DE1027808B - Siedewasserreaktor - Google Patents

Description

Bei bekannten Siedewasserreaktoren fließt das Wasser entlang der Brennstoffelemente, so daß ein Teil des Wassers verdampft und das Gemisch Wasser und Wasserdampf nach oben aufsteigt und in einem Dom oberhalb des Reaktorkerns voneinander getrennt wird, wobei das nicht verdampfte Wasser zurückfließt, um von neuem in den Reaktorkern hineingepumpt zu werden.

Das Wasser dient hier gleichzeitig als Moderator für die Neutronen. Dabei ist aber von Nachteil, daß ίο der Wasserstoff in dem Wasser einen relativ hohen Absorptionsquerschnitt für langsame Neutronen hat, so daß bisher keine Reaktoren dieser Art bekanntgeworden sind, die ein merkliches positives Brutergebnis zeigen, zumal für den Aufbau der Brenn-Stoffelemente noch relativ große Mengen an Aufbau- und Trägerstoffen (Zirkon. Aluminium oder Eisen) verwendet werden müssen, die ebenfalls eine große Anzahl von Neutronen absorbieren.

Es hat sich nun gezeigt, daß man diese Schwierigkeiten bei einem Siedewasserreaktor, der in bekannter Weise mit Brennstoffelementen arbeitet, die aus einer Mischung von Spaltstoff, Brutstoff und einem festen Moderator bestehen, dadurch überwinden kann, daß man bei stabförmiger Gestaltung der Brennstoffelemente das Wasser erfindungsgemäß lediglich als verdampfendes Wärmeübertragungsmittel verwendet und zu diesem Zweck den Wasseranteil im Reaktor nur so hoch wählt, wie für die Wärmeabfuhr allein notwendig ist.

Besonders vorteilhaft ist dabei die Verwendung von Brennstoffelementen, die aus einer Mischung von Berylliumoxyd als Moderator und einer Uranverbindung als Spalt- und Brutstoff bestehen, der eine Thoriumverbindung als Brutstoff zugesetzt sein kann, z. B. Brennstoffelemente aus einer Mischung von Berylliumoxyd, Thoriumoxyd und Uran-233-Oxyd. Diese stabförmigen Brennstoffelemente werden wie bei den bekannten Siedewasserreaktoren von dem durchfließenden Wasser benutzt, wobei durch Verdampfen des Wassers die erzeugte Energie abgeführt wird. Dabei besteht allerdings der wesentliche Unterschied zwischen den bisher gebauten Systemen und dem erfindungsgemäßen Reaktor darin, daß der gegenseitige Abstand der Brennstoffelemente und damit das Verhältnis Wassergewicht zu Brennstoffelementengewicht wesentlich kleiner gewählt ist, so daß nur so viel Wasser in den Reaktor eingelassen wird, als für den Verdampfungsprozeß, also für die Energieübertragung notwendig ist.

In der Zeichnung sind die bisherige Ausbildung eines Siedewasserreaktors (Abb. 1) und die erfindungsgemäße Ausführung (Abb. 2) vergleichsweise nebeneinander schematisch dargestellt, wobei der

Anmelder:

Brown, Boveri & Cie. Aktiengesellschaft, Mannheim-Käfertal, Boveristr. 22

Dr. Rudolf Schulten, Mannheim,
ist als Erfinder genannt worden

auftretende Neutronenfluß c in willkürlichem Maßstab kurvenmäßig veranschaulicht ist. Es bedeutet a die Brennstoffelemente, b das zu verdampfende Wasser.

Gegenüber dem bisherigen System lassen sich die Wassermengen auf diese Art und Weise um den Faktor 10 verkleinern, das bedeutet, daß wesentlich weniger thermische Neutronen eingefangen werden und daß mit diesem geringen Wassergehalt noch eine positive Brutrate, vor allem in dem Uran-233-Thorium-232-Brutzvklus erreicht werden kann.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Siedewasserreaktor mit Brennstoffelementen, die aus einer Mischung von Spaltstoff, Brutstoff und einem festen Moderator bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß das die in an sich bekannter Weise stabförmig gestalteten Brennstoffelemente umspülende Wasser lediglich als verdampfendes Wärmeübertragungsmittel verwendet wird und daß der Wasseranteil im Reaktor nur solche Werte annimmt, wie für die Wärmeabfuhr allein notwendig ist.

2. Siedewasserreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffelemente aus einer Mischung von Berylliumoxyd als Moderator- und einer Uranverbindung als Spalt-

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und Brutstoff bestehen, der eine Thoriumverbindung als BrutstofE zugesetzt sein kann.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 952 919;

Buch von Glasstone, »Principles of Nuclear Reactor Engineering«, London, 1956, S. 515;

»Reactor Handbook: Materials«, S. 1 und 2 der Reihe »Selected Reference Material on Atomic Energy«, London, 1955.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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