daß sich die Abwesenheit von verdampfter Flüssigkeit ein Moderator-Brennstoff-Volumenverhältnis von ungefähr 2 ergibt. Die restlichen 94 Strömungskanäle enthalten je ein hohles, mit Wasser gefülltes Regelelement mit quadratischem Querschnitt. Die Seitenlänge eines Regelelementes beträgt 8,25 cm, und die Ecken sind mit einem Radius von ungefähr 6,35 mm abgerundet. Die Wandstärke der Regelelemente beträgt 9,5 mm, und die Regelelemente sind aus rostfreiem Stahl, der 2% natürliches Bor enthält. Die Regelelemente haben eine Gesamtreaktivität von über 20% Λ k, und sie nehmen weniger als 13% des Kernvolumens ein. Die Regelelemente sind über den gesamten Reaktorkern verteilt und können mit Hilfe von 94 Regelelementantrieben in den Reaktorkern hinein und aus dem Reaktorkern herausbewegt werden. Wegen der schachbrettartigen Anordnung der 365 Kanäle ist zwischen zwei benachbarten Brennstoffelementanordnungen

nur eine einzige Wand vorhanden, weiterhin ist das örtliche effektive Moderator-Brennstoff-Verhältnis im Kern überall gleich groß, und es ist keine ruhende Neutronen moderierende Kühlmittelschicht vorhanden, in der örtliche Neutronenflußspitzen auftreten können. Die örtlichen Fluß- und Leistungsspitzen sind in diesem Kern wesentlich kleiner, so daß alle Brennstoffelemente in einer bestimmten Brennstoffanordnung mit der gleichen Leistung betrieben werden können. Nur ungefähr 13% des Kernvolumens wird von den Regelelementen eingenommen, während vergleichsweise für kreuzförmige, zwischen den Kanälen vorhandene Regelelemente ungefähr 30 bis 35 % erforderlich sind. Die sich ergebende Leistungsdichte gemessen in Kilowatt pro Liter des Kernvolumens ist ungefähr 100% höher als bei einem herkömmlichen Reaktorkern, bei dem segmentförmige Brennstoffelemente verwendet werden, jede Brennstoffanordnung einen eigenen Brennstoffkanal hat und zwischen den Brennstoffanordnungen die Regelelemente angeordnet sind.

Im vorliegenden Reaktor wird als Kühlmittel und als Moderator entmineralisiertes leichtes Wasser verwendet. Das Wasser wird durch die Einlaßöffnungen 32 und 34 in den unteren Teil des Behälters 10 eingeleitet, wobei das Wasser unter einem Druck von 70 kg/cm² steht und eine bei oder unterhalb der Sättigungstemperatur von 285° C liegende Temperatur hat. Das Wasser strömt durch das untere Traggestell 26 und durch alle 730 im Kern vorhandenen Kanäle nach oben, wobei zwischen dem Wasser und der im Kern vorhandenen Brennstoffelementanordnung ein direkter Wärmeaustausch stattfindet. Das Wasser wird auf den Siedepunkt erwärmt und verdampft teilweise. In den oberhalb des Kernes 18 liegenden Raum wird ein Gemisch von siedendem Wasser und Dampf abgegeben, das durch Leitbleche 36 in Richtung auf die Auslaßöffnungen 38 und 40 des Reaktorgefäßes abgelenkt wird. Pro Stunde werden ungefähr 23 Millionen Kilogramm Gemisch über die Leitungen 42 und 44 der Abscheidetrommel 46 zugeführt, in welcher das siedende Wasser vom Dampfgetrennt wird. Pro Stunde werden ungefähr 1,35 Millionen Kilogramm Dampf über die Leitung 48 und das Ventil 50 der Hochdruckeinlaßöffnung einer Dampfturbine 52 mit zwei Einlassen zugeführt. Das in der Trommel 46 abgeschiedene unverdampfte Wasser wird mit Hilfe einer Pumpe 54 über die Leitungen 56, 58 und das Ventil 60 in einen sekundären Dampferzeuger 62 gepumpt. Das auf der Siedetemperatur von 285° C befindliche Wasser wird durch eine Wärmeaustauschschlange 64 geleitet und auf diese Weise gekühlt. Außerhalb der Wärmeaustauschschlange 64 wird zusätzlicher Dampf erzeugt, der je nach der Leistung des Reaktors einen Druck zwischen ungefähr 35 und 70 kg/cm² hat. Dieser Sekundärdampf wird über eine Leitung 66 und ein Ventil 68 der zweiten Einlaßöffnung der Turbine 52 zugeführt. Die Turbine treibt einen elektrischen Generator 70, der mit seinen Ausgangsklemmen 72 über einen Transformator an das Netz oder an irgendeinen anderen Verbraucher angeschlossen ist. Der Abdampf der Turbine 52 wird in einem Kondensator 74 kondensiert und durch eine Kondensatpumpe 78 über die Leitung 76 entfernt. Das Kondenswasser wird über eine Leitung 80 und über ein Ventil 82 abgeleitet und als Speisewasser der Anlage wieder zugeführt. Ein Teil des Kondenswassers wird über eine Leitung 84 und ein Ventil 86

zur Wiederverdampfung dem sekundären Dampferzeuger 62 zugeführt. Das restliche Kondenswasser wird zusammen mit dem über eine Leitung 88 von der Wärmeaustauschschlange 62 des sekundären Dampferzeugers zugeführten Wassers unmittelbar über eine Leitung 90 den Einlaßöffnungen 32 und 34 für das primäre Kühlwasser zugeführt.

Die Energieerzeugung im Reaktorkern 18 wird mit Hilfe der 94 Regelelemente 92 gesteuert, die durch ίο die gleiche Anzahl von Antriebsvorrichtungen 94 in den Kern hinein und aus diesem herausbewegt werden können. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind in F i g. 1 nur ein Regelelement 92 und ein Regelelementantrieb 94 gezeigt. In F i g. 1 sind die Antriebsvorrichtungen für die Regelstäbe unterhalb des Druckbehälters 10 angeordnet. Sie können natürlich auch oberhalb des Deckels 12 angeordnet werden.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung im oben beschriebenen Leistungsreaktor ungeteilte Brennstoffao elemente von kleinerem Durchmesser verwendet werden können, keine Neutronen moderierenden Kühlmittelschichten vorhanden sind, die gesamte Flüssigkeit ungehindert strömen kann und nur ein geringes Volumen für die Regelelemente erforderlich ist, kann as die Leistungsdichte des Reaktors in Abwesenheit von örtlichen Leistungsspitzen von ungefähr 28 kW pro Liter auf ungefähr 57 kW pro Liter erhöht werden, ohne daß irgendein Brennstoffelement in der Mitte schmelzen würde. Die thermische Leistung des Kernes beträgt ungefähr 1300 Megawatt und die gesamte elektrische Leistung der Anlage ungefähr 350 Megawatt.

F i g. 2 stellt einen Querschnitt durch den Reaktorbehälter 10 entlang der in F i g. 1 gezeigten Linien 2-2 dar. Der Reaktorbehälter 10 umschließt das untere Traggestell 26 und den thermischen Schild 24. Aus der Zeichnung ist der zellenartige Aufbau des Traggestelles ersichtlich. Das Traggestell hat die Form eines Rostes und besteht aus sich rechtwinkelig schneidenden TragschienenlOO und 102, die ungefähr quadratische Öffnungen 104 bilden. Weitere Einzelheiten des Traggestelles sind in den folgenden Zeichnungen gezeigt.

In F i g. 3 ist ein Querschnitt des in F i g. 1 gezeigten Reaktorgefäßes 10 entlang der Linie 3-3 gezeigt. Auch hier sind wiederum der Reaktorbehälter 10 und der thermische Schild 24 gezeigt. Der ungefähr kreisförmige Querschnitt des Reaktorkernes 18 wird von einer Anzahl von Strömungskanälen 20 gebildet, die nach Art eines Schachbrettes Ecke an Ecke so angeordnet sind, daß zwischen ihnen Kühlmitteldurchflußkanäle 106 entstehen, durch welche das Neutronen moderierende Kühlmittel strömen kann. Zur Abdeckung der vierten Seite 108 und der dritten und vierten Seite 110 und 112 der auf der Außenseite liegenden Strömungskanäle 114 und 116 und zur seitlichen Abstützung des Reaktorkernes dient ein Mantel 22, der sich um den Kern erstreckt und von dessen Oberseite bis zu dessen Unterseite reicht. Der So Mantel 22 ist auf seiner Innenseite an den offenen Kühlmittelkanälen 114 und 116 mit Einlagebändern 23 und 25 versehen, die ungefähr genau so dick sind wie die Kanalwände und die bewirken, daß diese äußeren Durchströmungskanäle denselben für die Flüssigkeit offenen Querschnitt aufweisen als die anderen Kanäle und das Moderator-Brennstoffverhältnis das gleiche ist wie in den benachbarten Brennstoffelementanordnungen im Kern. Der Mantel 22 ist seit-

lieh auf der Oberseite durch die in F i g. 1 gezeigten Vorrichtungen 31 abgestützt.

In F i g. 4 ist ein Teil des Reaktorkernes der an Hand von F i g. 1 beschriebenen Ausführungsform der Erfindung in einem größeren Maßstab dargestellt. Der Mantel 22 umhüllt eine Gruppe von quadratischen Strömungskanälen 20, die schachbrettartig so angeordnet sind, daß zwischen ihnen offene Durchflußkanäle 106 entstehen. In jedem Kanal 20 und in den zwischen ihnen liegenden Durchflußkanälen 106 ist eine Anordnung von Brennstoffelementen 120 angebracht, die hier zylinderförmig sind und mit Ausnahme der für Regelelemente 122 vorgesehenen Kanäle in allen Kanälen in Form einer Matrix mit fünf Zeilen und fünf Spalten angeordnet sind. Der kreuzförmige Querschnitt des Regelelementes 122 ist im wesentlichen identisch mit einer Umrißlinie, die von einem geschlossenen Kurvenzug gebildet wird, der im wesentlichen die beiden sich schneidenden Mittelreihen der Brennstoffelemente 124 einhüllt, wobei der Kurvenzug an den Außenflächen der Brennstoffelemente anliegt. Vom geschlossenen Kurvenzug werden also diejenigen Brennstoffelemente eingehüllt, deren Platz vom Regelelement eingenommen wird. Gegegebenenfalls können am Regelelement 122 Brennstoffelemente 124 angehängt und mit diesem hin und her bewegt werden. Ein derartiges Anhängeelement enthält genauso viel Brennstoffelemente wie von dem Regelelement verdrängt werden. Die Brennstoffelemente des Anhängeelementes verlaufen in axialer Richtung genauso wie die vom Regelelement verdrängten Elemente verlaufen würden.

Die in jedem Durchflußkanal angeordneten Brennstoffelementanordnungen enthalten Brennstoffelemente 120 mit dem Radius r. Jedes Brennstoffelement ist von moderierendem Kühlmittelgebiet 126 umgeben, dessen Querschnittsfläche gleich J₁ ²— πν², wobei d₁ der Abstand der Achsen zweier benachbarter Brennelementstäbe ist. Die Werte von d_x und r werden so gewählt, daß im Reaktorkern das gewünschte Moderator-Brennstoff-Verhältnis entsteht. Das Volumenverhältnis R₁ ist im wesentlichen gleich

d² -Jtr²

πϊ* '

Gegebenenfalls kann auch das Volumen der Brennstoffelementumhüllung berücksichtigt werden. Dieses Verhältnis wirkt sich sehr stark auf die Reaktivität des Kernes, auf die Temperatur und den Blasenkoeffizienten des Kernes aus. Das Verhältnis wird daher so gewählt, daß diese Größen die gewünschten Werte erhalten. Die Seitenlänge d% eines Kanals ist im wesentlichen gleich Ud₁ + t, wobei u die Anzahl der Brennstoffelemente in einer Reihe der Anordnung und t die Wandstärke des Kanals ist. Die Kanäle sind im Kern so angeordnet, daß die Seitenlänge d₃ der offenen dazwischenliegenden Durchflußkanäle 106 im wesentlichen gleich d„ sind. Die Ecken der Kanäle 20 sind zur Vermeidung von gegenseitiger Behinderung abgerundet. Der Abstand zwischen dem Mittelpunkt eines in einem Kanal 20 außen liegenden Brennstoffelementes 120 a vom benachbarten Brennstoffelement 120 b in einem offenen Durchflußkanal 106 ist im wesentlichen gleich d_t + t. Der vom strömenden Kühlmittel in den Gebieten 128 und 130 der äußeren Brennstoffelemente eingenommene Raum hat also einen geometrischen Querschnitt von (d₄ ² — π?^-2),

so daß das Moderator-Brennstoff-Volumenverhältnis R₂ im wesentlichen gleich

(dt - tf - jtrnr²

ist. Dieses Volumenverhältnis ist also im wesentlichen gleich dem Volumenverhältnis, das in dem nicht außenliegenden und ein Brennstoffelement 120 umgebenden Gebiet herrscht.

Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß bei Beachtung dieser eben an Hand eines Kernes mit quadratischen Kühlmittelkanälen erläuterten Bedingungen ein Reaktorkern geschaffen werden kann, dessen Moderator-Brennstoffverhältnis im wesentlichen keine örtlichen Inhomogenitäten hat. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Reaktorkernen, in denen ein Teil des wirksamen Moderators zwischen benachbarten Kanälen in Form von ruhenden Schichten vorhanden ist, verbleibt bei der vorliegenden Erfindung der gesamte Moderator in den Kanälen in einem wirksamen Strömungsgebiet. Der geometrische Querschnitt des für eine Flüssigkeit zugängigen Teils des Reaktorkerns ist gleich dem geometrischen Querschnitt, der vom flüssigen, moderierenden Kühlmittel durchströmt wird. Die relativen Werte von J₁ und d_i einerseits und von r andererseits bestimmen das Moderator-Brennstoff-Verhältnis im Kern, das nach der vorliegenden Erfindung an allen Stellen des Kernes bei gegebenen Kühlmitteltemperaturen und gegebenenfalls bei gegebenem Verdampfungsgrad gleich ist.

In den F i g. 5 a und 5 b sind Vorrichtungen zur Abstützung der schachbrettartig Ecke an Ecke angeordneten Kanäle 20 gezeigt. In der in F i g. 5 a gezeigten Anordnung ist die eine Hälfte der Kanäle 20 a an jeder Ecke mit zwei Winkelelementen 132 versehen, die einen nach außen offenen Bügel bilden, der die Ecke 134 des unmittelbar benachbarten Kanals 20 b einschließt. Diese Winkelelemente verhindern auch eine Flüssigkeitsströmung zwischen zwei benachbarten Kanälen 106. Eine andere verhältnismäßig einfache mechanische Abstützvorrichtung ist in F i g. 5 b gezeigt. Entlang jeder Kante der Kanäle 20 c verläuft eine ebene Fläche 131, die mit den Seiten des Kanals einen Winkel von 45° bildet. Die Flächen 131 eines bestimmten Kanals liegen an den entsprechenden Flächen der vier benachbarten Kanäle an, so daß die Kanäle innerhalb des Mantels sich gegenseitig abstützen.

In F i g. 6 ist eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung eines zellenförmigen Reaktorkernes gezeigt. Auch hier ist ein äußerer Mantel 22 von einem thermischen Schild 24 umgeben. Offene Strömungskanäle 106 mit quadratischem Querschnitt werden von Profilplatten 140 gebildet. Diese Platten 140 sind gewellt, so daß von den aufeinanderfolgenden Linien 142,144,146 usw. immer ein Winkel von 90° eingeschlossen wird und ein zickzackförmiger Querschnitt entsteht. Diese Platten sind senkrecht nebeneinander in dem vom Mantel 22 umschlossenen Raum angeordnet und ruhen mit ihren unteren Kanten auf dem Traggitter für den Reaktorkern. Die Ecken von nebeneinanderliegenden Plattenelementen 140 berühren sich, so daß dazwischen offene Strömungskanäle 106 mit quadratischem Querschnitt entstehen. Die Plattenelemente 140 können beispielsweise an den Ecken miteinander verschweißt werden.

Die Seitenkanten der Platten elemente 140 können mit der Innenfläche des Mantels 22 durch nicht gezeigte Vorrichtungen verbunden werden, wodurch die Elemente seitlich abgestützt und die sonst offenen äußeren Kanäle abgedeckt werden. Beispielsweise können die in F i g. 5 gezeigten Winkelbauteile verwendet werden, um die Seitenkanten mit der Innenfläche des Mantels 22 zu verbinden.

In F i g. 7 ist eine weitere Ausfiihrungsform gemäß der Erfindung gezeigt, in welcher die offenen Strömungskanäle 150 einen hexagonalen Querschnitt haben. Auch hier ist wiederum der Mantel 152 von einem thermischen Schild 24 umgeben. Der Mantel 152 erstreckt sich um den ganzen Reaktorkern. Innerhalb des Mantels 152 sind gewellte Platten 154 angeordnet, die mit ihrer Unterkante auf dem Traggitter ruhen und mit ihren Seitenkanten 156 und 158 an der Innenfläche des Mantels 152 befestigt sind. Die Platten 154 sind abwechslungsweise in entgegengesetzter Richtung um einen Winkel von 30° gebogen, so daß die aufeinanderfolgenden Linien 160, 162, 164, 166 usw. einen zickzackförmigen Querschnitt ergeben. An jeder zweiten Kante 162, 166 usw. sind Streifen 170 vorhanden, die sich in Richtung der Kanten der benachbarten Platte erstrecken, an denen kein Streifen vorhanden ist. Die gewählten Platten sind senkrecht und parallel im Abstand voneinander angeordnet, so daß zusammen mit dem umgebenden Mantel und den Streifen 170 Kanäle 150 mit hexagonalem Querschnitt gebildet werden.

In F i g. 8 ist eine längentreue Teilansicht eines Traggitters für einen Kern gezeigt. Das Traggitter besteht aus Trägern 180, die mit Öffnungen 182 versehen sind. Diese Träger sind im Abstand voneinander angeordnet und an ihren Enden beispielsweise mit einem Außenring verschweißt. Rechtwinkelig zu den Trägern 180 verlaufend zueinander parallelliegende Träger 184, die mit den Trägern 180 starr verbunden sind, so daß ein Gitter mit rechtwinkeligen Zellen 186 entsteht. Gegebenenfalls kann zur weiteren Versteifung die Anzahl der Träger 184 erhöht werden, wodurch das Gitter in kleinere quadratische Zellen unterteilt werden würde. Ein Uberkreuzen der Träger 180 und 184 wird am leichtesten dadurch erzielt, daß der eine oder beide Träger am Kreuzungspunkt mit einem Schlitz versehen werden, wodurch die beiden Träger in der bei einem Rost bekannten Weise ineinanderpassen. Die zueinander passenden Teile werden dann in bekannter Weise an jeder Kreuzungsstelle miteinander verbunden. Die Öffnungenl82 dienen zur Aufnahme eines am Kanal befestigten und später noch näher erläuterten Verriegelungsgliedes. Die Öffnungen haben eine dem unteren Ende des Reaktors zugewandte Fläche 188, an welcher das Verriegelungsglied anliegt, das ,auf diese Weise den durch das nach oben strömende Kühlmittel erzeugten Kräfte und anderen Kräften entgegenwirkt. Durch die gestrichelten Linien 190 sind die Lagen der Kanäle angegeben, die, wie bereits in den F i g. 3 und 4 gezeigt, schachbrettartig Ecke an Ecke angeordnet sind.

Es können natürlich neben der in Fi g. 8 gezeigten Anordnung auch noch andere Traggitter verwendet werden. Beispielsweise können neben den Öffnungen noch zusätzliche Öffnungen vorgesehen werden, die in ähnlicher Weise in den Trägern 184 angebracht sein können. Die Träger 184 können natürlich genauso tief wie die Träger 180 gemacht werden. Falls eine Verriegelungsanordnung verwendet wird, die sich durch das Traggitter nach unten erstreckt, kann zum Festhalten der Verriegelungsvorrichtung an Stelle der besonderen Öffnungen 182 eine auf der Unterseite eines oder beider Träger 182 oder 184 liegende Fläche 192 verwendet werden. Auch sind noch viele andere Ausführungsformen denkbar.

In F i g. 9 ist im Längsschnitt ein Kanal gezeigt, der mit einer Nase oder einem Abstützelement versehen ist. Das rohrförmige Kanalelement 200 mit quadratischem Querschnitt ist am oberen Ende mit Öffnungen 202 versehen, die zur Aufnahme eines Verriegelungsgliedes dienen, mit dem eine Brennstoffelement-Anordnung entweder im Kanal selbst oder in einem unmittelbar an den Kanal angrenzenden Durchflußkanal befestigt werden kann. An den Außenkanten des Kanals befinden sich Abstandsstreifen 204, durch welche die schachbrettartig angeordneten Kanäle 200 im richtigen Abstand voneinander gehalten werden. Am unteren Ende des Kanals 200 befindet sich eine Nase oder ein Abstützelement 206, das durch Befestigungsmittel 208 am Kanal 200 befestigt ist. Die Nase 206 besteht aus einem oberen Rohrteil 210, der im wesentlichen denselben Querschnitt wie der Kanal 200 aufweist und von dem auf zwei gegenüberliegenden Seiten Teile abgeschnitten sind, so daß auf den beiden anderen gegenüberliegenden Seiten Ansätze 212 verbleiben, die nach innen gebogen sind und am unteren Ende spitz zulaufen. Auf diese Weise entsteht eine Auflagefläche 214, die unmittelbar auf der Oberfläche des Traggitters aufliegt, wobei die Ansätze 212 sich nach unten in die Zellen des Gitters erstrecken. Zwischen den Ansätzen 212 sind zur Versteifung der Nase Versteifungsglieder 216 angeordnet. Ein Verriegelungselement oder eine Zunge 218 mit einem am unteren Ende angebrachten Verriegelungskopf 220 wird dadurch gebildet, daß eine U-förmige Öffnung 222 auf den gegenüberliegenden Seiten der Ansätze 212 eingearbeitet ist.

F i g. 10 zeigt einen Querschnitt durch das obere Ende des in Fig. 9 gezeigten Kanals entlang der Linie 10-10. Der Querschnitt des Kanals 200 mit den Öffnungen 202 für die Verriegelung der Brennstoffanordnungen und die Abstandsbänder 204 an den Ecken sind deutlich ersichtlich.

Fig. 11 zeigt einen Querschnitt durch das Abstützelement 206 des in F i g. 9 gezeigten Kanals entlang der Linie 11-11. In diesem Querschnitt sind der untere Teil 210, die Versteifungsglieder 216, die Öffnung 222, die Verriegelungselemente 218 und die Verriegelungsköpfe 220 gezeigt.

In Fig. 12 ist teilweise im Schnitt eine Längenansicht des in Fig. 9 gezeigten Kanals200 entlang der Linie 12-12 gezeigt. Die hier in den Fig. 9 und 11 gezeigten Elemente sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Der Ansatz 212 mit einem dazwischenliegenden Versteifungsglied 216 ist gezeigt. Die Verriegelungselemente 218 für den Kanal sind als biegsame Zungen ausgebildet, die von Teilen der Wände des oberen Teiles 210 und des Ansatzes 212 dadurch gebildet werden, daß eine U-förmige Öffnung 222 eingearbeitet wird. Die Kanalverriegelungselemente 218 sind am unteren Ende mit einem Verriegelungskopf 220 versehen, der bei dieser Ausführungsform von einem kurzen Rundstab gebildet wird, der mit einem Schlitz versehen ist und mit dem Ende der biegsamen Zunge 218 verschweißt ist. Mit Hilfe

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der Verriegelungselemente können die Kanäle einzeln lösbar am Traggitter befestigt werden.

In Fig. 13 ist eine verkürzte Längsansicht einer Brennstoffanordnung gezeigt, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Die Brennstoffanordnung besteht aus langgestreckten Brennstoffelementen 226, die parallel zueinander angeordnet sind und eine Brennstoff anordnung 228 bilden. Die Brennstoffelemente sind hier als Stäbe gezeigt, jedoch können natürlich auch Rohren, Platten und Elemente mit anderen geometrischen Querschnitten verwendet werden. Die Brennstoffelemente 226 sind zwischen oberen und unteren Abstützvorrichtungen 230 und 232 befestigt, deren für die Kühlmittelflüssigkeit offener Durchströmungsquerschnitt nicht wesentlich geringer ist als die zwischen den Brennstoffelementen 226 zur Verfügung stehende Fläche. Vom unteren Abstützelement 232 erstreckt sich ein Sperrelement 234 nach unten. Vom oberen Abstützelement 230 erstreckt sich ein Ansatz 236 nach oben, der mit einem drehbaren Griff 238 und einer Feder 242 versehen ist. Der Griff 238 weist zwei Nasen 240 (s. Fig. 14) auf. Die Feder 242 drückt den Griff 238 in die gezeigte Lage, wobei die Achse der Zapfen 240 parallel zu einer der Querrichtungen der Brennstoffanordnung verläuft. Es ist jedoch möglich, den Griff 238 gegen die Federkraft der Feder 242 innerhalb von zwei Anschlägen maximal um ungefähr 90° zu drehen.

Die in Fig. 13 gezeigte Brennstoffanordnung kann unmittelbar in den in Fig. 12 gezeigten Kanal eingesetzt werden. Die Abstützmittel 230 und 232 gleiten an den Innenflächen des Kanls 200. Der Abstand zwischen den beiden Außenflächen der Zapfen 240 ist größer als die Breite des Kanals 200. Die Brennstoffanordnung kann jedoch vollständig in den Kanal eingesetzt werden, falls der Griff 238 gegen die Torsionskraft der Feder 242 ungefähr um 45° aus seiner Normallage gedreht wird, so daß er ungefähr diagonal zum quadratischen Kanal liegt. Falls die Brennstoffanordnung vollständig in dem Kanal eingesetzt ist, befindet sich das Sperrelement 234 zwischen den Verriegelungselementen 218, wobei das Verriegelungselement 218 gegen die im Traggitter vorgesehene Verriegelungsfläche gepreßt wird. Der Griff 238 kann nun von der Feder 242 ungefähr um 45° in seine Normallage zurückgedreht werden, wobei er parallel zu einer Querrichtung der Brennstoffanordnung liegt. Dabei gleiten die Zapfen 240 in die am oberen Ende des Kanals 200 vorgesehenen Öffnungen 202. Dadurch wird die Brennstoffanordnung fest im Kanal und der Kanal fest im Traggitter gehalten. Die Brennstoffanordnungen können in ähnlicher Weise in die an den Kanal 200 angrenzenden Durchströmungskanäle eingesetzt werden. Sie sind jedoch in bezug auf die Brennstoffanordnungen in den Kanälen 200 um 90° verdreht, so daß die Zapfen 220 in die noch freien Öffnungen 202 der angrenzenden Kanäle 200 eingreifen können. Dies ist jedoch näher in Fig. 14 gezeigt.

In Fig. 14 sind teilweise im Schnitt Kanäle200 und Brennstoffanordnungen 238 gezeigt, die in dem zellenartigen Reaktorkern gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet sind. Die bereits in den F i g. 9 bis 13 gezeigten Bauelemente haben auch hier dieselben Bezugszahlen. Die beiden äußeren Kanäle sind einzeln lösbar mit Hilfe des am Kanal befindlichen Verriegelungselementes 220 und des an jedem Brenn-

Stoffelement befindlichen Sperrbügels 234 im Traggitter 26 befestigt. Die Brennstoff anordnungen sind wiederum in den Kanälen mit Hilfe der Zapfen 240 befestigt, die in zwei der vier am oberen Ende jedes Kanals 200 vorgesehenen Öffnungen 202 eingreifen. Die Brennstoffanordnung 228 a, die sich in den zwischen den beiden auseinanderliegenden Kanälen 200 befindlichen Durchflußkanal befindet, ist in bezug auf die Brennstoffanordnungen 228 um 90° verdreht und mit Hilfe der am Griff 238 a befindlichen Zapfen 240 a in den beiden noch freien Öffnungen 202 befestigt. Gegebenenfalls können die Brennstoffanordnungen 228 a und 228 so ausgebildet werden, daß ihre unteren Abstützvorrichtungen 232 auf dem Traggitter 26 ruhen. Dies ist jedoch normalerweise nicht erforderlich. Von den vier am oberen Ende jedes Kanals befindlichen Öffnungen 202 dienen zwei zur Aufnahme der Zapfen 240 der im Kanal befindlichen Brennstoffanordnung, und die beiden verbleibenden Öffnungen dienen zur Aufnahme eines Zapfens 240a der in den benachbarten Durchflußkanälen befindlichen Brennstoffanordnungen. Jede Brennstoffanordnung ist also auf diese Weise einzeln und herausnehmbar in einem Kanal befestigt.

Die relative Ausrichtung der Brennstoffanordnungen in den Kanälen ist näher aus Fig. 15 ersichtlich, in der eine Draufsicht des Reaktorkernes gemäß der Erfindung entlang der Linie 15-15 und Fig. 14 gezeigt ist. Die quadratischen Kanäle200 sind Ecke an Ecke in der bereits beschriebenen Weise angeordnet. Die an den Ecken befindlichen Streifen 204 bieten Anlage- und Abnutzungsflächen. In jedem Kanal 200 befindet sich eine Brennstoffanordnung, wobei die Griffe 238 a der in den Kanälen 200 befindlichen Brennstoffanordnungen parallel zueinander liegen. Die beiden Zapfen 240 a einer jeden Brennstoffanordnung greifen in zwei entsprechende Öffnungen 202 a ein. Auch in den zwischen den Kanälen 200 befindlichen quadratischen Durchströmungskanälen 250 befinden sich Brennstoffanordnungen. Die Griffe 238 dieser Brennstoffanordnungen liegen rechtwinkelig zu den Griffen238 α der in den Kanälen 2Ö0 befindlichen Brennstoffanordnungen, und die Zapfen 240 greifen von außen in die freien Öffnungen 202 der Kanäle 200 ein.

In Fig. 15 sind weiterhin zwei Regelelemente 252 gezeigt, die verhältnismäßig dicke Wände haben und mit einer zentralen Öffnung 254 versehen sind, durch welche die moderierende Kühlflüssigkeit hindurchströmen kann. Die Wände der Regelelemente enthalten einen Neutronen absorbierenden Stoff, beispielsweise Bor, Quecksilber, Silber, Cadmium, Gadolinium, Dysprosium, Hafnium, Europium usw. Die Regelelemente 252 können in offenen, zwischen mit Brennstoffelementen besetzten Kanälen 200 liegenden Durchflußkanälen bewegt werden.

Die Seitenlänge d₅ der zentralen Öffnungen 254 wählt man ungefähr gleich der Bremslänge, das ist diejenige Länge, in welcher ein Spaltungsneutron in einem gegebenen Moderator auf thermische Energie abgebremst wird. Vorzugsweise ist die Seitenlänge d_s ungefähr 0,25- bis ungefähr 5mal größer als die Bremslänge. Auf diese Weise erhält man pro Flächeneinheit des von den Regelelementen eingenommenen Gebietes den größten Regelwirkungsgrad. Die durch eine Seite des Regelelementes eindringenden schnellen oder epithermischen Neutronen werden in dem innerhalb des Regelelementes befindlichen Moderator auf

Claims

thermische Energien abgebremst und auf diese Weise nach Durchlaufen des Moderators stark im Regelelement absorbiert. Das Kernvolumen, das bei einem bestimmten Regelgrad von Regelelementen eingenommen wird, wird dadurch wesentlich verringert. Fig. 16 zeigt einen verkürzten Längsschnitt eines Regelelementes 252 und eines Brennstoffanhängers 228a in der in Fig. 15 eingezeichneten Richtung. Das Regelelement ist am oberen Ende mit Hilfe einer Stange 258 mit einem oberhalb des Reaktors angeordneten Regelstabantrieb verbunden. Die Stange 258 ist mit einem Gabelkopf 260 verbunden, der auf jeder Seite mit einer Rastvorrichtung 262 versehen ist, die mit dem oberen Ende des Regelelementes 252 verbunden werden kann. In der gezeigten Ausfüh- t5 rungsform besteht die Rastvorrichtung aus einem Griff 264, der mit einer durch ein Gehäuse 262 hindurchgehenden Antriebsstange 266 verbunden ist. Die Antriebsstange 266 dreht einen Daumen 270, der jede Rastkugel 272 durch eine Öffnung 274 im Gehäuse 268 nach außen gegen einen Rastanschlag 276 auf der Innenseite des oberen Endes des Regelelementes 252 drückt. Auf diese Weise können mehrere Regelelemente gleichzeitig mit Hilfe einer einzigen oberhalb des Reaktorbehälters angeordneten Antriebsvorrichtung bewegt werden. Gegebenenfalls können andere geeignete Vorrichtungen verwendet werden, um das Regelantriebselement mit dem Regelantrieb zu verbinden und die Regelelemente einzeln anzutreiben. In Fi g. 17 ist eine andere Ausführungsform des in F i g. 16 gezeigten Anhängeelementes gezeigt. Das leere Anhängeelement 269 ist mit Hilfe von Vorrichtungen 267 .am unteren Ende des Regelelementes 252 befestigt. Das Anhängeelement hat denselben geometrischen Querschnitt wie das in den F i g. 15 und 16 gezeigte Regelelement, d.h. einen quadratischen Querschnitt mit abgerundeten Ecken. Das leere Anhängeelement verhindert, daß der Raum im Kern mit dem Moderator angefüllt wird, welcher beim Zurückziehen des Regelelementes frei wird. Dadurch wird wieder verhindert, daß an den Kanten der benachbarten Brennstoffelementanordnungen größere Moderatorschichten entstehen, das effektive Moderator-Brennstoff-Verhältnis an den äußeren Brennstoffelementen dieser Anordnungen sich ändert und Neutronenfluß- und Leistungsspitzen auftreten, die sonst entstehen würden. In den Fig. 18 und 19 sind Querschnitte durch zwei Ausführungsformen von leeren Anhängeelementen gezeigt, die an das in den F i g. 16 und 17 gezeigte Regelelement angehängt werden können. In Fig. 18 ist ein leeres Anhängeelement269 gezeigt, das im wesentlichen denselben geometrischen Querschnitt aufweist wie das Regelelement, an das es angehängt wird. Zur Abstützung gegen die durch den Betriebsdruck der umgebenden moderierenden Kühlmittelflüssigkeit auf das Element ausgeübten Kräfte sind im Innern des Elementes Rohre 271 angebracht. Das in F i g. 19 gezeigte Anhängeelement 269 ist mit einem festen Körper 273 gefüllt. In jedem Falle ist das Anhängeelement aus korrosionsbeständigem Material hergestellt, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, Zirkonlegierungen oder einem anderen Material, das sich für das vorhandene Kühlmittel eignet. Die Rohre271 und der Körper273 sind vorzugsweise aus einem leichten Material hergestellt, das eine große Festigkeit und einen niedrigen Neutronen- absorptionsquerschnitt aufweist und im wesentlichen keine epithermischen Neutronen abbremst. Beispielsweise sind Aluminium und ähnliche Stoffe geeignet. Es können natürlich auch an Regelelemente, die keinen quadratischen Querschnitt haben, leere Anhängeelemente angehängt werden. In den Fig. 20 und 21 ist im vergrößerten Maßstab die bereits in den Fig. 13 und 14 gezeigte Brennstoffanordnung näher dargestellt. Die Brennstoffanordnung 228 besteht aus durchgehenden oder ungeteilten Brennstoffstäben oder Elementen 226, die einen gleichmäßigen und ununterbrochenen Körper aus Kernbrennstoff enthalten. Durch die an mehreren Stellen entlang der Brennstoff anordnung vorhandenen Abstandshalter 280 werden die Brennstoffelemente 226 in bestimmten Abständen gehalten, wobei der für die Flüssigkeitsströmung vorhandene Querschnitt kaum wesentlich verringert wird. Jede Reihe von Brennstoffstäben 226 wird von zwei gegenüberliegenden Drähten 286 eingeschlossen. Auch jede Spalte von Brennstoffelementen 226 wird von zwei gegenüberliegenden Drähten 284 eingeschlossen. Die sich überkreuzenden Drähte 284 und 286 werden zur Erhöhung der Festigkeit und zur Erzielung eines festen Abstandes an den Kreuzungsstellen miteinander verschweißt. Die Drähte haben in bezug auf den Durchmesser eines Brennstoffelementes einen solchen Abstand, daß zwischen Brennstoffelement und Draht ein leichter Festsitz entsteht. Nach Anbringung der Abstandshalter 280 an den gewünschten Stellen entlang der Länge der Brennstoffelementanordnungen 228 ist keine weitere Befestigung des Brennstoffes mehr erforderlich. Gegebenenfalls können die Abstandshalter 280 beispielsweise durch Löten oder Schweißen an den Außenflächen einiger oder aller Brennstoffstäbe 226 befestigt werden. Im Verlauf der Beschreibung wurde bisher immer angegeben, daß als Kühlmittelflüssigkeit leichtes Wasser verwendet wird. Bei der vorliegenden Erfindung können natürlich auch alle anderen geeigneten Flüssigkeiten einschließlich schweren Wassers und Kohlenwasserstoffe wie Diphenyl, isomere Terphenyle, Naphthalin, Anthracen u. dgl. verwendet werden. Als Kernbrennstoff eignen sich brütbare Isotope von Uran, Plutonium, Thorium und anderen geeigneten Elementen und spaltbare Isotope von U233, TJ235, pu239; pu241. In den Regelelementen können verschienene Neutronen absorbierende Stoffe verwendet werden, beispielsweise Bor, Cadmium, Gadolinium, Silber, Dysprosium, Samerium, Europium, Hafnium, Quecksilber und andere bekannte Elemente mit einem hohen Neutroneneinfangsquerschnitt. Zum Bau der Vorrichtung gemäß der Erfindung können beispielsweise rostfreier Stahl, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Zirkonium, Zirkoniumlegierungen, Nickel und Nickellegierungen verwendet werden. Patentansprüche:

1. Siedereaktor mit einem zellenartig aufgebauten Reaktorkern, der langgestreckte, parallele und im wesentlichen gleichgestaltete geometrische Querschnitte ,aufweisende Kanäle enthält, die sich je von einem Einlaß am einen Ende des Kerns zu einem Auslaß am anderen Ende des Kerns erstrecken und von einem die Neutronen moderierenden Kühlmittel durchflossen sind und