DE1106432B - Kernreaktor, in dessen Core der Brennstoff in Gestalt von Formkoerpern einschuettbar ist - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kernreaktor, in dessen Core der Brennstoff in Gestalt von Formkörpern, wie Kugeln od. dgl., durch eine zentrale obere Öffnung einschüttbar ist und bei dem der Core allseitig mit einem Reflektor ausgekleidet ist.

Insbesondere bei gasgekühlten Kernreaktoren verwendet man Brennstoffelemente in Gestalt von Formkörpern, vorzugsweise in Gestalt von Kugeln, die durch eine zentrale obere Öffnung in den Reaktorcore eingeschüttet werden. Zur Einsparung von Brennstoff ist der Reaktorcore mit einem Reflektor ausgekleidet, der auf die sich einstellende Reaktivität verstärkend wirkt.

Bei einem bekannten gasgekühlten Kernreaktor sind die kugelförmigen oder ähnlich geformten Brenn-Stoffelemente durch eine zentrale obere Öffnung einschüttbar und durch eine ebensolche untere Öffnung wieder ablaßbar, wobei der Gasstrom in einen ringförmigen zur unteren Öffnung liegenden Einlaß eingeführt und einem gleichartigen Auslaß an der oberen ao Öffnung wieder abgeführt wird. Zur besseren Führung des Gasstromes sind hierbei der Boden und die Oberseite des Coreraumes kegelförmig ausgebildet (wobei die Kegelspitze zur Öffnung weist).

Man hat bereits Überlegungen angestellt, auch die Oberseite des Reaktorcores, von der die Brennstoffelemente eingeschüttet werden, mit einem als Deckel ausgebildeten Reflektor abzudecken. Dieser Deckel würde die Reaktivität erhöhen bzw. Brennstoff einsparen und oberhalb des Cores angeordnete Anlageteile gegen Neutronen abschirmen. Dagegen weist ein solcher Deckel den Nachteil auf, daß er bei einem eventuellen Einsturz, wie er im Katastrophenfall eintreten kann, die Reaktivität plötzlich und in unkontrollierbarer Weise stark erhöhen würde, da die Wirksamkeit eines Deckelreflektors in jedem seitlich begrenzten Reaktor aus geometrischen Gründen mit dem Abstand vom Brennstoff abnimmt. So gehen z. B. auch die bekannten Vorschläge davon aus, den Deckel zwecks Steuerung der Reaktivität verschiebbar zu gestalten.

Die Erfindung betrifft nun einen Kernreaktor der eingangs genannten Art, bei dem der genannte Nachteil auf einfache Weise vermieden wird. Erfindungsgemäß ist der den Coreraum nach oben abschließende Teil des Reflektors nach innen derart hohlkegelförmig gestaltet, daß die Mantelfläche dieses Hohl·· kegeis parallel zur Mantelfläche des Schüttkegels des Brennstoffes liegt und daß der Abstand der kegelförmigen Innenfläche des Reflektors von dem Schuttkegel des Brennstoffes etwa das Ein- bis Dreifache des Durchmessers der Brennstoffkugeln beträgt. Hierdurch wird erreicht, daß einmal die Reaktivität durch optimale Reflektion auf einen optimalen Wert ge-Kernreaktor, in dessen Core der Brennstoff in Gestalt von Formkörpern

einschüttbar ist

Anmelder:
Brown, Boveri & Cie. Aktiengesellschaft,

Mannheim-Käfertal, Boveristr. 22,

und Beteiligungs- und Patentverwaltungsgesellschaft mit beschränkter Haftung,

Essen, Altendorf er Str. 103

Dr. Richard Schulten, Lützelsachsen (a. d. Bergstraße), ist als Erfinder genannt worden

bracht, d. h. eine geringere Brennstoffmenge als bei vergleichbaren bekannten Reaktoren vorgesehen werden kann, und zum anderen die erheblichen Gefahren durch Erhöhung der Reaktivität im Katastrophenfall beim Einsturz der Decke des Coreraumes vermieden werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Ein Kernreaktor gemäß der Erfindung weist einen Coreraum 1 auf mit einer Schüttung aus Brennstoffelementen, der allseitig von einem Reflektor umgeben ist. Der Reflektor besteht aus einem Seitenteil 2, einem Unterteil 8 und einem Oberteil 3, der gemäß der Erfindung nach innen derart hohlkegelförmig gestaltet ist, daß die Mantelfläche dieses Hohlkegels parallel zur Mantelfläche des Schüttkegels des Brennstoffes im Coreraum 1 liegt. Ein äußerer Stahlmantel 4 sorgt für die mechanische Festigkeit der Anordnung. Durch eine zentrale obere Öffnung 5 werden die Brennstoffelemente in den Reaktorcore 1 eingeschüttet, so daß unter dieser Öffnung die Spitze des Schüttkegels liegt. Durch Bohrungen 6 im Oberteil 3 des Reflektors tritt das im Reaktorcore 1 erhitzte Kühlgas aus. Die Kanäle sind dabei so bemessen, daß der Strömungswiderstand für das Kühlgas durch den Oberteil 3 etwa gleich dem Strömungswiderstand durch die Brennstoffschütterung ist.

Zwischen dem Oberteil 3 und dem Schüttkegel des Brennstoffes liegt ein Zwischenraum 7, dessen Höhe über die ganze Mantelfläche des Kegels praktisch konstant ist und der für die entsprechende Einfüll-

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Erhöhung der

menge des Brennstoffes so zu bemessen ist, daß er etwa ein- bis dreimal sogroß ist wie der Durchmesser eines Brennstoffelementes. Ein solcher Zwischenraum läßt noch das ungestörte Abrollen eingeschütteter Brennstoffelemente, d. h. die ungestörte Ausbildung des Böschungskegels, zu, würde aber beim Einsturz des Oberteiles 3 keine nennenswerte
Reaktivität verursachen.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt, sondern läßt noch entsprechende Abänderungen zu. So kann man die Oberseite 3 des Reflektors in an sich bekannter Weise vertikal verschiebbar gestalten, um das Volumen des Reaktorcores 1 je nach der einzuführenden Brennstoffmenge variierbar auszubilden, ohne auf die geschilderten Vorteile verzichten zu müssen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kernreaktor, in dessen Core der Brennstoff in Gestalt von Formkörpern, wie Kugeln od. dgl., durch eine zentrale obere Öffnung einschüttbar ist und bei dem der Core allseitig mit einem Reflektor ausgekleidet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der den Coreraum nach oben abschließende Teil des Reflektors nach innen derart hohlkegelförmig gestaltet ist, daß die Mantelfläche dieses Hohlkegels parallel zur Mantelfläche des Schüttkegels des Brennstoffes liegt und daß der Abstand der kegelförmigen Innenfläche des Reflektors von dem Schüttkegel des Brennstoffes etwa das Ein- bis Dreifache des Durchmessers der Brennstofformkörper beträgt.

2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite des Reflektors in an sich bekannter Weise je nach der einzufüllenden Brennstoffmenge vertikal verschiebbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 034 784.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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