DE1539810B1 - Metallgekuehlter schneller Atomkernreaktor - Google Patents
Metallgekuehlter schneller AtomkernreaktorInfo
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Description
material durch eine geometrische Struktur eine
gewünschte unterkritische Konfiguration vorzuschreiben.
Durch die kombinierte Anwendung dieser beiden Merkmale in Verbindung mit den weiteren konstruktiven
Einzelheiten des erfindungsgemäßen Kernreaktors wird sichergestellt, daß es bei Ausfall einerseits
der Kühlung des Reaktorkerns und andererseits
nung einnimmt. Dazu wird bei der Erfindung einerschen Patentschrift 662 701. Bei diesen Reaktoren 30 seits von dem aus S. 218 der Zeitschrift »Umschau«
sind die einzelnen Elemente der Brennstoffbündel von 1959 bekannten Prinzip einer Zerlegung des
jeweils für sich mit einer Umhüllung aus Stahl ver- Reaktorkerns in mehrere Teile unter Schmelzung
sehen und alle zusammen in einem vertikalen Mantel- von diese Teile zusammenhaltenden Bauelementen
rohr untergebracht, wobei die Halterung der einzelnen und andererseits von der auf S. 87 der Zeitschrift
Elementbündel unter Zwischenschaltung von hori- 35 Nucleonics vom Mai 1958 beschriebenen Möglichzontalen
Halteplatten oder Haltegittern erfolgen keit Gebrauch gemacht, dem schmelzenden Brennkann,
wie sie beispielsweise in der belgischen Patentschrift 642316 oder der britischen Patentschrift
991258 beschrieben sind.
991258 beschrieben sind.
Bei einer derartigen Bauweise für einen Kern- 40
reaktor besteht nun bei einem durch innere oder
äußere Gründe veranlaßten mehr oder weniger weitgehenden Ausfall der Kühlung beispielsweise durch
das Auftreten von Verstopfungen im Kühlmittelkreislauf die Gefahr, daß sich die Brennstoffelemente 45 sämtlicher sonstiger Sicherungsvorrichtungen dennoch infolge ihrer hohen spezifischen Leistung sehr rasch nicht zu einer unzulässigen Leistungsexkursion komaufheizen, wobei dann die gute Wärmeleitfähigkeit men kann, die eine Gefahr für den Reaktor selbst der Kernmaterialien dazu führt, daß der gesamte und seine Umgebung bedeuten könnte. Reaktorkern sich soweit erhitzt, daß er zum Schmel- Zur weiteren Erläuterung der Erfindung soll nun-
reaktor besteht nun bei einem durch innere oder
äußere Gründe veranlaßten mehr oder weniger weitgehenden Ausfall der Kühlung beispielsweise durch
das Auftreten von Verstopfungen im Kühlmittelkreislauf die Gefahr, daß sich die Brennstoffelemente 45 sämtlicher sonstiger Sicherungsvorrichtungen dennoch infolge ihrer hohen spezifischen Leistung sehr rasch nicht zu einer unzulässigen Leistungsexkursion komaufheizen, wobei dann die gute Wärmeleitfähigkeit men kann, die eine Gefahr für den Reaktor selbst der Kernmaterialien dazu führt, daß der gesamte und seine Umgebung bedeuten könnte. Reaktorkern sich soweit erhitzt, daß er zum Schmel- Zur weiteren Erläuterung der Erfindung soll nun-
zen kommt. Das schmelzende Kernmaterial folgt 50 mehr ein mögliches Ausführungsbeispiel für einen
dann der Schwerkraft und sammelt sich am Boden erfindungsgemäßen Kernreaktor näher beschrieben
des Reaktorgehäuses zu einer Schicht von rasch werden, das in der Zeichnung veranschaulicht ist.
anwachsender Reaktivität an, die eine Leistungs- Dabei zeigt in der Zeichnung
exkursion zur Folge hat, die bei einem Reaktor mit F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Teil des
höherer Nennleistung der Explosion von vielen 55 Reaktorkernes eines in erfindungsgemäßer Weise
Tonnen herkömmlichen Sprengstoffs entsprechen aufgebauten Atomkernreaktors, kann. F i g. 2 einen Schnitt durch den Ausschnitt von
Ausgehend von diesem Stande der Technik liegt F i g. 2 entlang der Schnittlinie H-II in F i g. 2 und
daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen F i g. 3 eine schematische und stark vereinfachte
Reaktor dieser Art in der Weise weiterzuentwickeln, 60 Darstellung eines erfindungsgemäßen Reaktors als
daß die Gefahr einer unkontrollierbaren Leistungs- Ganzes.
exkursion bei mehr oder weniger starkem Ausfall Das in Fig. 1 und 2 gezeigte Brennstoffpaket
der Kühlung des Reaktorkernes mit Sicherheit aus- besitzt ein Mantelrohr 2 mit hexagonalem Querschnitt
geschlossen ist. aus nichtrostendem Stahl, dessen oberes Ende durch
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Reaktor 65 ein Abschlußorgan 4 mit Öffnungen 6 für den Einder
eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß da- tritt des als Kühlmittel verwendeten Natriums abgedurch
gelöst, daß schlossen wird. Das Abschlußorgan 4 besitzt eine
1. der Querschnitt der unteren Mantelöffnung Fläche zum Abstützen gegen die untere Wand 8
Claims (5)
1. der Querschnitt der unteren Mantelöffnung (12) gleich dem Querschnitt des Mantelrohres
(2) am Orte des unteren Elementbündels (28) ist,
2. das untere Elementbündel (28) gleitend im Mantelrohr (2) angeordnet ist,
3. das untere Elementbündel (28) an einer Vorrichtung (30) aufgehängt ist, die ihrer- ao
seits mittels eines Gehänges (32) an einigen Elementen (24) des darüberliegenden Elementbündels
(26) aufgehängt ist,
4. die zur Aufhängung des unteren Elementbündels (28) dienenden Elemente (24) des
darüberliegenden Elementbündels (26) eine Zerreißfestigkeit aufweisen, die schon bei
einer Temperatur überschritten wird, die unterhalb der Schmelztemperatur der übrigen
den Kern bildenden Elemente liegt,
5. der untere Kühlmittelsammelraum (14) in seinem unteren Teil eine Struktur (36) von
Trennwänden enthält, derart, daß in an sich bekannter Weise das eventuell herunterschmelzende
Brennstoffmaterial nicht in einer kritischen Anordnung zu liegen kommt und
6. der untere Kühlmittelsammelraum (14) so gestaltet ist, daß er das im Schadensfalle
herunterfallende untere Elementbündel (28) aufnimmt.
2. Atomkernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des unteren
Sammelraumes (14) in der gleichen Größenordnung liegt wie das des Reaktorkernes (34).
3. Atomkernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände der
Struktur (36) aus Neutronen absorbierendem Material bestehen.
4. Atomkernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in
den das Gehänge (32) tragenden Nadelelementen (24) des Elementbündels (26) das spaltbare Material
mit seiner Umhüllung verbunden ist, in den übrigen Nadelelementen dieses Bündels dagegen
nicht.
5. Atomkernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Kühlmittel von oben nach unten an den Elementbündeln (16, 26, 28) vorbeiströmt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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