DE1300988B - Moderatorkernaufbau fuer Kernreaktoren - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Moderator- Graphitmoderatoraufbaus eines Kernreaktors. Der kernaufbau für Kernreaktoren, welcher eine Bauteil- Gesamtaufbau hat eine geradzylindrische Form und gruppe aus prismatischen Graphitblöcken aufweist, enthält eine Bauteilgruppe aus prismatischen Graphitdie in Lagen und mit ihren Endflächen zu Säulen auf- blocken, die einen äußeren, an der Peripherie vereinandergeschichtet sind, wobei übereinander ange- 5 laufenden Reflektorbereich 1 aus starren Reflektorordnete Blöcke wenigstens einiger Säulen Löcher bzw. blocken 2 und einen inneren Kernbereich 3 aus Bohrungen aufweisen, welche miteinander fluchten, röhrenförmigen Kernblöcken 4 aufweist. Die Kernum Kanäle für die Aufnahme von Brennelementen zu blocke 4 haben jeweils eine Längsbohrung 5. Die bilden, wobei die äußeren Blöcke des Kernaufbaus Graphitblöcke 2 und 4 sind in horizontalen Lagen an einem Halteaufbau, welcher den Kernaufbau um- io und mit den Endflächen in senkrechten Säulen auf gibt, mit Hilfe von Verbindungsgliedern befestigt einer Bodentragplatte 6 aufeinandergeschichtet. Der sind, welche vertikale Bewegungen der Glieder und Bodenreflektorblock 2 in jeder Säule sitzt in einer Blöcke zulassen, und wobei die inneren Blöcke des Aussparung 7 in der Bodentragplatte 6. Die Kern-Aufbaus durch Keile miteinander und mit den äuße- blocke 4 enthalten senkrechte Brennstoffelementren Blöcken des Aufbaus verbunden sind (vgl. deut- 15 Kanäle 8 im Aufbau für die Aufnahme von Brennsche Auslegeschrift 1162 004). Stoffelementen, und die Zwischenräume zwischen den

Bei dem durch die deutsche Auslegeschrift 1162 004 Kernblöcken bilden Moderatorkühlmittel-Kanäle 9, bekannten Aufbau wird zunächst ein Säulenstück auf die durch den Aufbau parallel zu den Brennstoffden Boden eines Stützmantels aufgelegt und anschlie- element-Kanälen 8 hindurchführen. Jeder der Kernßend ein Verbindungsstück, das mit einer kurzen a° blocke 4 in den Säulen weist einen Paßzapfen 10 an Stange versehen ist, in die zentrale Öffnung des seinem unteren Ende auf, welcher mit einer Aus-Säulenstücks eingeführt und mit dem Mantel ver- sparung 11 in dem oberen Ende des unteren anliegenbunden, woraufhin ein weiteres Säulenstück aufgesetzt den Kernblocks 4 übereinstimmt. Der Paßzapfen 10 wird usw. Es ist also hierbei nicht möglich, die ge- am unteren Ende des Bodenkernblocks 4 in jeder samte Säule von unten nach oben aufzusetzen und »5 Säule stimmt mit einer Aussparung 12 rund um eine anschließend die Verbindung mit dem Mantel her- Öffnung 13 in der Bodentragplatte 6 überein,
zustellen. Praktisch ist bei diesem bekannten Aufbau In den Schichten sind die Reflektorblöcke 2 und

überhaupt nur die Verbindungsart durch Schweißen die Kernblöcke 4 in einem Viereckgitter angeordnet, möglich. Dies ist aber wegen der beengten Verhält- Jeder der Kernblöcke 4 ist mit den vier nebeneinnisse und wegen der möglichen Verunreinigungen, 3o anderliegenden Kernblöcken 4 im Aufbau durch ranachdem bereits die Graphitsäulen (jedenfalls teil- diale Keilverbindungsstücke 14 verbunden. Die Keilweise) errichtet sind, sehr nachteilig. Verbindungsstücke 14 bestehen aus Graphitstäben mit

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Zusammensetzen rechteckigem Querschnitt, welche mit den Längskeildes Aufbaus zu vereinfachen und zu erleichtern, so nuten 15 in den Kernblöcken 4 übereinstimmen. Die daß die Verbindungsglieder nachträglich an bereits 35 Keilverbindungsstücke 14 sind lasttragend, und jedes vorbereitete Drehgelenke montiert werden können, Paar der Kernblöcke 4 in nebeneinanderliegenden wobei das Durchstecken eines Zapfens oder das An- Säulen ist durch ein Keilverbindungsstück 14 verbunziehen einer Überwurfmutter genügt. Eine Verunrei- den. Die Keilverbindungsstücke 14 werden in Längsnigung des Reaktorkerninneren durch Schweißvor- richtung in den Keilnuten 15 der Kernblöcke durch gänge wird vermieden. . 40 Füllkeile 16 in ihrer Stellung gehalten. Die Füllkeile

Dies wird bei dem eingangs genannten Modera- 16 haben die Form von Graphitstäben mit rechttorkernaufbau dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß eckigem Querschnitt und sind in den Keilnuten 15 die die äußeren Blöcke an dem Halteaufbau befesti- zwischen den Keilverbindungsstücken 14 angebracht, genden Verbindungsglieder am Halteaufbau und an Die Füllkeile 16 sind nicht-lasttragend, wobei sie den Blöcken um jeweils eine horizontale, zur Rieh- 45 einen seitlichen Grobsitz in den Keilnuten 15 auftung des Verbindungsgliedes senkrecht stehende weisen. Der Zwischenraum zwischen jeder Gruppe Achse drehbar befestigt sind. von vier nebeneinanderliegenden Kernblöcken 4 ist

Da auf die Verbindungsglieder bei Anwendung der durch eine Säule von Zwischenraum-Graphitblöcken Erfindung kein Drehmoment einwirkt, können diese 17 und 18 ausgefüllt. Die Zwischenraum-Blöcke 17 relativ dünn ausgeführt werden, was den Vorteil mit 5° haben rechteckigen Querschnitt mit einer integralen sich bringt, daß ein Neutroneneinfang durch die Ver- Keilauskragung 19, welche auf jeder Fläche vorhanbindungsglieder und den äußeren Mantel verhindert den ist. Die Keilauskragungen 19 der Zwischenraumwird. Blöcke 17 stimmen mit Längskeilnuten 20 in den

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der sie bei- nebeneinanderliegenden Kernblöcken 4 überein. Die spielsweise wiedergebenden Zeichnung beschrieben. 55 Zwischenraum-Blöcke 18 weisen einen glatten recht-Es zeigt eckigen Querschnitt auf und sind abwechselnd mit

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Teil des den Zwischenraum-Blöcken 17 angebracht, solcher-Kernaufbaus gemäß der Erfindung, art, daß die Zwischenraum-Blöcke 17 in der richtigen

Fig. 2 einen Teilaufriß im Längsschnitt nach der Entfernung voneinander im Abstand gehalten werden. Linie II-II in F i g. 1, 60 Die Zwischenraumblöcke 17 und 18 sind Ende an

F i g. 3 ausschnittweise eine Einzelheit im Schnitt Ende durch Graphitdübel 21 miteinander verbunnach der Linie III-III in F i g. 2, den, welche mit den entsprechenden Aussparungen

F i g. 4 einen Längsschnitt, der im einzelnen eine 22 auf den Endflächen der Zwischenraum-Blöcke 17 Abänderung des in den F i g. 1, 2 und 3 dargestellten und 18 übereinstimmen.
Aufbaus wiedergibt, während 65 Die Reflektorblöcke 2 sind ebenso miteinander und

F i g. 5 eine Aufsicht auf die in F i g. 4 dargestellte mit den nebeneinanderliegenden Kernblöcken 4 verAbänderung darstellt. bunden, und zwar durch Keilverbindungsstücke 14,

Die Zeichnung veranschaulicht einen Teil des und die Zwischenräume in Längsrichtung zwischen

den nebeneinanderliegenden Refiektorblöcken 2 sind auch mit Zwischenraum-Blöcken 17 und 18 gefüllt. Die äußeren Reflektorblöcke 2 sind durch Abdichtungskeile 23 verbunden, welche die Form von Graphitstäben mit rechteckigem Querschnitt aufweisen, welche sich über die volle Länge jeder Säule der äußeren Reflektorblöcke 2 erstrecken.

Wie in F i g. 3 dargestellt, besteht die Bodenschicht aus Kernblöcken 4, welche auf der Stütz- bzw. Tragplatte 6 aufliegen und einen achteckigen Querschnitt an ihren unteren Enden aufweisen, so daß die unteren Enden dieser Kernblöcke 4 untereinander und mit den Boden-Zwischenraum-Blöcken 18 so eng zusammenliegen, daß nur schmale Zwischenräume zwischen den nebeneinanderliegenden Flächen der Blöcke bestehen. Ein an der Peripherie verlaufender Kanal 24 wird rund um das untere Ende jedes der Kernblöcke 4 in der Bodenschicht gebildet. Die an der Peripherie verlaufenden Kanäle 24 um die Kernblöcke 4 in der Bodenschicht herum sind mit den Bohrungen 5 dieser Kernblöcke durch radiale Durchlässe 25 verbunden. Die Kanäle 24 bilden in Kombination einen gemeinsamen Gasspeicherhohlraum 26, welcher sich über das untere Ende des inneren Kernbereichs 3 des Aufbaus hinweg erstreckt. Röhren 27, welche einen Teil eines Aufbaus für das Stützen bzw. Aufnehmen von Brennstoffelementen in jedem Kanal 8 bilden, erstrecken sich abwärts von den öffnungen in der Bodenstützplatte 6. Die Röhren 27 haben Endflansche 28, welche mit den Aussparungen 12 um die öffnungen 13 herum übereinstimmen. Die Röhren 27 weisen auch Gaseinlaßöffnungen 29 auf.

Der Gesamtaufbau wird von einem Halteaufbau 30 umgeben. Jeder der äußeren Reflektorblöcke 2 des Aufbaus ist an dem Halteaufbau 30 durch ein drehbar gelagertes Verbindungsglied 31 befestigt. Jedes der drehbar gelagerten Verbindungsglieder 31 besteht aus zwei Teilen 32 und 33, die durch ein Schäkel 34 verbunden sind. Verbindungsstäbe 35 sind in Langlöchern 36 in den äußeren Reflektorblöcken 2 eingepaßt. Die Reflektorblöcke haben Aussparungen 37, um so eine Verbindung der Glieder 31 mit den Verbindungsstäben 35 zu ermöglichen. Die Endstücke der Teile 32 der Verbindungsglieder 31 sind drehbar mit den Verbindungsstäben 35 über horizontale Drehzapfenstifte 38 verbunden. Die Endstücke der Teile 33 der Verbindungsglieder 31 sind auf Tragstücken bzw. Halterungen 39 drehbar gelagert, welche an den Halteaufbau 30 angeschweißt sind. Blöcke 40 sind auf vertikalen Stiften 41 drehbar gelagert, die in den Halterungen 39 angebracht sind, wobei die Stifte 41 mit Distanzmuffen 42 befestigt sind. Die Endstücke der Teile 33 der Verbindungsglieder 31 sind auf den Blöcken 40 durch horizontale Drehzapfenstifte 43 drehbar gelagert. Der Halteaufbau 30 sitzt auf einem Flansch 44, welcher die Bodenstützplatte 6 umgibt. Eine Gasabdichtung 45 ist zwischen dem Flansch 44 und der Bodenstützplatte 6 angebracht. Die Gasabdichtung 45 umfaßt eine Reihe von Platten 46, die an der Bodenstützplatte 6 durch Schrauben 47 befestigt sind. Die Platten 46 haben Flächenberührung mit Platten 48, welche durch Schrauben 49 mit einem Ringträger 50 verbunden sind, welcher auf dem Flansch 44 durch Schrauben 51 befestigt ist.

Die F i g. 4 und 5 zeigen eine Alternativform des Verbindungsgliedes, welches eine Platte 52 enthält. Eine Hülse 53 ist in ein Loch 54 am inneren Ende der Platte 52 eingepaßt. Die Hülsen 53 passen auf die Verbindungsstäbe 35 in den äußeren Reflektorblöcken 2. Um eine Drehbarkeit der Platten 52 relativ zu den Verbindungsstäben 35 zu gestatten, haben die Bohrungen 55 der Hülsen 53 eine gewölbte Form. Halterungen 56 sind mit dem Halteaufbau 30 verschweißt. Drehzapfenblöcke 57 sind an den Halterungen 56 durch Schrauben 58 befestigt. Schrauben 58 sind durch verlängerte Löcher 59 hindurch an den Halterungen 56 angebracht, so daß die Drehzapfenblöcke 57 nach innen wie nach außen in einer radialen Richtung auf den Halterungen 56 einstellbar sind. Eine radiale Einstellung der Drehzapfenblöcke 57 auf den Halterungen 56 ist mit Hilfe eines mit Gewinde versehenen Zapfens 61 möglich, der in einer Nase 60 auf jedem der Drehzapfenblöcke 57 angebracht ist. Die Zapfen 61 sind durch Löcher 62 hindurch in den Nasen 60 der Drehzapfenblöcke 57 befestigt und sind auf die Halterungen 56 aufgeschraubt. Befestigungsmuttern 64 auf den Zapfen 61 klemmen die Zapfen

so 61 in Übereinstimmung mit den Nasen 60 auf den Drehzapfenblöcken 57 ein. Die Zapfen 61 weisen einstückige Flansche 63 auf, und die Nasen 60 der Drehzapfenblöcke 57 sind zwischen den Flanschen 63 und den Befestigungsmuttern 64 auf den Zapfen 61 eingeklemmt. Die Verbindungsplatten 52 weisen gegabelte Arme 65 auf, und ein Drehzapfenstift 66 zwischen den Armen 65 dreht die Verbindungsplatten 52 auf den Drehzapfenblöcken 57.

In der in der Zeichnung dargestellten Anordnung erhalten die Kernblöcke 4 im Aufbau ihre Stabilität dadurch, daß sie miteinander und mit den äußeren Reflektorblöcken 2 durch die Graphitkeile 14 verkeilt werden. Die äußeren Reflektorblöcke 2 werden gegen radiale Bewegung nach außen durch die drehbar gelagerten Verbindungsglieder 31 bzw. in den Fällen der F i g. 4 und 5 durch die Verbindungsplatten 52 abgestützt.

Die Verbindungsglieder 31 (F i g. 1 und 2) und die Verbindungsplatten 52 (Fig. 4 und 5) sind drehbar gelagert, um sich in eine Richtung bewegen zu können, welche parallel zu den Längsachsen der Säulen der Kernblöcke 4 und der Reflektorblöcke 2 verläuft. Die Drehbarkeit der Verbindungsglieder 31 und der Verbindungsplatten 52 in dieser Art gestattet Bewegungen des Kernaufbaus relativ zum Halteaufbau 30 in der mit den Säulen der Blöcke parallelen Richtung. Solche Bewegungen des Kernaufbaus relativ zum Halteaufbau können durch Unterschiede in der Wärmeausdehnung des Kernaufbaus und des Halteaufbaus 30 in Richtung der Längsachsen der Säulen der Blöcke und auch auf Grund von Gesamtabmessungsveränderungen des Kernaufbaus relativ zum Halteaufbau 30 in der Richtung der Längsachsen der Säulen der Blöcke auftreten.

Die Verbindungsglieder 31 sind ebenfalls drehbar gelagert, um auf den Ebenen der Schichten der Blöcke beweglich zu sein, d. h. in rechten Winkeln zu den Längsachsen der Säulen der Blöcke. Die Verbindungsglieder 31 sind auch in der Länge durch die Schäkel 34 einstellbar. Diese Hilfsmittel gestatten einigen Spielraum beim Anbringen der Reflektorblöcke 2 während der Montage des Kernaufbaus.

Auf der anderen Seite weisen die in den F i g. 4 und 5 dargestellten Verbindungsplatten 52 eine solche Form auf, daß eine Bewegung auf den Ebenen der Platten vermieden wird. Die die Verbindungsplatten 52 enthaltende Anordnung ist besonders für die Ver-

wendung in geographischen Gebieten geeignet, welche Erdbeben unterworfen sind.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Moderatorkernaufbau für Kernreaktoren, welcher eine Bauteilgruppe aus prismatischen Graphitblöcken aufweist, die in Lagen und mit ihren Endflächen zu Säulen aufeinandergeschichtet sind, wobei übereinander angeordnete Blöcke wenigstens einiger Säulen Löcher bzw. Bohrungen aufweisen, welche miteinander fluchten, um Kanäle für die Aufnahme von Brennelementen zu bilden, wobei die äußeren Blöcke des Kernaufbaus an einem Halteaufbau, welcher den Kernaufbau umgibt, mit Hilfe von Verbindungsgliedern ts befestigt sind, weiche vertikale Bewegungen der Glieder und Blöcke zulassen, und wobei die inneren Blöcke des Aufbaus durch Keile miteinander und mit den äußeren Blöcken des Aufbaus verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, ao daß die die äußeren Blöcke (2) an dem Halteaufbau (30) befestigenden Verbindungsglieder (31,52) am Halteaufbau (30) und an den Blökken (2) um jeweils eine horizontale, zur Richtung des Verbindungsgliedes (31,52) senkrecht stehende Achse drehbar befestigt sind.

2. Moderatorkernaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Verbindungsglieder (31,52) verstellbar ist.

3. Moderatorkernaufbau nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsglieder (31) am Halteaufbau und an den Blöcken auch um jeweils eine vertikale Achse drehbar befestigt sind.

4. Moderatorkernaufbau nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsglieder (52) als horizontal angeordnete Platten ausgebildet und am Halteaufbau gegen Drehung um eine vertikale Achse gesichert befestigt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen