DE1090787B - Graphitmoderatoraufbau fuer Kernreaktoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Graphitmoderatoraufbau für Kernreaktoren, bestehend aus aufrecht stehenden, säulenförmigen Graphitblöcken mit rechteckiger Grundfläche, die auf einem rechteckigen Gitterwerk in Säulen aufeinandergestapelt sind und an ihren Seitenflächen aneinanderstoßen und Brennstoffelementkanäle aufweisen, die durch die Blöcke in Richtung der Säulenachsen hindurchführen.

Bei einem derartigen Graphitmoderatoraufbau sind die einzelnen Graphitblöcke durch bei den Kernspaltprozessen auftretenden Strahlungs- und Wärmeeffekten einem Wachstum, dem sogenannten Wigner-Wachstum, unterworfen, welches als Folge der Bestrahlung anisotrop erfolgt. Seinen Kleinstwert hat das Wigner-Wachstum in einer Richtung, welche parallel zur Ausoder Strang-Preßrichtung der Graphitblöcke verläuft. Der Größtwert des Wigner-Wachstums tritt in den Richtungen auf, die senkrecht zur Strangpreß richtung verlaufen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Graphitmoderator zu schaffen, bei welchem ein Verbiegen der Brennstoffkanäle als Folge des Wigner-Wachstums der einzelnen Graphitblöcke wirksam verhindert wird. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Richtung des Minimal-Wigner-Wachstums in allen Blöcken senkrecht zu den Achsen der Brennstoffelementkanäle verläuft, jedoch von Block zu Block sich so ändert, daß sie in einem Block in Richtung einer Diagonalebene, und in jedem der Blöcke, welche den Seitenflächen des ersten Blocks anliegen, in Richtung der dazu senkrechten Diagonalebene verläuft, und daß die Seitenflächen der Blöcke mit Aussparungen versehen sind, welche das Wigner-Wachstum senkrecht zu den vorerwähnten Diagonalebenen berücksichtigen.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Flächenansicht eines Quadranten einer lotrecht ausgerichteten Graphitmoderator-Bauteilgruppe, während

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II der Fig. 1, wiedergibt.

Wie den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, besteht eine Moderatorbauteilgruppe aus kubischen Blöcken 10, die iii Schichten 11a, 11 b, lic usw. angeordnet sind, wobei die Schichten aufeinandergestapelt sind, um die Säulen 12a, 12 b usw. mit den Kühlmittelkanälen 13 zu bilden. Die Blöcke in den Säulen werden durch Zapfen 22 gehalten. Die Blöcke 10 und somit die Säulen 12a, 12& usw. stoßen an ihren Seitenflächen 14 aneinander. Die Blöcke weisen ein kleinstes Wigner Wachstum in Richtung der Pfeile 15 auf. Der Zeichnung ist zu entnehmen, daß die Richtung der Pfeile 15 zwischen direkt benachbarten Blöcken wechselt, so Graphitmoderatoraufbau
für Kernreaktoren

Anmelder:

United Kingdom Atomic Energy Authority, London

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen, Oranienstr. 14

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 1. Juli 1957

Stanley Hackney, Warrington, Lancashire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

daß sie zunächst in einer Richtung und daraufhin in einer senkrecht zu dieser verlaufenden Richtung verläuft, während die Richtung entlang jeder Diagonalen, beispielsweise den durch die gestrichelten Linien 16 angedeuteten, stets im gleichen Richtungssinne verläuft. Die Blöcke weisen Aussparungen 17 auf, welche einen Raum für das Wigner-Wachstum in Richtung senkrecht zu den Pfeilen 15 bzw. in Richtung der Pfeile 18 in einem größeren Ausmaß zulassen als entlang den Pfeilen 15. Die Blöcke 10 bilden zusammen den Kern des Moderators, und sie werden von Blöcken 19 umgeben, welche keine Kühlmittelkanäle 13, jedoch noch die weggeschnittenen Flächen 17 aufweisen. Diese werden wiederum von Blöcken 21, welche zur Bildung von Keilen entlang den gestrichelten Linien 24 aufgespalten sind, und zuletzt von Verpackungsblöcken 20 umgeben. Die Blöcke 19, 20 und 21 bilden den RefLektorteil des Moderatoraufbaus, und der gesamte Aufbau befindet sich innerhalb eines Stahlbehälters 23. Die Blöcke 21 werden jeweils durch zwei schrägverlaufende Schnitte gespalten, welche beide an der Linie 24 beginnen und an den diagonal gegenüberliegenden unteren Kanten des Blocks oder in deren Nähe enden, so daß der Block in drei Teile gespalten ist.

Das Laden oder Einbringen der Keile wird durch Schubstangen ermöglicht, welche sich nach einem Punkt außerhalb des Reaktors, und zwar nach unter Federbelastung stehenden Kappen erstrecken. Durch die Keilwirkung wird die Moderatorbauteilgruppe in radialer Richtung völlig gehalten, wobei die Rück-

: 009 627/340

wirkung dieser Halterung vom Behälter 23 aufgenommen wird. Im Verlauf des Anwachsens infolge Bestrahlung wachsen die Säulen 13 in einem Ausmaß an, welches durch den Wignerschen Anwachsfaktor in einer Richtung maximal erfolgt, welche quer zur Strangpreßrichtung der Blöcke verläuft. In radialen Richtungen hingegen findet minimales Anwachsen statt. Durch diese Anordnung der Graphitblöcke 10 wird ein Verbiegen der Brennstoffelementkanäle 13 infolge des Wigner-Wachstums der einzelnen Blöcke verhindert oder zumindest auf ein Mindestmaß verringert.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Graphitmoderatoraufbau für Kernreaktoren, bestehend aus aufrecht stehenden, säulenförmigen Graphitblöcken mit rechteckiger Grundfläche, die auf einem rechteckigen Gitterwerk in Säulen aufeinandergestapelt sind und an ihren Seitenflächen aneinanderstoßen und BrennstofFelementkanäle aufweisen, die durch die Blöcke in Richtung der Säulenachsen hindurchführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Minimal-Wigner-Wachstums in allen Blöcken senkrecht zu den Achsen der Brennstoffelementkanäle verläuft, jedoch von Block zu Block sich so ändert, daß sie in einem Block in Richtung einer Diagonalebene und in jedem der Blöcke, welche den Seitenflächen des ersten Blocks anliegen, in Richtung der dazu senkrechten Diagonalebene verlauf t, und daß die Seitenflächen der Blöcke mit Aussparungen versehen sind, welche das Wigner-Wachstum senkrecht zu den vorerwähnten Diagonalebenen berücksichtigen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ©1 O09 627/340 10.60