DE2817540C2 - - Google Patents
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- DE2817540C2 DE2817540C2 DE2817540A DE2817540A DE2817540C2 DE 2817540 C2 DE2817540 C2 DE 2817540C2 DE 2817540 A DE2817540 A DE 2817540A DE 2817540 A DE2817540 A DE 2817540A DE 2817540 C2 DE2817540 C2 DE 2817540C2
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- G21C—NUCLEAR REACTORS
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- G21C1/04—Thermal reactors ; Epithermal reactors
- G21C1/06—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated
- G21C1/07—Pebble-bed reactors; Reactors with granular fuel
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
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- G21C11/06—Reflecting shields, i.e. for minimising loss of neutrons
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Deckenreflektor, der
an dem thermischen Deckenschild eines gasgekühlten Kugelhau
fenreaktors aufgehängt ist und die Merkmale des Oberbegriffs
des Patentanspruchs 1 aufweist.
Bekannt ist ein Deckenreflektor aus einer Vielzahl von dicht
nebeneinander angeordneten Graphitblöcken, die mittels Zug
stangen am oberen Teil des den Kugelhaufenreaktor umschließen
den Druckbehälter aufgehängt sind. Ein solcher Deckenreflek
tor kann z. B. aus zwei Schichten von Graphitblöcken zusammen
gesetzt sein, und in jedem der Graphitblöcke ist eine Bohrung
für den Kühlgasdurchtritt vorgesehen, wobei die Bohrungen zum
Zwecke der Neutronenabschirmung nicht geradlinig verlaufen
(DE-OS 15 64 186). Ein anderer bekannter Deckenreflektor be
steht aus nur einer Lage von hexagonalen Graphitsäulen, und
die Abschirmung der zentral durch die einzelnen Säulen verlau
fenden Kühlgasbohrungen kann entweder durch oberhalb der Gra
phitsäulen aufgestellte Platten oder durch schraubenförmig ge
wundene Stopfen erfolgen, die in den Kühlgasbohrungen angeord
net sind (FR-PS 14 26 264).
Stand der Technik ist auch ein aus Hängesäulen bestehender Dek
kenreflektor, der am thermischen Deckenschild des Kugelhaufen
reaktors aufgehängt ist (DE-OS 23 54 540). Je sechs der Hänge
säulen umschließen eine Öffnung für einen Absorberstab. Die in
drei Lagen angeordneten Säulen sind mit Schlitzen für den Kühl
gasdurchtritt versehen, die aus Abschirmungsgründen in den drei
Lagen jeweils gegeneinander versetzt sind.
Bekannt ist es ferner, den aktiven Kern eines Kernreaktors aus
Graphitblöcken in Hexagonalform aufzubauen (US-PS 33 29 576).
Die Graphitblöcke sind dabei zu dicht aneinandergrenzenden
Blocksäulen formiert, und je sechs dieser Blocksäulen umschlie
ßen einen Brennstoffkanal mit kreisförmigem Querschnitt. Durch
den Brennstoffkanal wird auch das Kühlmedium geführt. Je drei
der sechs Blocksäulen, die um einen Brennstoffkanal angeordnet
sind, bilden eine Einheit, und aus derartigen Einheiten ist der
gesamte Reaktorkern aufgebaut.
Von dem genannten Stand der Technik nach der DE-OS 23 54 540 ausgehend, liegt der Erfin
dung die Aufgabe zugrunde, einen Deckenreflektor nach dem Ober
begriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß die Graphit
blöcke zum Zwecke des Austausches gegen artgleiche neue Bautei
le oder zur Durchführung von Reparaturen an anderen Reaktorein
bauten auf einfache Weise aus dem Reaktorkern ausgebracht wer
den können. Ferner soll bei der Ausgestaltung des Deckenreflek
tors die Anordnung der Absorberstäbe und ihrer Durchführungen
in einem Dreiecksgitter berücksichtigt werden.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent
anspruchs gelöst.
Der erfindungsgemäße Deckenreflektor läßt sich durch einfaches
Aufeinanderstellen der Graphitblöcke zusammensetzen. Er besteht
vorzugsweise aus drei übereinanderliegenden Schichten. Die
Blöcke der unteren Lage jeder Einheit werden je zu einem Drit
tel in den zugehörigen Tragblock eingehängt und bis zur Unter
kante des Deckenreflektors (die der Unterkante der Tragblöcke
entspricht) vorgeschoben. Die Blöcke der mittleren bzw. der
oberen Lage sitzen mit den angearbeiteten Paßelementen auf den
Blöcken der unteren Lage bzw. der mittleren Lage jeder Block
säule. Außer der Verankerung der unteren Lage jeder Einheit auf
dem zugehörigen Tragblock sowie der axialen Fixierung der ande
ren Blöcke in der betreffenden Blocksäule besteht keine Verbin
dung der Graphitblöcke innerhalb einer Einheit. Zu benachbarten
Einheiten ist ebenfalls keine kraftschlüssige Verbindung vorhan
den. Beim Ausbau des Deckenreflektors lassen sich die Graphit
blöcke allein durch Abheben voneinander trennen, wozu ein pas
sendes Ausbaugerät in die Greiferbohrungen der Graphitblöcke
eingefahren wird. Nach Entfernen der Graphitblöcke können auch
die Tragblöcke ausgebaut werden, da sie mit lösbaren Hängebol
zen versehen sind.
Die Positionen der Absorberstäbe befinden sich jeweils im zen
tralen Punkt dreier aneinanderstoßender Einheiten. Diese bilden
jeweils einen Winkel von 120° zueinander. Wie gefordert, werden
die vorgegebenen Positionen der Absorberstäbe genau eingehalten,
wenn man von den Randpositionen absieht, die Abweichungen von
einem regelmäßigen Dreiecksgitter zeigen. Die Absorberstabdurch
führungen werden jeweils von Aussparungen in den drei Blocksäu
len gebildet, die in dem genannten zentralen Punkt aneinander
grenzen, wobei die Aussparungen so geformt sind, daß sie zusam
men eine kreisrunde Öffnung ergeben.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Deckenreflek
tors gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.
Die Figuren zeigen im einzelnen
Fig. 1a einen Ausschnitt aus dem gesamten Deckenreflek
tor, wobei die einzelnen Bereiche in verschie
denen Ebenen dargestellt sind, die der Fig. 2
zu entnehmen sind,
Fig. 1b einen anderen Ausschnitt aus dem Deckenreflek
tor in weiteren, in der Fig. 2 angegebenen
Schnittebenen,
Fig. 2 einen Schnitt durch den in der Fig. 1a mit "G"
bezeichneten Teil des Deckenreflektors,
Fig. 3 die perspektivische Darstellung einer Einheit
des Deckenreflektors,
Fig. 4 eine weitere perspektivische Darstellung dieser
Einheit unter anderem Blickwinkel.
Wie die Figuren erkennen lassen, besteht der
Deckenreflektor aus einer Vielzahl von hexagonalen Graphitblöc
ken, die dicht aneinandergereiht und in drei Lagen, der oberen
Lage 2, der mittleren Lage 3 und der unteren Lage 4, übereinan
der angeordnet sind. Die Graphitblöcke 1 sind in den einzelnen
Lagen so gruppiert, daß vertikale Blocksäulen 5 gebildet werden.
Jeweils drei aneinandergrenzende Blocksäulen 5 sind zu einer
Einheit 6 zusammengefaßt.
Jede Einheit 6 wird von einem Tragblock 7 gehalten, der zentral
zwischen den drei Graphitblöcken 1 der Lage 4, also der unteren
Lage, angeordnet ist. Alle Tragblöcke 7 sind mittels Hängebol
zen 8, die sich maschinell lösen lassen, an dem thermischen
Deckenschild aufgehängt (nicht dargestellt). Durch jede Einheit
6 verläuft zentral eine Bohrung 9, durch die der Hängebolzen 8
nach oben geführt ist. In den Fig. 2, 3 und 4 sind die Hän
gebolzen 8 weggelassen.
Die drei Graphitblöcke 1 der unteren Lage 4 jeder Einheit 6
sind in den zugehörigen Tragblock 7 eingehängt, wobei sie ei
nen Winkel von 120° miteinander einschließen. Die Fixierung
der übrigen Graphitblöcke 1 in der jeweiligen Blocksäule 5 ist
durch Paßelemente 10 bewerkstelligt, die an den Stirnflächen
jedes Graphitblocks 1 vorgesehen sind. Die an den Stirnflächen
aufeinanderliegender Graphitblöcke befindlichen Paßelemente 10
fügen sich genau ineinander.
Der Deckenreflektor weist eine Anzahl von Durchführungen 11 für
Absorberstäbe auf, die in einem Dreiecksgitter angeordnet sind.
Bei dem hier gezeigten Beispiel sind 198 Absorberstabdurchfüh
rungen 11 vorhanden. Entsprechend dieser Zahl ist der Deckenre
flektor in 198 Regionen 12 unterteilt. Jede Region 12 besteht
aus drei Einheiten 6 mit insgesamt 30 Reflektorblöcken (unter
Einbeziehung der Tragblöcke 7). In den Fig. 1a und 1b ist in
den verschiedenen Schnittebenen eine Region 12 durch Schraffie
rung besonders herausgestellt, wobei die drei Einheiten, aus
denen sich diese Region zusammensetzt, eine verschiedene Schraf
fur aufweisen.
Im Zentrum jeder Region 12, also an der Stelle, wo die drei
Einheiten aneinanderstoßen, ist jeweils die Absorberstabdurch
führung 11 vorgesehen, die durch Aussparungen 13 in den unmit
telbar aneinandergrenzenden drei Blocksäulen 5 der betreffen
den Einheiten 6 gebildet wird. Die Aussparungen 13 sind so ge
formt, daß sie zusammen eine kreisrunde Öffnung 14 ergeben.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besitzen die kreisrunden Öffnungen
14 a in der oberen Lage 2 einen größeren Durchmesser als die
kreisrunden Öffnungen 14 b in den Lagen 3 und 4. Der Durchmes
ser der letztgenannten Öffnungen 14 b ist nach dem Durchmesser
der Absorberstäbe festgelegt, wobei zur Berücksichtigung von
Stabkrümmungen bzw. Stabbewegungen hinreichend Spiel zugegeben
ist.
In den kreisrunden Öffnungen 14 a der Lage 2 sind übereinander
zwei Graphithülsen 15 angeordnet, deren Durchmesser demjenigen
der Absorberstäbe angepaßt ist. Bei der Wahl des Außendurchmes
sers der Öffnungen 14 a ist zu berücksichtigen, daß er einer
seits groß genug sein muß, um eine gute Abschirmung des freien
Querschnitts in den Lagen 3 und 4 zu erzielen, andererseits
muß er so bemessen sein, daß die Graphithülsen 15 genügend
Spiel zu den sie umgebenden Graphitblöcken 1 besitzen, damit
ein Verklemmen der Absorberstäbe vermieden wird.
Für den Durchtritt des Kühlgases ist in dem Deckenreflektor
eine Vielzahl von Kanälen 16 vorgesehen, die in den Graphit
blöcken 1 eingearbeitet sind. In den Lagen 2 und 3 werden die
Kühlgaskanäle 16 von Aussparungen 17 in den Graphitblöcken 1
gebildet, die so geformt sind, daß an der Stoßstelle dreier
benachbarter Graphitblöcke 1 ein Kanal 18 mit hexagonalem
Querschnitt entsteht. Die Kanäle 18 der Lagen 2 und 3 fluch
ten miteinander.
In den Graphitblöcken 1 der unteren Lage 4 sind ebenfalls in
axialer Richtung verlaufende Aussparungen 17 vorgesehen; sie
sind jedoch gegenüber den Aussparungen in den beiden oberen
Lagen am Umfang der Graphitblöcke 1 versetzt angeordnet. So
mit weist der Deckenreflektor keine geradlinig durch seine ge
samte Dicke verlaufende Öffnungen auf, und es ist eine gute
Neutronenabschirmung gegeben. Die Aussparungen 17 in der unte
ren Lage 4 sind so geformt, daß Kühlgaskanäle 19 mit recht
eckigem Querschnitt gebildet werden. Jeweils drei Kühlgaskanä
le 19 sind einer Einheit 6 zugeordnet.
In der unteren Stirnfläche der Graphitblöcke 1 der mittleren
Lage 3 sind horizontal verlaufende Aussparungen 20 vorgesehen,
die so ausgebildet sind, daß sich an den Stoßflächen zweier
jeweils benachbarter Graphitblöcke 1 ein horizontaler Kanal 21
ergibt. Jeweils drei dieser horizontalen Kanäle treten aus ei
nem Kanal 18 mit hexagonalem Querschnitt aus und verbinden die
sen mit drei Kanälen 19 rechteckigen Querschnitts in der unte
ren Lage 4.
In den Fig. 3 und 4 ist die in der oberen Stirnfläche jedes
Graphitblockes 1 eingearbeitete Greiferbohrung 22 gezeigt, in
die für den Ausbau der Graphitblöcke 1 der Greifer eines Mani
pulators eingefahren und gespreizt wird. Der Ausbau der Gra
phitblöcke 1 erfolgt durch in der Decke des den Kernreaktor
umschließenden Druckbehälters vorgesehene Panzerrohrdurchfüh
rungen, durch welche die Absorberstäbe in den Druckbehälter
eingefahren werden. Ein Abziehen der Brennelementkugeln aus
dem Kern ist dazu nicht erforderlich. Nach der Entfernung des
nächstliegenden Absorberstabes werden die jeweils auf einem
Tragblock 7 befindlichen Graphitblöcke 1 mittels des Manipu
lators lagenweise aus ihrer Position gehoben und durch die
frei gewordene Panzerrohrdurchführung aus dem Druckbehälter
herausgebracht. Nach dem Herausbringen sämtlicher zu einem
Tragblock 7 gehöriger Graphitblöcke 1 wird der Tragblock 7
nach Ausklinken des Hängebolzens 8 ebenfalls durch die Pan
zerrohrdurchführung ausgebaut.
Claims (2)
- Deckenreflektor, der an dem thermischen Deckenschild eines gas gekühlten Kugelhaufenreaktors aufgehängt ist und der
- a) aus einer Vielzahl hexagonaler Graphitblöcke (1) besteht, die
- a1) in mehreren Lagen (2, 3, 4) übereinander zu vertikalen, dicht aneinandergereihten Blocksäulen (5) gruppiert sind,
- b) Kanäle (16, 18, 19, 21) für den Durchtritt des Kühlgases aufweist,
- c) Durchführungen (11) für Absorberstäbe aufweist, die
- c1) in einem Dreiecksgitter angeordnet sind,
- c2) je von mehreren Blocksäulen (5) umschlossen sind,
- c21) wobei sie von Aussparungen (13) in den sie umschließenden Blocksäulen (5) gebildet werden,
- gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- d) jeweils drei in einem zwischen ihnen liegenden zentralen Punkt zusammenstoßende Blocksäulen (5) sind zu einer Ein heit (6) zusammengefaßt und werden von einem Tragblock (7) gehalten, der zentral zwischen den drei Graphitblöcken (1) der untersten Lage (4) jeder Einheit (6) angeordnet und mittels eines lösbaren Hängebolzens (8) an dem thermischen Deckenschild befestigt ist,
- e) jeder Hängebolzen (8) ist in einer zentral durch die zu gehörige Einheit (6) gehenden Bohrung (9) nach oben ge führt,
- f) die Graphitblöcke (1) der untersten Lage (4) jeder Ein heit (6) sind in den zugehörigen Tragblock (7) einge hängt, und die Graphitblöcke (1) der übrigen Lagen (2, 3) der jeweiligen Einheit (6) sind durch an ihren Stirnflä chen in axialer Richtung vorhandene formschlüssige Paßelemente (10) gegen eine radiale Verschiebung fixiert,
- g) alle Graphitblöcke (1) weisen in ihrer oberen Stirnflä che eine Greiferbohrung (22) auf,
- h) jeweils drei Blocksäulen (5), die sich im Zentrum dreier zusammenstoßender Einheiten (6) befinden, weisen derartig geformte Aussparungen (13) auf, daß diese zusammen eine kreisrunde Öffnung (14) für eine Absorberstabdurchführung (11) ergeben.
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