DE1464735A1 - Kernreaktor - Google Patents

Description

• nK e r n r e a k t o r"

  Die Erfindung betrifft einen Kernreaktor mit Brennelementen

  bzw. Brennelementenanordnungen, deren Ausdehnung In-einer Achse

  um ein Mehrfachen größer als in den beiden anderen Achsen ist

  und' die - gegebenenfalls zu Bündeln vereinigt - mit Hüllen um-

  mantelt sind, wobei in der Spaltzone Mittel zur Pestlegung der

  Zage und des Abstandes der .Brennelemente bzw. Brennelemeut-

  bündel gegeneinander vorgesehen einda _--

  Bei bekannten, insbesondere schnellen Kernreaktoren wird wegen

  der hohen hfistungedichte der Brennstoff in feinunterteilter

  Form, üblichei^weiae in Stäben, die zu Bündeln vereinigt sein

  können, in die Spaltsone eingebracht. Fe sind auch atktörnign

  Brennelemente bekannt, die s.- B. unter Zwischenschaltung von

  Drähten etrickleiterartig sU einem Band vereinigt eindl, wobei

  dann mehrere Bänder ein Brennstoffbündel bilden. Üm die vorbe-

  stimmte Zage der Brennelemente auch im Betrieb uni während 'den

  Auewechaelne, d.h, also bei der Handhabung der Brennelemente,

  sicher zu stellen, werden diese vielfach mit einer Wuile, z* B.

  einem Notallmantel, umgeben. Dieser Mantel übernimm'; in der Re-

  gel auch die Führung des Kühlmittels um die brennel,4mente. Die.'

  mit einem Mantel versehenen Brennelemente bzw. Brennelement-

  bündel werden bei bekannten Kernreaktoren über einen speziell

  an ihnen vorgesehenen Fuß oder ein entsprechend ausgebildetes

  Kopfstück in eine Führungsplatte eingesetzt, die üblicherweise

  je nach Strömungsrichtung des Kühlmittels am Boden oder am

  Kopf der Spaltzone jeweils im "kältesten" Bereich angeordnet

  wird, Nachteilig ist bei allen-bekannten Anordnungen mit Füh--

  rungsplatten am Kopf, daß für die meist von oben durchgeführte

  Beschickung ein Spielraum zwischen den einzelnen Elementen

  freigelassen werden muß, der vor allem bei schnellen Reaktoren

  unerwünschte Hohlräume in der Spaltzone zur Folge hat.

  Aufgabe der Erfindung ist es, die Anordnung der Brennelemente

  in der Spaltzone so durchzubilden, daß das Auftreten uner-

  wünschter Hohlräude sicher vermieden wird. Weiterhin sollen

  Lage und Abstand der Brennelemente so fixiert werden, daß

  betriebsmäßig eindeutig überschaubare Verhältnisse immer ge-

  geben sind.

  Auch der Kernreaktor nach der Erfindung wird mit Brennelementen

  bzw. Brennelementanordnungen beschickt, deren AusdehnurL; in

  einer Achse um ein Vielfaches größer als in den beiden anderen

  Achsen ist und die - gegebenenfalls zu Bündeln vereinigt - 4Lit

  Bullen ummantelt sind. Ferner sind in der Spaltzone Mittel zur

  Festlegung der Zage und des Abstandes der Brennelemente bzw.

  Brennelementbündel gegeneinander vorgesehen. Gemäß der Erfin-

  dung sind jedoch die Hüllen mindestens im "kältesten" Bereich

  der Spaltzone fest aneinander gekuppelt. Eine besonders vor-

  teilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn mindestens im

  "kältesten" Bereich die Hüllen starr miteinander verbunden

  Bind, wobei se günstig ist, die Wandstärke der Hüllen im "xäl-

  testen" Bereich zu vergrößern. Der Kernreaktor nach der Sr-

  findung kann dann beispielaweiee so betrieben werden, daß die

  au einem starren Körper verbundenen Hüllen über ihre Standzeit

  in; der ßpaltsone verbleiben und lediglich die Brennelemente bzw.

  Bremelementbündel ausgetauscht werden. Dabei ist es besonders

  zweckmäßig, die Brennelemente während ihrer Bewegung von und

  zur Spaltzone mit speziellen fransporthüllen.zu umgeben».&ine.

  derartige konstruktive Durchbildung der Spaltzone stellt 'ei--

  "eher, daß die Brennelemente eindeutig und ohne unnötig. Zwi- -

  schenraum in der Spältzone angeordnet werden können, wobei

  gleichzeitig die durch Wärmed6Mnuttgen sich ergebenden Bewe-

  gungen der Hüllen uew, nicht unnötig eingeschränkt werde:;

  Die Beschickung der Spaltzone mit Brennelementen kann_an der

  jeweils günstigsten Stelle, in der gegel von oben, durchge-

  führt werden. Daä`Kühlmittel kann frei in jeder gewünschten

  Richtung durch die Spaltzone geführt werden. ..

  Weitere Enzelheitef derErfindung werden anhand der Zeichnung

  näher erläutert":

  In der Figur- ist die eigentliche Spaltzone schematisch darge-

  stellt,.-die bei einem sogenannten a.chnellen`.brutreaktor in

  drei grobe Bereiche eingeteilt werden kann uüd zwar in die

  obere Brutstoffzone i - den "kältesten" Bereich -, die heiße

  Brennstoffzone 2 und die untere warme Brutstoffzone 3. Inder

  Spaltzone befindet sich ein Gerüst 6, das aus L@en starr mit-

  einander verbundenen Hüllen 7 zusammengesetzt ist. Die ein-

  zelnen Hüllen weisen an ihrem oberen Ende 8 Verstärkungen auf.

  Im Bereich dieser Verstärkungen gehen die Hüllen nahtlos in-

  einander über. Die zu Bündeln zusammengefaßten Brennelemente 5

  werden in die einzelnen Hüllen eingesetzt, wobei während der

  Bewegung der Brennelemente von und zur Spaltzone spezielle

  Transporthüllen 4 zur Erleichterung der Handhabung.vorgesehen

  sind. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels ist durch Pfeile

  gekennzeichnet. Selbstverständlich kann die Anordnung auch

  umgekehrt eingebaut und betrieben werden. Ebenso lasean sieh

  auch andere Wege der Kühlmittelströmrichtung finden, die je-

  doch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind*

  Das Gerüst C kann bei einer bevorzugten Aueführungeforn der

  Erfindung so stabil ausgebildet sein, daß es zugleich alu ' '

  'Träger für die an bzw. in ihm aufgehängten Brennelemente diente

Claims (1)

1. Patentansprüche: l# Kernreaktor mit Brennelementen bzw. $rennelementanoränungen, . deren Ausdehnung in einer Achse um ein Mehrfaches größer als- in den beiden anderen Achsen ist und die - gegebenenfalls zu Bündeln vereinigt - mit Hüllen ummantelt sind, wobei in der Spaltzone Mittel zur Festlegung der Lage und des Abstandes der brennelemente bzw. brennelementbündel gegeneinander ieor- gesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß- die Hüllen minde- stens im "kältesten" Bereich der Spaltzone fest aneinander gekuppelt sind. - 2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllen mindestens im "ältesten" Bereich starr miteinander verbünden sind. JKernreaktor nach Ansprubll 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, .- daß die ';landstärke der Hüllen im "kältesten" Bereich ver- gröLiert ist. . 4. Kernreaktor nach :inspruch 3, dadurch gekennzeichnet:, daß die Hüllen im Bereich der Verstärkungen nahtlos miteinander ver- einigt. sind. ._ 5. Verfahren zum Betrieb von Kernreaktoren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einem starren Kör- per verbundenen Hüllen über ihre Standzeit in der Spaltzone verbleiben und lediglich die Brennelemente armgetauscht wer- den. 6.. Terfalren nach Anspruch 59-dadurch geke_ eciametdaß die Brenne3.emente während ihrer Bewegung zur und von Bier Spalt- . tone mit speziellen Transporthüllen umgehegt werdet,. 7. Kernreaktor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch. gekennzeichnet" - - daß die Brennelemente in bzw. an dem Gerüst (6) aufgehängt- .