DE2025099B2 - Anordnung für eine Kühlmittel-Strömung - Google Patents
Anordnung für eine Kühlmittel-StrömungInfo
- Publication number
- DE2025099B2 DE2025099B2 DE2025099A DE2025099A DE2025099B2 DE 2025099 B2 DE2025099 B2 DE 2025099B2 DE 2025099 A DE2025099 A DE 2025099A DE 2025099 A DE2025099 A DE 2025099A DE 2025099 B2 DE2025099 B2 DE 2025099B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- housing
- coolant
- cross
- different
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
- G21C15/02—Arrangements or disposition of passages in which heat is transferred to the coolant; Coolant flow control devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
In allen diesen Fällen wird es vermieden, den Kühlmitteldurchsatz durch die Weite bzw. den Durchmesser der Gehäuse-Eintrittsöffnungen allein festzulegen. Vor allem wird der für eine starke Drosselung des
Kühlmitteldurchsatzes beispielsweise in den Randbereichen einer Reaktorkernanordnung erforderliche hohe
Druckabfall durch mehrere hintereinandergeschaltete Drosselstellen erzielt, wodurch die beim Stand der
Technik auftretenden Kavitationserscheinungen und die mit diesen verbundenen Beschädigungen mit Sicherheit
vermieden werden.
In der Regel wird jede Gehäusegruppe eine Vielzahl
von einzelnen Gehäusen umfassen. Es sind jedoch auch Anwendungsfälle denkbar, bei denen jede »Gehäusegruppe« nur aus einem einzigen Gehäuse besteht, der
Kühlmitteldurchsatz also in jedem Bauelement ein anderer ist. Gerade für solche Anordnungen ist die
Vorrichtung gemäß der Erfindung von besonderem Vorteil, weil sie es erlaubt, mit sehr einfachen Mitteln
den Kühlmitteldurchsatz durch einzelne Bauelemente bzw. Bauelementgruppen innerhalb eines sehr großen
Bereiches zu variieren und jeweils genau festzulegen.
Manchmal besteht eine gewisse Schwierigkeit darin, die mit Vorsprüngen versehenen Bauelementfüße ohne
Verhaken oder gar Beschädigungen bis in das Halterungsgehäuse vorzuschieben. Zur Abhilfe kann
erfindungsgemäß der Bauelementfuß von einem fest mit ihm verbundenen Schutzmantel mit glatter Außenfläche
umgeben sein, dessen Außendurchmesser nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses ist
In diesen Fällen werden die erfindungsgemäßen Querschnittsverengungen zwischen dem Bauelementfuß und der Innenwand des Schutzmantels ausgebildet
Soll dabei auch die Höhenlage der Eintrittsöffnungen variiert werden, so sind im Schutzmantel eine Vielzahl
von in unterschiedlicher Höhe angeordneten Bohrungen vorgesehen, von denen dann immer nur die auf
einer einzigen Höhe befindlichen Bohrungen mit entsprechend angeordneten Eintrittsöffnungen in der
Gehäusewand zur Bildung eines Kühlmitteldurchgangs zusammenwirken. Das zum Einschieben des Bauelementfußes erforderliche Spiel zwischen der Außenwand
des Schutzmantels und der Innenwand des Gehäuses kann immer so klein gehalten werden, daß die durch
diesen Freiraum hindurchfließenden parasitären Kühlmittelströmungen keine Rolle spielen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in den
Unteransprüchen niedergelegt
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt
F i g. 1 einen vertikalen Axialschnitt eines Bauelementfußes und seines Gehäuses,
F i g. 2 einen schematischen vertikalen axialen Halbschnitt durch eine an einem Reaktorboden angebrachte
Halterung, bei der mehrere Bauelemente mit ihren Füßen in den Gehäusen angeordnet sind,
Fi g. 3 einen schematischen axialen Halbschnitt einer
Variante der in F i g. 2 dargestellten Anordnung,
F i g. 4 einen vertikalen Axialschnitt des Fußes eines rohrförmigen Bauelementes, das hier das Brennstoffelement eines Kernreaktors ist, in seinem Gehäuse,
Fig.5 einen schematischen vertikalen Axialschnitt
einer anderen Ausführungform und
Fig.6 einen schematischen Querschnitt durch die Ebene VI-VI der F i g. 5.
Die F i g. 1 und 2 zeigen eine Anordnung für eine
Kühlmittelströmung in austauschbaren rohrförmigen
Bauelementen, die auf einer Halterung 3 angeordnet sind und aus einer gemeinsamen Quelle / mit dem
Kühlmittel gespeist werden. Jedes Bauelement besitzt einen Fuß 2. Die Halterung 3 weist eine Vielzahl von
Gehäusen 1 auf, die dazu dienen, jeweils einen Bauelementfuß 2 aufzunehmen und von denen jedes
mindestens eine Eintrittsöffnung 4 für das Kühlmittel aufweist Im Betrieb durchläuft das von der Quelle f
kommende Kühlmittel in jedem Gehäuse einen Durchgang 4,9, der aus der Eintrittsöffnung 4 und dem
Zwischenraum 9 zwischen der Gehäusewand und dem Bauelementfuß 2 besteht, und tritt dann bei /"1 in das zu
kühlende Bauelement ein. Die Bauelementfüße 2 sind alle identisch, während die Gehäuse alle in gleicher
Weise dazu geeignet sind, ohne Unterschied beliebige Füße aufzunehmen. Die Gehäuse sind in mindestens
zwei Gruppen aufgeteilt, die sich dadurch voneinander unterscheiden, daß ihre Durchgänge 4, 9 von Kühlmittelströmen durchflossen werden, die mit Hilfe von
unterschiedlich ausgebildeten Drosseleinrichtungen verschieden dimensioniert sind; diese Drosseleinrichtungen bestehen aus Querschnittsverengungen 5, 7
und/oder 6,8 im Zwischenraum 9 und den relativ hierzu unterschiedlich angeordneten Eintrittsöffnungen 4.
Im allgemeinen und insbesondere in Kernreaktor-Anwendungsfällen umfaßt jede Gehäusegruppe eine große
Anzahl von Gehäusen. In Sonderfällen kann aber auch jede Gehäusegruppe aus einem einzigen Gehäuse
bestehen.
In F i g. 1 ist das Gehäuse 1 eines Bauelementfußes 2 eines Kernreaktors in seiner Halterung 3 dargestellt
Das Gehäuse 1 besitzt zwei identische nach innen vorspringende Ränder 5 und 6, die zusammen mit zwei
untereinander identischen Rändern 7 und 8 auf dem Bauelementfuß 2 zwei Querschnittsverengungen im
ringförmigen Zwischenraum 9 bilden, weiche zwei aufeinanderfolgende Druckverluste hervorrufen.
Dieses Gehäuse umfaßt Eintrittsöffnungen 4, die entweder an seiner Basis, wie es in F i g. 1 dargestellt ist
oder zwischen den Rändern 5 und 6 oder auch oberhalb des Randes 6 angeordnet sein können.
Die Dichtigkeit zwischen dem Gehäuse 1 und dem Bauelementfuß 2 ist bei 10 und 11 durch Labyrinthdichtungen gewährleistet
Das Kühlmittel zirkuliert in der Halterung 3 zwischen den beiden Wänden und tritt durch die öffnung 4 in
Richtung des Pfeiles / in den Bauelementfuß 2 ein. Es strömt sodann durch die Querschnittsverengungen 5, 7
und 6, 8, wo es einen Druckverlust erleidet der seinen Durchsatz regelt und steigt dann in Richtung des Pfeiles
/1 in das Brennstoffelement
Die Fig.2 zeigt eine schematische Teilansicht der
Halterung 3 am Boden eines Kernreaktors, die mehrere Gehäuse 12,13,14,15,16 und 17 enthält
Bei den an der Peripherie gelegenen Gehäusen 12 und 13 ist die Eintrittsöffnungen 4 an der Gehäusebasis
angeordnet, so daß das Kühlmittel die beiden Querschnittsverengungen 5, 7 und 6,8 durchfließt und zwei
aufeinanderfolgende Druckverluste erleidet, was zu einem minimalen Durchsatz führt
Bei den im mittleren Teil der Halterung angeordneten Gehäusen 14 und 15 befindet sich die Eintrittsöffnung 4
zwischen den Rändern 5 und 6, so daß das Kühlmittel nur die Querschnittsverengung 6, 8 durchströmt und
lediglich einen einzigen Druckverlust erleidet; hierdurch wird ein höherer Durchsatz als in den peripheren
Gehäusen 12 und 13 erzeugt
Gehäusen 16 und 17 ist die Eintrittsöffnung 4 oberhalb des Randes 6 vorgesehen, so daß das Kühlmittel keine
Querschnittsverengung durchfließt und keinen wesentlichen Druckverlust erleidet; dies gewährleistet einen
maximalen Durchsatz.
Auf diese Weise wird auf der Halterung ein Verteilungsgesetz für den Durchsatz verwirklicht, der
von der Peripherie zum Zentrum hin anwächst.
Da die Bauelementfüße 18, 19, 20, 21, 22 und 23 der Brennstoffelemente alle identisch sind, sind die Brennstoffelemente
austauschbar und lassen sich je nach ihrem Erschöpfungsgrad von einem Gehäuse zu einem
anderen versetzen, ohne daß sich dadurch das Verteilungsgesetz ändert.
F i g. 3 zeigt eine Variante, in der die Gehäuse je nach ihrer Anordnung auf der Halterung Querschnittsverengungen
mit verschiedenem Querschnitt aufweisen.
Die peripheren Gehäuse 24 und 25 besitzen weit nach innen vorspringende Ränder 5 und 6, die mit den
Rändern 7 und 8 des Bauelementfußes Querschnittsverengungen bilden, die einen bedeutenden Druckverlust
erzeugen, so daß die Strömung des Kühlmittels stark reduziert wird.
Die Gehäuse 26 und 27, die im mittleren Teil der Halterung angeordnet sind, haben weniger stark
vorspringende Ränder 5 und 6, so daß die Strömung des Kühlmittels dort einen geringeren Druckverlust erleidet
und ein höherer Durchsatz bewirkt wird.
Die am weitesten innen liegenden Gehäuse 28 und 29 haben nur sehr wenig vorspringende Ränder 5 und 6, die
einen sehr kleinen Druckverlust verursachen, so daß der Kühlmitteldurchsatz sehr groß ist.
Wie im Beispiel der F i g. 2 sind die Bauelementfüße 18, 19, 20, 21, 22, 23 der Brennstoffelemente alle
identisch, so daß die Bauelemente austauschbar sind, ohne daß hierdurch das Verteilungsgesetz für den
Durchsatz geändert wird.
Diese Variante kann mit der Anordnung der Fig.2
kombiniert werden, wobei die Lage der Eintrittsöffnung 4 bei den verschiedenen Gehäusen als Funktion ihrer
Position auf der Halterung verändert wird. Man könnte in den Ausführungsformen der Fig.2 und 3 den
Strömungsdurchsatz in allen Brennstoffelementen unterschiedlich ausbilden, indem man die Bauelementfüße
18, 19, 20, 21, 22, 23 durch andere ersetzt, die ebenfalls untereinander identisch sind, jedoch Ränder 7 und 8
aufweisen, welche von denjenigen der Fig.2 und 3 verschieden sind.
Fig.4 zeigt eine andere Ausführungsform für das Gehäuse 31 und den Bauelementfuß 32 eines Kernreaktors
in der Halterung 33.
Dieser Bauelementfuß umfaßt drei identische Ränder 34,35 und 36 und ist von einem zylindrischen Mantel 37
umgeben. Der Fuß 32 und der Mantel 37 sind mit Hilfe der Dichtungen 38 und 47 im Gehäuse 31 dicht
eingeschlossen.
Die Querschnittsverengungen werden zwischen den Rändern 34, 35 und 36 des Fußes einerseits und den
ihnen gegenüberliegenden Innenflächen 39, 40 und 41 des Mantels andererseits gebildet.
Der Mantel umfaßt vier Reihen von Bohrungen 43, 44, 45 und 46, die jeweils zwischen den Rändern derart
angeordnet sind, daß bei beliebiger Anordnung des Gehäuses immer wenigstens eine Bohrung im Mantel
ίο einer Eintrittsöffnung 42 im Gehäuse gegenübersteht.
Zu diesem Zweck umfaßt der Bauelementfuß 32 eine Einrichtung, welche seine genaue Positionierung im
Gehäuse 31 in Höhe und Azimuth gestattet, nämlich die Dichtung 47, die seine Höhenpositionierung gewährleistet
und die Anschläge 48, die seine Azimuth-Positionierung in seiner Handhabungsklammer und folglich im
Gehäuse 31 gewährleisten.
Die Eintrittsöffnungen 42 können entweder an der Basis des Gehäuses, wie in Fig.4 dargestellt, oder
zwischen den Rändern 34 und 35 oder zwischen den Rändern 35 und 36 oder oberhalb des Randes 36
angeordnet sein.
Das Kühlmittel zirkuliert in der Doppelhalterung 33 zwischen den beiden Wänden und tritt in Richtung der
Pfeile / durch die Eintrittsöffnungen 42 und die Bohrungen 43, welche sich im Mantel 37 gegenüberstehen,
in den Fuß 31 ein, strömt sodann durch die Querschnittsverengungen 34,39 sowie 35,40 und 36,41,
wo es einen Druckverlust erleidet, der seinen Durchfluß regelt, und steigt anschließend in Richtung der Pfeile /1
in das Brennstoffelement.
In dem Fall, in welchem die Eintrittsöffnungen des
Gehäuses 31 zwischen den Rändern 34 und 35 angeordnet sind, tritt das Kühlmittel durch diese
Eintrittsöffnungen und die Bohrungen 44 des Mantels, die sich gegenüberstehen, hindurch, um danach durch
die Querschnittsverengungen 35, 40 und 36, 41 zu strömen, welche seinen Durchfluß auf einen anderen
Wert regeln.
4» In den Fällen, in welchen die Eintrittsöffnungen des
Gehäuses zwischen den Rändern 35 und 36 oder oberhalb des Randes 36 angeordnet sind, erfolgt die
Strömung des Kühlmittels durch die Bohrungen 45 oder 46 des Mantels entweder durch die Querschnittsverengungen
36,41 oder direkt in das Brennstoffelement.
Die F i g. 5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsform mit dem Gehäuse 31, dem Bauelementefuß 32, den
Rändern 34 und 35 auf dem Bauelementfuß und den gegenüberliegenden Rändern 49 des Gehäuses, wobei
so der Schutz der Ränder des Bauelementfußes und die Führung beim Einsetzen und Herausziehen des
Brennstoffelementes durch drei radiale Wände 51 gewährleistet ist, die zwischen den Rändern 49 des
Gehäuses eingesetzt sind.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Anordnung für eine Kühlmittelströmung in
austauschbaren, rohrförmigen, identische Füße auf- r>
weisenden Bauelementen, in denen Wärme freigesetzt wird, insbesondere Kernbrennstoffelementen,
die in einer Halterung mit einer Vielzahl von Gehäusen zur Aufnahme des Fußes jeweils eines
Bauelemen tes gelagert sind und von einer gemeinsa- ι ο men Kühlmittelquelle mit Kühlmittel versorgt
werden, wobei jedes Gehäuse eine Eintrittsöffnung für das Kühlmittel aufweist, das nach dem Durchströmen des Zwischenraumes zwischen dem Gehäuse und dem Bauelementfuß in den zu kühlenden
Bereich des Bauelementes eintritt, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen den Gehäusen (1; 12—17; 24—29; 31) und den
jeweiligen Bauelementfüßen (2; 18—23; 32) mindestens eine Querschnittsverengung (5,7; 6,8; 34,39; 2u
35,40; 36,41; 34,49; 35,49) je Gehäuse aufweist, daß
die Eintrittsöffnungen (4; 42) für das Kühlmittel in den Gehäusen (1; 12-17; 24-29; 31) bezüglich der
Querschnittsverengungen (5, 7; 6, 8; 34, 39; 35, 40; 36, 41; 34, 49; 35, 49) an unterschiedlichen Stellen
angeordnet sind und daß die Gehäuse in bezug auf die Drosselwirkung für die Kühlmittelströmung in
an sich bekannter Weise in mindestens zwei Gehäusegruppen unterteilt sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- so zeichnet, daß der Zwischenraum zwischen dem
Bauelementfuß (2; 18-23; 32) und dem Gehäuse (1; 12-17; 24-29; 31) ringförmig ist und daß die
Querschnittsverengung durch einen radial nach außen vorspringenden Rand (7, 8; 34—36) des r>
Bauelementfußes (2; 18—23; 32) und/oder durch einen radial nach innen vorspringenden Rand (5, 6;
49) des Gehäuses (1; 12-17; 24-29; 31) gebildet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (7, 8; 34-36) des w
Bauelementenfußes (2; 18—23; 32) untereinander identisch ausgebildet sind.
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder des Bauelementfußes
untereinander unterschiedlich ausgebildet sind. -t >
5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (5, 6; 49) der
Gehäuse (1; 12—17; 31) in allen Gehäusegruppen identisch ausgebildet sind und daß die Eintrittsöffnungen (4; 42) für das Kühlmittel in den Gehäusen
>u bei den verschiedenen Gehäusegruppen an unterschiedlichen Stellen bezüglich der Querschnittsverengungen (5, 7; 6,8; 34,39; 35,40; 36,41; 34,49; 35,
49) angeordnet sind, um bei den verschiedenen Gehäusegruppen (12, 13; 14, 15; 16, 17) eine v>
unterschiedliche Anzahl von Drosselstellen für das Kühlmittel vorzusehen.
6. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (5, 6) der Gehäuse
(24—29) innerhalb einer Gehäusegruppe (24,25; 26, mi
27; 28, 29) identisch und in verschiedenen Gehäusegruppen unterschiedlich ausgebildet sind und daß die
Eintrittsöffnungen (4) für das Kühlmittel bei allen Gehäusen (24—29) identisch und unterhalb der
unleren Querschnittsverengung (5, 7) angeordnet ι.ί
sind.
7. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Gehäuse in
einer Gehäusegruppe identisch und in verschiedenen Gehäusegruppen unterschiedlich ausgebildet
sind und daß die Eintrittsöffnungen für das Kühlmittel in den Gehäusen bei den verschiedenen
Gehäusegruppen an unterschiedlichen Stellen bezüglich der Querschnittsverengungen angeordnet
sind, um bei den verschiedenen Gehäusegruppen eine unterschiedliche Anzahl von Drosselstellen für
das Kühlmittel vorzusehen.
8. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder eines jeden
Gehäuses unterschiedlich, in den verschiedenen Gehäusegruppen jedoch identisch ausgebildet sind
und daß die Eintrittsöffnungen für das Kühlmittel in den verschiedenen Gehäusegruppen an unterschiedlichen Stellen bezüglich der Querschnittsverengungen angeordnet sind.
9. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder eines jeden
Gehäuses und in den verschiedenen Gehäusegruppen unterschiedlich ausgebildet sind und daß die
Eintrittsöffnungen für das Kühlmittel bei allen Gehäusen identisch ausgebildet und unterhalb der
unteren Querschnittsverengung angeordnet sind.
10. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ränder eines jeden Gehäuses und in den verschiedenen Gshäusegruppen unterschiedlich ausgebildet sind und daß die
Eintrittsöffnungen für das Kühlmittel in den verschiedenen Gehäusegruppen an unterschiedlichen Stellen bezüglich der Querschnittsverengungen
angeordnet sind.
11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen dem Bauelementfuß (32) und einem diesen umgebenden und mit diesem fest verbundenen Mantel (37)
angeordnet ist und daß die Querschnittsverengung durch einen radial nach außen vorspringenden Rand
(34—36) des Bauelementfußes (32) und durch eine Innenfläche (39-41) des Mantels (37) gebildet ist.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Mantel (37) eine glatte Außenfläche als Schutzgehäuse aufweist, daß sein
Durchmesser größer als der der Ränder (34—36) des Bauelementfußes (32) und kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses (31) ist, daß sich der
Mantel (37) über die gesamte Länge des Bauelementfußes (32) erstreckt und daß eine Einrichtung
(48) zur genauen azimutalen Positionierung des Bauelementfußes (32) in seinem Gehäuse (31)
vorgesehen ist.
13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (37) zylindrisch ist,
daß die Querschnittsverengungen durch die Ränder (34—36) des Bauelementfußes (32) und die diesen
gegenüberliegenden Teile (39—41) der Innenfläche des Mantels (37) mit seitlichen Bohrungen (43—46)
gebildet sind, deren Anzahl und Lage derart gewählt sind, daß zumindest eine der Bohrungen (43—46)
mindestens einer der Eintrittsöffnungen (42) des Gehäuses (31) gegenüberliegt, und daß die Eintrittsöffnungen (42) im Gehäuse (31) bei verschiedenen
Gehäusegruppen unterschiedlich positioniert und/ oder unterschiedlich bemessen sind.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 — 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauelementfuß
(32) mindestens drei radial in das Gehäuse (31) einpaßbare Schutzwände (51) aufweist, die sich über
die gesamte Länge des Fußes (32) erstrecken und deren Durchmesser kleiner als der des Gehäuses (31)
ISL
Die Erfindung betrifft eine Anordnung für eine Kühlmittelströmung in austauschbaren, rohrförmigen,
identische Füße aufweisenden Bauelementen, in denen Wärme freigesetzt wird, insbesondere Kernbrennstoffelementen,
iSe in einer Halterung mit einer Vielzahl von
Gehäusen zur Aufnahme des Fußes jeweils eines Bauelementes gelagert sind und von einer gemeinsamen
Kühlmittelquelle mit Kühlmittel versorgt werden, wobei jedes Gehäuse eine Eintrittsöffnung für das Kühlmittel
aufweist, das nach dem Durchströmen des Zwischenraums zwischen dem Gehäuse und dem Bauelementfuß
in den zu kühlenden Bereich des Bauelementes eintritt.
Sowohl in Kernreaktoren als auch bei bestimmten Arten von chemischen Reaktoren werden im allgemeinen
senkrecht stehende Pakete von rohrförmigen Bauelementen gebildet, in denen Hitze freigesetzt und
mit Hilfe eines Kühlmittels, das die Bauelemente durchströmt abtransportiert wird. Bei einer bekannten
Vorrichtung dieser Art (US-PS 33 83 287) weist jedes rohrförmige Bau- bzw. Kernbrennstoffelement an
seinem unteren Ende einen zu seiner Längsachse koaxialen Fuß auf, mit dem es bei der Bildung des
Bauelementepaketes in eine am Boden des Reaktors angeordnete Halterung eingesetzt werden kann, die zu
diesem Zweck mit einer Vielzahl von zur Aufnahme jeweils eines Bauelementefußes dienenden Gehäuse
hohlräumen ausgestattet ist. Für eine von der Halterung ausgehende und nach oben durch die Bauelemente
führende Kühlmittelströmung sind sowohl in der Wand eines jeden Gehäuses als auch im Bereich des Fußes des
Bauelementes Eintrittsöffnungen vorgesehen, die bei der bekannten Anordnung in allen Gehäusen bzw. für
alle Bauelemente in identischer Weise positioniert und dimensioniert sind.
Dies hat jedoch zur Folge, daß der Kühlmitteldurchsatz für alle zum Zweck einer möglichst einfachen
Austauschbarkeit mit identischen Füßen ausgestattete
Bauelemente derselbe ist. Da bei der beschriebenen Paketbildung von wärmeerzeugenden Bauelementen
bei den im Inneren des Paketes befindlichen Bauelementen eine erheblich größere Wärmemenge abgeführt
werden muß als bei den außen angeordneten Bauelementen, hat dies zur Folge, daß der auf die maximale
abzuführende Wärmemenge abgestimmte Kühlmitteldurchsatz für die äußeren Bauelemente unnötig hoch ist.
Es ist daher wünschenswert, die Bauelemente in zwei oder mehr Gruppen mit unterschiedlich hohem, an die
jeweils entstehende und abzutransportierende Wärmemenge angepaßtem Kühlmitteldurchsatz zu unterteilen.
Bei einer bekannten Vorrichtung (DE-AS 11 13 761) wird dies dadurch bewirkt daß die Eintrittsöffnungen
für das Kühlmittel in die Gehäuse unterschiedliche Querschnitts aufweisen und somit nach einem vorgegebenen
Verteilungsgesetz unterschiedliche Kühlmitteldurchsätze durch die ansonsten untereinander gleichen
Bau- bzw. Brennstoffelemente in Abhängigkeit von deren jeweiliger Lage innerhalb des Reaktorkerns
bewirken. Diese Anordnung besitzt jedoch den Nachteil, daß bei den Bauelementen mit geringem Durchsatz
wegen des starken Druckverlustes, den die Kühlmittelströmung beim Durchgang durch die Eintrittsöffnungen
erleidet, sehr häufig Kavitationen verursacht werden.
Γ.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen
Art zu schaffen, die es auf einfache Weise ermöglicht den Kühlmitteldurchsatz durch Bauelemente mit unterschiedlich
starker Wärmeentwiddung innerhalb sehr
weiter Grenzen an den jeweiligen Bedarf anzupassen, ohne daß es hierbei zu Beschädigungen der Vorrichtung
kommt
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten
Anordnung dadurch gelöst daß erfindungsgemäß der Zwischenraum zwischen den Gehäusen und den
jeweiligen Bauelementfüßen mindestens eine Querschnittsverengung je Gehäuse aufweist daß die
Eintrittsöffnungen für das Kühlmittel in den Gehäusen bezüglich der Querschnittsverengungen an unterschiedlichen
Stellen angeordnet sind, und daß die Gehäuse in bezug auf die Drosselwirkung für die Kühlmittelströmung
in an sich bekannter Weise in mindestens zwei Gehäusegruppen unterteilt sind.
Bei dieser Anordnung gemäß der Erfindung kann in Abhängigkeit vom jeweiligen Bedarf eine beliebige
Anzahl von Querschnittsverengungen an jedem Bauelementfuß vorgesehen werden, wobei jedoch für einen
Anwendungsfall, beispielsweise einen Reaktor immer alle Bauelementfüße gleich ausgebildet sind, d. h.
dieselbe Anzahl von Querschnittsverengungen mit dem sie umgebenden Gehäuse bilden. Es ist dann lediglich die
relative Lage der Eintrittsöffnungen in das Gehäuse für das Kühlmittel bezüglich der Querschnittsverengungen
von Gehäusegruppe zu Gehäusegruppe unterschiedlich zu wählen, um zu unterschiedlichen Kühlmitteldurchsätzen
zu kommen.
Eine Möglichkeit, in den Gehäusegruppen verschiedene Positionen für die Eintrittsöffnungen bezüglich der
Querschnittsverengungen festzulegen, besteht darin, daß alle Querschnittsverengungen identisch ausgebildet
sind und die Höhenlage der Eintrittsöffnungen von Gehäusegruppe zu Gehäusegruppe so verändert wird,
daß das Kühlmittel auf seinem Weg von der Eintrittsöffnung durch den Zwischenraum zwischen
Gehäuseinnenwand und Bauelementfuß zu dem eigentlich zu kühlenden Brennelementabschnitt jeweils eine
andere Anzahl von Drosselsteilen zu durchströmen hat und somit eine von Gehäusegruppe zu Gehäusegruppe
verschiedene Druckminderung erfährt, was einen jeweils anderen Durchsatz zur Folge hat.
Eine andere Möglichkeit, dieses Prinzips zu realisieren, wird dadurch gegeben, daß bei identischen
Bauelementfüßen durch eine entsprechende Ausbildung der Gehäusewände die Weite der Querschnittsverengungen
von Gehäusegruppe zu Gehäusegruppe unterschiedlich bemessen wird, so daß es auch bei einer für
alle Gehäusegruppen gleichen Anzahl von Querschnittsverengungen pro Bauelementfuß und bei für alle
Gehäusegruppen gleicher Höhenlage der Eintrittsöffnungen zu unterschiedlichen Kühlmitteldurchsätzen in
den verschiedenen Gehäusegruppen kommt. Hierbei weisen die Eintrittsöffnungen insofern eine unterschiedliche
relative Lage bezüglich der Querschnittsverengung auf, als je nach Weite der Querschnittsverengungen
die Kantenabstände und somit auch die Länge der Strömungswege zwischen der Eintrittsöffnung und den
Querschnittsverengungen unterschiedlich sind.
Will man eine noch stärkere Differenzierung der Kühlmittel-Stromstärken erreichen, so können die
beiden oben beschriebenen Realisierungsarten der Anordnung gemäß der Erfindung miteinander kombiniert
werden.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR6916007A FR2044340A5 (en) | 1969-05-23 | 1969-05-23 | Nuclear reactor cooling construction |
FR7006260A FR2077882A1 (en) | 1970-02-20 | 1970-02-20 | Nuclear reactor cooling construction |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2025099A1 DE2025099A1 (de) | 1970-12-17 |
DE2025099B2 true DE2025099B2 (de) | 1978-11-23 |
DE2025099C3 DE2025099C3 (de) | 1979-08-02 |
Family
ID=26215025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2025099A Granted DE2025099B2 (de) | 1969-05-23 | 1970-05-22 | Anordnung für eine Kühlmittel-Strömung |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3763886A (de) |
BE (1) | BE750687A (de) |
DE (1) | DE2025099B2 (de) |
GB (1) | GB1282817A (de) |
NL (1) | NL167263C (de) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2180517B1 (de) * | 1972-04-19 | 1974-10-04 | Commissariat Energie Atomique | |
UST920002I4 (en) * | 1972-08-23 | 1974-03-05 | Variable plow control for a nuclear reactor control rod | |
US3888731A (en) * | 1973-03-15 | 1975-06-10 | Us Energy | Modular core component support for nuclear reactor |
FR2222731B1 (de) * | 1973-03-22 | 1976-05-21 | Alsthom | |
US3892625A (en) * | 1973-10-12 | 1975-07-01 | Us Energy | Radial blanket assembly orificing arrangement |
GB1510127A (en) * | 1974-12-31 | 1978-05-10 | Atomic Energy Authority Uk | Nuclear reactor fuel element assemblies |
GB2010000B (en) * | 1977-12-12 | 1982-02-24 | Atomic Energy Authority Uk | Liquid metal cooled fast breeder nuclear reactors |
FR2444320A1 (fr) * | 1978-12-14 | 1980-07-11 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de maintien et d'alimentation d'un assemblage dans un reacteur nucleaire |
US4493812A (en) * | 1982-01-19 | 1985-01-15 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Nuclear radiation actuated valve |
EP3350121A4 (de) | 2015-09-17 | 2018-07-25 | Arisdyne Systems Inc. | Verfahren zur bildung von graphenmaterial durch graphitabtragung |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA652712A (en) * | 1962-11-20 | Aubert Michel | Supports for combustible elements in atomic piles or reactors having vertical channels | |
US2288297A (en) * | 1940-04-02 | 1942-06-30 | Julius M Naiman | Method for controlling the flow of gases |
US2400161A (en) * | 1943-08-24 | 1946-05-14 | Worthington Pump & Mach Corp | Multiple orifice throttling device |
GB944705A (en) * | 1960-07-26 | 1963-12-18 | Unilever Ltd | Homogenising device and method |
US3169098A (en) * | 1961-06-12 | 1965-02-09 | United Aircraft Corp | Reactor core rod support |
DE1297779B (de) * | 1965-02-17 | 1969-06-19 | Licentia Gmbh | Einrichtung zur Regelung des Kuehlmitteldurchsatzes durch ein Kernreaktor-Brennelement |
GB1181223A (en) * | 1966-06-06 | 1970-02-11 | T K S Aircraft De Icing Ltd | Improvements relating to Liquid Flow Proportioning Devices |
FR1533360A (fr) * | 1967-06-06 | 1968-07-19 | Commissariat Energie Atomique | Assemblage combustible à pied plein |
-
1970
- 1970-05-20 NL NL7007302A patent/NL167263C/xx not_active IP Right Cessation
- 1970-05-20 BE BE750687D patent/BE750687A/xx not_active IP Right Cessation
- 1970-05-20 GB GB2444470A patent/GB1282817A/en not_active Expired
- 1970-05-21 US US3763886D patent/US3763886A/en not_active Expired - Lifetime
- 1970-05-22 DE DE2025099A patent/DE2025099B2/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1282817A (en) | 1972-07-26 |
BE750687A (fr) | 1970-11-03 |
DE2025099A1 (de) | 1970-12-17 |
US3763886A (en) | 1973-10-09 |
NL167263B (nl) | 1981-06-16 |
NL7007302A (de) | 1970-11-25 |
DE2025099C3 (de) | 1979-08-02 |
NL167263C (nl) | 1981-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102010061493B4 (de) | Drehende elektrische Maschine mit Kühlungsmechanismus | |
DE69007258T2 (de) | Plattenwärmetauscher, insbesondere für einen Ölkühler eines Kraftfahrzeugs. | |
DE3123273A1 (de) | "statische mischvorrichtung zur homogenen vermischung von zwei oder mehr in fluessigem oder halbfluessigem zustand befindlichen komponenten" | |
DE69404872T2 (de) | Kühlungsverfahren und -vorrichtung für ein Extrudergehäuse | |
DE102018103964B4 (de) | Vertikallagervorrichtung | |
EP3176384B1 (de) | Innenring, zugehöriger innenringsektor, leitschaufelkranz und strömungsmaschine | |
DE112016003754T5 (de) | Vertikale Lagervorrichtung | |
DE2025099C3 (de) | ||
DE2839552B2 (de) | Düsenkopf zum Herstellen von Kunststoffgranulat | |
DE4416616C2 (de) | Gehäuse | |
DE2333839A1 (de) | Stroemungsdrosseleinrichtung | |
DE112016005275T5 (de) | Filtersystem mit einem selbstbelüftungsablauf | |
DE1775519C3 (de) | Hydrostatisches Axial-Radiallager | |
EP0823196B1 (de) | Kühlkörper zum kühlen von leistungsbauelementen | |
DE1527776C3 (de) | Blockaufnehmer für Metallstrangpressen | |
EP2032329A1 (de) | Formnestkavität mit mäanderförmigem kühlkanal | |
DE10259706A1 (de) | Untere Ankerplatte einer Kernbrennstoffkassette und Verfahren zu deren Zusammenbau | |
DE69715919T2 (de) | Plattenwärmetauscher | |
DE2714147A1 (de) | Waermeaustauscher | |
DE2013940A1 (de) | Wärmeübertrager für flüssige und gasförmige Medien | |
EP3289303B1 (de) | Kühlerstation zum anschluss eines flüssigkeitskühlers | |
DE69201401T2 (de) | Vertikale Führungsvorrichtung für ein Regelstabbündel eines Kernreaktors. | |
DE69810151T2 (de) | Rahmenanordnung für plattenwärmetauscher | |
DE19810713A1 (de) | Kernbohrvorrichtung, Vorrichtung zum Einstecken in ein Kronenrohr und Verfahren zur Kühlung einer Bohrstelle | |
WO2004107613A1 (de) | Vorrichtung zum absorbieren des rauschens |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |