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Abstützung für die Kemanordnung eines Atomkernreaktors Die Erfindung
bezieht sich auf die Abstützung für die Kernanordnung eines Atomkernreaktors mit
festem Moderator und Kanälen für die Aufnahme von Brennstoffelementen und den Durchfluß
eines Kühlmittels, die einen waagerecht angeordneten, mit einem Umfangsring versehenen
Rost aufweist, der auf einem Abstützring am oberen Ende einer Stützeinfassung über
Tragstreben getragen wird, wobei der Abstützring einen kleineren Durchmesser aufweist
als der Umfangsring.
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Es ist bereits bekannt, einen aus einzelnen Blöcken zusammengesetzten
Moderator herzustellen, der auf einem Fundamentrahmen ruht, der einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten
als die Moderatorsubstanz hat. Hierbei werden Vorrichtungen verwendet die eine nach
außen gerichtete radiale Bewegung eines unteren Teils der Moderatorsubstanz zulassen.
Bei derartigen bekannten Anordnungen ist das Gitter an seinem äußeren Umfang durch
Ab-
stützungen gehalten, die von dem äußeren Mantel des Druckgefäßes getragen
werden. Es ist hierbei nicht erforderlich, einen unter dem Gitter angeordneten Abstützring
oder senkrechte Abstützungen zwischen Gitter und unterem Abstützring bzw. radiale
und geneigt angeordnete Streben vorzusehen.
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Weiter ist ein Kernreaktor bekannt, bei dem die Brennstoffelemente
und der Moderator auf einer Plattform ruhen, die an ihrer äußeren Kante von Abstützungen
getragen wird. Diese Abstützungen sind an der inneren Oberfläche des Druckgefäßes
befestigt.
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Es ist auch bereits ein doppelwandiges Druckgefäß bekannt, bei dem
der Reaktorkern auf einem einfachen Gitter ruht, das durch Halterungen abgestützt
wird. Diese Halterungen ruhen auf äußeren Ab-
stützungen, die das Gewicht
des Druckgefäßes aufnehmem Ferner gibt es bereits Kernreaktoren mit einem Traggitter
innerhalb eines Druckgefäßes, bei denen das Traggitter mit einem massiven Umfangsring
versehen ist. Dieses Traggitter ist in Fachwerkbauweise ausgeführt und ruht auf
einer zylinderförmigen Ab-
stützung. Diese Fachwerkbauweise des Traggitters
weist Träger auf, von denen die unteren schräge Bauteile enthalten; diese Träger
bilden einen Teil des # eigentlichen Traggitters und stellen keine radialen Streben
dar.
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Schließlich ist auch bereits eine Abstützung für den Kein eines Reaktors
bekannt, bei dem ein Gitter aus miteinander in Verbindung stehenden Querbauteilen
vorgesehen ist, dessen Steifigkeit nicht zur Abstützung des Kernes ausreicht, so
daß das Gitter durch eine fachwerkartige Anordnung von Trägern verstärkt wird. Jeder
Träger besteht dabei aus einem Hauptspannglied und mehreren geneigten Abstätzgliedern.
Die äußeren Enden der Hauptspannglieder und die oberen Enden der geneigten Abstützglieder
sind mit Belastungsplatten verschweißt, die von den Querbauteilen aufgenommen werden.
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Ziel der Erfindung ist es, eine Abstützung für die Kernanordnung eines
Reaktors zu schaffen, die den Kühlmittelfluß an der Eintrittsstelle eines jeden
Kanals oder den Kühlmittelfluß in radialer Richtung von, den Einlaßleitungen zu
den Kanaleintritten nicht behindert.
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Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß die Tragstreben
mit ihren unteren Enden auf dem Abstützring angeordnet sind, daß zusätzliche radiale
Streben vorgesehen sind, die nur von dem Abstützring nach außen zu dem Umfangsring
verlaufen, und daß jede radiale Strebe an einem Ende mit dem Abstützring und an
dem anderen Ende mit dem Umfan#gsring verbunden ist. Der Rost kann dabei eine rechtwinklige,
dreieckige oder andere regelmäßige vieleckige Ausbildung aufweisen, damit dem Abstand
des Gitterwerks für das Brennstoffelement entsprochen werden kann. Der Umfangsring
und der Abstützring können vorzugsweise in Kastenprofil-
Bauweise
hergestellt sein, und der Abstützring kann auf dem oberen. Teil der Stützeinfassung
innerhalb des Druckgefäßes des Reaktors angeordnet sein, oder selbst dieses Druckgefäß
ausbilden.
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Eine derartige Ausbildung gemäß der Erfindung läßt die Mitte des Gitters
frei von Abstützelementen. Die äußeren Enden der Hauptglieder sind durch radiale
Streben ersetzt, die Druckkräfte auf den Tragrino, übertragen können, weil sie an
einem Ende mit dem Umfangsring und am anderen Ende mit dem Tragring verbunden sind.
Die Abstützung wird durch eine Reihe von radialen, geneigten Streben erreicht, die
sich von dem Umfangsring aus zu einem unteren Abstützring erstrecken. Der Rost ist
ebenfalls auf dem Abstützring angeordnet, der somit das Gewicht des Rostes und des
Kernes übernimmt und die radialen Schubkräfte in Richtung auf die Streben
aufnimmt. Durch die vereinfachte leichtere Bauart des Rostes werden bei der -Herstellung
sowohl Material als auch Kosten gespart und insbesondere wird dem Kühlmitteldurchfluß
ein geringerer Widerstand entgegengesetzt, da der Rost einfacher aufgebaut ist und
durch die Säulen besonders abgestützt ist.
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Im folgenden wird eine Ausführungsform gemäß der Erfindung in Form
eines Beispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die F i
g. 1 zeigt eine teilweise Draufsicht der Kern' abstützung eines Reaktors
gemäß der Erfindung; die F i g. 2, 3, 4, 5 und 6 stellen
entsprechende teilweise Schnitte längs der Linien II-II, III-III, IV-IV, V-V und
VI-VI der F i g. 1 dar; die F ig.7 zeigt einen. teilweisen Schnitt längs
der Linie VII-VII der F i g. 1.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist die Abstützung an, dem unteren
Ende eines kugelförmigen Druckgefäßes 1 mit einem inneren Durchmesser von
18,6 m und Wandstärken von 8,9 cm angeordnet. Das Druckgefäß
1 wird durch den äußeren Teil 2 einer abstützenden Einfassung 3 mit
einem mittleren Durchmesser von 7,78 in abgestützt, der durch die Wände des
Druckgefäßes 1 bei 5 hindurchtritt. Die Wand des Druckgefäßes
1 weist Löcher auf, um Einführungsleitungen 6 für das Kühlmittel einzuführen.
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Auf dem inneren Teil 7 der abstützenden Einfassun-
3 ist ein abstützender Ring 8 mit Kastenproffl C Im
angeordnet.
Auf dem abstützenden Ring sind 16
senkrechte Säulen 9 angeordnet, deren
jede eine Länge von 91,4 cm, einen äußeren Durchmesser von 30,5 cm und eine
Wandstärke von 2,54 cm aufweist. Die Säulen 9 stützen ihrerseits einen kreisförmigen
Boden mit einem Durchmesser von 14,75 in ab, der aus einem quadratischen Gitter
aus 18 I-Trägern 10
besteht, wobei jede Säule 9 unter einem
Träger 10
angeordnet ist. Die Teile der Träger 10, die innerhalb der
Grenzen des abstützenden Ringes 8 liegen, weisen eine Tiefe von 91,4 cm auf,
und die Tiefe derjenigen Teilt, die neben dem abstützenden Ring 8
liegen,
verringert sich in Richtung auf die äußeren Kanten 11, wo dieselben an der
inneren Oberfläche 12 eines Umfangringes 13 mit Kastenprofil befestigt sind.
Der Umfangsring 13 wird durch 12 im gleichen Abstand zueinander angeordnete,
geneigte radiale Streben 14 abgestützt, die einen äußeren Durchmesser von
35,6 cm und eine Wandstärke von 5,08 cm aufweisen. Diese Streben sind
an dem oberen Ende 15 an dem Umfangsring 13 und an dem unteren Ende
16 an dem abstützenden Ring 8 befestigt. Die Abstützung-gemüß der
Erfindung gestattet die Anwendüng eines Gitters mit einem Gitterwerk, das demjenigen
der Kernanordnung entspricht, wodurch jede Behinderung der Brennstoffkanäle vermieden
wird. Gleichzeitig wird ein ausreichender radialer Fluß des Reaktorkühlmittels gestattet,
da es möglich ist, ein Gitter verhältnismäßig geringer Tiefe anzuwenden.
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Bei bekannten Formen von Abstützungen, die nicht mit geneigten radialen
abstützenden Streben versehen sind, kann der gesamte Raum zwischen dem unteren Ende
der Kernanordnung und dem oberen Ende der abstützenden Einfassung nicht dazu genutzt
werden, um die Belastung radial auf die abstützende Einfassung zu übertragen. Wenn
somit ein Bodengitter, bestehend aus Plattenträgern, über die gesamte Tiefe angewandt
wird, wird der radiale Fluß des Reaktorkühlmittels behindert, und wenn Gitterwerkträger
Anwendung finden, kann ein solches Gitter zu einer Behinderung der Brennstoffkanäle
führen, die gewöhnlich in irgendeinem regelmäßigen vieleckigen Abstand angeordnet
sind, während ein rechtwinkliges oder anderes mehreckiges Gitter aus Gitterwerkträgern,
das in die zur Verfügung stehende konische oder zylinderförmige Umkleidung ., eingepaßt
ist, an dem Umfang zu einer mechanisch unpraktischen Verbindungsgeometrie führt.