DE1254258B - Graphite-moderated, gas-cooled, zero-power nuclear reactor - Google Patents

Graphite-moderated, gas-cooled, zero-power nuclear reactor

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DE1254258B
DE1254258B DEF42962A DEF0042962A DE1254258B DE 1254258 B DE1254258 B DE 1254258B DE F42962 A DEF42962 A DE F42962A DE F0042962 A DEF0042962 A DE F0042962A DE 1254258 B DE1254258 B DE 1254258B
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tube
central
sleeve
zirconium
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Inventor
John Esket Stephens
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WFEL Ltd
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Fairey Engineering Ltd
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Description

DEUTSCHES GERMAN WTTWt WTTWt PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

DeutscheKl.: 21g-21/20German class: 21g-21/20

Nummer: 1254 258Number: 1254 258

Aktenzeichen: F 42962 VIII c/21 gFile number: F 42962 VIII c / 21 g

J 254 258 Anmeldetag: 23.Mail964J 254 258 filing date: 23 Mail964

Auslegetag: 16. November 1967Opened on: November 16, 1967

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Graphit moderierten, gasgekühlten Null-Leistungs-Kernreaktor, dessen Reaktorkern eine mittlere öffnung aufweist, welche mit einem an den Enden offenen, vom Neutronenfluß des Kerns durchsetzten Hohlrohr ausgekleidet ist, in dem ein Prüfling bei verschiedenen Frequenzen in Schwingung versetzt werden kann.The invention relates to a graphite-moderated, gas-cooled zero-power nuclear reactor, the reactor core of which has a central opening which is connected to an open at the ends from the Neutron flux of the core penetrated hollow tube is lined, in which a test object at different Frequencies can be set in vibration.

Derartige Kernreaktoren sind z.B. durch die USA.-Patentschrift 2865 826 und die Zeitschriften »Nuclear Science and Engineering«, November 1963, S. 444, »Nuclear Power«, 3, H. 29 (1958), S. 446, und »Atomics«, Mai 1957, S. 165, bekanntgeworden.Such nuclear reactors are described, for example, in U.S. Patent 2,865,826 and the journals "Nuclear Science and Engineering", November 1963, p. 444, "Nuclear Power", 3, no. 29 (1958), p. 446, and "Atomics", May 1957, p. 165, became known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Innenraum des Hohlrohres herrschende Temperatur leicht auf den jeweils vorgeschriebenen Wert einstel-Ien und diese Temperatur dann mit großer Genauigkeit über einen längeren Zeitraum einhalten zu können.The invention is based on the object of determining the temperature prevailing in the interior of the hollow tube Easily set to the prescribed value and then this temperature with great accuracy to be able to adhere to it over a longer period of time.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Hohlrohr, wie an sich durch die Schweizerischen Patentschriften 286 658, 341918 bekannt ist, in seiner Wandung eine Schicht aus festem, amorphem, wärmedämmendem Material aufweist und daß außerdem in dem wärmedämmenden Material ein aus vertikalen Kanälen gebildeter Ring oder ein einziger, längsgerichteter, im Querschnitt ringförmiger Kanal vorhanden ist, durch welche oder durch welchen ein Gasstrom mit geregelter Temperatur hindurchfließt, der zur Regelung der Temperatur im Innenraum des Hohlraums dient. Bei einer derartigen Ausbildung des Reaktors ist eine sehr genaue Einhaltung und Regelung der Temperatur im Hohlrohr möglich. Das wärmedämmende Material verhindert grobe Temperaturschwankungen, während die Feinregelung der Temperatur mittels des durch die erwähnten Kanäle geführten Gasstromes erfolgt.This object is inventively achieved in that the hollow tube, as is known per se zerischen by welding patents 286 658, 341 918, in its wall has a layer of solid, amorphous, heat-insulating material and in that also in the heat-insulating material a of vertical channels formed ring or a single, longitudinally directed, in cross-section annular channel is present, through which or through which a gas flow with regulated temperature flows, which is used to regulate the temperature in the interior of the cavity. With such a design of the reactor, it is possible to maintain and regulate the temperature in the hollow tube very precisely. The heat-insulating material prevents gross temperature fluctuations, while the fine control of the temperature takes place by means of the gas flow guided through the mentioned channels.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können zwei oder mehr Hohlrohre der vorerwähnten Art, mit Bohrungen verschieden großer lichter Weiten, wahlweise in die Mittelbohrung des Reaktorkerns einsetzbar sein. Es läßt sich dann eine große Zahl von Prüflingen unterschiedlicher Abmessungen im Reaktorkern in Schwingungen versetzen.According to a further feature of the invention, two or more hollow tubes of the aforementioned type, with bores of different sizes, can optionally be inserted into the central bore of the reactor core. A large number of test objects of different dimensions can then be caused to vibrate in the reactor core.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels des Reaktors hervor.Further details and advantages of the invention can be found in the following description of an in the embodiment of the reactor illustrated in the drawing.

F i g. 1 zeigt im Mittellängsschnitt einen in einem Druckmantel untergebrachten Reaktorkern gemäß der Erfindung;F i g. 1 shows a central longitudinal section of a reactor core according to FIG the invention;

F i g. 2 zeigt ein in den mittleren Kanal des Reaktorkerns auswechselbar einzusetzendes Hohlrohr;F i g. 2 shows a hollow tube which can be exchangeably inserted into the central channel of the reactor core;

Graphitmoderierter,Graphite moderated,

gasgekühlter Null-Leistungs-Kernreaktor
Anmelder:gas-cooled zero-power nuclear reactor
Applicant:

Fairey Engineering Limited,
Heston, Middlesex (Großbritannien)Fairey Engineering Limited,
Heston, Middlesex (UK)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg 26, Jordanstr. 7Dipl.-Ing. K. Lengner, patent attorney,
Hamburg 26, Jordanstr. 7th

Als Erfinder benannt:
John Esket Stephens,
Heston, Middlesex (Großbritannien)Named as inventor:
John Esket Stephens,
Heston, Middlesex (UK)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 24. Mai 1963 (20 928)Great Britain May 24, 1963 (20 928)

F i g. 3 und 4 zeigen in größerem Maßstab und im Längsschnitt das obere bzw. das untere Ende des Hohlrohres;F i g. 3 and 4 show on a larger scale and in longitudinal section the upper and lower ends of the Hollow tube;

F i g. 5 zeigt den mittleren Abschnitt des Hohlrohres im Längsschnitt;F i g. 5 shows the central section of the hollow tube in longitudinal section;

F i g. 6 und 7 zeigen Querschnitte nach den Linien VI-VI bzw. VII-VII der F i g. 5;F i g. 6 and 7 show cross sections according to the lines VI-VI and VII-VII of FIG. 5;

F i g. 8 zeigt das obere Ende des Hohlrohres nach Abnahme seiner Rohrverlängerung mit aufgesetzter Hubkappe und eingesetztem Pfropfen, und zwar im Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 9;F i g. 8 shows the upper end of the hollow tube after removing its tube extension with attached Lifting cap and inserted plug, in section along the line VIII-VIII in FIG. 9;

Fig. 9 zeigt die obere Hubkappe im Grundriß;Fig. 9 shows the upper lifting cap in plan;

F i g. 10 zeigt eine Seitenansicht der oberen Hubkappe, gesehen in Richtung des PfeilesAT in Fig. 9.F i g. 10 shows a side view of the upper lifting cap, seen in the direction of the arrow AT in FIG.

Der für Untersuchungszwecke bestimmte, gasgekühlte und graphitmoderierte Null-Leistungs-Kernreaktor nach F i g. 1 weist einen Reaktorkern 10 auf, der in einem Druckbehälter 11 angeordnet ist. Der Reaktorkern 10 besteht aus zwei voneinander getrennten Teilen, nämlich einem äußeren ringförmigen Treiberbereich 12, der bei niedriger Temperatur, nämlich etwa bei 60° C, arbeitet. Davon unabhängig ist im Reaktorkern eine mittlere Prüfzone 13 vorgesehen, die vom Treiberbereich 12 umschlossen und betrieben wird und mit Hilfe heißer CO2-Gase auf jeder gewünschten Betriebstemperatur, d. h. bis 450° C und darüber, gehalten wird.The gas-cooled and graphite-moderated zero-power nuclear reactor according to FIG. 1 has a reactor core 10 which is arranged in a pressure vessel 11. The reactor core 10 consists of two separate parts, namely an outer annular driver region 12 which operates at a low temperature, namely approximately at 60.degree. Independently of this, a central test zone 13 is provided in the reactor core, which is enclosed and operated by the driver area 12 and is kept at any desired operating temperature, ie up to 450 ° C. and above, with the aid of hot CO 2 gases.

Das heiße CO2-Gas wird durch Leitungen 14 zugeführt, die durch den abnehmbaren Deckel 15 des Druckbehälters 11 hindurchgeführt und in Halterun-The hot CO 2 gas is supplied through lines 14, which pass through the removable cover 15 of the pressure vessel 11 and are held in

709 688/325709 688/325

gen 16 gesichert sind. Wie durch die im rechten Teil der Fig. 1 eingezeichneten Pfeile 17 angedeutet, strömt das heiße Kohlendioxydgas aus den Leitungen 14 nach oben durch (in der Zeichnung nicht dargestellte) Kanäle, die in einer Grundplatte 18 vorgesehen sind, welche den mittleren Prüfbereich 13 des Reaktorkerns trägt. Das heiße Gas strömt durch Längskanäle nach oben, die senkrecht durch den mittleren Prüfbereich 13 hindurchgeführt sind, und tritt schließlich seitlich durch ein im Druckbehälter 11 vorgesehenes Rohr 19 aus. Wie die im linken Teil der F i g. 1 eingezeichneten Pfeile 20 erkennen lassen, wird ein Teil des durch die Leitungen 14 zugeführten Gases abgezweigt und nach oben durch Kanäle geleitet, die in der äußeren Wandung des mittleren Prüf bereiches 13 sowie in der Wandung des mittleren Hohlrohres 21 vorgesehen sind, wie nachstehend noch näher beschrieben wird.gen 16 are secured. As indicated by the arrows 17 drawn in the right part of FIG. 1, the hot carbon dioxide gas flows upwards from the lines 14 through channels (not shown in the drawing) which are provided in a base plate 18 which defines the central test area 13 of the reactor core wearing. The hot gas flows upward through longitudinal ducts which run vertically through the central test area 13 and finally emerges laterally through a tube 19 provided in the pressure vessel 11 . As in the left part of FIG. 1 indicated arrows 20 , part of the gas supplied through the lines 14 is branched off and passed upwards through channels which are provided in the outer wall of the central test area 13 and in the wall of the central hollow tube 21 , as will be explained in more detail below is described.

Bei den Untersuchungen muß die Temperatur des mittleren Prüfbereiches 13 innerhalb sehr geringer Toleranzen äußerst genau eingehalten werden. Um dies zu erreichen, ist zusätzlich eine ringförmige Wärmedämmvorrichtung an der Grenze zwischen dem mittleren Prüfbereich und dem ihn umgebenden Treiberbereich vorgesehen. Die Wärmedämmvorrichtung weist eine Schicht aus Kohleruß 22 als wärmeisolierendes Material auf. Außerdem sind in ihrer Innenwandung Längskanäle vorgesehen, durch die zum Zweck der Temperaturregulierung ein regelbarer Gasstrom hindurchführbar ist.During the investigations, the temperature of the central test area 13 must be adhered to extremely precisely within very small tolerances. In order to achieve this, an annular thermal insulation device is additionally provided at the boundary between the central test area and the driver area surrounding it. The thermal insulation device has a layer of carbon black 22 as a thermal insulating material. In addition, longitudinal channels are provided in its inner wall through which a controllable gas flow can be passed for the purpose of temperature regulation.

Der mittlere Prüfbereich 13 des Reaktorkerns besteht aus einer Packung geformter Graphitblöcke, die in einem bestimmten Muster angeordnete Kanäle zur Aufnahme des Kernbrennstoffes, der Kontrollstäbe und zum Durchlaß des heißen Gases dienen. Der ganze mittlere Prüfbereich 13 ist in dem äußeren Treiberbereich 12 herausnehmbar angeordnet, so daß es möglich ist, das Muster der Brennstoffkanäle zu wechseln. Der mittlere Prüfbereich 13 hat eine zylindrische Bohrung bzw. Öffnung 25, die sich koaxial durch den mittleren Teil des Prüfbereiches von dessen oberen bis zu seinem unteren Ende erstreckt. In diese Bohrung 25 ist eines von zwei Hohlrohren 21 einsetzbar. Eines dieser Hohlrohre ist in den F i g. 2 bis 7 veranschaulicht. Ist eines der Hohlrohre 21 eingesetzt worden, so bildet es den mittleren Behandlungskanal 26 des Reaktorkerns, in dem ein Prüfling zu Untersuchungszwecken mit veränderbaren Frequenzen in Schwingungen versetzt werden kann. Beide Hohlrohre haben den gleichen Außendurchmesser, aber verschiedene Innendurchmesser. Auf diese Weise ist es möglich, die verschiedenartigsten Prüflinge in den Hohlrohren Schwingungen auszusetzen. The central test area 13 of the reactor core consists of a pack of shaped graphite blocks, which are arranged in a specific pattern and serve to receive the nuclear fuel, the control rods and the passage of the hot gas. The entire central test area 13 is removably arranged in the outer driver area 12 , so that it is possible to change the pattern of the fuel channels. The central test area 13 has a cylindrical bore or opening 25 which extends coaxially through the central part of the test area from its upper to its lower end. One of two hollow tubes 21 can be inserted into this bore 25. One of these hollow tubes is shown in FIGS. 2 through 7 illustrated. If one of the hollow tubes 21 has been inserted, it forms the central treatment channel 26 of the reactor core, in which a test specimen can be made to vibrate with variable frequencies for examination purposes. Both hollow tubes have the same outside diameter, but different inside diameters. In this way it is possible to subject the most varied of test objects to vibrations in the hollow tubes.

Jedes Hohlrohr 21 besteht aus einer mittleren Metallröhre 30 aus Zirkon, die länger ist als die Gesamthöhe des Reaktorkerns. An die Metallröhre sind an ihrem unteren und oberen Ende Verlängerungsrohre 31 und 32 angeschlossen, die durch den Boden und den Deckel des Druckbehälters 11 hindurchragen. Das mittlere Zirkonrohr 30 des in der Zeichnung veranschaulichten Hohlrohres ist von zwei zylindrischen Hülsen umschlossen. Jede dieser Hülsen besteht aus mehreren ziegelartigen Graphitteilen, nämlich einer inneren Graphithülse 35 und einer äußeren Graphithülse 36. Each hollow tube 21 consists of a central metal tube 30 made of zirconium, which is longer than the total height of the reactor core. Extension tubes 31 and 32 , which protrude through the bottom and the cover of the pressure vessel 11 , are connected to the metal tube at its lower and upper ends. The middle zirconium tube 30 of the hollow tube illustrated in the drawing is enclosed by two cylindrical sleeves. Each of these sleeves consists of several brick-like graphite parts, namely an inner graphite sleeve 35 and an outer graphite sleeve 36.

Der Innendurchmesser der inneren Graphithülse 35 ist größer als der Außendurchmesser der mittleren Zirkonröhre. Andererseits ist der Innendurchmesser der äußeren Graphithülse 36 größer als der Außendurchmesser der inneren Graphithülse 35. Die beiden Hülsen 35 und 36 werden in radialem Abstand voneinander und von der mittleren Zirkonröhre 30 durch über ihren Umfang verteilte Federn 37 (Fig. 7) gehalten. Der Ringspalt zwischen den beiden Graphithülsen 35 und 36 und ebenso auch der Ringspalt zwischen der inneren Graphithülse 35 und der mittleren Zirkonröhre 30 sind beide mit einem amorphen wärmeisolierenden Material 38 gefüllt. Dieses Material besteht aus einem durchsichtig gemachten Silicagel in körniger Form, das in den beiden Ringspalten zu der gewünschten Dichte zusammengepackt und festgestampft ist.The inner diameter of the inner graphite sleeve 35 is larger than the outer diameter of the central zirconium tube. On the other hand, the inner diameter of the outer graphite sleeve 36 is larger than the outer diameter of the inner graphite sleeve 35. The two sleeves 35 and 36 are held at a radial distance from one another and from the central zirconium tube 30 by springs 37 distributed over their circumference (FIG. 7). The annular gap between the two graphite sleeves 35 and 36 and also the annular gap between the inner graphite sleeve 35 and the central zirconium tube 30 are both filled with an amorphous heat-insulating material 38. This material consists of a transparent silica gel in granular form, which is packed and tamped together in the two annular gaps to the desired density.

Die innere Graphithülse 35 ist bei dem Hohlrohr 21 in radialer Richtung dicker als die äußere Hülse 36. In ihrer Wandung weist die Graphithülse 35 eine Anzahl über den Umfang verteilter längsgerichteter Gaskanäle 39 auf, die kreisförmigen Querschnitt haben und sich von einem Ende der Hülse bis zum anderen Hülsenende erstrecken. Durch diese Gaskanäle wird Kohlendioxydgas bei sorgfältig kontrollierter Temperatur und in regelbarem Strom hindurchgeleitet, das von den Zuführungsleitungen 14 abgezweigt wurde. Auf diese Weise wird ein Wärmeschutzdamm erzeugt, mit dessen Hilfe es möglich ist, den Wärmedurchgang in radialer Richtung nach innen durch die Wand des gesamten Hohlrohres 21 zu regeln. Das Hohlrohr 21 ist an beiden Enden offen. Auf diese Weise ist es möglich (in der Zeichnung nicht veranschaulichte), Kabelstränge einzuführen, mit denen der Prüfling gehalten und in Schwingungen versetzt wird. Die Kabelstränge erstrecken sich also von außen durch das Hohlrohr 21 des Druckmantels, d. h. also von oben her durch den Reaktorkern 10, hindurch bis an sein unteres Ende. Die mittlere Bohrung 26 des Hohlrohres 21 ist also für gewöhnlich mit Luft gefüllt, die verhältnismäßig kühl ist im Vergleich mit der Temperatur im Inneren des Druckgefäßes 11, das den Reaktorkern 10 aufnimmt. Der Wärmefluß aus der heißen mittleren Prüfzone 12 des Reaktorkerns 10 durch die Wandung des Hohlrohres 21 hindurch bis in die kalte, die Bohrung 26 ausfüllende Luft muß also geregelt und auf einem Mindestwert gehalten werden; denn es kommt darauf an, daß die Temperatur in dem mittleren Prüfbereich des Reaktorkerns und auch die Temperatur der Luft, welche den in der Bohrung 26 des Hohlrohres 21 den Schwingungen ausgesetzten Prüfling umgibt, mit der geforderten Genauigkeit aufrechterhalten wird. Dies wird durch die in der Wandung des Hohrohres 21 vorgesehenen Schichten aus wärmeisolierendem Material 38 erreicht, und zwar unterstützt durch den Wärmeschutzdamm, welcher durch das Gas gebildet wird, das durch die Kanäle 39 der inneren Graphithülse 35 hindurchströmt. The inner graphite liner 35 is thicker in the hollow tube 21 in the radial direction than the outer sleeve 36. In its wall 35, the graphite sleeve a number distributed over the circumference of longitudinal gas conduits 39, the circular cross-section and have from one end of the sleeve up to the extend the other end of the sleeve. Carbon dioxide gas, which has been branched off from the supply lines 14 , is passed through these gas channels at a carefully controlled temperature and in a controllable current. In this way, a heat protection dam is created, with the help of which it is possible to regulate the heat transfer in the radial direction inward through the wall of the entire hollow tube 21. The hollow tube 21 is open at both ends. In this way it is possible (not illustrated in the drawing) to introduce cable harnesses with which the test object is held and made to vibrate. The cable strands thus extend from the outside through the hollow tube 21 of the pressure jacket, that is to say from above through the reactor core 10, through to its lower end. The middle bore 26 of the hollow tube 21 is therefore usually filled with air, which is relatively cool in comparison with the temperature inside the pressure vessel 11 which receives the reactor core 10. The heat flow from the hot central test zone 12 of the reactor core 10 through the wall of the hollow tube 21 into the cold air filling the bore 26 must therefore be regulated and kept at a minimum value; it is important that the temperature in the central test area of the reactor core and also the temperature of the air surrounding the test specimen exposed to the vibrations in the bore 26 of the hollow tube 21 are maintained with the required accuracy. This is achieved by the layers of heat-insulating material 38 provided in the wall of the hollow pipe 21 , supported by the heat protection dam which is formed by the gas flowing through the channels 39 of the inner graphite sleeve 35.

Wie aus F i g. 3 zu erkennen ist, liegt das Ende der mittleren Zirkonröhre 30 in der Ebene der Unterseite des Gammastrahlenschildes 70, und zwar endet die Zirkonröhre in einem rohrförmigen Endstück 40 mit vergrößerter Wandstärke. Dieses rohrförmige Endstück 40 ragt durch eine in dem Schutzschild 70 vorgesehene metallene Hülse 41 hindurch nach außen und wird in seiner Lage durch ein Ringstück 42 gesichert, das durch Bolzen sowohl mit dem Gammaschutzschild 70 als auch mit der Hülse 41 fest ver-As shown in FIG. 3, the end of the central zirconium tube 30 lies in the plane of the underside of the gamma-ray shield 70, namely the zirconium tube ends in a tubular end piece 40 with increased wall thickness. This tubular end piece 40 projects through an opening provided in the protective shield 70 metal sleeve 41 through to the outside and is secured in position by a ring 42 which comparable by bolts to both the gamma shield 70 as fixed and with the sleeve 41

Claims (4)

bunden ist. In das obere Ende des rohrförmigen Endstückes 40 ist eine Ansatzhülse 43 teleskopartig eingefügt, die mit einem Flansch versehen ist. Dieser Flansch 44 ist durch Bolzen mit dem oberen Deckel 71 des Druckgefäßes 11 fest verbunden. Das obere Verlängerungsrohr 32 hat einen Flansch 45, der mit dem Flansch 44 des Endstückes 43 durch Bolzen verbunden ist. Die innere und die äußere Hülse 35 bzw. 36 enden in einer Ebene, die etwas oberhalb des oberen Endes des mittleren Prüfbereiches 13 liegt. Über die Hülsen hinaus ragt eine äußere, aus Zirkon bestehende Hülse 48, die eine kegelstumpfförmige Sitzfläche 47 sowie einen Flansch 47' aufweist. Das obere Ende 49 der äußeren Zirkonhülse liegt im Inneren des Gammastrahlenschildes 70 und weist eine größere Wandstärke auf. Der Ringspalt zwischen der mittleren Zirkonröhre 30 und der äußeren Zirkonröhre 48 oberhalb der kegelig gestalteten Sitzfläche 47 ist mit einer Packung 50 aus körnigem Isoliermaterial ausgefüllt. Die so gebildete Packung erstreckt sich bis zur Ebene der Unterseite des Gammastrahlenschildes 70. Das obere dickere Ende 49 der äußeren Zirkonhülse 48 legt sich dicht an die Außenfläche der Hülse 41, wie dies aus F i g. 3 zu erkennen ist. Die innere und die äußere Graphithülse 35, 36 ragen nach unten durch die Grundplatte 18 (F i g. 2) hindurch, die den mittleren Prüfbereich 13 des Reaktorkerns trägt. Die unteren Enden der Hülsen stützen sich auf einer ringförmigen Metallfassung 53 ab. Unterhalb dieser Fassung 53 befindet sich eine untere äußere Zirkonhülse 54, die das mittlere Rohr 30 umschließt. Der Spalt zwischen der äußeren Hülse 54 und dem mittleren Rohr 30 ist mit einer Packung 55 aus körnigem Isoliermaterial ausgefüllt. Das mittlere Rohr 30 endet unten in einem ringförmigen Bodenstück 56, das den Ringspalt zwischen dem Rohr 30 und der unteren Außenhülse 54 abschließt. Die untere rohrförmige Verlängerung 31 ist mit einem Flansch 57 durch Bolzen an dem Bodenstück 56 befestigt, welches durch die Abdeckung 15 im Boden des Druckgefäßes 11 hindurchragt, wie aus den Fig. 2 und 4 zu erkennen ist. Das Bodenstück 56 ragt durch eine abgedichtete Öffnung hindurch, die sich in einem an der Abdeckung des Bodens des Druckbehälters 11 durch Bolzen befestigten Halteglied 58 befindet. Das andere wahlweise zu verwendende Hohlrohr 21 größeren Innendurchmessers muß natürlich eine entsprechend geringere Wandstärke haben, damit es in derselben mittleren Öffnung des Prüfbereiches 13 des Reaktorkerns 10 untergebracht werden kann. Infolgedessen fallen bei diesem Hohlrohr die Gaskanäle 39 weg. Demgemäß ist auch bei dem in der Zeichnung nicht veranschaulichten Hohlrohr die mittlere Zirkonröhre 30 unmittelbar in einer äußeren Zirkonröhre untergebracht, und der Ringspalt zwischen diesen beiden Röhren ist in diesem Fall mit körnigem Isolierstoff ausgefüllt. Graphithülsen sind in diesem Fall nicht vorgesehen. Das Hohlrohr 21 mit dem kleineren Innendurchmesser wird für Untersuchungen verwendet, die an kleinen Prüflingen bei einer Temperatur von 450° C im mittleren Prüfbereich 13 durchzuführen sind. Sollen größere Prüflinge untersucht werden oder das Hohlrohr höheren Temperaturen ausgesetzt werden, so wird das Hohlrohr 21 aus dem Reaktor entfernt und durch das Hohlrohr mit dem größeren Innendurchmesser ersetzt. Soll das Hohlrohr 21 aus dem Reaktorkern entfernt werden, um es durch ein anderes Hohlrohr mit anderen Innenabmessungen zu ersetzen, so werden das obere Verlängerungsrohr 32 und das Flanschstück 43 vom oberen Ende des Hohlrohres 21 entfernt. Es wird nunmehr ein Pfropfen 60 (F i g. 8) in das obere Mündungsende 40 der Zirkonröhre 30 eingesetzt. Dann wird eine Hubkappe 61 mit dem Teil durch Bolzen verbunden. Die Kappe liegt über dem Pfropfen 60, der einen Augbolzen 63 trägt, der durch die mittlere Öffnung 64 der Hubkappe 61 zugängig ist. Mit Hilfe eines Schäkels 65 kann ein Seil an dem Augbolzen 63 befestigt werden, so daß sich nunmehr das gesamte HohlrohrH aus der Öffnung des mittleren Prüfbereiches 13 mit Hilfe einer Winde herausheben läßt. Die F i g. 9 und 10 zeigen im Grundriß und in Seitenansicht die obere Hubkappe 61. Wie die Zeichnung erkennen läßt, weist diese Kappe 61 Nuten 66 an ihrer Seitenwand auf, so daß Platz für die Brennelemente 67 geschaffen wird. Durch die Hubkappe und den Pfropfen 60 sind, wie die Zeichnung zeigt, Thermokabel 68 eingeführt. Patentansprüche:is bound. In the upper end of the tubular end piece 40, a neck sleeve 43 is telescopically inserted, which is provided with a flange. This flange 44 is firmly connected to the upper cover 71 of the pressure vessel 11 by bolts. The upper extension tube 32 has a flange 45 which is connected to the flange 44 of the end piece 43 by bolts. The inner and outer sleeves 35 and 36, respectively, end in a plane which is slightly above the upper end of the central test area 13. An outer sleeve 48 made of zirconium projects beyond the sleeves and has a frustoconical seat 47 and a flange 47 '. The upper end 49 of the outer zirconium sleeve lies in the interior of the gamma ray shield 70 and has a greater wall thickness. The annular gap between the central zirconium tube 30 and the outer zirconium tube 48 above the conical seat 47 is filled with a packing 50 made of granular insulating material. The packing formed in this way extends to the level of the underside of the gamma-ray shield 70. The upper, thicker end 49 of the outer zirconium sleeve 48 lies tightly against the outer surface of the sleeve 41, as shown in FIG. 3 can be seen. The inner and outer graphite sleeves 35, 36 protrude downward through the base plate 18 (FIG. 2), which carries the central test area 13 of the reactor core. The lower ends of the sleeves are supported on an annular metal frame 53. Below this socket 53 there is a lower outer zirconium sleeve 54 which encloses the central tube 30. The gap between the outer sleeve 54 and the central tube 30 is filled with a packing 55 made of granular insulating material. The middle tube 30 ends at the bottom in an annular bottom piece 56 which closes the annular gap between the tube 30 and the lower outer sleeve 54. The lower tubular extension 31 is fastened with a flange 57 by bolts to the base piece 56, which protrudes through the cover 15 in the base of the pressure vessel 11, as can be seen from FIGS. 2 and 4. The base piece 56 protrudes through a sealed opening which is located in a holding member 58 fastened to the cover of the base of the pressure vessel 11 by bolts. The other hollow tube 21 with a larger inner diameter, which can optionally be used, must of course have a correspondingly smaller wall thickness so that it can be accommodated in the same central opening of the test area 13 of the reactor core 10. As a result, the gas channels 39 are omitted in this hollow tube. Accordingly, in the hollow tube not shown in the drawing, too, the middle zirconium tube 30 is accommodated directly in an outer zirconium tube, and the annular gap between these two tubes is in this case filled with granular insulating material. Graphite sleeves are not provided in this case. The hollow tube 21 with the smaller inside diameter is used for tests to be carried out on small test objects at a temperature of 450 ° C. in the central test area 13. If larger specimens are to be examined or the hollow tube is to be exposed to higher temperatures, the hollow tube 21 is removed from the reactor and replaced by the hollow tube with the larger internal diameter. If the hollow tube 21 is to be removed from the reactor core in order to replace it with another hollow tube with different internal dimensions, the upper extension tube 32 and the flange piece 43 are removed from the upper end of the hollow tube 21. A plug 60 (FIG. 8) is now inserted into the upper mouth end 40 of the zirconium tube 30. Then a lift cap 61 is connected to the part by bolts. The cap lies over the plug 60, which carries an eyebolt 63, which is accessible through the central opening 64 of the lifting cap 61. With the aid of a shackle 65, a rope can be attached to the eyebolt 63 so that the entire hollow tube H can now be lifted out of the opening of the central test area 13 with the aid of a winch. The F i g. 9 and 10 show the upper lifting cap 61 in plan and in side view. As the drawing shows, this cap 61 has grooves 66 on its side wall, so that space for the fuel assemblies 67 is created. As the drawing shows, thermal cables 68 are inserted through the lifting cap and the plug 60. Patent claims: 1. Graphitmoderierter, gasgekühlter Null-Leistungs-Kernreaktor, dessen Reaktorkern eine mittlere Öffnung aufweist, die mit einem an den Enden offenen, vom Neutronenfluß des Kerns durchsetzten Hohlrohr ausgekleidet ist, in dem ein Prüfling bei verschiedenen Frequenzen in Schwingungen versetzt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrohr (21) in an sich bekannter Weise in seiner Wandung eine Schicht (38) aus festem, amorphem, wärmedämmendem Material aufweist und daß in dem wärmedämmenden Material ein aus vertikalen Kanälen (39) gebildeter Ring oder ein einziger, längsgerichteter, im Querschnitt ringförmiger Kanal vorhanden ist, durch welche oder durch welchen ein Gasstrom mit geregelter Temperatur hindurchfließt, der zur Regelung der Temperatur im Innenraum des Hohlrohres dient.1. Graphite-moderated, gas-cooled zero-power nuclear reactor, the reactor core of which has a central opening which is lined with a hollow tube which is open at the ends and penetrated by the neutron flux of the core, in which a test object can be vibrated at different frequencies, characterized in that that the hollow tube (21) has a layer (38) of solid, amorphous, heat-insulating material in its wall in a manner known per se and that in the heat-insulating material a ring formed from vertical channels (39) or a single, longitudinally directed, in Cross-section of an annular channel is present, through which or through which a gas stream flows at a regulated temperature, which is used to regulate the temperature in the interior of the hollow tube. 2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrohr (21) mit einem mittleren Metallrohr (30) versehen ist, das über seine im Reaktorkern zu liegen kommende Länge von zwei koaxialen Hülsen (35, 36) umgeben ist, die im Abstand voneinander liegen und deren Zwischenraum mit einer Schicht (38) aus festem, amorphem, wärmedämmendem Material ausgefüllt ist, wobei der Raum zwischen der inneren Hülse (35) und dem Metallrohr (30) mit einer zweiten Schicht (38) aus festem, amorphem, wärmedämmendem Material versehen ist.2. Reactor according to claim 1, characterized in that the hollow tube (21) is provided with a central metal tube (30) which is surrounded over its length coming to lie in the reactor core by two coaxial sleeves (35, 36) which are spaced apart lie from each other and the space between them is filled with a layer (38) of solid, amorphous, heat-insulating material, the space between the inner sleeve (35) and the metal tube (30) with a second layer (38) of solid, amorphous, heat-insulating material Material is provided. 3. Reaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaskanäle (39) in der Wand des Hohlrohres (21) als ein Ring von vertikalen Kanälen ausgebildet sind, die in der Wand der inneren koaxialen Hülse (35) des Hohlrohres liegen.3. Reactor according to claim 2, characterized in that the gas channels (39) in the wall of the hollow tube (21) are designed as a ring of vertical channels which lie in the wall of the inner coaxial sleeve (35) of the hollow tube. 4. Reaktor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Bereich (13) des Reaktorkerns (10) so ausgebildet und das Hohlrohr (21) in der mittleren Kernbohrung (25) so angebracht ist, daß das Hohlrohr herausnehmbar ist, ohne den Aufbau des mittleren Kernteils zu beeinträchtigen.4. Reactor according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the central region (13) of the reactor core (10) is designed and the hollow tube (21) is mounted in the central core bore (25) so that the hollow tube is removable without affecting the structure of the central core part.
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GB1086057A (en) 1967-10-04
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