DE2817540C2 - - Google Patents

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)

1. 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,
2. 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.