DE1213067B

DE1213067B - Druckwasserreaktoranlage

Info

Publication number: DE1213067B
Application number: DER31918A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Abraham Bahbout; Dr Maarten Bogaardt; Dipl-Ing Wouter Gouke Bonsel; Dipl-Ing Matthijs Muysken; Dipl-Ing Wilhelmus Wijnan Nijs
Original assignee: Reactor Centrum Nederland
Current assignee: Reactor Centrum Nederland
Priority date: 1961-01-26
Filing date: 1962-01-19
Publication date: 1966-03-24
Also published as: NL260537A; US3202584A; BE612640A; NL126735C; GB946885A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

G21c

Deutsche Kl.: 21g-21/20

R 31918 VIII c/21g
19. Januar 1962
24. März 1966

Bei üblichen Anlagen mit einem Druckwasserreaktor ist die Wassermenge, die in einer gewissen Zeit durch den Reaktorkern hindurchströmt, derjenigen, die in derselben Zeit durch den äußeren Kreislauf mit dem Wärmetauscher fließt, gleich. Da die maximal zulässige Temperatur des Wassers im Kern durch die Gefahr des örtlichen Durchbrennens bestimmt ist, erfordert jede Kernkonstruktion einen be-. stimmten minimalen Wasserstrom durch den Kern. Je nachdem der Kern kompakter ausgeführt und dessen Wärmeentwicklung pro Volumeinheit größer wird, muß pro Zeiteinheit mehr Wasser durch den Kern .und daher auch durch den äußeren Teil des Kreislaufes geführt werden, was eine größere Leistung der Pumpe zum Fördern des Wassers erfordert und daher den thermischen Nutzeffekt der Anlage vermindert. Die Verminderung dieses Nutzeffektes kann einigermaßen beschränkt werden, wenn man die Leitungen des äußeren Teiles des Kreislaufes geräumiger und den Gesamtdurchlaß des Wärmetauschers größer ao wählt, d. h. wenn eine Verkleinerung des Umfanges . des Reaktors mit einer Vergrößerung des äußeren Teiles der Anlage und im Zusammenhang mit dem hohen Wasserdruck, mit einem wesentlich größeren Materialaufwand versehen ist. In vielen Fällen bedeutet dies einen großen Nachteil. Ein anderer Nachteil der bekannten Druckwasserreaktoranlagen ist, daß beim Fehlen der Pumpe das Wasser im Kern stillstehen bleibt und dann örtlich so stark erwärmt wird, daß Dampf gebildet wird und der Kern örtlich durchschmelzen kann.

Die Erfindung hat den Zweck, eine Druckwasserreaktoranlage zu schaffen, die außer den näher zu erörternden Vorteilen sehr kompakt ausgeführt werden kann, daher auch zum Antrieb von Schiffen geeignet ist und doch einen verhältnismäßig hohen thermischen Effekt besitzen kann. Sie geht davon aus, daß die Kernreaktoranlage außer einem teilweise äußeren ersten Kreislauf, der Wasser als Kühlmittel und Moderator enthält und in den ein Gefäß mit einem aus länglichen, im Abstand parallel nebeneinander und senkrecht oder nahezu senkrecht angeordneten Brennstoffelementen bestehenden, radioaktiven Kern, ein Wärmetauscher zum Abgeben der in diesem Kern erzeugten Nutzwärme und Mittel zum Umwälzen des Kühlmittels durch diesen ersten Kreislauf und in senkrechter Richtung längs dieser Brennstoffelemente eingeschaltet sind, einen völlig im Reaktorgefäß angeordneten inneren zweiten Kreislauf umfaßt. Dieser zweite Kreislauf weist innerhalb des Reaktorgefäßes einen in bezug auf die Achse des Kerns radial außerhalb des Kerns liegenden Umlauf-Druckwasserreaktoranlage

Anmelder:

Reactor Centrum Nederland, Den Haag

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Paap, Dipl.-Ing. H. Mitscherlich

und Dipl.-Ing. K. Gunschmann, Patentanwälte,

München 22, Mariannenplatz 4

Als Erfinder benannt:

Dr. Maarten Bogaardt, Den Haag;

Dipl.-Ing. Wouter Gouke Bonsei,

Dipl.-Ing. Matthijs Muysken, Scheveningen;

Dipl.-Ing. Wilhelmus Wijnandus Nijs,

Rijswijk (Niederlande);

Dipl.-Ing. Abraham Bahbout, Brüssel

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 26. Januar 1961 (260 537)

raum und mindestens eine Strahlpumpe auf, deren Düse in den ersten Kreislauf eingeschaltet ist und im Betrieb flüssiges Kühlmittel zum Einlaßende, ζ. Β. dem unteren Ende, des Kerns treibt und deren Saugmund mit dem Auslaßende, ζ. B. dem oberen Ende, des Kerns in offener Verbindung steht, derart, daß im Betrieb ein Teil des durch den Kern hindurchströmenden Kühlmittels durch die Strahlpumpe in dem zweiten Kreislauf umgewälzt wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kernreaktoranlage eine Druckwasserreaktoranlage ist und daß die Strahlpumpe bzw. die Strahlpumpen in der Nähe des Auslaßendes des Kerns im Umlaufraum angeordnet ist bzw. sind, wobei der erste Kreislauf und seine Mittel zum Umwälzen des Wassers und der zweite Kreislauf und die Strahlpumpe bzw. die Strahlpumpen derart bemessen ist bzw. sind, daß bei voller Belastung des Reaktors das Verhältnis der Wassermenge, die in der Zeiteinheit vom Einlaßende zum Auslaßende durch den Kern hindurchströmt, zu der Wassermenge, die in der Zeiteinheit durch den äußeren Teil des ersten Kreislaufes hindurchströmt, zwischen 1,5 und 4 liegt.

In einer solchen Anlage wird nur ein Teil des durch den Kern hindurchströmenden Kühlwassers durch den äußeren Teil des Kreislaufes geführt. Dies macht es möglich, den Umfang dieses äußeren Teiles

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wesentlich zu verkleinern und außerdem eine Pumpe geringerer Leistung zu gebrauchen. Die Verkleinerung des äußeren Kreislaufes hat ebenfalls eine Ersparnis an kostspieligem schwerem Wasser zur Folge, wenn solches als Kühlmittel verwendet wird. Weiter ist man freier beim Entwerfen des Kernes und des äußeren Kreislaufes und kann man z. B. den Wasserstrom durch den Kern größer wählen, ohne daß dies mit einem größeren Wasserstrom und daher mit größeren Verlusten im äußeren Teil des Kreislaufes verbunden zu sein braucht. Der thermische Nutzeffekt hat sich innerhalb eines Gebietes optimal gezeigt, worin das Verhältnis zwischen dem Wasserstrom durch den Kern und demjenigen durch den äußeren Teil des ersten Kreislaufes zwischen 1,5 und 4 liegt. Oberhalb des Faktors 4 wird entweder die Strömungsgeschwindigkeit durch den Kern zu groß, was einen zu großen Widerstandsverlust gibt, oder es wird der Wasserstrom durch den äußeren Kreislauf zu gering, was eine zu große Abkühlung des Wassers im Wärmetauscher erfordert, unzulässige Wärmespannungen,-verursachen kann und den Nutzeffekt ungünstig beeinflußt. Die Vergrößerung der Wassermenge, die pro Zeiteinheit durch den Kern hindurchgefördert wird, hat erstens diesen Vorteil, daß der ungünstige Effekt der ungleichmäßigen Wärmeentwicklung im Kern,, wodurch die Durchsehnittstemperatur des den Kern verlassenden Wassers wesentlich niedriger zu liegen kommt als die bei einer gegebenen Strömungsgeschwindigkeit maximal zulässige Temperatur, beschränkt wird und deshalb das Wasser den Kern mit einer höheren Durchsehnittstemperatur verläßt, und' zweitens, daß auch die maximale Temperatur des Wassers im Kern höher gewählt werden darf, da die Gefahr des Durchbrennens in den heißesten Zonen . bei größerer Geschwindigkeit des durchströmenden Wassers kleiner ist. Wieder ein anderer Vorteil der Anlage gemäß der Erfindung ist, daß die Strahl-

• pumpe oder der Satz parallelarbeitender Strahlpumpen kein Hindernis für den innerhalb" des Gefäßes bleibenden zweiten Kreislauf bildet, so daß beim Ausfallen der das Wasser treibenden Pumpe oder

■ beim Auftreten einer ernsthaften Leckage im Kreislauf das Wasser im Kern nicht zum Stillstand kommt, sondern durch die Thermosiphonwirkung im inneren

.Kreislauf strömend bleibt, wodurch die Gefahr des. ·' örtlichen Schmelzens des Kernes stark herabgesetzt

• wird. Strahlpumpen haben weiter keine bewegenden f Teile, die Stagnation veranlassen könnten. Schließ- ^; lieh ist eine Regelung des Betriebes durch Steuerung

des inneren Kreislaufes empfindlicher, wodurch eine .-bessere Stabilisierung der Wirkung des Kernes mög-

• lieh ist.

; Es ist bereits eine Siedewasserreaktoranlage mit : einem mit Bremskühlwasser gefüllten ersten Kreislauf " bekanntgeworden, in den ein Gefäß mit einem aus in - einiger Entfernung nebeneinander angeordneten,

■ länglichen, senkrechten oder nahezu senkrechten Brennstoff elementen bestehenden, reaktiven Kern, ein

r Wärmetauscher zum Abgeben der in diesem Kern ! erzeugten "Wärme und weiterhin Mittel zum Treiben von Wasser durch diesen Kreislauf und in senkrech-

• iter Richtung längs dieser Brennstoffelemente eingeschaltet sind und bei der im Gefäß mindestens eine

• Strahlpumpe angeordnet ist, deren Düse im genann-

• ten Kreislauf aufgenommen ist und im Betrieb Was- ; ser zum Einlaßende,,z.B. dem unteren Ende, des

■ Kerns treibt und deren Saugmund mit dem Auslaß-

ende, z. B. dem oberen Ende,' des Kernes in offener Verbindung steht, derart, daß im Betrieb ein Teil des durch den Kern hindurchströmenden Wassers durch die Strahlpumpe in einen zweiten Kreislauf getrieben wird. Dabei ist jeder Spaltmaterialstab mit einer eigenen:kleinen Strahlpumpe versehen, die unterhalb des Kernes im Reaktorgefäß angeordnet ist, so daß sich ihre Saugmünde in großer Entfernung vom Auslaßende des Kernes befinden.

Bei Siedewasserreaktoren ist das Wärmeübertragungsmittel im wesentlichen Dampf. Da zur Erzielung eines hohen thermischen Effektes der Dampf im Wärmetauscher seine Verdampfungswärme abgeben und kondensiert werden muß, welche Kondensation außerdem nötig ist, um zu verhindern, daß Dampf zum Reaktor zurückgeführt wird und dadurch die moderierende Wirkung des Kühlwassers im Reaktor herabgesetzt wird, ist, falls man von der maximal zulässigen Temperatur ausgeht, der Temperaturabfall

ao im Wärmetauscher groß. Deshalb kann eine bestimmte Leistung mit einer verhältnismäßig geringen . Dampfmenge übertragen werden. Dieser Dampf-. menge entspricht aber eine Wassermenge, die zur Kühlung des Reaktorkernes viel zu gering ist. Würde allein das aus dem Dampf erhaltene Kondensat durch

• den-Kern hindurchströmen, so würde das Wasser viel zu langsam durch den Kern fließen, um eine gleichmäßige -Temperaturverteilung im Kern, zu ermöglichen. Dies würde zur Folge haben, daß die Tempe-

raturen im Kern viel zu hoch werden und" bereits . bei geringen Leistungen Durchbrennurig auftreten würde. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Tempera-

- turverteilung im Reaktorkern muß in der Zeiteinheit . sehr viel Wasser durch den Kern strömen, und der Temperaturabfall im Kern darf nur gering sein. Nur dann ist es möglich, die Durchsehnittstemperatur im Kern nahezu gleich der maximal zulässigen Temperatur zu halten, was eine Bedingung zum Erhalten eines hohen thermischen Wirkungsgrades ist. Bei einem Siedewasserreaktor ist man hiernach gezwungen, sehr viel Wasser rezirkulieren zu lassen. Dieses . Wasser besitzt ungefähr die Durchsehnittstemperatur im Reaktor und durch Mischung mit dem »kühlen« Kondenswasser, das aus dem den Wärmetauscher durchfließenden Dampf erhalten wird, wird dieses Wasser am Einlaßende des Reaktors die für die Kühlung richtige Temperatur erhalten, die nur wenig . niedriger als diejenige des den Reaktor verlassenden _f Wassers ist. Für eine gute Wirkung liegt das Rezir-

50. kulationsverhältnis bei einer Siedewasserreaktoranlage zwischen 16 und 60. Bei einem solchen Reaktor müssen die Pumpen für die Rezirkulation viel . Wasser umwälzen und daher eine große Leistung aufweisen. Da der Wirkungsgrad von Strahlpumpen ge-

55^r- ring ist, ist ein wesentlicher Teil der im Reaktorkern • erzeugten Energie zum Treiben dieser Pumpen erforderlich. Deshalb ist der Wirkungsgrad der Siedewasseranlagen nicht hoch.
Bei der weitgehenden Verschiedenheit der Arbeitsweisen einer Siedewasserreaktoranlage und einer Druckwasserreaktoranlage lag die Verwendung der bei Siedewasserreaktoren bekannten Wasserrezirkulation bei Druckwasserreaktoren keinesfalls nahe. Des weiteren ist es überraschend, daß man mit Rezirkulation nicht nur den Wirkungsgrad der bekannten Druckwasserreaktoranlagen ohne Rezirkulation • erreichen kann, sondern darüber hinaus noch den 'Vorteil eines weniger umfangreichen äußeren Kreis-

laufes hat und sogar eine Verbesserung des Wirkungsgrades möglich ist. Ausführliche Forschungen haben gezeigt, daß die Herabsetzung des Wirkungsgrades des Wärmetauschers und bei Verwendung von Strahlpumpen die größere benötigte Pumpenleistung dadurch mehr als gutgemacht wird, daß eine höhere Temperatur des den Reaktorkern verlassenden Wassers, d. h. ein kleinerer Unterschied zwischen der durchschnittlichen Wassertemperatur und der maximal zulässigen Temperatur im Kern, zugelassen werden kann. Der Gewinn zeigt sich sogar so groß, daß man den Kern kompakter und den Widerstand desselben größer machen kann, ohne daß dadurch der Wirkungsgrad der Druckwasserreaktoranlage mit Rezirkulation kleiner als der einer bekannten Druckwasserreaktoranlage ohne Rezirkulation des Wassers ' wird.

Eine freiere Steuerung der zwei Kreisläufe wird ermöglicht, wenn nach einer Weiterbildung der Er-'findung die Düse bzw. die Düsen der radial neben dem Kern angeordneten Strahlpumpe bzw. Strahlpumpen in einer Verzweigung des äußeren Teils des ersten Kreislaufes liegen, wobei die unmittelbar an das Reaktorgefäß angeschlossene Zuführleitung des ersten Kreislaufes an dem in das Reaktorgefäß hineingeführten Endteil die Form eines Venturirohres · hat und wobei die Düse eine vor dem Einlaßende des Kernes mit den ersterwähnten Strahlpumpen in Reihe "geschaltete Strahlpumpe bildet.

Nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung ist in der Verzweigung des ersten Kreislaufes ein automatisch steuerbares Drosselorgan angeordnet, dessen 'Durchlaßöffnung in Abhängigkeit von dem Druckabfall über dem Kern oder von der Änderung in der ' Zeiteinheit dieses Duckabfalls gesteuert wird.

Bei Verwendung eines freien Raumes mit Strahlpumpen außerhalb des Kernes zum Schließen des inneren zweiten Kreislaufes kann zur Erhaltung eines Wirbels natürlicher Gestalt das Gefäß mit Vorteil kugel- oder ellipsoidförmig ausgeführt werden. Eine 'derartige Gestalt kommt außerdem der Druckfestigkeit und der Isolation des Gefäßes zugute. Wird der Kern ebenfalls kugel- oder ellipsoidförmig ausgeführt, so können, zur Beförderung des Wasserumlaufes innerhalb des Gefäßes, die Brennstoffelemente und . die Kühlkanäle sich in konzentrischen Rotationshyperboloiden erstrecken, in welchem Fall diese Elemente und Kanäle doch gerade gehalten werden können, wenn sie sich entsprechend den geraden Er-¹ zeugenden dieser gebogenen Flächen erstrecken.

Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele einer Druckwasserreaktoranlage näher erklärt. In den Zeichnungen stellt dar

Fig. 1 teilweise in senkrechtem Durchschnitt, teilweise in Ansicht den zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Teil einer Druckwasserreaktoranlage nach der Erfindung,

F i g. 2 einen senkrechten Durchschnitt einer Variante des Reaktors nach F i g. 1,

F i g. 3 einen senkrechten Durchschnitt eines Reaktors, der mit einer automatischen Regelvorrichtung versehen ist,

F i g. 4 einen senkrechten Durchschnitt eines kugelförmigen Reaktors und

F i g. 5 eine graphische Darstellung, aus der die Abhängigkeit des thermischen Effektes der Anlage und des Wasserumlaufverhältnisses hervorgeht.

In Fig. 1 ist 1 ein druckfestes Gefäß, in dem ein aus senkrecht angeordneten Brennstoffelementen bestehender reaktiver Kern 2 angeordnet ist. Diese Brennstoffelemente sind in einiger Entfernung voneinander gesetzt, so daß dazwischen Kanäle für das Kühl-Bremswasser frei bleiben. Das Gefäß ist in einen Wasserkreislauf mit einem äußeren Teil, bestehend aus Leitungen 4, 5, einem Wärmetauscher 6 und einer Pumpe 1, eingeschaltet. Das Gefäß und der übrige Teil des Kreislaufes sind mit Wasser unter hohem Druck gefüllt. Die Pumpe 7 fördert das Wasser aufwärts durch den Kern 2. Innerhalb des Gefäßes sind im erwähnten Kreislauf die Düsen eines Satzes parallelarbeitender Strahlpumpen 13, 14 aufgenommen, deren Saugmünder mit einem in bezug auf die Achse des Kernes radial neben dem Kern liegenden Raum 10 in offener Verbindung stehen und über diesen Raum mit dem unteren Ende des Kernes verbunden sind. Die Strahlpumpen lassen im Betrieb das Wasser einen innerhalb des Gefäßes bleibenden zweiten Kreislauf folgen, der durch die Pfeile 11 angedeutet ist. Die Wassermenge, die pro Zeiteinheit durch die Kanäle des Kernes strömt, ist daher größer als die Wassermenge, die pro Zeiteinheit durch den äußeren Kreislauf 4, 6, 5, 7 getrieben wird. Das Verhältnis m zwischen beiden Wassermengen muß zwischen 1,5 und 4 liegen, um einen optimalen thermischen Effekt η der Anlage zu erreichen. Nimmt man den thermischen Effekt η der Anlage gemäß der Erfindung in bezug auf das Umlaufverhältnis, d. h. das Verhältnis m zwischen der Strömungsintensität durch den Kern und derjenigen durch den äußeren Kreislauf, in einer graphischen Darstellung auf, so erhält man die in Fig. 5 dargestellte Kurve. Daraus geht hervor, daß das Optimum zwischen den Werten 1,5 und 4 des genannten Verhältnisses liegt.

Der Vorteil dieser Anordnung der Strahlpumpe ist, daß man von selbst einen größeren Mischraum erhält, die Höhe des Reaktors beschränkt und das Wasser oberhalb des Kernes leichter weggesaugt werden kann.

Ein Nachfeil der Ausführung nach F i g. 1 ist, daß der innere und der äußere Kreislauf schwer gesondert geregelt werden können, da man zu diesem Zweck die Düsen in bezug auf die Saugmünde der Strahlpumpe einstellen können müßte, was schwer zu realisieren ist. Zur Beseitigung dieses Nachteiles sind bei der Anlage nach Fig. 2 die Strahlpumpen 13, 14 in einer Verzweigung 15 des am unteren Ende des Gefäßes 1 angeschlossenen äußeren Kreislaufes aufgenommen. In der Verzweigung 15 ist ein regelbares Ventil oder ein einstellbares Drosselorgan 16 angeordnet, mit dessen Hilfe die Strahlpumpen 13,14 gesteuert werden können. Weiter zeigt die unmittelbar am Gefäß anschließende Leitung 17 des äußeren Kreislaufes bei 18 eine allmähliche Verengerung, der eine Erweiterung folgt, so daß diese Leitung wie ein Venturirohr endet. Auch dadurch wird noch auf den inneren Kreislauf eine gewisse Saugkraft ausgeübt. Es ist klar, daß man mit HiMe des Organs 16 die Strahlpumpen unabhängig vom Wasserstrom im äußeren Kreislauf regeln kann.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 befinden sich vor dem Kerneinlaßende die Mischkammer 12 und die Strahlpumpen 8, 9, 8', 9', welche letzteren mit der Leitung 17 verbunden sind, und neben dem Kern sind die Strahlpumpen 13, 14 in der Weise wie in F i g. 2 angeordnet. In diesem Fall sind daher die

Düsen 8, 8' und 13 mit den parallelen Verzweigungen 17, 15 des äußeren Teiles des Kreislaufes verbunden und sind die Strahlpumpen 8, 9, 8', ?' einerseits und die Strahlpumpen 13,14 andererseits in bezug auf den inneren Kreislauf 11 des Wassers in Reihe geschaltet. In dieser Weise kann man leicht den Wasserstrom, der dem inneren Kreislauf folgt, wesentlich größer als denjenigen, der außen um das Gefäß des Reaktors herumgeführt wird, machen. In der Verzweigung 15 ist wieder das Ventil oder das Drosselorgan 16 angebracht. Die Durchlaßöffnung desselben wird im vorliegenden Fall in Abhängigkeit von dem absoluten Wert oder von der Änderung des Druckfalles über den .Kern gesteuert. Dazu sind in der Nähe des Einlaßendes und in der Nähe des Auslaßendes des Kernes angeordnete Druckaufnehmer 19 über Leitungen 20 mit einem auf eine Druckdifferenz oder einem auf Druckänderungen ansprechenden Gerät 21 verbunden, das über eine Verbindung 22 das Organ 16 steuert. .

F i g. 4 zeigt eine Variante der Anlage nach F i g. 2. Dabei ist der Reaktor so kompakt wie möglich konstruiert, zu welchem Zweck das Gefäß 23 kugelförmig ausgeführt ist und auch der Kern sich der Gestalt einer Kugel annähert. Die Kugelform hat neben dem Vorteil einer größeren Druckfestigkeit und einer kleineren Wärmeausstrahlung den günstigen Effekt, daß in der Äquatorfläche automatisch ein größerer Raum zum Unterbingen der Strählpumpen erhalten wird und der innere. Kreislauf sich der natürlichen toroidalen Wirbelgestalt annähert Bei dieser Ausführungsform können die Brennstoffelemente und die ,Kühlkanäle sich in konzentrischen Rotationshyperboloiden erstrecken. Setzt man die Elemente und Kanäle in der Richtung der geraden beschreibenden Linien dieser gekrümmten Flächen, so können sie ' ebenfalls gerade bleiben.

Claims

Patentansprüche:··

1. Kernreaktoranlage mit einem Wasser als Kühlmittel und Moderator enthaltenden, teilweise äußeren ersten Kreislauf, in den ein Gefäß mit einem aus länglichen, in Abstand parallel nebeneinander und senkrecht oder nahezu senkrecht angeordneten Brennstoffelementen bestehenden, reaktiven Kern, ein Wärmetauscher zum Abgeben der ία diesem Kern erzeugten Nutzwärme und Mittel zum Umwälzen des Kühlmittels durch diesen ersten Kreislauf und in senkrechter Richtung längs dieser Brennstoffelemente eingeschaltet sind, und mit einem völlig im Reaktorgefäß angeordneten inneren zweiten Kreislauf, der innerhalb des Gefäßes einen in bezug auf die Achse des Kernes radial außerhalb des Kernes liegenden Umlaufraum und. mindestens eine Strahlpumpe aufweist, 55 _ deren Düse in den ersten Kreislauf eingeschaltet, ist und im Betrieb flüssiges Kühlmittel zum Einlaßende, z. B. dem unteren Ende des Kernes, treibt und deren Saugmund mit dem Auslaßende, z. B. dem oberen Ende des Kernes, in offener Verbindung steht, derart, daß im Betrieb ein Teil des durch den Kern hindurchströmenden Xühl-. mittels durch die Strahlpumpe in dem zweiten Kreislauf umgewälzt wird, dadurchgekennzeichnet, daß die Kernreaktoranlage eine Druckwasserreaktoranlage ist und daß die Strahlpumpe bzw. die Strahlpumpen (13, 14) in der Nähe des Auslaßendes des Kernes (2) im Umlaufraum (10) angeordnet ist bzw. sind, wobei der erste Kreislauf und seine Mittel zum Umwälzen des Wassers und der zweite Kreislauf und die Strahlpumpe bzw. die Strahlpumpen derart bemessen ist bzw. sind, daß bei voller Belastung des Reaktors das Verhältnis der Wassermenge, die in

■ der Zeiteinheit vom Einlaßende zum Auslaßende durch den Kern hindurchströmt, zu der Wassermenge, die in der Zeiteinheit durch den äußeren Teil des ersten Kreislaufes (4, 6, 5, 7) hindurchströmt, zwischen 1,5 und 4 liegt.

2. Druckwasserreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse bzw. die

. Düsen (13) der radial neben dem Kern (2) angeordneten Strahlpumpe bzw. Strahlpumpen (13, 14) in einer Verzweigung des äußeren Teiles des ersten Kreislaufes liegt bzw. liegen und daß die unmittelbar an das Gefäß (1) angeschlossene Zu-

■ fahrleitung (17) dieses ersten Kreislaufes am im ,Gefäß hineingeführten Endteil die Form eines Venturirohres (18) hat und die Düse einer vor dem Einlaßende des Kernes und mit der ersterwähnten Strahlpumpe bzw. den ersterwähnten Strahlpumpen (13, 14) in Reihe geschalteten Strahlpumpe bildet.

3. Druckwässerreaktoranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verzweigung des ersten Kreislaufes ein automatisch steuer-

.. bares Drosselorgan (16) angeordnet ist, dessen . Durchlaßöffnung in Abhängigkeit von dem Druckabfall über den Kern oder von der Änderung in der Zeiteinheit dieses Druckabfalles ge- - steuert wird.

4. Druckwasserreaktoranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,._ dadurch gekenn-. zeichnet, daß das Gefäß die Form einer Kugel (23) oder eines Ellipsoides hat und der Kern sich .„ der Form einer Kugel oder eines Ellipsoides annähert, während die Brennstoffelemente sich in konzentrischen Rotationshyperboloiden erstrecken.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1023 829,

1048363;

britische Patentschrift Nr. 840 789;
»Reactor Shielding Design Manual«, Theodore

Rockwell ΠΙ,-New York, 13. 6.1956, S. 104.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen