DE1239784B - Kernreaktor mit einem von Druckrohren durchsetzten Reaktorbehaelter - Google Patents
Kernreaktor mit einem von Druckrohren durchsetzten ReaktorbehaelterInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Int. Cl.: G21c
DEUTSCHES WTWSSSP PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
DeutscheKl.: 21g-21/20
Nummer: 1239 784
Aktenzeichen: C 26612 VIII c/21 g
1 239 784 Anmeldetag: 30.März 1962
1 239 784 Anmeldetag: 30.März 1962
Auslegetag: 3. Mai 1967
Kernreaktor mit einem von Druckrohren
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kernreaktor durchsetzten Reaktorbehälter
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kernreaktor durchsetzten Reaktorbehälter
mit einem inneren, von Druckrohren durchsetzten
dichten Reaktorbehälter, einem diesen Behälter um-
gebenden äußeren Strahlenschutzgehäuse und zumindest einer dicht abgeschlossenen Führungs- und Be- 5 Anmelder:
tätigungseinrichtung für ein in den Behälter einführ- Commissariat ä l'Energie Atomique, Paris
bares und in ihm bewegbares Element, wie einen
Steuerstab, die ein starres Führungsrohr für das be- Vertreter:
wegbare Element, ein mit seinem einen Ende an dem DipL-Ing. R. Beetz
Behälter dichtend befestigtes, die Schutzgehäusewand xo und Di L_Ing K Lamprecht, Patentanwälte,
durchquerendes und mittels einer Verschlußvorrich- hen Steinsdorfstr- 1Q
durchquerendes und mittels einer Verschlußvorrich- hen Steinsdorfstr- 1Q
tung verschlossenes Dichtungsrohr sowie einen der '
Verschlußvorrichtung zugeordneten Betätigungsantrieb umfaßt, der mit dem bewegbaren Element durch Als Erfinder benannt:
ein Seil verbunden ist, das durch einen Strahlen- 15 Didier Costes, Paris;
schutzstopfen hindurchführt. Jean Claude Jacquin,
Verschlußvorrichtung zugeordneten Betätigungsantrieb umfaßt, der mit dem bewegbaren Element durch Als Erfinder benannt:
ein Seil verbunden ist, das durch einen Strahlen- 15 Didier Costes, Paris;
schutzstopfen hindurchführt. Jean Claude Jacquin,
Zur näheren Erläuterung der der Erfindung zu- Nogent-sur-Marne, Seine (Frankreich)
gründe liegenden Problemstellung und ihrer Losung ' _
sei auf ein in der Zeichnung veranschaulichtes Aus- . ..
führungsbeispiel eines Kernreaktors gemäß der Er- 20 Beanspruchte Priorität:
findung eingegangen. In der Zeichnung zeigt Frankreich vom 10. April 1961 (858 265)
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen
Kernreaktor gemäß der Erfindung als Ganzes, 2
F i g. 2 einen Schnitt durch ein teilweise schematisch dargestelltes Verbindungssystem zwischen der 25 für die Steuerstäbe 3 ermöglicht diese Verschiebun-Betätigung
einer Steuerstange und dem Behälter des gen ohne die Gefahr einer Beschädigung der relativ
Kernreaktors, zueinander bewegten Teile.
F i g. 3 dasselbe System (im verkleinerten Maßstab) F i g. 2 zeigt den Behälter 1 des Reaktors und das
in einer unterschiedlichen Stellung, aus der die in der Schutzgehäuse 2. Ein Steuerstab 3 ist durch das GeZeichnung
übertrieben veranschaulichte Deformation 30 häuse 2 hindurch mit einer an dessen Außenseite voreinzelner
Elemente ersichtlich ist. gesehenen Betätigungsvorrichtung verbunden.
Der in F i g. 1 dargestellte Kernreaktor weist einen Zur Führung der Betätigungselemente für das bezylindrischen
Behälterl auf, der in einer Kammer wegbare Element durch das Strahlenschutzgehäuse
untergebracht ist, die durch ein von einem Beton- und den Reaktorbehälter sind bei einem Reaktor diemassiv
gebildetes biologisches Strahlenschutz- 35 ser Art Betätigungsschächte vorgesehen, in denen die
gehäuse 2 umschlossen wird. Der Behälter 1 enthält Steuer- und Verbindungselemente, wie Führungen,
einen flüssigen Moderator (beispielsweise schweres Winden, Hubkolben usw., liegen.
Wasser); er wird von Druckrohren 2' durchsetzt, die Als solcher Schacht kann ein Führungsrohr dieparallel zur Längsachse des Behälters 1 angeordnet nen, wie es auf Seite 279 der Zeitschrift »Nuclear sind. Die Rohre 2' dienen zur Aufnahme der Brenn- +0 Engineering« vom Iuli 1958 gezeigt ist. Dieses Rohr Stoffelemente und werden von einem unter Druck ist, um seiner Führungsaufgabe genügen zu können, stehenden gasförmigen Kühlmittel durchströmt. Der starkwandig und starr ausgebildet und mit einem Behälter 1 ist demgegenüber nur dem hydrostatischen Verschlußstück versehen. Um eine Zerstörung oder Druck der in ihm vorgesehenen Moderatorflüssigkeit Beschädigung des Rohres oder der mit ihm verbunausgesetzt. 45 denen Bauteile des Reaktors durch eine RelativbeweIn den Behälter 1 können ferner Steuerstäbe 3 ein- gung des Strahlenschutzgehäuses gegenüber dem Regeführt werden, die nach Bedarf wahlweise wieder aktorbehälter, die beide von dem Rohr durchquert aus dem Behälter herausgezogen werden können. werden müssen, zu vermeiden, ist das Rohr nur an
Wasser); er wird von Druckrohren 2' durchsetzt, die Als solcher Schacht kann ein Führungsrohr dieparallel zur Längsachse des Behälters 1 angeordnet nen, wie es auf Seite 279 der Zeitschrift »Nuclear sind. Die Rohre 2' dienen zur Aufnahme der Brenn- +0 Engineering« vom Iuli 1958 gezeigt ist. Dieses Rohr Stoffelemente und werden von einem unter Druck ist, um seiner Führungsaufgabe genügen zu können, stehenden gasförmigen Kühlmittel durchströmt. Der starkwandig und starr ausgebildet und mit einem Behälter 1 ist demgegenüber nur dem hydrostatischen Verschlußstück versehen. Um eine Zerstörung oder Druck der in ihm vorgesehenen Moderatorflüssigkeit Beschädigung des Rohres oder der mit ihm verbunausgesetzt. 45 denen Bauteile des Reaktors durch eine RelativbeweIn den Behälter 1 können ferner Steuerstäbe 3 ein- gung des Strahlenschutzgehäuses gegenüber dem Regeführt werden, die nach Bedarf wahlweise wieder aktorbehälter, die beide von dem Rohr durchquert aus dem Behälter herausgezogen werden können. werden müssen, zu vermeiden, ist das Rohr nur an
Der Behälter 1 erfährt im Betrieb insbesondere in- dem Behälter befestigt. Auf diese Weise ist zwar eine
folge der thermischen Längenänderungen gewisse 50 freie Bewegbarkeit des Rohres gegenüber dem GeVerschiebungen
gegenüber dem Gehäuse 2. Die in häuse gewährleistet, es ergeben sich jedoch Schwieden
F i g. 2 und 3 dargestellte Betätigungsvorrichtung rigkeiten bei der Abdichtung der Fuge zwischen Rohr
und Gehäuse gegen den Austritt von radioaktiven Teilchen aus dem Reaktorinneren.
Ähnliche Schwierigkeiten ergeben sich auch bei dem in der USA-Patentschrift2 863 815 beschriebenen
Reaktor, bei dem das ebenfalls starre Fiihrungsrohr mit großem radialem und axialem Spiel
das Schutzgehäuse durchquert. Das Spiel zwischen Gehäuse und Rohr stellt zwar dessen freie Bewegbarkeit
sicher, schafft aber zugleich eine Austrittsmöglichkeit für Radioaktivität aus dem Reaktorinneren.
Unbefriedigend ist auch die in der britischen Patentschrift 821 931 beschriebene Ausführung der
Betätigungsschächte. Es sind zwei starre koaxiale Rohre übereinandergeschoben, von denen das eine
mit dem Strahlenschutzgehäuse und das andere mit dem Reaktorbehälter verbunden ist. Beide Rohre
können also zwar der Bewegung der zugehörigen Reaktorhülle folgen, es fehlt jedoch an einer Abdichtung
zwischen den beiden Rohren, die erst durch zusätzliche Maßnahmen erreicht werden muß.
Auch die in der französischen Patentschrift 1 244 114 beschriebene Ineinanderschachtelung von
starren, mit Reaktorhüllen verschweißten Rohren vermag das Problem einer dichten und gleichzeitig Relativbewegungen
quer zur Rohrachse ohne Beschädigungsgefahr zulassenden Schachtausbildung nicht zu
lösen, da bei dieser Ausführung zwar eine gewisse Verschiebung der Hüllen in axialer Richtung, nicht
aber quer zur Rohrachse möglich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kernreaktor anzugeben, bei dem die Führung
für in den Behälter des Reaktors einführbare Organe so ausgebildet ist, daß einerseits die genaue und verklemmungssichere
Führung des bewegbaren Organs gewährleistet ist und andererseits unter Aufrechterhaltung
der Abdichtung des Reaktorinneren Relativbewegungen zwischen Reaktorbehälter und
Strahlenschutzgehäuse möglich sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Reaktor dadurch gelöst, daß das
Dichtungsrohr dünnwandig und derart verformbar ist, daß es den gegenseitigen Bewegungen des Reaktorbehälters
und des Schutzgehäuses zu folgen vermag, und daß das starre Führungsrohr über den
Strahlenschutzstopfen, der die Verschlußvorrichtung verschiebbar sowie abgedichtet durchsetzt, an einem
fest mit dem Schutzgehäuse verbundenen Bauteil aufgehängt ist und daß seine Verbindungen mit dem
Stopfen sowie mit dem Reaktorbehälter als kugelige Schwenkverbindungen ausgebildet sind. so
Bei dem in den F i g. 2 und 3 ausführlicher dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der
Steuerstab 3 im Inneren eines Führungsrohres 4 angeordnet, das an seinem oberen Teil durch einen
zylindrischen Strahlenschutzstopfen 5 gehalten wird, dessen Durchmesser größer als der des Führungsrohres 4 ist und der eine Art Verschlußstopfen für
das Strahlenschutzgehäuse 2 an dieser Stelle bildet. Die Verbindung zwischen dem Stopfen 5 und dem
Führungsrohr 4 erfolgt durch einen Gelenkkopf 6.
Der zylindrische Stopfen 5 weist einen Innenkanal 7 auf, der vorteilhafterweise gekrümmt ist und
durch den ein Betätigungskabel 8 für den Steuerstab 3 hindurchgeführt ist; an seinem oberen Teil ist
der Stopfen 5 mit einem Ansatz 9 mit geringerem Querschnitt versehen, der dicht, jedoch verschiebbar,
durch den Deckel eines weiter unten näher beschriebenen Dichtungsrohres 15 hindurchgeführt ist.
Die Anordnung, welche durch das Führungsrohr 4 und den Stopfen 5 gebildet wird, ist an ihrem oberen
Teil aufgehängt; der Ansatz 9 wird beispielsweise durch eine GlockelO getragen, welche die in dem
Gehäuse 1 zur Aufnahme der genannten Anordnung und des äußeren Dichtungsrohres 15 vorgesehene
Führung 11,12 abschließt.
Die Führung 11, 12 besteht aus zwei Teilen, von denen der Teil 11, der in der Höhe des Stopfens 5
liegt, einen größeren Durchmesser als der Teil 12 aufweist, die Durchmesser sind jeweils hinreichend
groß, um das erforderliche Spiel für die bereits erwähnten Querverschiebungen zu gestatten.
Oberhalb der GlockelO ist eine Winde 13 oder eine ähnliche Hubvorrichtung angebracht, an der das
Kabel 8 endet; diese Vorrichtung ist in einem abgedichteten Gehäuse 14 untergebracht.
Das Dichtungsrohr, welches zwischen den Wänden der Führung 11, 12 einerseits und den Wänden der
den Stopfen 5 und das Führungsrohr 4 enthaltenden Anordnung andererseits vorgesehen ist, besteht aus
zwei Teilen. Der Teil 15 grenzt an den Behälter 1 an und ist mit diesem fest verbunden, beispielsweise verschweißt;
der andere Teil 16 schließt sich an den Teil 15 an; er weist einen größeren Durchmesser auf
und bildet zusammen mit dem Stopfen 5 die biologische Schutzschicht an dieser Stelle.
Zwischen dem Teil 15 des Dichtungsrohres und dem Führungsrohr 4 ist ein großes Spiel vorgesehen,
um Querverschiebungen der Anordnungen zu ermöglichen (vgl. Fig. 2 und 3), Am unteren Ende kann
ein Zentrierring 17 auf der inneren Fläche des Rohres 15 vorgesehen sein. Über dem Ring 17 kann ferner
ein weiterer Ring 18 auf der Außenfläche des Führungsrohres 4 vorgesehen werden, der mit einem
merklichen Spiel in das DichtungsrohrlS eingreift, jedoch nicht den Ring 17 durchsetzt. Ein axiales
Spiel wird zwischen den beiden Ringen 17 und 18 vorgesehen, damit freie Ausdehnungen des Führungsrohres 4 und des Behälters 1 möglich sind. Auf diese
Weise wird im übrigen auch ein zufälliges Hineinfallen des Führungsrohres 4 in den Behälter 1 verhindert.
Ein Zentrierring 19 kann beispielsweise auf der Oberseite des Führungsteiles 12 vorgesehen werden,
um das Rohr 15 in diesem Führungsteil zu zentrieren.
Das radiale Spiel zwischen dem oberen Teil 16 des Dichtungsrohres und dem Stopfen 5 muß gering sein,
damit die Strahlung nur einen möglichst kleinen Durchtrittsquerschnitt findet.
Die Abdichtung am oberen Ende wird durch einen Deckel 20 bewirkt, der mit äußeren Ringdichtungen
201 versehen ist und den oberen Teil 16 des Dichtungsrohres
abschließt; dieser Deckel wird in seinem mittleren Bereich vom Ansatz 9 durchsetzt. Innere
Ringdichtungen 21 gestatten eine Gleitbewegung des Ansatzes 9 unter Aufrechterhaltung der Abdichtung.
Der verringerte Durchmesser dieses Ansatzes 9 gegenüber dem Durchmesser des Deckels 20 vermindert
die an den Ringdichtungen 21 auftretende Reibung infolge der Relatiwerschiebung der beiden
Teile 9 und 20 bei einer axialen Ausdehnung; infolgedessen werden hierdurch auch die Wirkungen,
die am Ansatz des Dichtungsrohres 15, 16 auf den Behälter 1 ausgeübt werden, vermindert.
Es sei hervorgehoben, daß das Spiel zwischen dem Führungsrohr 11 und dem Teil 16 des Dichtungsrohres gering sein kann, da diese Teile gegeneinander
Claims (3)
1. Kernreaktor mit einem inneren, von Druckrohren durchsetzten dichten Reaktorbehälter,
einem diesen Behälter umgebenden äußeren Strahlenschutzgehäuse und zumindest einer dicht
abgeschlossenen Führungs- und Betätigungseinrichtung für ein in den Behälter einführbares und
in ihm bewegbares Element, wie einen Steuerstab, die ein starres Führungsrohr für das bewegbare
Element, ein mit seinem einen Ende an dem Behälter dichtend befestigtes, die Schutzgehäusewand
durchquerendes und mittels einer Verschlußvorrichtung verschlossenes Dichtungsrohr
sowie einen der Verschlußvorrichtung zugeordneten Betätigungsantrieb umfaßt, der mit dem bewegbaren
Element durch ein Seil verbunden ist, das durch einen Strahlenschutzstopfen hindurchführt,
dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsrohr (15) dünnwandig und derart verformbar
ist, daß es den gegenseitigen Bewegungen des Reaktorbehälters (1) und des Schutzgehäuses
(2) zu folgen vermag, und daß das starre Führungsrohr (4) über den Strahlenschutzstopfen
(5), der die Verschlußvorrichtung (10, 20) verschiebbar sowie abgedichtet durchsetzt, an einem
fest mit dem Schutzgehäuse verbundenen Bauteil (GlockelO) aufgehängt ist und daß seine Verbindungen
mit dem Stopfen sowie mit dem Reaktorbehälter als kugelige Schwenkverbindungen (6,18) ausgebildet sind.
2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsrohr (15) einen
Rohrabschnitt kleinen Durchmessers, der das starre Führungsrohr (4) mit vorbestimmtem Spiel
umgibt, und einen Abschnitt (16) mit größerem Durchmesser aufweist, der den Strahlenschutzstopfen
(5) mit kleinem Spiel aufnimmt.
3. Kernreaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenschutzstopfen (5)
an seinem äußeren Ende einen im Querschnitt verringerten Ansatz (9) aufweist, der in der Verschlußvorrichtung
(10, 20) dichtend geführt ist.
Applications Claiming Priority (1)
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