DE1286652B - Betriebsverfahren fuer einen Leistungskernreaktor - Google Patents

Claims (1)

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Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für betreffende Reaktor ist ein vertikaler Druckrohrreakeinen Leistungskernreaktor, dessen Reaktorkern in tor, der eine elektrische Ausgangsleistung von etwa

mehrere Abschnitte unterteilt ist, die voneinander ge- 750 MW oder höher hat.

trennte Kühlkreisläufe aufweisen, und der mit neu- Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher tronen absorbierenden Abschaltelementen ausgestat- 5 beschrieben werden. Es zeigt

tet ist, bei dem zum Abschalten die Abschaltelemente Fig. 1 ein Reaktor- und Verdampfersystem und

in den Reaktorkern eingefahren werden. F i g. 2 eine Gesamtansicht eines Reaktors mit drei

Mehrere Kühlkreisläufe aufweisende Leistungs- unabhängigen energieerzeugenden Teilen,

kernreaktoren für Kernkraftwerke mit einer elek- Gemäß F i g. 1 führt ein Reaktor 15 heißes Wasser

irischen Ausgangsleistung von größenordnungsmäßig io drei Verdampfern 16 über drei unabhängige Versor-

100 MW sind bereits bekannt (vgl. Engineering and gungssysteme 17,18 und 19 zu.

Boiler House Rev., November 1956, S. 354 bis 365). Gemäß Fig. 2 hat der Reaktor 15 ein vertikales

Die Leistungserhöhung von Leistungskernreaktoren Kalandria-Gefäß 20 (dessen Durchmesser etwa zweizur Reduzierung der Gesamtkosten der Energieerzeu- mal so groß wie seine Höhe ist). Die vertikalen Brenngung (vgl. Journal of Nuclear Energy II, Vol. 7, 1958, 15 stoff rohre des Kalandria-Gefäßes, die nicht abgebil-S. 109 bis 114) stößt jedoch auf Schwierigkeiten, da det sind, sind im abgebildeten Ausführungsbeispiel in dem angeschlossenen Energieversorgungsnetz das in drei Segmente A-B, B-C und C-A durch angereiunvorhergesehene Abschalten eines derartigen gro- cherte Stäbe 22 getrennt, die die Grenzen benachbarßen Leistungskernreaktors die Aufrechterhaltung der ter Segmente oder energieerzeugender Abschnitte Energieversorgung sehr schwierig macht, weshalb ao bilden.

eine entsprechend leistungsfähige Energieerzeugungs- Kontrollstäbe 22 aus stark Neutronen absorbierenkapazität als Reserve vorhanden sein muß. Deshalb den Materialien, wie Bor, sind an sich bereits bewird die Verwendung mehrerer kleinerer Leistungs- kannt, während die Stäbe 22 im allgemeinen angekernreaktoren an Stelle eines großen Reaktors vor- reichertes Material, wie Uran 238, als eine leicht vergezogen (vgl. Engineering and Boiler House Rev., as fügbare Neutronenquelle aufweisen.
November 1956, S. 354 bis 365). Wenn während des Betriebs eine Instabilität des

Eine besondere Schwierigkeit bei den gegenwär- Reaktors oder die Notwendigkeit, die Leistung ent-

tigen Kernreaktoren ist die Vergiftung, die im Reak- weder aus äußeren Gründen oder zur Wartung des

torkern wegen der Entstehung von Xenon im Brenn- Reaktors und seiner zugehörigen Systeme zu redu-

stoff auftritt. Diese Vergiftung verhindert, wenn sie 30 zieren, das Abschalten eines Reaktorteils notwendig

eine gewisse kritische Zeit von etwa 0,5 bis 1 Stunde machen, dann müssen zum Abschalten beispielsweise

lang stattfindet, das Wiedereinschalten des Reaktors des Segments A-B des Reaktors die Kontrollstäbe 21

für gewöhnlich 24 bis 36 Stunden. zwischen den Brennstoff des Segments A-B einge-

Die einer Leistungserhöhung von Leistungskern- setzt werden, um diesen Teil des Reaktors abzuschalreaktoren entgegenstehenden Schwierigkeiten werden 35 ten, wobei gleichzeitig die angereicherten Kontrollüberwunden, indem das Betriebsverfahren der ein- stäbe 22 am Rand des isolierten Reaktorteils eingegangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch fahren werden, damit die Neutronenemission ersetzt gekennzeichnet ist, daß zum Abschalten einzelner wird, die sonst vom isolierten Teil zu den benach-Abschnitte des Reaktorkerns Abschaltelemente in harten aktiven Teilen B-C und C-A gelangt,
den betreffenden Kernabschnitt eingefahren und 40 Zur Erzielung eines stabilen Systems, das leicht gegleichzeitig Brennstoffelemente mit angereichertem regelt werden kann und bei dem kleinere Repara-Brennstoff in die diesem Abschnitt benachbarten Ab- türen durchgeführt werden können, während ein Teil schnitte eingefahren werden, um in den nicht abzu- des Systems weiter in Betrieb bleibt, wird auch die schaltenden Abschnitten des Reaktorkerns den im Vergiftung eines Reaktors während eines Teilabschal-Normalbetrieb vorhandenen Neutronenfluß aufrecht- 45 tens weitgehend vermieden, da das in dem abgeschalzuerhalten. ten Reaktorteil entstandene Xenon entsprechend stär-

Durch die Erfindung wird der Bau von Leistungs- ker als sonst durch die Neutronenaktivität der be-

kernreaktoren mit einer elektrischen Ausgangs- nachbarten Reaktorteile abgebaut wird, so daß eine

leistung von über 600 MW ermöglicht, da jeweils nur Rückkehr in den energieerzeugenden Zustand von

einzelne Reaktorkernabschnitte abgeschaltet zu wer- 50 dem abgeschalteten Zustand viel leichter bewirkt

den brauchen, so daß nur ein Bruchteil der Gesamt- werden kann.

leistung des Kernreaktors ausfällt. Die abgeschalteten Es ist ersichtlich, daß zusätzlich zum Betrieb eines

Reaktorkernabschnitte können dann entsprechend Reaktors bei reduzierter Leistung durch Teilabschal-

überprüft und gewartet werden. ten eines bestimmten Bereichs die Leistungsabgabe

Ein besonderer Vorteil des Betriebsverfahrens ge- 55 des Reaktors auf einem Wert von mehr als 5O°/o,

maß der Erfindung besteht darin, daß die eingangs möglicherweise auch 70 bis 80%, der vollen Reak-

erwähnte Vergiftung durch Xenon eines abgeschalte- torleistung während längerer Intervalle gehalten

ten Reaktorkernabschnitts weitgehend vermieden werden kann, bis das Abschalten und die Wartung

wird, da das in dem abgeschalteten Abschnitt ent- geeigneter vorgenommen werden können,

standene Xenon wegen der in die benachbarten Ab- 60

schnitte eingefahrenen Brennstoffelemente mit ange- Patentanspruch:
reichertem Brennstoff infolge deren Neutronenaktivität schneller als in einem Einzelreaktor abgebaut wird Betriebsverfahren für einen Leistungskernreak- und damit der abgeschaltete Abschnitt schneller wie- tor, dessen Reaktorkern in mehrere Abschnitte der eingeschaltet werden kann. 65 unterteilt ist, die voneinander getrennte Kühl-

Zur Erläuterung bezieht sich das bevorzugte Aus- kreisläufe aufweisen, und der mit neutronenabsor-

führungsbeispiel auf einen schwerwassermoderierten bierenden Abschaltelementen ausgestattet ist, bei

Reaktor mit schwerem Wasser als Kühlmittel. Der dem zum Abschalten die Abschaltelemente in den

Reaktorkern eingefahren werden, dadurchgekennzeichnet, daß zum Abschalten einzelner Abschnitte des Reaktorkerns Abschaltelemente in den betreffenden Kernabschnitt eingefahren und gleichzeitig Brennstoffelemente mit angereichertem Brennstoff in die diesem Abschnitt benachbarten Abschnitte eingefahren werden, um in den nicht abzuschaltenden Abschnitten des Reaktorkerns den im Normalbetrieb vorhandenen Neutronenfluß aufrechtzuerhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen