DE1187828B - Verfahren zum Messen der Temperatur in einem Kernreaktor und Anordnung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

GOIk

Deutsche Kl.: 42 i-7/01

Nummer: 1187828

Aktenzeichen: E 23094IX b/42 i

Anmeldetag: 27. Juni 1962

Auslegetag: 25. Februar 1965

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Temperatur in einem Kernreaktor mit festem Moderator durch Messung der Intensität des Wärmerauschens eines elektrischen Widerstandsmaterials sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei Kernreaktoren, die mit hohen Temperaturen arbeiten, wie solche beispielsweise in der britischen Patentschrift 833 647 beschrieben sind, sind der Moderator und die Kernbrennstoffelemente nicht völlig voneinander getrennt. Das Spaltmaterial ist in Brennstoffelementen enthalten, die aus Graphit bestehen, welches als Moderator wirkt. Der innere Kern des Reaktors enthält Bündel solcher Brennstoffelemente, die so angeordnet sind, daß das Kühlgas zwischen den angrenzenden Elementen abfließt.

Das Messen der Temperatur an Punkten, die in dem hohe Temperaturen aufweisenden inneren Kern von Reaktoren gelegen sind, bereitet zahlreiche Schwierigkeiten. Metallische Thermoelemente wie ebenso Widerstandsthermometer befriedigen bei Temperaturen von über 1000° C nicht, denn sie werden dann zerbrechlich, erleiden durch Verdampfen des Metalls Substanzverluste, werden durch die Verunreinigungen, die in dem Kühlmittel enthalten sind, oxydiert und reagieren chemisch mit dem Graphit, so daß Karbide entstehen. Es empfiehlt sich daher, metallische Meßgeräte und elektrische Leitungsdrähte von den Bereichen hoher Temperaturen des Reaktors fernzuhalten.

Man hat bereits das Wärmerauschen eines elektrischen Widerstandsmaterials, beispielsweise von Glas, zur Messung der Temperatur benutzt, dem das Widerstandsmaterial ausgesetzt ist. Dabei mußten aber zwischen dem Widerstandsmaterial und der Meßvorrichtung Leitungen vorgesehen werden, deren Widerstandsfähigkeit gegen die hier auftretenden Temperaturen begrenzt war.

Es ist ferner bekannt, die Kenndaten eines Plasmas durch den Vergleich zwischen der Intensität eines Mikrowellenbündels, das von einer Elektrode emittiert und von einer anderen Elektrode aufgenommen wird, zu messen, wobei auch die Temperatur ermittelt werden kann.

Durch die Erfindung wird ein einfaches Verfahren bzw. eine einfache Anordnung zum Messen der Temperatur für den obenerwähnten Anwendungsfall angegeben, das eine Temperaturmessung mit ausreichender Genauigkeit ohne Verwendung von gesonderten Teilen ermöglicht, die den auftretenden hohen Temperaturen standhalten müssen. Die Erfindung ermöglicht vielmehr die Verlagerung des eigentlichen Verfahren zum Messen der Temperatur
in einem Kernreaktor und Anordnung zur
Durchführung des Verfahrens

Anmelder:

Europäische Atomgemeinschaft (EURATOM),

Brüssel

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Müller-Börner,

Berlin 33, Podbielskiallee 68,

und Dipl.-Ing. H.-H. Wey, München 22,

Patentanwälte

Als Erfinder benannt:

Thomas A. J. Jaques,

Radipole, Weymouth, Dorset (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 30. Juni 1961 (23 712)

Meßvorganges aus dem Bereich der hohen Temperatur im Inneren des Reaktors heraus an Stellen von niedrigerer, die Verwendung von elektrischen Leitungen u. dgl. nicht mehr wesentlich erschwerender Temperatur. Zu diesem Zweck wird das Wärmerauschen des Moderatormaterials zur Temperaturmessung ausgenutzt.

Dabei ist eine zur Ausübung des Verfahrens bei einem Kernreaktor mit einem Bremssubstanzteil geeignete Anordnung in der Weise ausgebildet, daß in dem Bremssubstanzteil eine diesen in Längsrichtung durchdringende Bohrung angebracht ist, die einen Hohlleiter bildet.

Es wird also erfindungsgemäß die Stärke des Geräuschs gemessen, die von den Mikrowellen in den genannten Hohlleitern erzeugt wird.

Bei dem beispielsweise angeführten, in der britischen Patentschrift 833 647 beschriebenen Kernreaktor sind in dessen inneren Kern Bündel von Brennstoffelementen vorgesehen, deren jedes von einer rohrförmigen Ummantelung aus Graphit gebildet wird, wobei ein zentraler Graphitstab und Spaltmaterial zwischen der Ummantelung und dem Stab angeordnet sind.

Um die Temperatur der Brennstoffelemente zu messen, sind längsverlaufende Hohlleiter bildende

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Durchlässe in den Graphitstäben von einzelnen Brennstoffelementen angeordnet und an einen Empfänger für sehr hohe Frequenzen angeschlossen, der außerhalb des den inneren Kern enthaltenden Reaktorschachtes, also in einer Zone von vergleichsweise niedriger Temperatur, seinen Platz hat. Dieser Empfänger mißt das Geräusch, welches von den in den Hohlleitern auftretenden Mikrowellen ausgeht, und leitet davon die Messung der Temperatur der Brennstoffelemente her.

Die Verbindungen werden vorzugsweise gegen das untere Ende der Brennstoffelemente (das am wenigsten heiße Ende) hin angeordnet. Sie können aus Koaxial-Leitungen oder metallischen Hohlleitern bestehen.

Hohlleiter bildende Durchlässe können ebenso in die aus Graphit bestehenden Reflektorblöcke eingearbeitet sein, um die Reaktortemperatur zu messen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Messung der Temperatur in einem Kernreaktor mit festem Moderator durch Messung der Intensität des Wärmerauschens eines elektrischen Widerstandsmaterials, da-, durch gekennzeichnet, daß das Wärmerauschen des Moderatormaterials zur Temperaturmessung ausgenutzt wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei einem Kernreaktor mit einem Bremssubstanzteil, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bremssubstanzteil eine diesen in Längsrichtung durchdringende Bohrung angebracht ist, die einen Hohlleiter bildet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 726 494, 942 380; USA.-Patentschriften Nr. 2728 836, 2971153.

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