DE1225315B - Siedekernreaktor - Google Patents
SiedekernreaktorInfo
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- DE1225315B DE1225315B DEA43907A DEA0043907A DE1225315B DE 1225315 B DE1225315 B DE 1225315B DE A43907 A DEA43907 A DE A43907A DE A0043907 A DEA0043907 A DE A0043907A DE 1225315 B DE1225315 B DE 1225315B
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C1/00—Reactor types
- G21C1/04—Thermal reactors ; Epithermal reactors
- G21C1/06—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated
- G21C1/08—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated moderator being highly pressurised, e.g. boiling water reactor, integral super-heat reactor, pressurised water reactor
- G21C1/082—Reactors where the coolant is overheated
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
ÄUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
G21d
Deutsche Kl.: 21g-21/24
Nummer: 1225 315
Aktenzeichen: A 43907 VIII c/21 g
Anmeldetag; 27. August 1963
Auslegetag: 22. September 1966
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■ - Bei Siedekernreaktoren mit nuklearer Überhitzung ist esbekannt, den in einem Reaktorkern erzeugten Dämpf in einem Dampf dom zu sammeln, der über äem Reaktorkern liegt, und den Dampf dann aus ä&Ea. Dom den Rohren oder Kanälen im Reaktorkern Zuzuleiten, die zur Überhitzung des Dampfes dienen, !'ei- diesen bekannten Reaktoren ist der Reaktorkern ausschließlich vom Dämpf umgeben. Bei Siedereakto- iSk, bei denen' der Reaktorkern vollkommen in, der ÖMslgkeit liegt, aus de? der Dampf erzeugt wird, frlacht es Schwierigkeiten, allein mit Hilfe eines DÄnpfdömes eine genügende Wasserabscheidung atosdem erzeugten gesättigten Dampf zu erreichen. Diese" Schwierigkeit behebt die Erfindung..
"'■ Die"Erfindung geht von einem Siedekernreaktor mit nuklearer Überhitzung mit einem in einem Druckgefäß angeordneten Reaktorkern aus, der von Sfer Dampferzeugung dienenden, mit Brennelementen bestückten Kühlkanälen und der Dampfüberhitzung dienenden, mit Brennelementen bestückten Kanälen durchzogen ist, bei dem der erzeugte Sattdampf oben aus den Kühlkanälen austritt und in einen oberhalb des Reaktorkerns und der freien Kühlflüssigkeitsöberfläche angeordneten Dampfdom und von dort oben in die Überhitzerkanäle eintritt und durch diese von oben nach unten strömt: Um bei einem solchen Keäktör eine wirksame Wasserausscheidung aus dem Dampf zu erreichen, ist dieser erfindungsgemäß so ausgebildet, daß zwischen der freien Kühlflüssigkeitsöberfläche und dem Reaktorkern ein gegen den Reaktorkern abgeschlossener Dampfbehälter angeordnet isti den sowohl die dampferzeugenden als auch die äampfttberhitzenden Kanäle vollständig durchsetzen ttiÄ der über entsprechende Verbindungsleitungen mit einem verhältnismäßig hoch über den Austrittsöffhungen der dampferzeugenden Kanäle gelegenen Bereich des Dampfdomes und über innerhalb des Öämpfbehälters angeordnete radiale Öffnungen in den; oben abgeschlossenen Überhitzerkanälen mit dem Innenraum der Überhitzerkanäle kommuniziert. Bei einem Siedereaktor gemäß der Erfindung wird also der von den Brennstoffelementen erzeugte Dampf gezwungen, den Dampfdom und die in ihm angeordneten Kanäle zu passieren, bevor er in den genannten Behälter und damit in die für die Dampfüberhitzung bestimmten Rohre des-Reaktorkerns gelangt.
■ - Bei Siedekernreaktoren mit nuklearer Überhitzung ist esbekannt, den in einem Reaktorkern erzeugten Dämpf in einem Dampf dom zu sammeln, der über äem Reaktorkern liegt, und den Dampf dann aus ä&Ea. Dom den Rohren oder Kanälen im Reaktorkern Zuzuleiten, die zur Überhitzung des Dampfes dienen, !'ei- diesen bekannten Reaktoren ist der Reaktorkern ausschließlich vom Dämpf umgeben. Bei Siedereakto- iSk, bei denen' der Reaktorkern vollkommen in, der ÖMslgkeit liegt, aus de? der Dampf erzeugt wird, frlacht es Schwierigkeiten, allein mit Hilfe eines DÄnpfdömes eine genügende Wasserabscheidung atosdem erzeugten gesättigten Dampf zu erreichen. Diese" Schwierigkeit behebt die Erfindung..
"'■ Die"Erfindung geht von einem Siedekernreaktor mit nuklearer Überhitzung mit einem in einem Druckgefäß angeordneten Reaktorkern aus, der von Sfer Dampferzeugung dienenden, mit Brennelementen bestückten Kühlkanälen und der Dampfüberhitzung dienenden, mit Brennelementen bestückten Kanälen durchzogen ist, bei dem der erzeugte Sattdampf oben aus den Kühlkanälen austritt und in einen oberhalb des Reaktorkerns und der freien Kühlflüssigkeitsöberfläche angeordneten Dampfdom und von dort oben in die Überhitzerkanäle eintritt und durch diese von oben nach unten strömt: Um bei einem solchen Keäktör eine wirksame Wasserausscheidung aus dem Dampf zu erreichen, ist dieser erfindungsgemäß so ausgebildet, daß zwischen der freien Kühlflüssigkeitsöberfläche und dem Reaktorkern ein gegen den Reaktorkern abgeschlossener Dampfbehälter angeordnet isti den sowohl die dampferzeugenden als auch die äampfttberhitzenden Kanäle vollständig durchsetzen ttiÄ der über entsprechende Verbindungsleitungen mit einem verhältnismäßig hoch über den Austrittsöffhungen der dampferzeugenden Kanäle gelegenen Bereich des Dampfdomes und über innerhalb des Öämpfbehälters angeordnete radiale Öffnungen in den; oben abgeschlossenen Überhitzerkanälen mit dem Innenraum der Überhitzerkanäle kommuniziert. Bei einem Siedereaktor gemäß der Erfindung wird also der von den Brennstoffelementen erzeugte Dampf gezwungen, den Dampfdom und die in ihm angeordneten Kanäle zu passieren, bevor er in den genannten Behälter und damit in die für die Dampfüberhitzung bestimmten Rohre des-Reaktorkerns gelangt.
Das Zurückleiten der im Dampfdom abgeschiedenen Flüssigkeit zu dem unteren Teil des Reaktors
kann durch einen oder mehrere Kanäle erfolgen. Diese können z. B. durch den genannten Behälter und
den Reaktorkern führen oder auch außerhalb des Reaktortanks verlaufen und den Boden des Dampf-Siedekernreaktor
Anmelder:
. Alknänna Svenska Elektriska Aktiebolaget,
Västeräs (Schweden)
Västeräs (Schweden)
Vertreter:
Dipl.-Ing. H. Missling, Patentanwalt,
Gießen, Bismarckstr. 43
Als Erfinder benannt:
Max Setterwall, Irsta (Schweden)
Beanspruchte Priorität: .'..'■-·
Schweden vom 7. September 1962 (9669)
domes mit dem unteren Teil des Reaktors verbinden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann
das Zurückleiten des im-Dampfdom abgeschiedenen
>■.. flüssigen Kühlmittels dadurch geschehen, daß ein
Ringspalt zwischen den Seitenwänden der Führungsund Stützvorrichtung und den Wänden des Reaktors
angeordnet ist. Es ist vorteilhaft, die Dampfkanäle
als Rohre auszuführen, die im wesentlichen vertikal längs des Umkreises des Dampfraumes angeordnet
sind, und den Feuchtigkeitsabscheider an den Einlaßöffnungen der Dampfkanäle anzuordnen. Die Ein*
laßkanäle der Rohre für die Überhitzung werden in dem Behälter hoch über seinem Boden angeordnet.
Wie zuvor erwähnt, kann mit dem Siedekernreaktor nach der Erfindung eine beträchtlich verbesserte Dampfabscheidung erreicht werden. Der Niveauunterschied zwischen den Auslaßöffnungen der Rohre für Dampferzeugung und den Einlaßöffnungen der Dampf kanäle kann nämlich groß werden, weil prakr tisch die Höhe des ganzen Dampfdomes für das Erreichen des Niveauunterschiedes zur Verfügung steht. Ein anderer Vorteil von Bedeutung ist, daß die natürliche Zirkulation in den Rohren für Dampferzeugung dadurch verbessert wird, daß der Niveauunterschied zwischen ihren Auslaßöffnungen und dem Reaktorkern größer wird. Dieser Vorteil wird erreicht, ohne daß das erforderliche Kühlmittel·· volumen nennenswert zunimmt, da der genannte Behälter mit Dampf gefüllt ist und dadurch als billiger Füllkörper dient. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Feuchtigkeitsabscheider auf dasselbe Niveau wie die Flansche des Reaktortanks angehoben werden kön-
Wie zuvor erwähnt, kann mit dem Siedekernreaktor nach der Erfindung eine beträchtlich verbesserte Dampfabscheidung erreicht werden. Der Niveauunterschied zwischen den Auslaßöffnungen der Rohre für Dampferzeugung und den Einlaßöffnungen der Dampf kanäle kann nämlich groß werden, weil prakr tisch die Höhe des ganzen Dampfdomes für das Erreichen des Niveauunterschiedes zur Verfügung steht. Ein anderer Vorteil von Bedeutung ist, daß die natürliche Zirkulation in den Rohren für Dampferzeugung dadurch verbessert wird, daß der Niveauunterschied zwischen ihren Auslaßöffnungen und dem Reaktorkern größer wird. Dieser Vorteil wird erreicht, ohne daß das erforderliche Kühlmittel·· volumen nennenswert zunimmt, da der genannte Behälter mit Dampf gefüllt ist und dadurch als billiger Füllkörper dient. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Feuchtigkeitsabscheider auf dasselbe Niveau wie die Flansche des Reaktortanks angehoben werden kön-
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nen und dadurch für Reinigung und Reparatur sehr leicht zugänglich werden.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels
beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen Siedekernreaktor im Schnijtt.
Im Reaktorkern 1 ist" der Reaktorkern 2 und über
diesem ein gegen den Reaktorkern abgeschlossener Dampfbehälter 3 angeordnet. Dieser ist im wesentlichen
als geschlossenes Gefäß ausgebildet, das von einer Anzahl ;vom "Reaktorkern·! kommender Rohr 4
für die Dampferzeugung durchsetzt ist, d. h., die Rohre 4 enthalten die Brennstoffelemente in ihrem
im Reaktorkern gelegenen Teil. Die Brennstoffelemente stehen in direktem Kontakt mit einem flüssigen
Kühlmittel, im Ausführungsbeispiel mit schwe- ig rem Wasser. Die Rohre 4, von denen nur eins in der
Zeichnung gezeigt ist, haben keine Verbindung mit dem Inneren des Behälters 3, ihre "Äuslaßöffnungen S
liegen oberhalb dieses Behälters im Dampfdom 6. Das schwere Wasser-tritt.durch öffnungen? in die ao
Rohre'4 ein/ Das "schwere Wasser wird über eine
Leitung 8 dem Boden des iReaktörkerns zugeführt
und fließt durch Öffnungen 9 in den Reaktorkern 2, wo es als Moderator benutzt wird, und weiter durch
Öffnungen 10 in" "den" Reaktortank und "durch diesen as
zu den Öffnungen 7 der Röhre 4.
■ Der Reaktorkern 2 und der Behälter 3 sind auch von Rohren 11 für die Überhitzung des erzeugten Dampfes durchsetzt; die Brennstoffelemente in ihren im Reaktorkern fliegenden Teilen enthalten, d.h., diese Brennstoffelemente werden vom Dampf ge- .. ■ kühlt. Die Rohre11, voü denen' nur eins gezeigt ist, stehen über Einlaßkanäle 12 in Verbindung mit 'dem Inneren des mit Dampf gefüllten Behälters'3. Die Rohre 11 für die Überhitzung sind bei normalem Betrieb oben verschlossen, z. B. mit Pfropfen 13, die bei''der Brennstoffemöuerung.. entfernt, werden können*-Der Behälter ist auch von Kanälen 24 durchzogen· die Steuergeräte aufnehmen.
-"·■ Der Dampf, der die Auslaßöffnungen 5 der Rohre für Dampferzeugung verläßt und in den Dampf dom 6 strömt, wird von dort durch mehrere Rohre 14 zum Behälter 3 geleitet,, die Rohre sind längs des inneren Ümfanges des Dampfraumes angebracht. Die EinlaßöffnungenlS der Rohre und die dort angeordneten ■Feuchtigkeitsabscheider 16 liegen hoch über dem Deckel des Behälters 3 und ihre Äuslaßöffnungen 17 im oberen Teil des Behälters. In den Dampfrohren 14 liegen Vorrichtungen 18 für eine geringe Überhitzung des Dampfes, um Wassertropfen, die. nach der Feuchtigkeitsabscheidung im Dampf noch übrigbleiben, auszuscheiden und um in diesen Wassertropfen aufgelöste, für die Rohre 11 schädliche Verunreinigungen, z. B. Chloride, zurückzuhalten. Außerdem gibt es in den Dampfrohren 18 Rekombinatoren 19 von katalytischem Typ für die Herabsetzung des Gehalts an radiolytisch gebildetem Knallgas.
* Die Vorrichtungen 15,16,18 und 19 liegen im wesentlichen auf demselben Niveau wie die Flansche ■20 des Reaktortanks 1,: so daß sie für die Reinigung und Reparatur leicht zugänglich werden.
■ Der Reaktorkern 2 und der Behälter 3 sind auch von Rohren 11 für die Überhitzung des erzeugten Dampfes durchsetzt; die Brennstoffelemente in ihren im Reaktorkern fliegenden Teilen enthalten, d.h., diese Brennstoffelemente werden vom Dampf ge- .. ■ kühlt. Die Rohre11, voü denen' nur eins gezeigt ist, stehen über Einlaßkanäle 12 in Verbindung mit 'dem Inneren des mit Dampf gefüllten Behälters'3. Die Rohre 11 für die Überhitzung sind bei normalem Betrieb oben verschlossen, z. B. mit Pfropfen 13, die bei''der Brennstoffemöuerung.. entfernt, werden können*-Der Behälter ist auch von Kanälen 24 durchzogen· die Steuergeräte aufnehmen.
-"·■ Der Dampf, der die Auslaßöffnungen 5 der Rohre für Dampferzeugung verläßt und in den Dampf dom 6 strömt, wird von dort durch mehrere Rohre 14 zum Behälter 3 geleitet,, die Rohre sind längs des inneren Ümfanges des Dampfraumes angebracht. Die EinlaßöffnungenlS der Rohre und die dort angeordneten ■Feuchtigkeitsabscheider 16 liegen hoch über dem Deckel des Behälters 3 und ihre Äuslaßöffnungen 17 im oberen Teil des Behälters. In den Dampfrohren 14 liegen Vorrichtungen 18 für eine geringe Überhitzung des Dampfes, um Wassertropfen, die. nach der Feuchtigkeitsabscheidung im Dampf noch übrigbleiben, auszuscheiden und um in diesen Wassertropfen aufgelöste, für die Rohre 11 schädliche Verunreinigungen, z. B. Chloride, zurückzuhalten. Außerdem gibt es in den Dampfrohren 18 Rekombinatoren 19 von katalytischem Typ für die Herabsetzung des Gehalts an radiolytisch gebildetem Knallgas.
* Die Vorrichtungen 15,16,18 und 19 liegen im wesentlichen auf demselben Niveau wie die Flansche ■20 des Reaktortanks 1,: so daß sie für die Reinigung und Reparatur leicht zugänglich werden.
Vom Inneren des Behälters 3 strömt, der Dampf
über die Kanäle 12 in die Rohreil für die Überhitzung
des Dampfes und von dort durch das Ab-Ieitrohr2l
weiter zum Verbraucher, z.B. zu einer Turbine. Im Dampfraum 6 abgeschiedenes flüssiges
Kühlmittel 25 wird über den Ringspalt22 zwischen den Seitenwänden· des Behälters 3 und den Wänden
des Reaktortanks 1 zu den Öffnungen 7 zurückgeleitet. Im Inneren des Behälters 3 abgeschiedenes Kondensat
kann über das Ablaufrohr 23 zu einem Punkt auf der Speisewasserseite des Reaktorsystems abgeleitet
werden, der unter niedrigerem Druck als der Reaktor arbeitet.
Claims (9)
1. Siedekernreaktor mit nuklearer Überhitzung mit einem in einem Druckgefäß angeordneten
Reaktorkern, der von der Dampferzeugung dienenden, mit Brennelementen bestückten Kühlkanälen
und der Dampfüberhitzung dienenden, mit Brennelementen bestückten Kanälen durchzogen
ist, bei dem der erzeugte Sattdampf oben
; .; aus den Kühlkanälen austritt und in einen oberhalb
des Reaktorkerns und der freien Kühlflüs-
• sigkeitsoberfläche angeordneten Dampfdom und
; . von dort oben in die Überhitzerkanäle eintritt
und "durch diese von oben nach unten strömt,
. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen ■ der. freien Kühlflüssigkeitsoberfläche und dem
Reaktorkern ein gegen den Reaktorkern ab-
• geschlossener Dampfbehälter angeordnet ist, den
' sowohl die dampferzeugenden als auch die dampfüberhitzenden
Kanäle vollständig durchsetzen und der über entsprechende Verbindungsleitungen mit
einem verhältnismäßig hoch über den Austrittöffnungen der dampferzeugenden Kanäle ge-
·:. legenen Bereich des Dampfdomes, und über iniier-.
halb des Dampfbehälters angeordnete radiale öffnungen
in den oben abgeschlossenen Uberhitzerkanälen mit dem Innenraüm der Überhitzerkanäle
kommuniziert. · " . -
2. Siedekemreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Seitenwänden
des Reaktorkerns (2) und den Wänden des Reaktordruckgefäßes (1) ein Spalt (22) zum Zu-
; "rückleiten des im Dampfdom abgeschiedenen flüssigen
Kühlmittels zu unter dem Reaktorkern (2) gelegenen Teilendes Reaktors vorhanden ist.
. " 3. Siedeiernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, . ■ dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen aus Rohren (14) bestehen, die vertikal längs der Wände des Reaktordruckgefäßes an-■ geordnet sind. ■ . .
. " 3. Siedeiernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, . ■ dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen aus Rohren (14) bestehen, die vertikal längs der Wände des Reaktordruckgefäßes an-■ geordnet sind. ■ . .
4. Siedekemreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
Feuchtigkeitsabscheider (16) an den Einlaßöffnungen (15) der Rohre (14) angeordnet sind.
5. Siedekemreaktor nach einem der Ansprüche Γ bis "4, dadurch gekennzeichnet, daß in
den Röhren (14) Heizanordnungen (18) für die Überhitzung des die Verbindungsleitungen passierenden
Dampfes angeordnet sind.
6. Siedekemreaktor nach einem der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rohren (14) Rekombinatoren (15) angeord-
: net sind. ■
7. Siedekemreaktor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, der oben mit einem. Dekr
kel verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeitsabscheider (16), die Heizanordnungen
(18) für die Überhitzung des die Rohre (14) passierenden Dampfes und die Rekombinatoren
(19) in Höhe des Deckelrandes angeordnet sind.
8. Siedekernreaktor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einlaßöffnungen (12) der Kanäle (11) für die Überhitzung des Dampfes im oberen Teil des
Dampfbehälters (3) angeordnet sind.
9. Siedekernreaktor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kanäle (11) für die Überhitzung des Dampfes Verschlüsse (13) haben, die bei Austausch
der Brennstoffelemente geöffnet werden können.
In Betracht gezogene Druckschriften: Proc. of the Sec. U. N. Int. Conf. on the Peaceful
Uses of Atomic Energy, 1958, Genf, Vol. 7, S. 813 bis 818.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE966962 | 1962-09-07 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1225315B true DE1225315B (de) | 1966-09-22 |
Family
ID=20277245
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA43907A Pending DE1225315B (de) | 1962-09-07 | 1963-08-27 | Siedekernreaktor |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3211625A (de) |
DE (1) | DE1225315B (de) |
GB (1) | GB1051136A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1275213B (de) * | 1966-12-22 | 1968-08-14 | Siemens Ag | Siedewasserreaktor in integrierter Bauweise |
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SE312182B (de) * | 1966-03-31 | 1969-07-07 | Asea Ab | |
FR1528761A (fr) * | 1967-04-25 | 1968-06-14 | Commissariat Energie Atomique | Réacteur à eau lourde bouillante à cycle indirect |
US4102752A (en) * | 1976-07-09 | 1978-07-25 | Rugh Ii John L | Municipal water supply system |
GB2219686B (en) * | 1988-06-13 | 1993-01-06 | Rolls Royce & Ass | Water cooled nuclear reactors |
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FR1141064A (fr) * | 1956-01-10 | 1957-08-26 | Alsthom Cgee | Pile atomique à ébullition, productrice de vapeur surchauffée |
DE1048363B (de) * | 1957-07-17 | |||
BE570011A (de) * | 1958-02-05 | |||
FR1207124A (fr) * | 1958-08-14 | 1960-02-15 | Commissariat Energie Atomique | Cylindre de barrage pour le contrôle de l'évacuation de l'eau et de la suppression de la hauteur motrice de circulation naturelle dans un réacteur atomique à eau bouilante |
US3049487A (en) * | 1960-05-06 | 1962-08-14 | Joseph M Harrer | Direct-cycle, boiling-water nuclear reactor |
-
0
- GB GB1051136D patent/GB1051136A/en active Active
-
1963
- 1963-08-27 DE DEA43907A patent/DE1225315B/de active Pending
- 1963-08-27 US US304818A patent/US3211625A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
None * |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1275213B (de) * | 1966-12-22 | 1968-08-14 | Siemens Ag | Siedewasserreaktor in integrierter Bauweise |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3211625A (en) | 1965-10-12 |
GB1051136A (de) |
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