DE1244981B - Regelelementanordnung fuer einen Kernreaktor - Google Patents

Description

BUNDESREPtIBLIK DEUTSCHLAND

Int. Cl.:

G21d

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 21g -21/31

Nummer: 1 244 981

Aktenzeichen: S 91295 VIII c/21 g

Anmeldetag: 29. Mai 1964

Auslegetag: 20. Juli 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelelementanordnung für einen Kernreaktor, dessen Reaktorkern aus einem zweidimensionalen regelmäßigen Stabgitter von Brennelementstäben aufgebaut ist, an deren Außenseite das Kühl- und Moderatormittel 5 entlangströmt, und bei dem in den Zwischenräumen zwischen den Brennelementen sich längs der Brennelemente erstreckende gewendelte Strömungsleitflächen angeordnet sind, die dem Kühl- und Moderatormittel eine azimutal gerichtete Strömungskomponente aufzwingen.

Bei einer bekannten Regelelementanordnung der vorstehend genannten Art weisen die Brennelemente einen viereckigen Querschnitt und die Regelelemente einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Regelelemente sind dabei in Rohren angeordnet, die an ihrer Außenseite die Strömungsleitflächen für das Kühl- und Moderatormittel tragen. Diese Rohre bilden ein Netz, das dem der Brennelemente entspricht, jedoch gegenüber diesem versetzt ist. Der aus dem flüssigen Kühl- und Moderatormittel frei werdende Dampf entweicht bei der bekannten Anordnung durch die genannten Rohre, in denen auch die Regelelemente verschiebbar angeordnet sind.

Eine derartige Ausführung ist mit einigen wesentliehen Nachteilen behaftet: Um zwischen einzelnen Teilen des Reaktorkernes einen sogenannten »Neutronenvorhang« errichten zu können, ist im Hinblick auf die netzartige Struktur der Regelelemente eine verhältnismäßig große Zahl von Regelelementen erforderlich. Ungünstig ist weiterhin, daß bei Betätigung der Regelelemente die Strömungsverhältnisse für das Kühl- und Moderatormittel geändert werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Regelelementanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die vorstehend aufgezeigten Mängel vermieden sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere Regelelemente etwa desselben Querschnitts v/ie die Brennelemente auf benachbarten Gitterplätzen längs einer oder mehrerer Gittergeraden des Brennelementgitters an Stelle von Brennelementen angeordnet sind und ohne Veränderung des Strömungsquerschnitts für das Kühl- und Moderatormittel gemeinsam betätigt werden.

Durch die Anordnung mehrerer Regelelemente auf benachbarten Gitterplätzen längs einer oder mehrerer Gittergeraden des Brennelementgitters an Stelle von Brennelementen kann man mit einer verhältnismäßig kleinen Zahl von Regelelementen einen Neutronenvorhang zwischen einzelnen Teilen des Reaktorkernes erzielen.

Regelelementanordnung für einen Kernreaktor
Anmelder:

Societe Nationale d'Etude et de Construction de Moteurs d'Aviation, Paris

Vertreter:
Dipl.-Ing. R. Beetz

und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:
Claude Desire Foure, Courbevoie, Seine;
Claude Henri Charles Moussez,
Boulogne, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 31. Mai 1963 (936 754),
vom 24. März 1964 (968 516)

Nachdem die Regelelemente etwa denselben Querschnitt wie die Brennelemente aufweisen, erhält man in allen von Brennelementen allein oder von Brennelementen und Regelelementen zusammen gebildeten Strömungskanälen für das Kühl- und Moderatormittel eine gleichartige Strömung.

Dabei ist insbesondere von Vorteil, daß sich bei einer Betätigung der Regelelemente der Strömungsquersclmitt für das Kühl- und Moderatormittel nicht verändert.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung näher veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Schnittes senkrecht zu der Strömungsrichtung des Kühlmediums durch einen Abschnitt des Reaktorkernes,

F i g. 2 ähnlich der F i g. 1 einen Abschnitt eines Kernteils eines Reaktors nach einer anderen Ausführungsform,

F i g. 3 eine Einzelheit aus der F i g. 2, die in größerem Maßstab eine mögliche Anordnung der verdrillten Bänder für die Steuerung der Kühlmediumströmung in schraubenlinienförmigen Strömungsbahnen wiedergibt,

F i g. 4 ähnlich der F i g. 3 eine Variante der Ausbildung der verdrillten Bänder,

F i g. 5 eine schematische Seitenansicht einer anderen möglichen Anordnung der verdrillten

709 617/401

1

Bänder, bei der diese Bänder die Zentrierung der Brennstoffelemente sicherstellen,

F i g. 6 und 7 je einen Schnitt längs der Schnittlinien VI-VI bzw. VII-VII der Fig. 5,

Fig. 8 eine schematische Darstellung von einem Abschnitt des Kernteils eines Reaktors nach einer anderen Ausführungsform im Schnitt längs einer senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Ebene,

F i g. 9 eine schematische Schnittdarstellung eines senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Schnittes durch den vollständigen Kern eines Reaktors.

Die Darstellung in F i g. 1 zeigt schematisch einen Abschnitt eines Brennelementgitters 6, wobei die Brennelemente von einem Kühlmedium umspült werden. Diese Brennstoffelemente sind jeweils an den Schnittpunkten oder Knoten eines Netzes mit quadratischen Maschen angeordnet. Längs der Achse jedes der Strömungs-»Kanäle«, wie 8 und 8', die jeweils zwischen vier Elementen eingeschlossen sind, ist ein längsverdrilltes Band, wie 10 oder 10', angeordnet, das in der F i g. 1 schematisch durch ein einfaches Kreuz bezeichnet ist; dieses verdrillte Band besteht vorzugsweise aus einem Material mit kleinem Neutronen-Einfangquerschnitt. Die Richtungen der Verdrillung der Bänder sind in zwei benachbarten Kanälen einander entgegengesetzt, um so schraubenlinienförmige Strömungen zu schaffen, die einander nicht stören, wie dies noch weiter unten erläutert wird.

Die Brennstoffelemente, wie 6, bestehen im allgemeinen je aus einem Stab eines spaltbaren Materials 12, der in eine Hülle 14 aus einem Material mit kleinem Neutronen-Einfangquerschnitt eingeschlossen ist. Diese Brennstoffelemente sind in axialer Richtung festgehalten und an den Schnittpunkten oder Knoten des Netzes durch irgendeine bekannte Vorrichtung zentriert.

Das Kühlmedium kann entweder aus einem Gas oder einer verdampfbaren Flüssigkeit bestehen, die gegebenenfalls bei der Betriebstemperatur des Reaktors verdampft. Die in der Figur dargestellte Ausführungsform der Anordnung ist besonders dann geeignet, wenn ein Strömungs-Kühlmedium gleichzeitig auch als Moderator wirkt und zur Bildung von Dampf führt, der unmittelbar in einer Turbine ausgenutzt werden kann (das Kühlmedium kann beispielsweise leichtes oder auch schweres Wasser sein).

Eine nicht dargestellte Vorrichtung macht es möglieh, das wärmeübertragende Strömungsmedium in einer Richtung strömen zu lassen, die im allgemeinen parallel zu den Achsen der Brennstoffelemente liegt, d. h. senkrecht zur Schnittebene der Fig. 1. Die um ihre Achse verdrillten Bänder leiten diese Strömung derart, daß das Medium in einer Reihe von Strömungsbahnen strömt, in denen die Strömung schraubenlinienförmig ist, wobei die Richtungen des Drehsinns/ und f in zwei benachbarten Kanälen, wie 8 und 8', wegen der im entgegengesetzten Sinn erfolgten Verdrillung der Bänder 10 und 10' ebenfalls einander entgegengesetzt sind. Auf diese Weise haben zwei einander benachbarte schraubenlinienförmige Strömungsbahnen in ihren Grenzzonen, wie 16, Umfangsgeschwindigkeiten von im wesentlichen gleicher Richtung und gleicher Intensität, was die Ausbildung von stabilen Einzelströmungen erlaubt oder begünstigt.

Die Kontrollorgane, die zur Kompensation und/ oder als Sicherheitsorgane des Reaktors dienen, sind aus Elementen, wie 18, gebildet, deren Neutronenabsorption regelbar ist, und die derart angeordnet sind, daß sie an denjenigen Stellen sitzen, an denen bei weiterer Besetzung des Netzes die Brennstoffelemente sitzen würden, die längs zweier zueinander rechtwinkeliger Linien oder Reihen 20 und 22 des Netzes angeordnet wären. Obgleich an sich vorteilhaft, ist eine derartige Anordnung nicht unbedingt notwendig, und die Kontrollelemente, wie 18, könnten längs Linien angeordnet sein, die etwas von den Linien des Netzes abweichen; der gegenseitige Abstand der absorbierenden oder Kontroll-Elemente, die längs einer gleichen Linie sitzen, bleibt dennoch gleich dem Teilungsschritt des Netzes. Die Kontrollorgane können bestehen: aus gemeinsam längs ihrer Achsen bewegbaren absorbierenden Stäben, d. h. bewegbar senkrecht zur Ebene der Fig. 1, so daß diese Stäbe mehr oder weniger tief in die Kernanordnung des Reaktors eintauchen; diese Stäbe sind mit geradlinigen und praktisch querschnittsgleichen Verlängerungen versehen, die nicht dargestellt sind;

aus Rohren eines Materials mit kleinem Neutronen-Einfangquerschnitt; in diesen Rohren sind die absorbierenden Stäbe längsverschiebbar;

aus Rohren, die mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, deren Gehalt an einem neutronenabsorbierenden Stoff veränderbar ist;

aus Rohren, in denen man das Niveau einer neutronenabsorbierenden Flüssigkeit verändern kann; weiterhin sind noch eine Reihe anderer entsprechender Ausbildungen der Kontrollorgane möglich oder denkbar.

Sämtliche Lösungen dieser Art machen es möglich, sämtliche Durchtrittsquerschnitte für die Strömung des Kühlmediums unverändert zu halten. In allen diesen Fällen wird die gleichzeitige Betätigung aller derjenigen Kontrollorgane, die einen der »Äste« oder »Arme« in Kreuzform ersetzen, wie sie in den bisher bekannten Anordnungen verwendet wurden, durch irgendeine bekannte Vorrichtung gewährleistet.

Die vollkommene Gleichheit des Strömungsverlaufs in den Kanälen, wie 8 und 8', die nur von Brennstoffelementen begrenzt sind, und in den Kanälen, wie 8", deren Begrenzung auch eines oder mehrere der absorbierenden Elemente 18 umfaßt, ist durch zusätzliche verdrillte Streifen, wie 10", gesichert, die in den zuletzt genannten Kanälen in Längsrichtung angeordnet sind.

Der Vereinfachung und Klarheit wegen sind in den F i g. 1 und 2 jeweils einander entsprechende Teile der an sich unterschiedlichen Ausführungsformen mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der wesentliche Unterschied zwischen diesen beiden Anordnungen besteht darin, daß zwischen den absorbierenden Organen, wie 18, und dem Restteil des betreffenden Netzes, das mit Brennstoffelementen, wie 6, besetzt ist, eine Trennwand 24 vorgesehen wurde, die derart gestaltet ist, daß sie die Kontrollelemente eng umschließt. Die verdrillten Bänder, wie 10", bleiben zwischen den Vorsprüngen dieser Trennwand und den Brennstoffelementen 6 angeordnet.

Diese Lösung ist selbstverständlich anwendbar ganz unabhängig von der Bauart der Kontrollorgane, sie weist aber besondere Vorteile auf, wenn die

Organe aus längs ihrer Achse verschiebbaren Stäben bestehen; das Vorhandensein der Trennwand 24 vermeidet nämlich jede Änderung der Strömung des Kühlmediums, die auf Änderungen der Höhenlage der Stäbe zurückzuführen sein könnte, und es ist in j diesem Fall nicht nötig, die absorbierenden Stäbe mit entsprechenden querschnittsgleichen Verlängerungen auszustatten.

Diese dünne Trennwand 24 kann bei einer ersten Variante fest mit der starren Kernstruktur des ία Reaktors verbunden sein oder diese feste Kernstruktur bilden und als Führung für die Steuerelemente dienen, wenn diese axial beweglich sind, sie kann ferner als Führung für die zusammengebauten Brennstoffelemente-Gruppen bei den Maßnahmen des Beschickens und des Entladens dienen. Bei einer zweiten Variante₅ die insbesondere dann anwendbar ist, wenn die Kontrollelemente fest angeordnet sind und ihre Wirkung durch die Veränderung ihres Inhalts an Neutronen absorbierendem Material gegeben ist, kann diese Trennwand 24 auch mit den zusammengebauten Brennstoffgruppen verbunden sein und gegebenenfalls zusammen mit den Bändern eine Längsverbindung zwischen den Einsatzgittern der Elemente in Form einer Verbindung zwischen diesen Gittern bilden; schließlich können die Trennwand, die verdrillten Bänder und die Brennstoffelemente einen zusammenhängenden Bauteil bilden, dessen mechanische Verbindung und Steifigkeit durch querverlaufende Gitter gesichert wird, wobei jede derartige Baugruppe mit einem Endteil für Greifzwecke ausgestattet wird, der es gestattet, die gesamte Baugruppe zu ergreifen und mit Hilfe irgendeiner bekannten Handhabungsvorrichtung zu bewegen oder zu transportieren.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 kann es nützlich sein — um der Verringerung des Durchtrittsquerschnitts infolge des Einbaues der Trennwand Rechnung zu tragen —, den Intervallen oder Abständen I, welche eine Linie, wie 20, auf der die Brennstoffstäbe sitzen, von den benachbarten Linien des Netzes trennt, einen ein wenig größeren Wert zu geben, als der Teilungsschritt ρ des Netzes ist.

Die Ausführung und Anordnung der verdrillten Bänder 10 kann eine derjenigen Anordnungen sein, die in den F i g. 3 und 4 veranschaulicht sind. Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 hat das Band 10 a eine konstante Breite, und die Führung der Strömung reicht nicht bis zu derjenigen Ebene, welche die Achsen zweier benachbarter Elemente, wie 26 a und 28 a, verbindet. Diese Lösung ist dennoch oft anwendbar, und sie hat den Vorzug einer großen Einfachheit in der Herstellung der Anordnung. Im Gegensatz hierzu zeigt die Variante nach Fig. 4 ein verdrilltes Band 10 b, dessen Breite derart veränderlieh ist, daß eine stetige Führung des Strömungsmediums bis in diejenigen Zonen erfolgt, die praktisch diejenigen Ebenen erreichen, welche die Achsen zweier benachbarter Brennstoffelemente, wie 26 δ und 28 b, verbinden.

Die F i g. 5, 6 und 7 zeigen schematisch ein Netz von Führungsorganen, das zur Verwendung bei einer Anordnung der schematisch in Fig. 1 veranschaulichten Art bestimmt ist; dieses Netz von Führungsorganen wirkt auch bei der Zentrierung der Brennstoffelemente mit, von denen nur ein einziges im Schnitt in den F i g. 6 und 7 dargestellt ist. Des besseren Verständnisses wegen sind diejenigen Bau-

teile der F i g. 5 bis 7, die ähnlichen Bauteilen der F i g. 1 entsprechen, jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen wie diese, aber dem zusätzlichen Index c bezeichnet.

Die F i g. 5 zeigt eine der Gruppen oder Reihen von verdrillten Bändern, die zu einem Netz gehören, das in den Fig. 6 und 7 zu erkennen ist; alle diese Bänder können an ihren oberen und unteren Enden durch nicht dargestellte Gitter verbunden sein, welche außerdem bei der Zentrierung der Brennstoffelemente mitwirken und diese Elemente in axialer Richtung gegenüber der Einwirkung des Gewichtes der Elemente und/oder des Strömungsdruckes abstützen, der von dem wärmeübertragenden Strömungsmedium auf die Elemente übertragen wird.

Die verdrillten Bänder 10 c", 10 c, 10 c' usw. der in F i g. 5 dargestellten Reihe von Bändern haben eine solche Breite, daß sie in den durch eine halbe Ganghöhe der Verdrillung getrennten Zonen miteinander in Berührung stehen, und sind mit ihren Rändern in diesen Zonen, wie 30, aneinander festgelegt (Fig. 5 und 6), beispielsweise durch Schweißen oder Löten. Die zu einer Bandreihe gehörenden Bänder sind mit den Bändern der benachbarten Bandreihe in Zonen, wie 32, fest verbunden, die von den obengenannten Zonen um ein Abstandsmaß entfernt sind, das einem Viertel einer ganzen Drallwindung entspricht.

Die verdrillten Bänder haben eine veränderliche Breite, das Maximum der Breite liegt jeweils in Abständen, die einer Viertelwindung in den Verbindungszonen entsprechen, damit die elementaren Kanäle, wie 34, welche die Brennstoffelemente, wie 6 c, aufnehmen sollen, entsprechend begrenzt werden. Diese Brennstoffelemente können entweder direkt an den Bändern oder an Stützorganen anliegen, die an diesen Bändern befestigt sind. Die so erzielte Anordnung stellt eine in sich verbundene Zellenstruktur dar, wodurch sie eine hohe Festigkeit erhält (unter Berücksichtigung der geringen, hierzu benötigten Materialmenge), die Bänder können beispielsweise aus nichtrostendem Stahl von 0,4 mm Stärke bestehen.

Die soeben beschriebene Anordnung ist insbesondere bei der Ausführungsform nach F i g. 1 anwendbar, und es ist keine Trennwand nötig, da die Kontrollelemente ohne weiteres zwischen zwei einander benachbarten Netz- oder Anordnungsteilen eingefügt werden können.

Die verdrillten Bänder können in unterschiedlicher Weise miteinander verbunden werden; unter den möglichen Verbindungsmaßnahmen besteht die bevorzugt in den meisten der Fälle anwendbare darin, daß man zunächst jede Reihe von verdrillten Bändern für sich zusammenbaut. Hierzu werden diese Bänder nebeneinander gelegt und in ihren Berührungszonen durch Schweißen oder Hartlöten verbunden, d. h. jeweils nach einer halben Umdrehung der Verdrillung bei jedem Band.

Wenn so die verdrillten Bänder zu gitterartigen Schichten zusammengefügt worden sind, legt man zwei derartige Schichten in derjenigen Lage aufoder nebeneinander, die sie nach dem Zusammenfügen einnehmen sollen; die Berührungsstellen zwischen den Bändern dieser beiden Schichten liegen dann in den Zonen in der Mitte zwischen denjenigen Verbindungsstellen, an denen die Bänder einer gleichen Reihe oder Schicht miteinander verbunden

sind, und zwar bei einer Viertel-Drilldrehung der Patentschrift 1158 320); man kann auch Rohre vor-

Bärider der ersten Schicht. Die Verbindung wird an- sehen, in denen man das Niveau einer die Neutronen

schließend ausgeführt, beispielsweise durch Punkt- absorbierenden Flüssigkeit verändert (vgl. die

schweißen zwischen entsprechenden Punktschweiß- deutsche Auslegeschrift 1 125 562). Alle diese zangen. 5 Lösungen vermeiden jede Änderung des Durchtritts-

Man fügt dann eine dritte Schicht aus verdrillten querschnitts in den Kanälen, durch die das KühlBändern zu der Anordnung aus den beiden ersten medium strömt, wenn Steuervorgänge oder ähnliche Schichten hinzu und legt sie in der gleichen Weise Kontrollvorgänge durchgeführt werden,
fest, sodann werden weitere Bänder-Schichten an- Man kann auch als absorbierende Elemente in geschlossen, bis sämtliche Bänderanordnungen fest io bekannter Weise längs ihrer Achse verschiebbare miteinander verbunden sind. Stäbe verwenden, die an ihrem Ende mit Verlänge-

Die Fig. 8 zeigt vier Gruppen von Brennstoff- rangen von gleichem Querschnitt versehen sind, elementen, die von dem Kühlmedium umspült wer- deren Neutronenabsorption aber wesentlich geringer den. In jeder dieser Gruppen 5, 5', 5" und 5'" dieser als die des Hauptteils des Stabes ist (vgl. die franzö-Elemente, wie 6 d (die übrigens nur in der Gruppe 5 15 sische Patentschrift 1219 534). Die einzelnen Stäbe dargestellt wurden), sind die Elemente jeweils an den eines gleichen Regelorgans können auch fest mitKnoten oder Schnittpunkten eines Netzes mit qua- einander über mechanische Verbindungsglieder verdratischen Maschen angeordnet. Längs der Achse bunden sein, die sich über die gesamte seitliche jedes der »Kanäle«, wie 8 d, die zwischen vier Länge der Regelorgane erstrecken.
Elementen liegen, ist ein verdrilltes Band, wie 10 d, 2° Wenn die Kontrollelemente aus zylindrischen angeordnet, das schematisch durch ein einfaches Stäben bestehen, welche in Führungsrohren verKreuz versinnbildlicht ist; dieses Band besteht aus schoben werden, können die große Länge und die einem Material, das vorzugsweise nur einen kleinen Schwierigkeiten der Längsausrichtung dazu führen, Neutronen-Einfangquerschnitt hat. Die Brennstoff- diese Stäbe aus zylindrischen, durch etwas auslenkelemente werden noch in axialer Richtung fest- 25 bare Bajonettverbindungen gekuppelten Abschnitten gehalten und in den Knotenpunkten des Netzes herzustellen, die in einer rohrförmigen Hülle angedurch irgendeine bekannte Anordnung festgelegt. ordnet sind, welche auf dem Niveau der Verbindung

Das Kontrollorgan 17, das zwischen den vier zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten Brennstoffelement-Gruppen 5, 5', 5" und 5"' ange- eine ringförmige Innensicke aufweist; auf diese Weise ordnet ist und beispielsweise zur Führung oder 30 gibt man dem Kontrollelement eine gewisse BiegSteuerung des Reaktors, zur Kompensation und/oder samkeit, die es gestattet, sich gegebenenfalls Abzur Sicherheitsabschaltung des Reaktors bestimmt weichungen von der Geradlinigkeit anzupassen. Eine sein kann, besteht aus einzelnen Kontrollelementen, Variante, die insbesondere dann anwendbar ist, wie 18 rf, die derart angeordnet sind, daß sie in jeder wenn das absorbierende Material aus einem einzigen Gruppe von Brennstoffelementen an die Stelle der- 35 Stück besteht und eine ausreichende Plastizität oder jenigen Elemente treten, die längs zweier einander Nachgiebigkeit aufweist, besteht darin, daß man der senkrecht schneidenden Linien, wie 20 d, 22 d, des rohrförmigen Hülle eine schraubenlinienförmige Netzes der Gruppen 5 liegen würden. Die gegen- Sickung gibt, um sie ebenfalls biegsam zu machen, seitige Versetzung der Netze zweier benachbarter Die F i g. 9 zeigt in schematischer Weise als Bei-Elementgruppen um eine halbe Netzteilung, wie sie 40 spiel eine Gesamtanordnung innerhalb der Spaltzone zwischen den Elementgruppen, wie 5 und 5', vor- des Reaktors, bei der Kontrollorgane der in F i g. 8 handen ist, führt dazu, daß jeder Teil oder Abschnitt dargestellten Art benutzt werden können. Diese des Kontrollorgans 17 aus zwei parallelen Reihen Figur kann überdies als eine Darstellung in großem von absorbierenden Elementen besteht, die um einen Maßstab für eine Elementgruppierung 36 angesehen halben Teilungsschritt gegeneinander versetzt sind; 45 werden, die durch strichpunktierte Umrandung in der Abstand zwischen den beiden Reihen ist nicht der F i g. 9 hervorgehoben ist. Die F i g. 9 zeigt im zwingend gleich einer halben Teilung, er wird aber Inneren des druckfesten Reaktorgehäuses 38, das zweckmäßigerweise so gewählt, daß die Kontroll- dem Druck des Kühlmediums widersteht, eine elemente der beiden Reihen miteinander und mit den größere Zahl von Elementgruppen, wie 5, die nur anderen Elementen in Berührung stehen, um ein 50 durch ihren äußeren Umriß dargestellt sind. Der freies Hindurchtreten von Neutronen zu verhindern. Übersichtlichkeit und Klarheit der Darstellung wegen

Bei dem Aufbau nach F i g. 8 werden als absor- ist von den Kontrollorganen, wie 17 (F i g. 8), nur bierende Elemente Stäbe 18 d verwendet, die in fest jedes zweite Organ dargestellt; unter Berücksichtiangeordneten Führungsrohren gleiten, welche ihrer- gung dieser Weglassung erkennt man, daß diese seits in zwei um einen halben Teilungsschritt gegen- 55 Kontrollorgane um jede Gruppe von Brennstoffeinander versetzten Reihen oder Ebenen angeordnet elementen herum eine drehende Abschirmung bilden, sind; in diesem Fall ist keine Trennwand um die die für die Überwachung und Verteilung des NeuElementgruppen notwendig, um die Strömungs- tronenflusses vorteilhaft ist.

bedingungen trotz einer axialen Verschiebung der In allen dargestellten und beschriebenen Aus-Kontrollstäbe unverändert aufrechtzuerhalten. 60 führungsformen der Erfindung wird ein Netz mit Man könnte zu diesem Zweck noch andere quadratischen Maschen benutzt; die Erfindung ist Lösungen anwenden; insbesondere könnten die ab- jedoch nicht auf die Verwendung derartiger Netze sorbierenden Elemente in bekannter Weise aus begrenzt, und es ist insbesondere möglich, sie auch Rohren bestehen, die eine Flüssigkeit enthalten, bei einem Reaktor anzuwenden, dessen Brennstoffderen Konzentration an einem die Neutronen ab- 65 elemente innerhalb des Reaktorkernes an den sorbierenden Stoff veränderlich gemacht werden Knotenpunkten eines Netzes mit sechseckigen kann (vgl. die deutsche Auslegeschrift 1 020 417, die Maschen sitzen, das auf die Achse des Reaktors USA.-Patentschrift 2 917 444 und die französische zentriert ist; eine derartige Anordnung ist beispiels-

Claims (10)

v/eise in dem obenerwähnten französischen Zusatzpatent beschrieben. Die verdrillten Bänder bilden nicht die einzige Art von Organen, die zur Steuerung oder Führung der Kühlmediumströmung im Bereich der Brenn-Stoffelemente und der Kontrollorgane in einer Reihe von einander nicht störenden schraubenlinienförmigen Strömungsbahnen benutzt werden können. Andere Arten von Strömungs-Lenkvorrichtungen können ebenfalls benutzt werden, beispielsweise Lenkvorrichtungen, die gegebenenfalls fest oder starr mit den Elementen verbunden sind. Patentansprüche:

1. Regelelementanordnung für einen Kernreaktor, dessen Reaktorkern aus einem zweidimensionalen regelmäßigen Stabgitter von Brennelementstäben aufgebaut ist, an deren Außenseite das Kühl- und Moderatormittel entlangströmt, und bei dem in den Zwischenräumen zwischen den Brennelementen sich längs der Brennelemente erstreckende gewendelte Strömungsleitflächen angeordnet sind, die dem Kühl- und Moderatormittel eine azimutal gerichtete Strömungskomponente aufzwingen, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Regelelemente (18) desselben Querschnitts wie die Brennelemente (6) auf benachbarten Gitterplätzen längs einer oder mehreren Gittergeraden des Brennelementgitters an Stelle von Brennelementen angeordnet sind und ohne Veränderung des Strömungsquerschnitts für das Kühl- und Moderatormittel gemeinsam betätigt werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelemente (18) aus fest angeordneten Rohren aus einem Material mit kleinem Neutronen-Einfangquerschnitt bestehen und gänzlich mit einem Strömungsmittel von veränderlicher Neutronenabsorption gefüllt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelemente (18) aus fest angeordneten, vertikalen Rohren aus einem Material mit kleinem Neutronen-Einfangquerschnitt bestehen und teilweise mit einer Neutronen absorbierenden Flüssigkeit gefüllt sind, deren Standhöhe in den Rohren veränderbar ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelemente (18) aus einer Reihe von parallel zu ihrer Achse verschiebbaren Stäben bestehen, die über ihren gesamten Hubweg durch sich der Kontur dieser Stäbe anschmiegenden Trennwände (24) aus einem Material mit kleinem Neutronen-Einfangquerschnitt begrenzt sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelemente durch parallel zur allgemeinen Strömungsrichtung des Kühl- und Moderatormittels angeordnete und parallel zu dieser Richtung verschiebbare Stäbe gebildet werden, die durch Längsansätze von gleichem Querschnitt verlängert sind, deren Neutronenabsorption kleiner als die der Stäbe ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere durch Regelelemente (18) voneinander getrennte Gruppen (5) von Brennelementen (6) vorgesehen sind, von denen jeweils die Brennelemente der einen Gruppe etwa um einen halben Teilungsschritt gegenüber den Brennelementen der benachbarten Gruppe versetzt sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Regelorgan (17) längs zweier paralleler Gittergeraden nebeneinander angeordnete Reihen von Regelelementen (18) aufweist, die um einen halben Teilungsschritt gegeneinander versetzt sind.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelemente durch parallel zu ihrer Achse verschiebbare, auf ihrer gesamten Länge mechanisch fest miteinander verbundene Stäbe (18) gebildet werden.

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitflächen (10) gruppenweise fest miteinander verbunden sind.

10. Anordnung nach den Ansprüchen 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (24) mit den Strömungsleitflächen (10) fest verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1144 412;
französische Patentschrift Nr. 1158 320;
USA.-Patentschrift Nr. 2 917 444.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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