DE1283974B

DE1283974B - Nuclear reactor with tubular fuel elements

Info

Publication number: DE1283974B
Application number: DES104666A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Rer Nat Christoph; Steinert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-07-07
Filing date: 1966-07-07
Publication date: 1968-11-28

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kernreaktor mit einem aus rohrfürmigen Brennelementen gebildeten Reaktorkern und zwei voneinander getrennten Kühlmittelkreisläufen, bei dem das primäre Kühlmittel im geschlossenen Naturumlauf im Inneren des Reaktorbehälters die Außenwand der Brennelemente und zwischen Reaktorkern und Reaktorbehälterwand angeordnete, vom Sekundärkühlmittel durchströmte Vorwärmer umströmt.The present invention relates to a nuclear reactor having a Reactor core formed from tubular fuel assemblies and two separate ones Coolant circuits in which the primary coolant is in closed natural circulation inside the reactor vessel, the outer wall of the fuel assemblies and between the reactor core and the reactor vessel wall, through which the secondary coolant flows, preheaters flows around.

Es sind (s. deutsche Auslegeschrift 1212 230) Anordnungen bekanntieworden, in denen solche Naturumlaufströmungen dazu verwendet werden, das eigentliche Arbeitsmittel der Turbine zu verdampfen und zu überhitzen. Der Kern des zugehörigen Reaktors ist dort mit Brennstoffelementen versehen, welche vertikale Kanäle besitzen, um eine Strömung der Primärflüssigkeit durch sie hindurch nach oben zu ermöglichen. Über die nähere Ausbildung der BrenneIemente wird jedoch nichts ausgesag Rohrförmig ausgebildete Brennelemente ermöglichen - wie allgemein bekannt - eine bessere Wärmeabführung im Vergleich zu massiven zylindrischen Stäben, da bei ihnen die Spaltstoffschicht wesentlich dünner ausgebildet werden kann. Es ist z. B. der französischen Patentschrift 1260 085 ein Reaktor zu entnehmen, bei dem das primäre Kühlmittel so geführt wird, daß es auf der äußeren Seite der Brennstäbe vorgewärmt sowie verdampft und von der inneren Seite überhitzt wird und umgekehrt.Arrangements have become known (see German Auslegeschrift 1 212 230) in which such natural circulating currents are used to evaporate and overheat the actual working fluid of the turbine. The core of the associated reactor is provided there with fuel elements which have vertical channels to enable the primary liquid to flow upward through them. However, nothing is said about the detailed design of the fuel elements. Tube-shaped fuel elements enable - as is generally known - better heat dissipation compared to massive cylindrical rods, since with them the layer of fissile material can be made much thinner. It is Z. B. the French patent specification 1260 085 a reactor can be found in which the primary coolant is guided so that it is preheated and evaporated on the outer side of the fuel rods and superheated from the inner side and vice versa.

Den bisher bekanntgewordenen Kernreaktoranlagen haftet aber immer noch der Nachteil an, daß sie durch die Trennung von Reaktorkem und Wärmetauschern sehr umfangreich und k#nipliziert sind, so daß demnach auch die Anlagekosten insbesondere im Hinblick auf die Größe der benötigten Druckkessel sehr hoch sind, was sich auch in den Gestehungskosten der erzeugten Energie bemerkbar macht. Derartige Gesichtspunkte spielen insbesondere auch für Schiffsreaktoren, für die sowieso nur ein beschränkter Raum zur » Verfügung gestellt werden kann, eine große Rolle. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erflndung, einen Weg zur Überwindung dieser Schwierigkeiten aufzuzeigen.However, the previously known nuclear reactor systems still have the disadvantage that they are very extensive and complex due to the separation of the reactor core and heat exchangers, so that the system costs are accordingly very high, especially with regard to the size of the pressure vessel required, which is also makes itself felt in the production costs of the energy generated. Such factors play especially for ship reactors can be provided for in any case only a limited space "available, a major role. It is therefore an object of the present invention to provide a way of overcoming these difficulties.

Erfindungsgemäß wird dies bei dem eingangs genannten Reaktor dadurch erreicht daß die Vorwäriner mit den Brennelementen über Kühlmittelzu-und -abführungsleitungen strömungsmäßig verbunden sind und das vorgewärmte sekundäre Kühlmittel durch das Innere der Brennelemente strömt. Das System der Wärmetauscher zur Verdampfung und eventuell auch überhitzung des Sekundärkühlmittels umfaßt also auch die eigentlichen Brennelemente. Die Brennelementrohre verlaufen dabei im Bereich der Kernzone vertikal und enthalten nur in diesem Bereich in ihren Wandungen spaltbares Material. Mehrere Brennelementrohre sind den gemeinsamen Kühhnittelzu- und -abführungsleitungen verbunden.According to the invention, this is thereby achieved in the case of the reactor mentioned at the outset achieved that the preheater with the fuel assemblies via coolant supply and discharge lines Are fluidly connected and the preheated secondary coolant through the Inside of the fuel assemblies flows. The system of heat exchangers for evaporation and possibly overheating of the secondary coolant also includes the actual Fuel assemblies. The fuel rods run vertically in the area of the core zone and only contain fissile material in their walls in this area. Several Fuel rods are connected to the common coolant supply and discharge lines.

Vorteilhafterweise sind sie zu diesem Zweck für die Länge der Kernzonen doppelwandig ausgeführt und enthalten in dem dadurch gebildeten Raum das spaltbare Material in an sich bekannter Zusammensetzung. Es ist jedoch auch möglich, die Brennelementrehre innerhalb der Kernzonen aus einer spaltbares Material enthaltendem Kenmik-Metall- g Verbindung zu gestalten.For this purpose, they are advantageously double-walled for the length of the core zones and contain the fissile material in a composition known per se in the space formed thereby. It is also possible, however, to make the Brennelementrehre containing within the core zones of a fissile material Kenmik-metal g connection.

Das primäre Kühlmittel umsträmt: also die Brenneleinentrohm an ihrer Außenflächei steigt m Naturumlauf infolge der Erwärmung' nach oben und strömt an den Kesselwänden entlang wieder nach unten, wobei die aufgenommene Wärine an außerhalb des eigentlichen Reaktorkerns angeordnete 5 Wärmetauscher abgegeben wird. Durch diese Wärinetauscher fließt das sekundäre Kühlmittel, wird in diesen aufgewärmt und durchströmt anschließend die eigentlichen Brennelemente des Reaktors, wo sie weiter aufgeheizt, gegebenenfalls verdampft und überhitzt werden. Der Reaktorkern ist demnach in weit vollkommenerem Maße als bei den üblichen Kernreaktoren als Wärmetauscher zu betrachten. Er ist sozusagen mit dem Verdampfer kombiniert. Je nach den gewählten Kühlmitteln, Wasser, organische Flüssigkeiten, Flüssigmetalle oder auch Gas, besteht dabei die Möglichkeit, daß auch die vom primären Kühlmittel aufgenommene Wärmeenergie, bevor sie den äußeren Wärmetauschern zugeführt wird, wenigstens teilweise über die außerhalb der Kernzone angeordneten Rohre der Brennelemente auf das PrimärkähImittel übertragen werden. Der Aufbau eines derartigen Kernreaktors sei nun an Hand der F i g. 1 bis 3 an einem Beispiel, das selbstverständlich konstruktiv auch anders aufgebaut sein könnte, gezeigt.The primary coolant umsträmt: ie the Brenneleinentrohm at its Außenflächei rises m natural circulation due to heating 'and flows on the boiler walls along back down, the absorbed Wärine to outside the actual reactor core disposed 5 heat exchanger is discharged. The secondary coolant flows through these heat exchangers, is warmed up in them and then flows through the actual fuel assemblies of the reactor, where they are further heated, possibly evaporated and overheated. The reactor core is therefore to be regarded as a heat exchanger to a far more complete extent than in the case of conventional nuclear reactors. It is combined with the vaporizer, so to speak. Depending on the selected coolants, water, organic liquids, liquid metals or even gas, there is the possibility that the thermal energy absorbed by the primary coolant, before it is fed to the outer heat exchangers, at least partially via the tubes of the fuel assemblies arranged outside the core zone the primary coolant are transferred. The structure of such a nuclear reactor is now based on FIG. 1 to 3 using an example that could of course also be constructed differently.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen derartigen Reaktor, F i g. 2 einen Querschnitt durch denselben etwa in der Höhe der Linie II-II nach F i g. 1, und F i g. 3 zeigt einen Ausschnitt eines Brennelementrohres, über die Kernzone hinweg gesehen, im Längsschnitt.F i g. 1 shows a longitudinal section through such a reactor, FIG. 2 shows a cross section through the same approximately at the level of the line II-II according to FIG. 1, and F i g. 3 shows a detail of a fuel element tube, seen across the core zone, in a longitudinal section.

Der Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zeigt einen Reaktor innerhalb eines Kessels 1. Der eigentliche Reaktorkern wird dabei umschlossen durch den therinischen Schild 4. Er ist zusammengesetzt aus den Brennelementen 21, deren Kühlmittelzuführungsleitungen 20 und -abführungsleitungen 23 durch den Kesseldeckel hindurchgeführt sind. Auf der linken Seite dieser Figur sind diese beiden Rohre nebeneinander herausgtführt, auf der rechten Seite sind sie koaxial zueinander angeordnet, wobei das Abführungsrohr mit 24 bezeichnet ist. An diese Rohre, die gleichzeitig auch als Sammel- und Verteilerrehre dienen, sind eine Vielzahl von Rohren 21 angeschlossen, die in axialer und radialer Richtung den aus Fig. 1 und 2 entnehmbaren Verlauf haben. Außerhalb des Kernbereiches bestehen diese Rohre 21 aus rostfreiem Stahl. Diese Abschnitte sind -gemäß F i g. 3 mit 6 bezeichnet. Innerhalb des Keinbereiches sind diese Röhre 6 mit dem doppelwandigen Rohr 5, vorzugsweise ebenfalls aus rostfreiem Stahl, verbunden.' Der Zwischenraum dieser Doppelwand ist mit Spaltstoff 7 ausgefüllt. Er kann z. B. die Gestalt von an sich bekannten Ringtabletten haben, kann aber auch in pulverisierter Form einvibriert sein. Wie eingangs erwähnt, besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Stahlhülle 5 ganz wegzulassen und dafür den Spaltstoff aus einer Keramik-MetaII-Verbindung aufzubauen, die dann direkt vom sekundären und primären Kühlmittel umströmt wird.The longitudinal section through the embodiment of FIG. 1 shows a reactor within a boiler 1. The actual reactor core is enclosed by the thermal shield 4. It is composed of the fuel assemblies 21, the coolant supply lines 20 and discharge lines 23 of which pass through the boiler cover. On the left-hand side of this figure, these two pipes are led out side by side, on the right-hand side they are arranged coaxially with one another, the discharge pipe being denoted by 24. A plurality of tubes 21 are connected to these tubes, which also serve as collecting and distributing tubes, which have the course shown in FIGS. 1 and 2 in the axial and radial directions. Outside the core area, these tubes 21 are made of stainless steel. These sections are - according to FIG. 3 denoted by 6. Within the no area, these tubes 6 are connected to the double-walled tube 5, preferably also made of stainless steel. The space between this double wall is filled with fissile material 7. He can z. B. have the shape of known ring tablets, but can also be vibrated in powdered form. As mentioned at the beginning, however, there is also the possibility of completely omitting the steel casing 5 and instead building up the fissile material from a ceramic-metal compound, which is then flowed around directly by the secondary and primary coolant.

Zur Vereinfachung der Schweißverbindung zwischen dem spaltstoffhaltigen Teil der Rohre 21 und den Teilen 6 sind erstere mit einem massiven Endstück 51 versehen, das mit Hilfe der Schweißnaht 52 mit den Verlängerungsrohren 6 verbunden ist. Diese Verbindungsmöglichkeit ergibt auch im Schadensfalle eine bessere Auswechselbarkeit eventuell beschädigter Spaltstoffrohre 5. Da die Verlängerungsrohre 6 einen geringeren Außendurchmesser aufweisen können als die spaltstoffhaltigen Teile, ist zum Ausgleich der Dickenunterschiede sowie eventuell auftretender Wärmespannungen ein faltenbalgähnliches Außenverbindungsrohr 53 (s. F i g. 3) vorgesehen.To simplify the weld joint between the gap-containing part of the tubes 21 and the parts 6 the former are provided with a solid end piece 51 which is connected by means of the weld 52 with the extension tubes. 6 This compound opportunity arises also in case of damage a better replaceability may be damaged nuclear fuel pipes 5. Since the extension tubes 6 can have a smaller outer diameter than the gap-containing parts, is to compensate for the differences in thickness as well as possibly occurring thermal stresses a bellows-outdoor connection pipe 53 (see Fig. F i g. 3) intended.

Der Gesamtaufbau des Reaktors besteht weiterhin aus den außerhalb des eigentlichen Kernbereiches angeordneten Wännetauschern 3 (s. F i g. 1 und 2), deren Kühlmittelzuführungsrohre 31 und Kühlmittelabführungsrohre 32 durch die Behälterwandung 1 nach außen geführt sind. Durch diese Wärmetauscher strömt das sekundäre Kühlmittel. und wird in denselben bereits vorgewärmt und strömt dann über die Leitung 22 den eigentlichen Brennelementen 21 zu. Die gestrichelt gezeichnete Verbindungslinie der Strömung des sekundären Kühlmittels deutet eine außerhalb des Reaktorkessels angeordnete Verbindungsleitung an, diese kann jedoch auch innerhalb desselben angeordnet sein, so daß den Reaktorbehälter lediglich die Kühlmittelzu- und -abführungsleitungen durchsetzen. Das beispielsweise dampfförmige Kühlmittel kann dann sofort z. B. einer Arbeitsturbine zugeführt werden.The overall structure of the reactor also consists of heat exchangers 3 (see FIGS. 1 and 2) arranged outside the actual core area, the coolant supply pipes 31 and coolant discharge pipes 32 of which are led to the outside through the container wall 1. The secondary coolant flows through these heat exchangers. and is already preheated in the same and then flows via the line 22 to the actual fuel assemblies 21. The dashed connecting line of the flow of the secondary coolant indicates a connecting line arranged outside the reactor vessel, but this can also be arranged inside the same, so that the reactor vessel is only penetrated by the coolant supply and discharge lines. The example, vaporous coolant can then immediately z. B. be fed to a power turbine.

Dieser kompakte Aufbau des eigentlichen Reaktorkerns als Wärmetauscher mit den anderen zur Vorwärmung des sekundären Kühlmittels dienenden Wärinetauschem 3 ermöglicht einen besonders verlustarmen Übergang der durch die Kernspaltungsreaktion erzeugten Wärme an die beiden Kühlmittel. Es ist damit außerdem die Möglichkeit gegeben, beide Kühlmittel auf einem unterschiedlichen Druckniveau, also z. B. das sekundäre Kühlmittel auf überkritischem Druck, zu halten und seine Erwärmung z. B. nach dem Benson-Kesselprinzip durchzuführen, wobei der Arbeitsmaschine also überkritischer Dampf zugeführt wird. Das primäre Kühlmittel dagegen kann völlig drucklos sein oder auf wesentlich niedrigerem Druckniveau sich befinden, was mit einer verhältnismäßig leichten Kesselkonstruktion 1 verbunden ist. Im Extremfall könnte dieselbe z. B. aus Aluminium bestehen. Für das primäre Kühlmittel 8, dessen Strömungsverlauf strichpunktiert in F i g. 1 eingezeichnet ist, werden infolge des Naturumlaufs keinerlei Pumpen benötigt. Falls dieses moderierende Eigenschaften haben soll, können also mit besonderem Vorteil organische Flüssigkeiten, wie z. B. Terphenyl, Verwendung finden, die zudem den Vorteil haben, im Vergleich zu Wasser bei wesentlich höheren Temperaturen zu sieden.This compact design of the actual reactor core as a heat exchanger with the other heat exchangers 3 used to preheat the secondary coolant enables the heat generated by the nuclear fission reaction to be transferred to the two coolants with particularly low losses. There is also the possibility of using both coolants at different pressure levels, e.g. B. to keep the secondary coolant at supercritical pressure, and its heating z. B. to be carried out according to the Benson boiler principle, so supercritical steam is supplied to the machine. The primary coolant, on the other hand, can be completely pressureless or at a significantly lower pressure level, which is associated with a relatively light boiler construction 1 . In the extreme case, the same could e.g. B. consist of aluminum. For the primary coolant 8, the flow of which is dash-dotted in FIG . 1 , no pumps are required due to the natural circulation. If this should have moderating properties, organic liquids such as. B. Terphenyl, find use, which also have the advantage of boiling at significantly higher temperatures compared to water.

Wenn ein derartiger Reaktor mit moderierenden Kühlmitteln betrieben wird, hat er die besonders vorteilhafte Eigenschaft, selbstregelnd zu sein und sich automatisch an die jeweiligen Leistungsbedürfnisse der angeschlossenen Turbine anzupassen. Dies ist dadurch gegeben, daß das mehr oder weniger große Dampfvolumen innerhalb der Rohre 21 praktisch trägheitslos verringernd oder vergrößernd auf die Reaktivität des Kerns einwirkt, da diese Füllungsverhältnisse automatisch von der Turbine her ohne den Umweg* über Meß- und Stellgeräte ausgelöst werden. Die in F i g. 2 dargestellten Regelstäbe 9 können verwendet werden, wenn die moderierenden Eigenschaften der beiden Kühlmittel nicht zur Selbstregelung ausreichen, wenn also z. B. als sekundäres Kühlmittel keine Flüssigizeit, wie leichtes oder schweres Wasser, sondern ein Gas, wie z. B. Kohlenoxyd, Verwendung findet. Wenn der Reaktor nicht als thermischer, sondern als schneller Reaktor aufgebaut werden soll, ist selbstverständlich auch die Verwendung von Gasen und Flüssigmetallen als Kühlmittel durchführbar. Flüssigmetalle haben dabei den großen Vorteil, daß kein Überdruck notwendig ist.If such a reactor is operated with moderating coolants, it has the particularly advantageous property of being self-regulating and automatically adapting to the respective power requirements of the connected turbine. This is due to the fact that the more or less large steam volume inside the tubes 21 has a practically inertia reducing or increasing the reactivity of the core, since these filling conditions are automatically triggered by the turbine without the detour * via measuring and actuating devices. The in F i g. 2 control rods 9 shown can be used if the moderating properties of the two coolants are not sufficient for self-regulation, so if z. B. as a secondary coolant no liquid time, such as light or heavy water, but a gas, such as. B. carbon oxide, is used. If the reactor is to be constructed not as a thermal but as a fast reactor, it is of course also possible to use gases and liquid metals as coolants. Liquid metals have the great advantage that no overpressure is necessary.

Infolge der kompakten Bauweise des gesamten Aggregates ist auch ihr mengenmäßiger Bedarf verhältnismäßig gering. Bei ihrer Verwendung muß selbstverständlich Sorge dafür getragen werden, daß Undichtigkeiten in den Brennelementrohren 21 vermieden werden. Da das sekundäre Kühlmittel als Arbeitsmittel dzr Turbine jedoch jeweils einen höheren Druck aufweist als das primäre, ist die Gefahr, daß das primäre Kühlmittel in den sekundären Kühlkreis eindringt, von dieser Seite her gesehen, ebenfalls sehr gering, so daß die Sicherheitsbedingungen, die an einen Reaktor zu stellen sind, erfüllt werden können.As a result of the compact design of the entire unit, you too quantitative requirement relatively low. When using them, of course Care must be taken that leaks in the fuel assembly tubes 21 are avoided will. Since the secondary coolant is used as a working medium for the turbine, however has a higher pressure than the primary, there is a risk that the primary coolant also penetrates the secondary cooling circuit very much, seen from this side low, so that the safety conditions that must be imposed on a reactor can be met.

Wie aus der F i g. 1 hervorgeht, kann auch innerhalb des Reaktorgefäßes 1 oberhalb des Reaktorkerns ein Raum vorgesehen werden, der zur Kompensation von Volumenänderungen des Primärkühlmittels dienen kann. Neben der geschilderten Selbstregelung des Reaktors kann zusätzlich eine Leistungsregelung desselben durch Veränderung der Sekundärkühlmitteltemperatur z. B. unter Einspeisung von kaltem Kühlmittel eingestellt und geregelt werden. Ein derartig aufgebauter Reaktor ist auch insofern inhärent sicher, als sich bei einem Turbinenschnellschluß, wenn die ganzen Zuführungsleitungen abgesperrt werden, die Brennelementrohre alsbald mit Dampf füllen und durch die damit verursachte Verringerung der Moderierungswirkung bei einem thermischen Reaktor eine Abschaltung desselben erfolgt. Selbstverständlich sind auch noch andere Abschaltmöglichkeiten, wie sie vom Stande der Technik her bekannt sind, wie z. B. die Zuführung von Neutronengiften in die Kühlmittelkreisläufe, zusätzlich anwendbar.As shown in FIG. 1 , a space can also be provided inside the reactor vessel 1 above the reactor core, which space can be used to compensate for changes in volume of the primary coolant. In addition to the self-regulation of the reactor described, a power regulation of the same by changing the secondary coolant temperature z. B. can be adjusted and controlled with the supply of cold coolant. A reactor constructed in this way is also inherently safe in that in the event of a turbine emergency shutdown when the entire supply lines are shut off, the fuel rods are immediately filled with steam and the resulting reduction in the moderation effect in a thermal reactor causes the latter to be switched off. Of course, other shutdown options, as are known from the prior art, such. B. the supply of neutron poisons in the coolant circuits, can also be used.

Wie aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht, befinden sich die Sammelleitungen 20, 23 bzw. 22, 24 für das sekundäre Kühlmittel außerhalb des thermischen Schildes 4 des Reaktors. Letzterer kann gemäß F i g. 2 aus einzelnen Abschnitten aufgebaut sein, die unter Umständen mit den Sammelrohren selbst verbunden sind und die in ihm entstehende Wärme teilweise auch diesen zuführen. Bei Herausnahme eines Brennelementes kann das an diesem befestigte Teilstück des therinischen Schildes mit aus dem Reaktor entfernt werden. Der Reaktorkern kann somit ohne Schwierigkeit zusammen mit dem thermischen Schild aufgebaut und auch wieder auseinandergenommen werden.As shown in FIGS. 1 and 2, the manifolds 20, 23 and 22, 24 for the secondary coolant are located outside the thermal shield 4 of the reactor. The latter can according to FIG. 2 can be made up of individual sections, which may be connected to the manifolds themselves and some of the heat generated in it will also supply them. When a fuel assembly is removed, the section of the thermal shield attached to it can also be removed from the reactor. The reactor core can thus be assembled together with the thermal shield and also taken apart again without difficulty.

Es ist selbstverständlich auch möglich, die den Spaltstoff enthaltenden Rohrabschnitte durch innere und äußere Rippen in ihrer Wärme abgebenden Oberfläche zu vergrößern, wie es von der Technik der normalen Brennstoffelemente her bekannt ist. Auch die Verlängerungsrohre 6 können mit zusätzlichen Oberflächenvergrößerungen an sich bekannter Bauart versehen werden, wenn es möglich ist, Wärmeenergie auch an diesen Stellen vom primären Kühlmittel auf das sekundäre zu übertragen.It is of course also possible to enlarge the heat-emitting surface of the pipe sections containing the fissile material by means of inner and outer ribs, as is known from the technology of normal fuel elements. The extension tubes 6 can also be provided with additional surface enlargements of a type known per se, if it is possible to transfer thermal energy from the primary coolant to the secondary also at these points.

Dieses Reaktorprinzip eignet sich insbesondere für raumsparende Einrichtungen, wie sie z. B. für Schiffsantriebe erforderlich sind. Gerade für diesen Anwendungsfall ist auch der Fortfall von Regelstäben, die auf Grund der Schiffsbewegungen eines besonders sorgfältigen und sicheren Aufbaus bedürfen, besonders vorteilhaft. Auch die gewichtsmäßigen Einsparungen einer derartigen Reaktoranlage erbringen in der Anwendung große technische Vorteile, ähnlich wie der Wegfall großer und störanfälliger Pumpen für das primäre Kühlmittel. Für den Fall, daß der Kessel 1 als Druckkessel ausgeführt werden soll, verringert sich die Zahl der notwendigen Durchbrüche für Rohrleitungen u. dgl., so daß sich hieraus große festigkeits- und fertigungstechnische Vorteile ergeben. Gegenüber herkömmlichen Kernreaktoren scheint der Brennstoffwechsel etwas schwieriger zu sein. Dies ist jedoch nur insofern richtig, als der Reaktor für den Brennstoffwechsel selbst abgeschaltet werden muß. Die Auswechselung der einzelnen Spaltstoffrolire an den Schweißstellen 52 selbst bedeutet keine große technische Schwierigkeit. Die Abschaltnotwendigkeit des Reaktors beim Brennstoffwechsel fällt aber gerade bei Schiffsreaktoren nicht ins Gewicht, da diese sowieso bei der zur normalen Überholung notwendigen Liegezeit vorgenommen wird.This reactor principle is particularly suitable for space-saving facilities, such as those used, for. B. are required for ship propulsion. It is precisely for this application that the elimination of control rods, which require particularly careful and safe assembly due to the movements of the ship, is particularly advantageous. The weight savings of such a reactor system also produce great technical advantages in use, similar to the elimination of large and failure-prone pumps for the primary coolant. In the event that the boiler 1 is to be designed as a pressure vessel, the number of openings required for pipes and the like is reduced, so that there are great advantages in terms of strength and manufacturing technology. Compared to conventional nuclear reactors, changing fuel seems to be a little more difficult. However, this is only correct insofar as the reactor itself has to be shut down for the fuel change. The replacement of the individual fissile material blinds at the welding points 52 itself does not mean any great technical difficulty. The need to shut down the reactor when changing fuel is of no consequence, especially in the case of ship reactors, since this is done during the layover time necessary for normal overhaul anyway.

Claims

Claims: 1. Nuclear reactor with a reactor core formed from tubular fuel elements and two separate coolant circuits, in which the primary coolant is arranged in closed natural circulation inside the reactor container, the outer wall of the fuel elements and between the reactor core and the reactor container wall. flows around the preheater through which the secondary coolant flows, characterized. that the preheaters are fluidly connected to the fuel assemblies via coolant supply and discharge lines and the preheated secondary coolant flows through the interior of the fuel assemblies.

2. Nuclear reactor according to claim 1, characterized in that the fuel rods run vertically in the region of the core zone, only there contain fissile material in their walls, and common coolant supply and discharge lines are connected to several fuel rods. 3. Nuclear reactor according to claim 2, characterized in that the fuel rods for the length of the core zone are double-walled and contain fissile material of known composition in the space formed thereby. 4. Nuclear reactor according to claim 2, characterized in that the fuel tubes for the length of the core zone of a fissile material containing ceramic-metal connection are sawn. 5. Nuclear reactor according to claim 1, characterized in that the primary and secondary coolants consist of a liquid having moderating properties. 6. Nuclear reactor according to claim 5, characterized in that at least the secondary coolant consists of water which is under supercritical pressure and reaches supercritical temperatures during the passage through the fuel assemblies. 7. Nuclear reactor according to claim 1 to 6, characterized in that the pressure of the primary coolant is lower than the pressure of the secondary coolant and as the primary coolant an organic moderating liquid, for. B. terphenyl is provided. 8. Nuclear reactor according to claim 1 to 4, characterized in that the secondary coolant consists of a high pressure gas which is used in the direct circuit to drive a gas turbine. 9. Nuclear reactor according to claim 1, characterized in that the secondary and / or primary coolant consists of a liquid metal, for. B. sodium.