DE1414760B2 - Poolreaktor mit ortsveraenderbarem reaktorkern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Forschungsreaktor, bestehend aus einem mit einer Flüssigkeit gefüllten, oben offenen Tank, einer darüber befindlichen Bedienungsbrücke und einem im Tank mit allseitigem Abstand von den Wänden angeordneten, vertikal und horizontal verstellbaren Reaktorkern, der auf einer an ein Traggerüst angeschlossenen, eine Kühlmittel-Sammelkammer bildenden Unterstützung ruht und von dem Traggerüst in vertikaler und horizontaler Richtung geführt wird.

Ferner werden bei der vorliegenden Erfindung eine nicht störende Ausführung eines Antriebes zur Höhenverstellung und Horizontalbewegung des Reaktorkernes und eine zweckmäßige Ausbildung der Bedienungsbrücke gezeigt, die einen freien Zugang zu allen Teilen des Tanks gestattet. Eine zusätzliche Maßnahme der Erfindung bezieht sich auf die Halterung der Kontrollstabantriebe über der Wasseroberfläche.

Bei Forschungsreaktoren vom Swimming-Pool-Typ wird der Reaktorkern im allgemeinen in einem Gitterwerk, das an der Bedienungsbrücke befestigt ist, eingehängt. Dieses Gitterwerk wird üblicherweise aus Aluminium-Winkelprofilen als an einer Seite offener U-förmiger Kastenträger ausgebildet. Bei dieser Ausführung ist von der Bedienungsbrücke bis herunter

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zum Reaktorkern der vom U-förmigen Gitterwerk einem runden Tank in der Höhe verfahrbar angeordeingeschlossene Raum in der gesamten Höhe von net. Es sind dabei vier Höhenpositionen möglich, so einer Seite zugänglich. Dadurch ist es möglich, mit daß Arbeiten an den Versuchspositionen durchge-Hilfe von Spezialwerkzeugen Brennstoffelemente, Re- führt werden können, vor denen der Reaktorkern aktorelemente, Bestrahlungsproben usw. unter Was- 5 gerade nicht steht. Die Kühlmittelabsaugung erfolgt ser bis zu den zugehörigen Absetzpositionen zu trans- bei dieser Konstruktion über einen langen Blechportieren. Forschungsreaktoren dieser Art sind bei- schacht, in dem der Reaktorkern gleitet. Diese Ausspielsweise aus »Nuclear Engineering«, März 1960, führung hat jedoch den Nachteil, daß sie verhältnis-S. 99, aus der »VDI-Zeitschrift«, 102, 21. August mäßig kompliziert und damit teuer ist und ferner die 1960, S. 1141, und aus »Proceedings of the Interna- ίο freie Zugänglichkeit zum Kern erheblich beeinträchtional Conference on the Peaceful Uses of Atomic tigt.
Energy«, Vol. 2, 1956, S. 421, bekannt. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß der

Um die Handhabung der Brennelemente usw. zu Reaktorkern bei einer derartigen Anordnung nicht

erleichtern, ist es möglich, vom Bedienungsraum her horizontal verfahren werden kann, wodurch es nicht

bedienbare Beschickungswerkzeuge aus dem den Re- 15 möglich ist, ohne Umbau des Reaktorkernes oder

aktorkern umgebenden Raum an bzw. in den Kern langwieriges Einsetzen von Leerelementen in den

einzuschwenken. Eine derartige Ausführung ist in Strahlrohren je nach den Erfordernissen einen schnel-

»Selected Reference Material on Atomic Energy«, len oder thermischen Neutronenfluß zu erhalten.

Band »Research Reactors«, 1955, S. 88 bis 99, be- Aufgabe der Erfindung ist ein Reaktoraufbau, der

schrieben, ebenfalls in der französischen Patentschrift 20 im Gegensatz zu den bisher bekannten Reaktoren

1 238 755, die sich allerdings nicht auf einen Reaktor vom Swimming-Pool-Typ die Probleme der freien

vom Swimming-Pool-Typ bezieht. Zugänglichkeit zum Kern und zu allen übrigen Tei-

Da der Raum über dem Reaktorkern auch von den len des Tanks und die der Kühlmittelabführung in

Kontrollstabantrieben usw. mit beansprucht wird, ist Verbindung mit einer Verfahrbarkeit des Reaktor-

die Zugänglichkeit von einer Seite für viele Arbeiten 25 kerns in horizontaler und vertikaler Richtung in be-

nicht ausreichend. Es wurde deshalb bereits versucht, friedigender Weise löst.

Reaktoren zu bauen, welche eine bequemere Zugang- Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Er-

lichkeit aufweisen. findung dadurch erreicht, daß das Traggerüst des

Aus »Atomics«, Mai 1957, S. 167, und »Directory Reaktorkerns in an sich bekannter Weise nicht mit of Nuclear Reactors«, Vol. Ill, 1960, S. 13 bis 18, 30 der Bedienungsbrücke verbunden ist, daß das Tragist eine Ausführung bekannt, bei der das Traggerüst gerüst aus zwei unabhängigen Systemen besteht, von für den Kern aus senkrechten Säulen besteht, und denen das eine aus mehreren in Kernhöhe geschlitzdiese Säulen derart angeordnet sind, daß senkrechte, ten Führungsrohren und daran angeschlossenen Säuvom Flüssigkeitsspiegel bis zur Höhe des Kerns rei- len und das andere aus einem oder mehreren, relativ chende Beschickungswerkzeuge aus den Randzonen 35 zu den Führungsrohren vertikal bewegbaren, an die des Tanks durch eine Bewegung von mindestens zwei Unterstützung des Reaktorkerns angeschlossenen Seiten in den vom Kern erfüllten Raum einbringbar Zugankern besteht, daß sich die Unterstützung des sind. In der zuletzt genannten Veröffentlichung ist auf Reaktorkerns über als Hohlkörper ausgebildete Prat-S. 63 auch das Merkmal angegeben, daß das Trag- zen bis in das Innere der geschlitzten Führungsrohre gerüst für den Kern nicht mit der Bedienungsbrücke 40 erstreckt und daß die Unterstützung und die Fühverbunden ist. rungsrohre Teile der Kühlmittelableitung vom Reak-

Ferner wurde eine Lösung derart versucht, daß der torkern sind.

Reaktorkern vollkommen frei auf dem Boden des Der Reaktorkern wird in horizontaler Richtung Tanks aufgestellt wurde. Diese Lösung bietet die durch vorzugsweise drei eventuell in Kernhöhe vergrößtmögliche Zugänglichkeit, es mußten jedoch, 45 ankerte Führungsrohre festgelegt, während die vertisollte dieser Vorteil voll wirksam werden, außeror- kale Festlegung durch einen oder mehrere Zuganker dentlich komplizierte und teure Kontrollstabantriebe erfolgt. Die horizontale und vertikale Festlegung erentwickelt werden. Diese Antriebe sind sehr kurz, sie folgt jedoch nicht starr; in Verbindung mit weiteren, ragen nur geringfügig über den Reaktorkern hinaus im folgenden beschriebenen Ausgestaltungen der Er- und arbeiten daher vollkommen im Tankwasser. 50 findung sind eine größere Vertikalbewegung und eine

Bei einer anderen Konstruktion wurde ebenfalls beschränkte Horizontalbewegung des Reaktorkerns

der Kern auf dem Boden des Tanks aufgestellt, es möglich.

wurden dabei jedoch die üblichen, über Wasser lie- Als zusätzliche Vorteile ergeben sich eine den genden Kontrollstabantriebe gewählt. Die beiden zu- freien Zugang nicht störende Absaugung des Kühlletzt genannten Lösungen haben den Nachteil, daß 55 mittels und ebenfalls nicht störende Ausbildungen der Kern nicht verfahrbar ist. eines Antriebes zur Höhenverstellung und Horizon-

Ferner sind auch Reaktoren bekannt, bei denen der talbewegung des Reaktorkerns und der Halterung für

Reaktorkern vertikal verfahren werden kann. Dabei die Kontrollstabantriebe.

treten jedoch außer dem Problem der freien Zugang- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vor-

lichkeit auch noch Probleme bei der Kühlmittelab- 60 geschlagen, daß die in Kernhöhe geschlitzten Füh-

führung auf. Die üblichen Brennstoffelemente für Re- rungsrohre bzw. die Säulen des Traggerüstes nur

aktoren der beschriebenen Art erfordern bei Leistun- unterhalb und oberhalb des Arbeits- und Beschik-

gen von mehr als etwa 200 kW eine Wärmeabfuhr kungsraumes fest miteinander verbunden sind,

durch Zwangsumlaufkühlung. Es sind Konstruktio- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vor-

nen bekannt, bei denen der Kern vertikal verfahren 65 geschlagen, daß konzentrisch in jedem Führungsrohr

werden kann und gleichzeitig eine Zwangsumlauf- und in den Säulen des Traggerüstes ein vertikal be-

kühlung desselben erfolgt. wegbarer Zuganker angeordnet ist und die Bewegung

Bei einer Lösung z. B. ist der Reaktorkern in über mechanisch synchronisierte Antriebe erfolgt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Führungsrohre bzw. Säulen an ihrem unteren Ende fest an dem Tank mit einer Verankerung befestigt sind und eine zweite Verankerung in Kernhöhe angeordnet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Führungsrohre bzw. Säulen an ihrem unteren Ende fest an dem Tank befestigt sind und über dem Arbeits- und Beschickungsraum fest mit einer Unterstützung, beispielsweise mit einem Ausleger, verbunden sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die obere Verbindung der Säulen durch einen Antrieb horizontal verschiebbar auf einer Unterstützung, beispielsweise einem Ausleger über dem Arbeits- und Beschickungsraum, angeordnet ist und daß die Säulen bzw. Führungsrohre mit der unteren Verbindung frei in den Tank hineinhängen und nicht mit diesem verbunden sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Führungsrohre bzw. Säulen in Kernhöhe enden und an ihrem unteren Ende fest an dem Tank befestigt sind und eine zweite Verankerung in Kernhöhe angeordnet ist sowie ein vertikal bewegbarer Zuganker vorhanden ist, der etwa in Kernmitte an die Unterstützung des Reaktorkerns angeschlossen ist und in der Höhenausdehnung des Reaktorkerns mit der Querschnittsform eines Brennstoffelementes und mit geringer Neutronenabsorption ausgeführt ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß oberhalb des Reaktorkerns an den Zugankern zusätzliche Befestigungsteile für die Kontrollstabantriebe angeordnet sind, die synchron mit dem Reaktorkern bewegbar sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß an Befestigungsteilen eine Gitterplatte mit Bohrungen entsprechend der Teilung des Reaktorkerns fest oder horizontal verschiebbar angeordnet ist, in deren Bohrungen die Kontrollstabantriebe geführt sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß sowohl die Grundplatte als auch die Gitterplatte unabhängig voneinander, jedoch synchron miteinander, horizontal verschiebbar sind, derart, daß die mit einem Einrastmechanismus in der Gitterplatte geführten Kontrollstabantriebe mit den Verbindungsrohren und den in der Grundplatte steckenden Kontrollstab-Brennstoffelementen in jeder Stellung senkrecht zur Grundplatte und zur Gitterplatte stehen.

Einige Ausführungsbeispiele, die den Erfindungsgedanken verwirklichen, sind in den Fig. 1 bis 12 dargestellt.

Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Poolreaktors gemäß der Erfindung mit drei Führungssäulen und drei Zugankern, wobei die Führungssäulen in Kernhöhe nicht verankert sind und die Horizontalbewegung durch Verschieben des gesamten Aufbaus einschließlich der Führungssäulen erfolgt;

F i g. 2 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Poolreaktors gemäß der Erfindung mit drei Führungssäulen und drei Zugankern, wobei die Führungssäulen zusätzlich an ihrem unteren Ende und in Kernhöhe verankert sind und die Horizontalbewegung durch Verschieben der Grundplatte mit dem Kern und der Kontrollstabhalterung erfolgt;

F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Poolreaktor nach Fig. 2 entlang der Linie A-A;

F i g. 4 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Poolreaktors gemäß der Erfindung mit drei Führungssäulen und drei Zugankern an der Außenwand des Poolbeckens liegend, wobei eine Horizontalbewegung durch Verschieben der Grundplatte mit dem Kern und der Kontrollstabhalterung erfolgt;

ίο F i g. 5 zeigt einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Reaktor nach Fig. 4 entlang der LinieB-B; F i g. 6 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Poolreaktors gemäß der Erfindung mit drei in Kernhöhe endenden Führungssäulen und einem Zuganker, wobei eine Horizontalbewegung durch Verschieben der Grundplatte mit dem Kern und der gesamten Antriebseinheit möglich ist;

Fig. 7 zeigt die Einzelheit der Kühlmittelabsaugung bei den erfindungsgemäßen Poolreaktoren nach F i g. 1 bis 6;

F i g. 8 zeigt die Einzelheiten des Antriebes zur Höhenverstellung des erfindungsgemäßen Poolreaktors nach Fi g. 1, 2, 3 und 6;
F i g. 9 zeigt die Einzelheiten des Antriebes zur Höhenverstellung des erfindungsgemäßen Poolreaktors nach Fig. 4;

Fig. 10 zeigt Einzelheiten des Antriebes zur Horizontalverstellung bei den erfindungsgemäßen Poolreaktoren nach F i g. 2 und 4;

Fi g. 11 zeigt Einzelheiten des Antriebes zur Horizontalverstellung bei dem erfindungsgemäßen Poolreaktor nach Fig. 6;

Fig. 12 zeigt eine Draufsicht der Bedienungsbrücke der erfindungsgemäßen Poolreaktoren nach Fig. 1 bis 6.

F i g. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Poolreaktors, bei dem das Becken mit kreisförmigem Querschnitt ausgeführt ist und bei dem der Reaktorkern eine vertikale Bewegung ausführen kann. Außerdem ist zur besseren Ausnutzung der Versuchsmöglichkeiten eine horizontale Bewegung möglich. Die dargestellte Konstruktion ergibt gemäß der Erfindung einen in hohem Maße frei zugänglichen Poolreaktor. Das Becken 1 setzt sich in der üblichen Art aus einer biologischen Abschirmung 2, der nur Abschirmungsund Festigkeitsaufgaben zufallen, und einem Stahltank 3, der die Dichtigkeit des Beckens 1 garantiert, zusammen. In der biologischen Abschirmung 2 sind Versuchseinrichtungen eingebaut, z. B. eine thermische Säule 4 mit einem Abschlußrohr 5 und Strahlrohre 6 und 7 mit einem davor angeordneten Bleischieber 8. Gemäß der Erfindung ist an einem Hohlwand-Ausleger 9 ein Gehäuse eines Antriebes 10 zur Höhenverstellung des Reaktorkernes 11 angebracht, an dem biegesteif mit Hilfe von Aussteifungen 12 mehrere, beispielsweise drei Säulen 13 angebracht sind. In den rohrförmig ausgebildeten Säulen 13 befinden sich Zuganker 14, die von dem Antrieb 10 zur Höhenverstellung des Reaktorkernes 11 betätigt werden und an deren unteren Enden eine Sammelkammer 15 mit einer auf ihr befestigten Grundplatte 16 mit Hilfe von Pratzen 17 befestigt ist. Kontrollstabantriebe 18 mit Verbindungsrohren 19 zum Reaktorkern 11 werden durch Befestigungsteile 20 mit dem Zuganker 14 fest verbunden.

Die eigentliche Halterung der Kontrollstabantriebe 18 kann wie gezeichnet durch eine Gitterplatte 33 erfolgen. Diese Gitterplatte 33 ist lotrecht über dem

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Kern 11 angeordnet; sie enthält Bohrungen mit der rung gegen Bewegungen der Säulen 13 kommen noch

Teilung des Reaktorkernes 11, in die die mit einem in Kernhöhe angebrachte Verankerungen 31 hinzu.

Einrastmechanismus ausgerüsteten Kontrollstaban- Diese erfindungsgemäße Anordnung ergibt also außer

triebe 18 eingesetzt werden können. der größeren Zugänglichkeit auch noch eine erhöhte

Der Antrieb 10 und die Befestigungsteile 20 sind 5 Stabilität der Kernaufhängung. Eine Verbindungs-

über einem Arbeits- und Beschickungsraum 21 ange- leitung 32 zur Kühlmittelanlage 26 kann bei dieser

ordnet. Als Arbeits- und Beschickungsraum 21 wird Anordnung starr ausgeführt werden, da ja keinerlei

ein Raum bezeichnet, der den Querschnitt der freien Bewegungen an den Säulen 13 auftreten. Die bis

Beckenoberfläche hat, nach unten bis zur Grund- über die Wasseroberfläche herausragenden Kontrollplatte 16 und nach oben bis über Mannhöhe, von io stabantriebe 18 werden an ihrem oberen Ende in

einer Bedienungsbühne 22 aus gerechnet, reicht. der Gitterplatte 33 geführt. Diese Platte erhält die

Diese Definition gilt auch für alle übrigen erfindungs- gleiche Gitterteilung wie die Grundplatte 16, so daß

gemäßen Poolreaktoren. die Kontrollstäbe beliebig umgesetzt werden können.

Die gesamte Einheit, bestehend aus dem Gehäuse Zu diesem Zweck müssen allerdings die Kontroll-

des Antriebes 10, den Säulen 13 und dem über den 15 stabantriebe 18 mit einem Einrastmechanismus aus-

Zuganker 14 damit verbundenen Reaktorkern 11, gerüstet werden.

der Sammelkammer 15, der Grundplatte 16 und den Die horizontale Verstellung des Reaktorkernes 11

Pratzen 17, ist auf dem Ausleger 9 beweglich ange- erfolgt bei dieser Konstruktion durch Verschieben

ordnet. Sie kann durch einen Antrieb 23 zur Hori- der Grundplatte 16, die in einem Schlitten 34 auf zontalverstellung in der waagerechten Ebene ver- 20 der Sammelkammer 15 gleitet. Synchron dazu wird

schoben werden, so daß verschiedene Abstände zu die Gitterplatte 33 mit den Kontrollstabantrieben 18

den Strahlrohren 6 und 7 und der thermischen verschoben. Die nähere Erläuterung erfolgt bei der

Säule 4 möglich sind. Die Säulen 13 sind an ihrem Beschreibung der F i g. 10.

unteren Ende durch eine Verbindungsleitung 24 mit- Da die Säulen 13 untereinander nicht verbunden

einander verbunden. An die Leitung 24 ist eine 25 sind und die Halterung sowohl der Säulen 13 als

flexible oder teleskopartige Leitung 25 angeschlos- auch die der Kontrollstabantriebe 18 zu den Kon-

sen, die zu einer Kühlanlage 26 führt. Dadurch ist trollstäben erst über Mannhöhe erfolgt, bleibt der

es möglich, mit Hilfe der bei F i g. 7 noch näher zu Kern 11 nach allen Seiten hin zugänglich,

beschreibenden Kühlmittelabsaugung, den Kern 11 Eine Lösung, bei der diese freie Zugänglichkeit in

zu kühlen. 3° noch größerem Maße verwirklicht wird, stellt der in

Zwischen dem Reaktorkern 11 und der thermi- F i g. 4 und 5 dargestellte erfindungsgemäße Poolschen Säule 4 befindet sich ein D₂O-Tank 27 mit reaktor dar. Der Aufbau entspricht den unter F i g. 1 einem senkrechten Bestrahlungskanal 28. Durch den bis 3 beschriebenen Reaktoren.
Tank wird erreicht, daß der thermische Anteil des Hierbei sind jedoch im Gegensatz zu den vorher aus dem Reaktorkern austretenden Neutronenflusses 35 beschriebenen Poolreaktoren die Säulen 13 nach bereits in dem Tank 27 sehr stark erhöht wird und außen zum Umfang des Beckens 1 verlegt worden, in die eigentliche Säule 4, in der sich die Versuchs- An den verlängerten Pratzen 17 ist wie bei den vorgegenstände befinden, bereits ein bedeutend höherer hergehenden Poolreaktoren die Sammelkammer 15 thermischer Neutronenfluß eingestrahlt wird. Gleich- mit der auf ihr verschiebbar im Schlitten 34 angeordzeitig entsteht bei dieser Anordnung der größte Teil 4° neten Grundplatte 16 mit dem Reaktorkern 11 beder frei werdenden Wärme im D,O-Tank 27, von festigt. Die Bedienungsbrücke 22 dreht sich innerhalb dem diese ohne Schwierigkeiten an das umgebende der Säulen 13. Die Unterstützung erfolgt durch einen Wasser abgeführt werden kann. Damit kann dieser ins Becken hineinragenden Wulst 35. Damit steht der Reaktor auch mit einer höheren Leistung als andere Reaktorkern 11 vollkommen frei im Becken 1. Für Reaktoren ähnlicher Anordnung betrieben werden, 45 den Antrieb 36 zur Höhenverstellung ist hier ein anwodurch eine weitere Erhöhung des thermischen deres Ausführungsbeispiel gewählt worden. Hierbei Neutronenflusses ermöglicht wird, da ja eine aus- wird an drei vom Antrieb 36 betätigten Rohren 37 reichende Kühlung des vorgeschalteten Tankes 27 und einer an den Rohren 37 befestigten Halterung ohne Schwierigkeiten möglich ist und die Wärme- 38 die Gitterplatte 33 zur Halterung der Kontrollentwicklung in den festen Moderatorblöcken der 50 stäbe fest oder beweglich angeordnet. Die nähere Erthermischen Säule 4 durch diesen Tank 27 niedrig läuterung dieses Antriebes 36 erfolgt bei der Begehalten wird. Als zusätzliche Sicherung sind jedoch Schreibung der F i g. 9.

bei diesem Reaktor noch Kühlleitungen 29 angeord- Wie beim Poolreaktor nach F i g. 2 ist auch hier

net, durch die durch natürliche Konvektion die noch die in diesem Fall verlängerte Verbindungsleitung

in der thermischen Säule 4 entstehende Wärme ab- 55 24 an einer Unterstützungskonstruktion 30 befestigt,

geführt wird. Die Anordnung der Leitung 32 zu der hier nicht ge-

Den Abschluß des Beckens 1 nach oben bildet zeichneten Kühlanlage 26 bleibt bestehen,

die Bedienungsbrücke 22. Der in F i g. 4 dargestellte Poolreaktor hat außer

F i g. 2 und 3 zeigen einen dem in der F i g. 1 be- dem Vorteil der freien Zugänglichkeit auch noch

schiebenen ähnlichen Reaktor. Im Gegensatz dazu 60 andere wesentliche Vorteile. So erhält z. B. der

sind hierbei die Säulen 13 in ihrer Lage festgelegt, Kern 11 eine außerordentlich hohe Lagestabilität,

an ihrem oberen Ende sind sie mit dem an dem Aus- da die Säulen 13 am Umfang des Beckens 1 liegen

leger 9 befestigten Antriebsgehäuse 10 verbunden. und in ihm verankert werden können, so daß keine

Die unteren Enden der Säulen 13 werden ebenfalls Eigenbewegungen mehr möglich sind,

durch eine Leitung 24 miteinander verbunden, je- 65 F i g. 6 zeigt eine andere Variante des erfindungs-

doch ist hierbei die Leitung 24 mit einer festen Un- gemäßen Poolreaktors, die ebenfalls einen in hohem

terstützung 30 verbunden, so daß die Säulen 13 an Maße frei zugänglichen Poolreaktor darstellt. Der

beiden Seiten gehalten werden. Als zusätzliche Siehe- Aufbau dieses Poolreaktors entspricht etwa dem

nach Fig. 2 und 3. Thermische Säule 4, D₂O-Tank 27 und Kühlanlage 26 sind zur zeichnerischen Vereinfachung nicht eingezeichnet. Der Unterschied beruht darin, daß die den Säulen 13 entsprechenden Führungsrohre 39 schon in Kernhöhe enden.

Sie sind ebenfalls durch Verankerungen 31 in Kernhöhe in ihrer Lage festgelegt. Die Sammelkammer 15 mit der Grundplatte 16 und dem Kern 11 wird durch diese Führungsrohre 39 zum einen geführt, zum anderen aber auch sehr starr in horizontaler Richtung festgelegt. Die Festlegung in vertikaler Richtung erfolgt durch einen Zuganker 40, der beispielsweise in Kernmittel angeordnet werden kann und dann in der Höhenausdehnung des Kernes 11 zur Vermeidung absorbierender Wasserschichten entweder als Hohlkörper oder als mit Graphit gefüllter Körper mit der Form eines Brennstoffelementes ausgebildet wird. Der Zuganker 40 und damit auch der an ihm hängende Kern können in ihrer Höhenlage durch einen Antrieb 10, der in etwa den gleichen Aufbau besitzt wie der in F i g. 8 dargestellte, ver-. schoben werden. Eine Horizontalbewegung ist ebenfalls möglich, beispielsweise durch die in Fig. 11 und 10 dargestellte Einrichtung.

In F i g. 7 ist ein Ausführungsbeispiel für eine den freien Zugang nicht störende Kühlmittelabführung aus der Sammelkammer 15 dargestellt. Diese Ausführung bleibt bei allen Poolreaktoren nach F i g. 1 bis 6 gleich. Die Säulen 13 bestehen in ihrem unteren Teil aus einem zum Teil geschlitzten angeflanschten Führungsrohr 41, an das wiederum die Verbindungsleitung 24 anschließt. Der in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigte Zuganker 14 und der in F i g. 6 gezeigte Zuganker 40 bestehen in Kernhöhe aus einem eigentlichen Anker 42, der bei dem Reaktor nach F i g. 6 entfällt, und einem mit ihm verbundenen Rohr 43. Dieses Rohr 43 erhält zur Führung und Abdichtung am oberen und unteren Ende je einen Wulst 44 und 45. Der in den F i g. 1 bis 6 dargestellte Pratzen 17 besteht aus einem in das Rohr 43 eingeschweißten Hohlkörper 46. Dieser Hohlkörper 46 kann an die Sammelkammer 15 beispielsweise durch eine Flanschverbindung 47 angeschlossen werden. Das durch den Kern 11 und die Grundplatte 16 gesaugte Kühlmittel wird in der Sammelkammer 15 gesammelt und fließt dann durch die drei als Hohlkörper 46 ausgebildeten Aufhängepratzen 17, die Rohre 43 und 41, die Verbindungsleitung 24 und die Leitungen 25 bzw. 32 zur Kühlanlage 26.

Bei einer Vertikalbewegung des Reaktorkernes 11 gleitet der Hohlkörper 46 im Schlitz 48 des Rohres 41.

F i g. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Antriebes 10 zur Höhenverstellung für die Poolreaktoren nach den F i g. 1, 2 und 6. Ein Rohr 49 der Säule 13, das bei dem Poolreaktor nach F i g. 6 entfällt, steckt in einem Gehäuse 50 des Antriebes 10 zur Höhenverstellung. Das Rohr 49 ist am oberen Ende teilweise mit einem Schlitz 51 versehen. Das obere Ende des Zugankers 42 ist mit einem Rohr 52 verbunden. Dieses Rohr tragt am oberen Ende eine Spindelmutter 53, in der eine Spindel 54 gleitet. Diese Spindel 54 ist über ein Kettenrad 55, Kugellager 56 und 57 und ein Gehäuse 58 mit dem Gehäuse 50 des Antriebes 10 verbunden. Der Antrieb der Spindel 54 erfolgt an jeder Säule 13 durch einen Getriebemotor 59. Die synchrone Übertragung zu den anderen Spindeln 54 bei den Poolreaktoren nach F i g. 1 bis 5 erfolgt beispielsweise durch das Kettenrad 55 und eine Zahnkette 60, die in Führungen 61 geführt wird. An der in Schlitz 51 des Rohres 49 gleitenden Lasche 62 wird die Halterung der Kontrollstabantriebe 18 befestigt.

F i g. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Antriebes 36 für den Poolreaktor nach F i g. 4. Die Säule 13, hier ausgebildet als Rohr 63, ist über ein Gehäuse 64 mit dem an dem Becken 1 angebrachten

ίο Wulst 35 verbunden. Nach oben wird die Säule 13 durch ein am Gehäuse 64 befestigtes Führungsrohr 65 verlängert. In diesem Rohr 65 gleitet ein zweites Rohr 37, an dessen oberem Ende die Halterung 39 der hier nicht gezeigten Kontrollstabantriebe 18 befestigt ist und dessen unteres Ende eine Spindel 66 trägt, die mit dem Zuganker 42 verbunden ist und damit den Reaktorkern 11 hält. Die Höhenverstellung erfolgt durch eine im Gehäuse 64 gelagerte Spindelmutter 67. Der Antrieb der Spindelmutter 67 kann beispielsweise, wie gezeichnet, durch einen mit einem endlosen Seil 68 ausgerüsteten, an sich bekannten Telefiex-Antrieb erfolgen. Es sind jedoch auch andere synchrone Übertragungen möglich, z. B. durch Kettentriebe, Zahnkränze, Wellen usw.

Fig. 10 zeigt eine für den Poolreaktor nach F i g. 2 mögliche Ausbildung des Antriebes zur horizontalen Verstellung des Reaktorkernes 11 durch Verschieben der Grundplatte 16. Die Grundplatte 16 gleitet in einem Schlitten 34, der auf der Sammelkammer 15 befestigt ist. Die Sammelkammer 15 wird durch die Pratzen 17 und die Säulen 13 fest in ihrer Lage gehalten.

Am oberen Ende der Säulen 13 ist an den Laschen 62 ein Verbindungsstück 20 befestigt, an dem wiederum die Gitterplatte 33, die die Kontrollstabantriebe 18 mit den Rohren 19 in ihrer Lage sichert, horizontal beweglich angeordnet ist, beispielsweise, wie gezeichnet, durch Gelenkstangen 69. Die horizontale Verschiebung erfolgt nun bei der gezeichneten Ausführung durch einen an sich bekannten TeIeflex-Antrieb. Ein Fernbetätigungsantrieb 70 mit Übersetzungsgetriebe und Positionsanzeige "wirkt über starre Leitungen 71 und flexible Leitungen 72 auf Stößel 73, die die synchrone Horizontalbewe- ä

gung sowohl der Grundplatte 16 als auch die der ™ Gitterplatte 33 bewirken. Diese Antriebsart gewährleistet, daß der Reaktorkern 11 und die herausragenden Rohre 19 mit den Kontrollstabantrieben 18 ohne Relativbewegungen untereinander verschoben werden. Es sind jedoch durchaus auch andere Antriebsarten denkbar, so ist es z. B. möglich, die synchrone Übertragung durch biegsame oder starre Wellen oder durch Hebelgestänge vorzunehmen.

Fig. 11 zeigt einen Antrieb zur Horizontalbewegung der Gitterplatte 33, in der die Kontrollstabantriebe 18 geführt werden. Der Antrieb der Grundplatte 16 erfolgt, wie bei F i g. 10 schon näher beschrieben.

Am Auslegerarm 9 läuft in einer Führung 74 der Antrieb 10 zur Höhenverstellung auf Rollen 75. Am Gehäuse des Antriebes 10 ist der Zuganker 40 befestigt, an dem wiederum die Gitterplatte 33 fest angeordnet ist. Die Horizontalverstellung erfolgt wieder beispielsweise durch einen Fernbetätigungsantrieb 70 über die starre Leitung 71 und die hier nicht gezeigte flexible Leitung 72 auf den Stößel 73, die die synchrone Horizontalbewegung sowohl der Grundplatte 16 als auch die der Gitterplatte 33 bewirken.

F i g. 12 zeigt eine Draufsicht auf die in F i g. 1 ; 6 dargestellte Bedienungsbrücke 22. Diese Bediengsbrücke 22 besteht aus einem am Beckenrand lagerten Laufkranz 76, einer Verbindungsbrücke ' als eigentlicher Bedienungsbrücke und Gelänrn 78. Der Laufkranz 76 ist auf dem Rand des ;ckens 1 drehbar oder verfahrbar angeordnet, so

daß der Reaktorkern 11 und auch die übrige Fläche des Beckens 1 voll und von jeder Seite zugänglich bleiben. Die Drehbewegung oder das Verfahren wird zweckmäßigerweise durch einen Elektroantrieb ausgeführt. In jeder Stellung der Bedienungsbrücke 22 ist damit das Becken 1 durch die Geländer 78 geschützt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Forschungsreaktor, bestehend aus einem mit einer Flüssigkeit gefüllten, oben offenen Tank, einer darüber befindlichen Bedienungsbrücke und einem im Tank mit allseitigem Abstand von den Wänden angeordneten, vertikal und horizontal verstellbaren Reaktorkern, der auf einer an ein Traggerüst angeschlossenen, eine Kühlmittel-Sammelkammer bildenden Unterstützung ruht und von dem Traggerüst in vertikaler und horizontaler Richtung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggerüst in an sich bekannter Weise nicht mit der Bedienungsbrücke (22) verbunden ist, daß das Traggerüst aus zwei unabhängigen Systemen besteht, von denen das eine aus mehreren in Kernhöhe geschlitzten Führungsrohren (41) und daran angeschlossenen Säulen (13) und das andere aus einem oder mehreren, relativ zu den Führungsrohren (41) vertikal bewegbaren, an die Unterstützung des Reaktorkernes (11) angeschlossenen Zugankern (14) besteht, daß sich die Unterstützung (31) des Reaktorkernes (11) über als Hohlkörper ausgebildete Pratzen (17) bis in das Innere der geschlitzten Führungsrohre (41) erstreckt und daß die Unterstützung (31) und die Führungsrohre (41) Teile der Kühlmittelableitung vom Reaktorkern (11) sind.

2. Forschungsreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Kernhöhe geschlitzten Führungsrohre (41) bzw. die Säulen (13) des Traggerüstes nur unterhalb und oberhalb des Arbeits- und Beschickungsraumes (21) fest miteinander verbunden sind.

3. Forschungsreaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch in jedem Führungsrohr (41) und den Säulen (13) des Traggerüstes ein vertikal bewegbarer Zuganker (14, 42) angeordnet ist und die Bewegung über mechanisch synchronisierte Antriebe (23) erfolgt.

4. Forschungsreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrohre (41) bzw. Säulen (13) an ihrem unteren Ende fest an dem Tank (1) mit der Verankerung (30) befestigt sind und eine zweite Verankerung (31) in Kernhöhe angeordnet ist.

5. Forschungsreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrohre (41) bzw. Säulen (13) an ihrem unteren Ende fest an dem Tank (1) befestigt sind und über dem Arbeits- und Beschickungsraum (21) fest mit einer Unterstützung, beispielsweise mit einem Ausleger (9), verbunden sind.

6. Forschungsreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Verbindung der Säulen (13) durch einen Antrieb (23) horizontal verschiebbar auf einer Unterstützung, beispielsweise einem Ausleger (9) über dem Arbeitsund Beschickungsraum (21), angeordnet ist und daß die Säulen (13) bzw. Führungsrohre (41) mit der unteren Verbindung (24) frei in den Tank (1) hineinhängen und nicht mit diesem verbunden sind.

7. Forschungsreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrohre (41) bzw. Säulen (13) in Kernhöhe enden und an

ihrem unteren Ende fest an dem Tank (1) befestigt sind und eine zweite Verankerung (31) in Kernhöhe angeordnet ist sowie ein vertikal bewegbarer Zuganker (40) vorhanden ist, der etwa in Kernmitte an die Unterstützung des Reaktorkernes (11) angeschlossen ist und in der Höhenausdehnung des Reaktorkernes (11) mit der Querschnittsform eines Brennstoffelementes und mit geringer Neutronenabsorption ausgeführt ist.

8. Forschungsreaktor nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Reaktorkernes (11) an den Zugankern (14, 40) zusätzliche Befestigungsteile (20, 62, 38) für die Kontrollstabantriebe (18) angeordnet sind, die synchron mit dem Reaktorkern (11) bewegbar sind.

9. Forschungsreaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Befestigungsteilen (20, 62, 38) eine Gitterplatte (33) mit Bohrungen entsprechend der Teilung des Reaktorkernes (11) fest oder horizontal verschiebbar angebracht ist, in deren Bohrungen die Kontrollstabantriebe (18) geführt sind.

10. Forschungsreaktor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Grundplatte (16) als auch die Gitterplatte (33) unabhängig voneinander, jedoch synchron miteinander, horizontal verschiebbar sind, derart, daß die mit einem Einrastmechanismus in der Gitterplatte (33) geführten Kontrollstabantriebe (18) mit den Verbindungsrohren (19) und den in der Grundplatte (16) steckenden Kontrollstab-Brennstoffelementen in jeder Stellung senkrecht zur Grundplatte (16) und Gitterplatte (33) stehen.