DE1290263B - Atomkernreaktor mit im Moderator des Reaktorkerns untergebrachten Druckrohren - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Atomkern- Kernreaktors mit Druckrohren, bei welchem gegenreaktor mit im Moderator des Reaktorkerns unter- über den bekannten Kernreaktoren, die Druckrohre gebrachten Druckrohren, die vom Reaktorkühlmittel aufweisen, eine verbesserte Kühlung des Reaktordurchströmt werden, wobei das Kühlmittel den kerns stattfindet. Das wird bei dem eingangs genann-Druckrohren durch an deren Enden vorgesehene An- 5 ten Atomkernreaktor dadurch erreicht, daß erfinschlüsse zugeführt, durch in Achsenrichtung des je- dungsgemäß jedes Druckrohr an beiden Enden jeweiligen Druckrohres innerhalb desselben verlaufende weils sowohl einen Anschluß für die Zufuhr als auch Kanäle, welche keinen Spaltstoff enthalten, weiter- einen Anschluß für die Entnahme von Kühlmittel geleitet und, jeweils innerhalb desselben Druckrohres, aufweist.

in andere, ebenfalls in Achsenrichtung des Druck- io Durch die Maßnahme gemäß der Erfindung wird rohres verlaufende, Spaltstoff enthaltende Kanäle zusätzlich eine Reihe von weiteren Vorteilen geumgeleitet wird, welche das Kühlmittel erwärmt zu wonnen. Bisher konnte man mit Rücksicht auf die an den Enden der Druckrohre vorgesehenen weiteren Strömungsverluste einfache Druckrohre mit Umkeh-Anschlüssen führen, durch die das Kühlmittel ent- rung der Kühlmittelströmung nur in gewissen benommen wird. 15 schränkten Längen ausführen. Bei der Verwendung Es sind z. B. aus der Zeitschrift »Engineering«, derartiger Druckrohre konnte man somit nur den November 1958, S. 699, der deutschen Auslegeschrift Durchmesser des Reaktorkerns frei wählen, da seine 1079 231 oder der französischen Patentschrift Höhe durch die Länge der Druckrohre begrenzt war. 1205 890 Kernreaktoren dieser Art bekannt, bei Es war dabei in vielen Fällen nicht möglich, den welchen das Reaktorkühlmittel den Druckrohren so physikalisch günstigsten Querschnitt des Reaktorzwecks Wärmeaufnahme aus dem Spaltstoff durch je kerns einzuhalten. Gemäß der Erfindung ist es mögan einem Ende befindliche Anschlüsse zugeführt lieh, sich auch bei großen Reaktorkernen einem wird, am anderen Ende des Druckrohres eine Um- gewünschten, z. B. quadratischen Querschnitt zu kehr der Strömungsrichtung erfährt und am erst- nähern. Dabei entsteht der Vorteil, daß gegenüber genannten Ende durch einen Anschluß abgeleitet 25 einem flachen, scheibenförmigen Reaktorkern mit wird. Das Druckrohr erstreckt sich dabei im wesent- größerem Durchmesser weniger Druckrohre benötigt liehen durch den ganzen Reaktorkern. Nun ist die werden, was eine Vereinfachung des Reaktorkerns Wärmeentwicklung entlang der Länge des Druck- zur Folge hat.

rohres ungleichmäßig, und zwar ist diese in der Mitte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nacham stärksten. 30 folgend an Hand einiger Zeichnungen erläutert. Es

Bei diesen bekannten Ausführungen von Reak- zeigt

toren mit Druckrohren hat aber in der Mitte der F i g. 1 eine erste Ausführungsform eines Druck-Druckrohre, wo die intensivste Kühlung erforderlich rohres, schematisch dargestellt, wäre, das Reaktorkühlmittel nicht mehr die niedrigste, F i g. 2 eine andere Ausführungsform des Drucksondern eine relativ hohe Temperatur. Dadurch wird 35 rohres,

die Wärmeaufnahme an der Stelle größter Wärme- F i g. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Wärmeentwicklung erschwert. Um dabei eine ausreichende entwicklung und des Temperaturverlaufs in einem Kühlung des Spaltstoffes zu gewährleisten, muß das Druckrohr gemäß der Erfindung, Reaktorkühlmittel auch am Ausgang aus dem Druck- F i g. 4 eine Hälfte eines Druckrohres nach der rohr eine relativ niedrige Temperatur aufweisen, was 40 Erfindung in konstruktiver Darstellung, thermodynamische Nachteile ergibt. Fig. 5 den Schnitt V-V in Fig. 4,

Es ist bereits bei Atomkernreaktoren mit Druck- F i g. 6 die andere Hälfte des Druckrohres nach

rohren bekanntgeworden (siehe ζ. B. deutsche Aus- F i g. 4,

legeschrift 1127 505), Druckrohre, bei welchen das F i g. 7 das mittlere Teil des Druckrohres nach Reaktorkühlmittel jeweils an demselben Ende züge- 45 den F i g. 4 bis 6 in vergrößertem Maßstab,

führt und wieder entnommen wird, abwechselnd von F i g. 8 den Schnitt VII-VII aus F i g. 6,

beiden Seiten in den Reaktorkern einzuführen, wobei F i g. 9 das mittlere Teil einer anderen Ausfüh-

sich jedes der Druckrohre durch den ganzen Kern rungsform eines Druckrohres gemäß der Erfindung,

erstreckt. Diese Ausführung hat eine wesentliche Fig. 10 bis 17 verschiedene, zueinander parallele

Komplikation des Reaktorkerns zur Folge, da sich 50 Teilschnitte zur F i g. 8,

die Leitungen für die Zufuhr und die Entnahme des Fig. 18 eine weitere Ausführungsform eines

Reaktorkühlmittels an beiden Seiten des Reaktor- Druckrohres gemäß der Erfindung in schematischer

kerns befinden müssen. Die Kühlung des Reaktor- Darstellung.

kerns wird dadurch jedoch nur unwesentlich ver- In den F i g. 1 und 2 ist jeweils nur ein einziges bessert, da insbesondere das Reaktorkühlmittel in der 55 Druckrohr dargestellt, obwohl bekanntlich ein Kern-Mitte des Reaktorkerns nicht mehr die niedrigste reaktor eine größere Anzahl von Druckrohren entTemperatur hat. hält. Das in F i g. 1 dargestellte Druckrohr 1 ist in Andererseits ist es bei Kernreaktoren mit Druck- einem Moderatorteil 2 eingebettet. Im Druckrohr 1, gefäßen, welche keine Druckrohre enthalten, bekannt das ausreichend druckfest ist, um dem Druck des (siehe z. B. die französischen Patentschriften 60 Reaktorkühlmittels standzuhalten, ist ein Innenrohr 3 1 086 377, 1 254 435), das kühle Reaktorkühlmittel angeordnet, in welchem Spaltstoffteile 4 untergebracht durch einen in der Mitte des Reaktorkerns befind- sind. Wie in F i g. 1 angedeutet ist, können die Spaltlichen Kanal in den Reaktorkern einzuführen und stoffteile 4 noch mit Teilen 5 aus wärmeisolierendem durch Kanäle an zwei entgegengesetzten Seiten des Material mit schwacher Neutronenabsorption, vor-Reaktorkerns zu entnehmen. Diese bekannte Maß- 65 zugsweise aus als Moderatormaterial geeignetem, z. B. nähme ist aber nur für Kernreaktoren ohne Druck- Graphit, umgeben sein. Die Zufuhr des Reaktorkühlrohre geeignet. mittels erfolgt an beiden Enden des Druckrohres Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines durch Rohranschlüsse 6, 7 in den Zwischenraum

zwischen Druckrohr 1 und Innenrohr 3. Die Entnahme des erhitzten Reaktorkühlmittels erfolgt durch Rohranschlüsse 8, 10 aus dem Innenraum der Innenrohre. Um den Übertritt des Reaktorkühlmittels aus dem Zwischenraum zwischen Druckrohr 1 und Innenrohr 3 ins Innenrohr 3 zu ermöglichen, ist das Innenrohr in der Mitte des Reaktorkerns mit Öffnungen 11 versehen. Das Innenrohr 3 ist mit druckfesten Enden 12 versehen, welche aus dem Druckrohr 1 hervortreten und mit Abschlußteilen 13 abgeschlossen sind.

Bei dieser Ausführungsform gelangt das Reaktorkühlmittel, welches vorzugsweise ein Gas ist, durch die Rohranschlüsse 6 und 7 mit beidseitig gleichem Druck in das Druckrohr. Das Reaktorkühlmittel strömt darauf durch den Zwischenraum zwischen dem Druckrohr 1 und dem Innenrohr 3 der Reaktormitte zu. Da dabei das Reaktorkühlmittel nicht in direkten Kontakt mit Teilen kommt, welche der Wärmeentwicklung dienen, bleibt es während der Durchströmung dieses Zwischenraumes ohne wesentliche Wärmeaufnahme. Dadurch wird die Temperatur des Druckrohres relativ niedrig gehalten, was sich günstig auf dessen Festigkeit auswirkt. In der Mitte des Druckrohres strömt dann das kühle Reaktorkühlmittel durch die Öffnungen 11 ins Innenrohr und strömt an den Spaltstoffteilen 4 vorbei. Von diesen nimmt das Reaktorkühlmittel Wärme auf und kühlt sie dadurch. Dabei ist die Wärmeaufnahme am intensivsten in der Reaktormitte, wo die Wärmeentwicklung im Spaltstoff am intensivsten ist. Mit zunehmender Entfernung von der Reaktormitte wird die Kühlwirkung des Kühlmittels durch dessen Erhitzung geringer, gleichzeitig jedoch auch die Wärmeentwicklung. Das erhitzte Reaktorkühlmittel wird darauf von beiden Enden des Druckrohres durch die Rohranschlüsse 8 und 10 gleichzeitig entnommen und in an sich bekannter Weise weiteren Anlageteilen zugeführt, wo z. B. ein Teil dessen Wärme verwertet wird.

Bei dem Kernreaktor gemäß der Erfindung hat dem Überdruck des Kühlmittels nur das relativ kühle Druckrohr 1 standzuhalten, wogegen das Innenrohr, welches höhere Temperaturen annehmen kann, keiner wesentlichen Druckdifferenz ausgesetzt ist. Es ist dabei auch möglich, die Temperatur des Innenrohres noch dadurch herabzusetzen, daß dieses an der Innenseite mit einer wärmeisolierenden Schicht versehen wird. Eine solche Schicht verhindert auch, daß das kühle Reaktorkühlmittel auf seinem Weg von außen bis zur Reaktormitte merklich aufgewärmt wird. Letzteres würde sich thermodynamisch nachteilig auswirken. Das Anbringen einer wärmeisolierenden Schicht ist übrigens auch beim Druckrohr selbst möglich. Dadurch kann im Zusammenhang mit der Kühlmittelführung gemäß der Erfindung der Wärmeübergang auf das Druckrohr so herabgesetzt werden, daß es z. B. möglich ist, dieses direkt von einem flüssigen Moderator umspülen zu lassen und dadurch von außen zu kühlen.

Das Auswechseln des Spaltstoffes kann bei der Ausführungsform nach F i g. 1 prinzipiell von beiden Enden aus durch Öffnen der Abschlußteile 13 erfolgen. Das Auswechseln kann dabei während des vollen Betriebes stattfinden, wenn z. B. durch einen gasdichten Verschluß zwischen dem Druckrohr und der Spaltstoffwechselmaschine dafür gesorgt wird, daß kein Reaktorkühlmittel entweichen kann. Vorzugsweise wird beim Auswechselvorgang auf einer Seite des Druckrohres ein neues Spaltstoffstück 4 ins Druckrohr hineingeschoben, die ganze Reihe der Spaltstoffstücke im Druckrohr verschoben und am anderen Ende des Druckrohres ein Spaltstoffstück entnommen. Führt man diesen Vorgang in benachbarten Druckrohren in entgegengesetzten Richtungen aus, so wird dadurch ein bestmöglicher Ausbrand des Spaltstoffes gewährleistet.

Die Ausbildung der Druckrohre gemäß der Erfindung hat auch den Vorteil, daß infolge der beidseitigen Zuführung des Kühlmittels von jeder Seite jeweils nur die Hälfte der sonst erforderlichen Kühlmittelmenge zugeführt wird. Das hat entweder geringere Druckverluste zur Folge, oder es können bei gleichen Druckverlusten die Querschnitte der Kanäle verkleinert werden. Das wirkt sich in mehreren Hinsichten vorteilhaft auf den Aufbau des Reaktors aus. So kann z. B. bei gleicher Spaltstoffmenge die Menge des im Reaktorkern befindlichen, nicht am Kern-

ao prozeß beteiligten Materials verringert werden, und es können auch die Druckrohre näher zueinander angeordnet werden. Ferner wird bei einer Verkleinerung der Kühlkanalquerschnitte infolge der größeren Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels der Wärmeübergang vom Spaltstoff zum Kühlmittel verbessert.

Die Ausführung nach F i g. 2 unterscheidet sich von der Ausführung nach F i g. 1 dadurch, daß das Innenrohr 3 nicht wie in F i g. 1 ein zusammenhängendes Ganzes bildet, sondern in zwei Hälften 20, 21 aufgeteilt ist, zwischen welchen sich ein Zwischenraum 22 befindet. Im Zwischenraum 22 kann eine Trennwand 23 angeordnet sein. Die Trennwand 23 braucht dabei nicht den ganzen Querschnitt des Druckrohres 1 zu verschließen, sondern es genügt, wenn diese den Übertritt des Kühlmittels von der einen Hälfte des Druckrohres in die andere drosselt. Wie in der F i g. 2 dargestellt ist, kann die Trennwand 23 so geformt sein, daß sie die Umlenkung des Kühlmittelstromes begünstigt. Durch die Trennwand 23 können eventuell auftretende Instabilitätsvorgänge beseitigt werden, welche eine ungleichmäßige Kühlmittelströmung durch beide Hälften des Druckrohres zur Folge haben könnten.

Im Diagramm in F i g. 3 ist die Wärmeentwicklung und der Temperaturverlauf in einem Druckrohr gemäß der Erfindung im Vergleich zu einem bekannten Druckrohr angedeutet. Die Kurve w stellt angenähert den Verlauf der Wärmeentwicklung im Reaktor entlang der Länge des Druckrohres dar. Bekanntlich ist diese Wärmeentwicklung im Zentrum des Reaktors bedeutend größer als in den Außenpartien. Bei der bekannten Kühlmittelströmung von einem Ende des Druckrohres zum anderen entsteht ein Temperatur-

verlauf im Kühlmittel nach der Kurve k' (Strömungsrichtung von links nach rechts). Wie man sieht, ist bei der bekannten Kühlmittelführung die Temperatur des Kühlmittels im mittleren Teil des Druckrohres relativ hoch. Es muß daher bei der bekannten An-Ordnung, um die Temperatur des Spaltstoffes nicht gefährlich ansteigen zu lassen, die Temperatur des Kühlmittels in der Mitte des Druckrohres relativ niedrig gehalten werden, was gleichzeitig auch eine relativ niedrige Austrittstemperatur ergibt. Bei der gemäß der Erfindung vorgesehenen Kühlmittelführung, deren Temperaturverlauf durch die Kurve k dargestellt ist, gelangt das Kühlmittel mit der niedrigsten Temperatur in den Mittelbereich des Druck-

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rohres und kann dort den Spaltstoff mit der größten inneren Rohr 66 versehen. Im Rohr 66 ist ebenso

Wärmeentwicklung intensiv kühlen. Bei der Strömung wie im Rohr 46 (vgl. Fig. 4) ein Körper 54 zur

zu den Enden des Druckrohres steigt zwar die Tem- Strahlungsabschirmung angeordnet. Der untere An-

peratur des Kühlmittels an, die Wärmeentwicklung schlußkopf B weist ebenso wie der obere Anschluß-

im Spaltstoff und damit auch das Temperaturgefälle 5 kopf A Kammern 48, 49 auf, die an Rohre 50, 51

zwischen Spaltstoff und Kühlmittel sinkt jedoch für das Kühlmittel angeschlossen sind. Der Behälter

gleichzeitig, so daß, wie die Kurve k zeigt, bei glei- 42 mit dem flüssigen Moderator liegt unten auf einer

chen Höchsttemperaturen im Spaltstoff höhere Aus- Decke 67 aus strahlungsabschirmendem Material,

trittstemperaturen des Kühlmittels erzielbar sind. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 bis 6

In F i g. 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung io wird beim Spaltstoffwechselvorgang der ganze Inhalt

etwas mehr konstruktiv dargestellt. Das Druckrohr des Druckrohres, wie er in F i g. 4 dargestellt ist, im

40 ist dabei im Kalandriarohr 41 eines Behälters 42 Bilde nach oben herausgezogen. Zu diesem Zweck

mit als Moderator dienendem schwerem Wasser wird eine Spaltstoffwechselmaschine an das obere

untergebracht. Im Druckrohr 40 befindet sich ein Ende des Rohres 45 angesetzt, der Anschluß 47 her-

Führungskörper 43, welcher Kanäle 44 für die Auf- 15 ausgeschraubt und das Rohr 46 mit dem Führungs-

nahme von Spaltstoffteilen enthält. Der Führungs- körper 43, der bis zur Mitte des Druckrohres reicht,

körper 43 kann vorzugsweise ganz aus festem Mate- herausgezogen. Während eines großen Teiles des

rial, ζ. B. Graphit, hergestellt sein, welches eine Hubes verhindert dabei die Dichtung 56 einen direk-

schwache Neutronenabsorption und sogar eine mode- ten Übertritt des Kühlmittels aus der Rohrleitung 50

rierende Wirkung aufweist. Es kann jedoch auch 20 in die Rohrleitung 51 und gestattet dadurch eine

irgendein geeignetes keramisches Material, z. B. Alu- Fortsetzung der normalen Kühlung des Spaltstoffes,

minium- oder Siliziumoxyd, Verwendung finden. Erst in der letzten Phase des Hubes, wenn sich der

Diese Materialien haben gleichzeitig wärmeisolierende Spaltstoff außerhalb des Reaktorkerns befindet, muß

Eigenschaften, so daß dadurch die Wärmeleitung diese Kühlung unterbrochen werden. Dann ist je-

nach der Außenseite des Führungskörpers 43 ver- 25 doch bereits die Wärmeabgabe des Spaltstoffes so

mindert wird. An das Druckrohr 40 schließt sich ein gering, daß kurzzeitig auf eine besondere Kühlung

Rohr 45 an, an den Führungskörper 43 ein Rohr 46. verzichtet werden kann.

Das Rohr 45 ist an seinem Ende mit einem Verschluß Der im unteren Teil des Druckrohres befindliche, 47 versehen, der lösbar ist und das Rohr gasdicht in der F i g. 6 dargestellte Führungskörper mit dem verschließt. Seitlich ist das Rohr 45 mit Kammern 48, 30 Spaltstoff wird bei einem Wechselvorgang von der 49 versehen. Die Teile 45 bis 49 bilden je einen obe- Wechselmaschine ebenfalls nach oben gezogen. Die ren Anschlußkopf A, an welchem Rohranschlüsse 50, erforderliche Kühlung erfolgt dabei durch Kühlgas, 51 vorgesehen sind. Die Kammern 48, 49 sind mit welches von Seiten der Wechselmaschine zugeführt Verschlußteilen 52, 53 versehen, die z. B. mit den und in das Rohr 51 eingeführt wird. Die Kühlmittel-Kammern verschweißt sind. Im Rohr 46 ist ein 35 zufuhr durch das Rohr 50 kann in diesem Fall kurz-Körper54 aus strahlungsabschirmendem Material zeitig unterbrochen werden. Im unteren Teil nach angeordnet. Die Strömung des Kühlmittels ist in F i g. 6 bleibt das Rohr 66 zusammen mit dem Körper Fig. 4 durch Pfeile angedeutet. Das Rohr 46 ist von 54 in seiner Stellung. Zu diesem Zweck ist der Füheinem dünnwandigen Rohr 55 umgeben und mit rungskörper 43 an seinem unteren Ende mit einem diesem verschweißt. Die zwischen den beiden Rohren 40 Teil 68 versehen, das eine Schiebedichtung 70 auf-46 und 55 eingeschlossene Gasschicht dient der weist, welche mit dem oberen Ende des Rohres 63 Wärmeisolierung zwischen dem Kühlgas vor und bzw. 66 zusammenwirkt.

nach dessen Erwärmung. Zwischen dem Rohr 55 und In den F i g. 7 und 8 ist das mittlere Teil des

dem Rohr 45 befindet sich eine Dichtung 56, welche Druckrohres 40 und des Kaiandriarohres 41 in ver-

z. B. im Rohr 45 befestigt ist und ein Gleiten des 45 größertem Maßstab dargestellt. Die Führungskörper

Rohres 55 zusammen mit dem Rohr 46 gestattet. Das 43 sind an ihren Enden mit metallischen Platten 80

Rohr 46 ist mit dem Führungsteil 43 verbunden, z. B. versehen, gegen die sich Muttern 81 von Anker-

durch ein nicht dargestelltes Gewinde an der Stelle schrauben 82 stützen. Die Ankerschrauben 82 halten

57. Die Anschlußköpfe A sind zusammen mit den je einen aus mehreren Graphitteilen bestehenden

Rohrleitungen 50 und 51 für das Kühlmittel zwischen 50 Führungskörper 43 zusammen. Die Platten 80 weisen

zwei der Abschirmung dienenden Wänden 58 und 59 kreisförmige, mit Stegen 83 versehene Öffnungen 84

angeordnet. auf, durch welche das Kühlmittel in die Kanäle 44

Die Fig. 5 zeigt den Schnitt V-V in Fig. 4 in eintreten kann. Die obere Platte 80 ist mit vorsprin-

etwas vergrößertem Maßstab. In den Kanälen 44 der genden Stiften 85 versehen, die sich gegen die Platte

Führungsteile 43 sind Spaltstoffteile 60 angeordnet, 55 80 des unteren Führungskörpers stützen und die

deren Umhüllungen mit Kühlrippen 61 versehen sind. beiden Führungskörper 43 auf Abstand halten. Im

Die F i g. 6 zeigt die andere Hälfte des beispiels- Zwischenraum strömt das Gas im Sinne der einge-

gemäßen Druckrohres nach der Erfindung. Die An- zeichneten Pfeile aus dem Raum zwischen den Füh-

ordnung ist im wesentlichen gleich, und es wurden rungskörpern 43 und dem Rohr 40 in die Kanäle 44

einander entsprechende gleiche Teile mit gleichen 60 ein.

Bezugszeichen bezeichnet. Der untere Anschluß- Die F i g. 9 bis 17 zeigen ebenfalls das Mittelteil

kopf B weist bei diesem Ausführungsbeispiel einen eines Druckrohres gemäß der Erfindung, und zwar

eingeschweißten Abschlußdeckel 62 auf. An die von einer Ausführungsform, bei welcher das Kühl-

Führungskörper 43 schließt sich unten ein Rohr 63 mittel jeweils an einem Ende zugeführt und am ent-

an, das durch einen Gewindering 64 in einem beson- 65 gegengesetzten Ende des Druckrohres entnommen

deren Anschlußteil 65, welches mit dem unteren Teil wird. Auf beiden Seiten des Druckrohres wird das

des Rohres 50 verschweißt ist, befestigt ist. Das Rohr Kühlmittel in den Zwischenraum zwischen dem

63 ist zu Zwecken der Wärmeisolierung mit einem Druckrohr 40 und dem Führungskörper 43 einge-

führt. In der Mitte des Druckrohres befindet sich zwischen den Führungskörpern 43 ein Teil 90, welches derart geformte Kanäle 91 aufweist, daß diese das Kühlmittel aus dem Zwischenraum zwischen dem Druckrohr 40 und dem Führungskörper 43 der einen Hälfte des Druckrohres in die Kanäle 40 der anderen Hälfte des Druckrohres überleitet, und umgekehrt. Der entsprechende Verlauf der Kanäle ist in den Fig. 11 bis 17 dargestellt, welche den Schnitten XI bis XVII in F i g. 9 entsprechen.

Es ist auch eine Ausführungsform der Druckrohre gemäß der Erfindung möglich, bei welcher das Kühlmittel von den Enden der Druckrohre in einem Zentralkanal im Druckrohr zur Mitte des Druckrohres geführt wird und der Spaltstoff im Raum zwisehen dem Zentralkanal und dem Druckrohr angebracht ist. Bei dieser Ausführungsform entsteht zwar normalerweise eine etwas höhere Temperatur des Druckrohres. Diese Ausführungsform hat jedoch gewisse Vorteile gegenüber den beschriebenen Aus- ao führungsformen. So ist der Druckverlust des Kühlmittels im Zufuhrkanal zur Druckrohrmitte bei gleichem Querschnitt wegen der geringeren Oberfläche des Kanals geringer. Außerdem entsteht im Zentrum des Druckrohres eine kleinere Neutronenfluxdepression, was Vorteile bezüglich des gleichmäßigen Ausbrandes des Spaltstoffes zur Folge hat. Diese Ausführungsform ist schematisch in Fig. 18 dargestellt. In dieser Figur ist in einem Moderatorteil 100 eine größere Anzahl von Druckrohren 101 angeordnet, von denen aus den erwähnten Gründen wieder nur eines dargestellt wurde. Im Druckrohr sind zwei nicht ganz zur Mitte führende Innenrohre 102 und 103 angeordnet, zwischen welchen sich ein nach außen führender Strömungsraum 104 befindet. Zwischen den Innenrohren und dem Druckrohr sind Spaltstoffteile 105 angeordnet. Das Druckrohr ist mit einer wärmeisolierenden Schicht 106, z. B. aus keramischem Material und Graphit, versehen. Die Kühlmittelzufuhr erfolgt in der Richtung der eingezeichneten Pfeile durch Rohranschlüsse 107, die Entnahme des Kühlmittels durch Rohranschlüsse 108. Es versteht sich, daß bei dieser Ausführungsform auch die Trennwand gemäß Fig. 2 bzw. analog den Fig. 9 bis 17 Verwendung finden kann. Es ist auch eine entsprechende Modifikation der Ausführung nach den F i g. 4 bis 6 möglich. Bei dieser Modifikation bleiben in den Führungsteilen 43 die Mittelkanäle ohne Spaltstoff, werden diese Kanäle an die Kühlmittelzufuhr angeschlossen und wird der Durchmesser der Teile 43 so groß gewählt, daß nur ein geringer Zwischenraum zwischen dem Führungsteil 43 und dem Druckrohr 40 verbleibt.

Claims (9)

Patentansprüche: 55

1. Atomkernreaktor mit im Moderator des Reaktorkerns untergebrachten Druckrohren, die vom Reaktorkühlmittel durchströmt werden, wobei das Kühlmittel den Druckrohren durch an deren Enden vorgesehene Anschlüsse zugeführt, durch in Achsenrichtung des jeweiligen Druckrohres innerhalb desselben verlaufende Kanäle, welche keinen Spaltstoff enthalten, weitergeleitet und, jeweils innerhalb desselben Druckrohres, in andere, ebenfalls in Achsenrichtung des Druckrohres verlaufende, Spaltstoff enthaltende Kanäle umgeleitet wird, welche das Kühlmittel erwärmt zu an den Enden der Druckrohre vorgesehenen weiteren Anschlüsse führen, durch die das Kühlmittel entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Druckrohr (1, 40, 101) an beiden Enden jeweils sowohl einen Anschluß (6, 7, 50, 107) für die Zufuhr als auch einen Anschluß (8, 10, 51, 108) für die Entnahme von Kühlmittel aufweist.

2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Druckrohr (1) ein Innenrohr (3, 20) enthält, welches durch das Druckrohr (1) durchgeführt ist, wobei das Innenrohr (3, 20) sowie der Ringraum zwischen dem Druckrohr (1) und dem Innenrohr (3, 20) die beiden Arten von Kühlmittelkanälen bilden und wobei das Innenrohr (3, 20) in seinem mittleren Bereich Öffnungen (11) zur Umleitung des Kühlmittels von der einen in die andere Art von Kanälen aufweist.

3. Kernreaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr auf halber Länge unter Bildung eines Zwischenraumes (22, 104) geteilt ist, in den die beiden Hälften (20, 21, 102, 103) des Innenrohres münden.

4. Kernreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Zwischenraum zwischen den beiden Hälften (20, 21) des Druckrohres eine zur Achse des Druckrohres senkrecht stehende Trennwand (24) angeordnet ist.

5. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckrohr (40) als Führungsteile zylindrische Körper (43) mit mehreren zur Achse des Druckrohres (40) parallel verlaufenden Kanälen (44) angeordnet sind.

6. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anschlüsse (6, 7, 8, 10, 50, 51) für die Zufuhr und die Entnahme des Kühlmittels seitlich am Druckrohr (1, 40, 101) befinden.

7. Kernreaktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte des Druckrohres (40) zwischen zwei Führungsteilen (43) ein mit Kanälen (91) versehenes Teil (90) angeordnet ist, welches jeweils einen in der einen Hälfte des Druckrohres zwischen dem Führungsteil (43) und dem Druckrohr (40) befindlichen Strömungsraum mit den Kanälen (44) des Führungsteiles (43) in der anderen Hälfte des Druckrohres verbindet.

8. Kernreaktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsteile (43) aus für Moderatorzwecke geeignetem Material bestehen.

9. Kernreaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsteile (43), aus Graphit hergestellt, mit metallischen Stirnplatten (80) versehen und durch Ankerschrauben (82) miteinander verbunden sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 909510/1124