AT255593B - Kernreaktor - Google Patents

Description

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  Kernreaktor 
Die Erfindung betrifft einen Kernreaktor mit stückigen, insbesondere kugelförmigen, Brennelementen und mit einem Mantel aus geschütteten Körpern, insbesondere Kugeln. 



   Bei den bekanntenKugelhaufenreaktoren bilden im allgemeinen die aus Graphit bestehenden Reflektorwände   das Reaktorgefäss.   ImLaufe der Zeit treten jedoch in diesen Wänden Strahlenschäden auf, so dass sie ausgewechselt werden müssen, was meist ein Stillegen des Reaktorbetriebes mit sich bringt. Es ist auch bereits   einKernreaktorbekannt,   bei dem durch eine sehr komplizierte Konstruktion ein schrittweises Auswechseln der innersten Schichten des Reflektors möglich ist. Zur kontinuierlichen Erneuerung des Brennstoffes bzw. Entfernung des abgebrannten Brennstoffes ist es bereits bekannt, den Brennstoff als Schüttung gleichmässiger Formkörper zu verwenden ; auch den Brutmantel kann man aus einer Schüttung von Formkörpern bilden. 



   Erfindungsgemäss wird nun vorgeschlagen, dass der Mantel in einer oder mehreren Schichten unmittelbar zwischen den Wandteilen des Reaktors und dem Brennstoff vorgesehen ist, wobei für die getrennt zuführbaren, geschütteten Körper am Boden des Reaktors ein gemeinsamer Ablass vorhanden ist. Die Erfindung verwendet die physikalischen Eigenschaften des Fliessverhaltens eines Kugelhaufen. Bewegt sich nämlich ein Kugelhaufen durch ein zylindrisches Gefäss, das an seinem unteren Ende eine oder mehrere   trichterförmige Auslässe besitzt, so bewegt   sich ein gewisser Randbereich im Vergleich zur mittleren Zone des Kugelhaufens nur sehr langsam nach unten. 



   In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Kernreaktor mit einer Randzone und Fig. 2 einen mit zwei Randzonen. 



   Die Wandteile 1 des Reaktors sind durch die Zone 2 vom   B rennstoffmaterial   3 getrennt. Die Zone 2 wird durch kugelförmige Teile aus einem Reflektormaterial, wie z. B. Graphit, gebildet. Auf Grund des Abbrandes und der Schwerkraft wandern die den Reaktorkern bildenden Kugeln langsam abwärts und werden über den Ablass 8 aus dem Kernreaktor entfernt. Auf Grund des physikalischen Verhaltens und der Ausbildung des Reaktorkernes wird die äussere Zone 2 sich nur sehr langsam nach unten bewegen. In den Kugelhaufen reicht eine ringförmige Blende 4 hinein. Durch diese Blende wird eine getrennte Beschickung des Kernes mit zwei verschiedenen Arten von Kugeln gewährleistet.

   Die Zonen sind scharf voneinander getrennt, solange im Betriebszustand dafür gesorgt wird, dass die Blenden 4 immer genügend weit in den Kugelhaufen hineinreichen bzw. dass das Niveau der Kugeln innerhalb und ausserhalb stets hoch genug steht. Mit einer automatischen Beschickungseinrichtung ist dies ohne weiteres erreichbar, da man auf Grund der Zahl und der Art der ausfliessenden Kugeln die Beschickung leicht steuern kann. 



  Der Mittelteil des Kernes kann zentral beschickt werden, sofern nicht besondere Bedingungen, wie der Einsatz von Brutkugeln, gewünscht wird. Für die Zuführung der Reflektorkugeln ist eine kreisringförmige Fläche zur Verfügung, in die eine grössere Zahl von Kugelzuführungen einmünden (nicht dargestellt). 



   Das Gefäss kann durch einen Deckel 9 verschlossen sein, der von einem Einfüllstutzen 10 durchsetzt ist. An diesen Deckel 9 können die Blenden 4 befestigt sein. Der Deckel verhindert das Abheben der Kugeln unter der Einwirkung des von unten nach oben strömenden Kühlgases und durch sein Gewicht wird gewährleistet, dass die Blenden stets in den Kugelhaufen eintauchen. 

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   InFig. 2 ist eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Prinzips dargestellt. Es sind hier zwischen der Wandung des Gefässes und dem Brennstoff zwei Zonen 5 und 7 vorgesehen. Dabei kann die äussere Zone 7 wieder aus Reflektormaterial aufgebaut sein, während die zweite Zone 5, die zwischen dem Brennstoffmaterial 6 und der Reflektorzone 7 liegt, z. B. Brutstoffkugeln sein können. Es ist so in einfacher Weise ein Zweizonenreaktor gebildet. Es sind hier zwei ringförmige Blenden 4 vorgesehen. 



   Die Erfindung ist auf die dargestellten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt ; so ist es nicht unbedingt notwendig, dass als Füllmaterialien Kugeln verwendet werden. Es kann stückiges Material jeglicher Gestalt in das Gefäss eingebracht werden, auch muss die Blende durchaus nicht einen vollständigen Ring bilden. Es ist durchaus möglich, sogenannte Pendelvorhänge zu verwenden. Weiters ist es möglich, dass die   Zonennichtdenganzen Umfang derWandungsteile   des Reaktorgefässes abdecken, sondern nur an bestimmten Stellen vorgesehen sind. Am Boden können statt eines Ablasstrichters auch mehrere vorgesehen sein. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
 EMI2.1 
 stoff   (3 ; 6)   vorgesehen ist, wobei für die getrennt zuführbaren, geschütteten Körper am Boden des Reaktors ein gemeinsamer Ablass (8) vorhanden ist.

Claims (1)

1. 2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten aus Reflektormaterial, z. B. Graphit, und/oder aus Brutmaterial gebildet sind.

   3. Kernreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Trennen der Schichten und zum Einfüllen der die Schichten bildenden Partikeln im oberen Teil des Reaktorkernes eine oder mehrere Blenden (4) vorgesehen sind, die teilweise in die Füllmaterialien hineinreichen.

   4. Kernreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blenden ringförmig aus- gebildet sind.

   5. Kernreaktor nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Blenden an einem den Reaktorkern abschliessenden Deckel (9) befestigt sind.