DE1489829A1 - Device for introducing reactivity into fast pulse reactors - Google Patents

Device for introducing reactivity into fast pulse reactors

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Victor Raievski
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Description

Vorrichtung zum Einbringen von Reaktivität in schnelle ImpulsreaktorenDevice for introducing reactivity into fast pulse reactors

Bekannte oder vorgeschlagene mechanische Vorrichtungen zum Einbringen von Reaktivität in schnelle Impulsreaktoren bestehen im wesentlichen aus zwei Scheiben, die hoch neutronenempfindliches Material tragen und entweder durch den Reaktorkern oder entlang der Reaktoraußenseite bewegt werden.Known or proposed mechanical devices for introducing reactivity into fast pulse reactors consist essentially of two discs that carry highly neutron-sensitive material and either through the Reactor core or are moved along the outside of the reactor.

Bei einer Anordnung ist der Reaktorkern in zwei Hälften gespalten und spaltbares Material, das auf den Scheiben befestigt ist, wird durch den Spalt bewegt. Der wesentliche Nachteil dieses Systems ist, daß es nur mit geringer Leistung arbeiten kann, weil es schwierig ist, die in dem spaltbaren Material der Scheibe erzeugte Hitze abzuführen. Dieser Nachteil tritt bei einem System, bei dem der Reaktorkern normal aufgebaut ist und die Reaktivität von Scheiben eingebracht wird, auf denen Reflektormaterial angebracht ist, und die sich an der Außenseite des Reflektors längs eines Fensters in dem Reflektor entlangbeweyen, nicht ein.In one arrangement, the reactor core is split in half and has fissile material attached to the disks is moved through the gap. The main disadvantage of this system is that it is low on performance can work because it is difficult to dissipate the heat generated in the fissile material of the disc. This disadvantage occurs in a system in which the reactor core is constructed normally and the reactivity of discs is introduced on which reflector material is attached and which is located on the outside of the reflector along a window along the reflector, not one.

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FERNSCHREIBER! 01S40B7TELEPHONE! 01S40B7

Das Hauptproblem bei dieser Lösung ist es, sicherzustellen, daß der benötigte Betrag von Reaktivität wirklich eingebracht wird.The main problem with this approach is to ensure that the required amount of reactivity is really introduced will.

Beide Systeme sind von Natur aus sicher, d.h. wenn eine oder beide Scheiben brechen, wird der Reaktor unterkritisch, weil er so ausgelegt ist, daß er unter normalen Bedingungen unterkritisch ist.Both systems are inherently safe, i.e. if one or both panes break, the reactor becomes subcritical because it is designed to be subcritical under normal conditions.

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Einbringen von Eeaktivität mit zwei Scheiben vorzusehen, die unempfindlich in bezug auf Hitζ ο erzeugung ist und eine ausreichende Kapazität im Einbringen von Reaktivität besitzt und die es gleichzeitig gestattet, den schnellen Reaktor als unterkritisch unter normalen Bedingungen auszulegen.The main object of the present invention is to provide a device for introducing activity with two disks which is insensitive to hit ζ ο generation and has a sufficient capacity for introducing reactivity and which at the same time allows the fast reactor to be subcritical normal conditions.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen schnellen Reaktor vorzusehen, der Neutronenimpulse von scharfer, schmaler Form und mit einer hohen Leistung erzeugt. Der nachfolgend beschriebene schnelle Reaktor ist ebenfalls von der Art mit gespaltenem Kern und ist mit einer 2-Wellen-Anordnung zum Einbringen von Reaktivität ausgerüstet. Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung zum Einbringen von Reaktivität dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der zwei Scheiden in den Kernspalt eingreift und an ihrem Umfang mit einer ringförmigen Zone absorbierenden Materials ausgerüstet ist, die von Absorberlücken unterbrochen wird,während dieAnother object of the invention is to provide a fast reactor which can generate neutron pulses of sharp, narrow shape and produced with a high output. The fast reactor described below is also from of the type with a split core and is equipped with a 2-shaft arrangement for introducing reactivity. According to According to the invention, the device for introducing reactivity is characterized in that at least one of the two Scheiden engages in the nuclear gap and equipped on its circumference with an annular zone of absorbent material which is interrupted by gaps in the absorber, while the

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andere Scheibe, wenn sie in dem Reflektorbereich arbeitet, nahe ihres Randes örtlich Reflektormaterial trägt und, wenn sie im Reaktorspalt arbeitet, örtlich nahe ihres Randes spaltbares Material trägt.other disc, if it works in the reflector area, carries reflector material locally near its edge and, when it is working in the reactor gap, locally near its edge carries fissile material.

Dadurch wird die gesamte eingebrachte Reaktivität zwischen den Absorberlücken und den Brennstoffblöcken aufgeteilt. Sie Lüoken bringen das System von einem mit Sicherheit unterkriti eohen zu einem etwa verzögert kritischen Zustand,und die Brennstoffblöoke bringen das System von einem etwa verzögert kritischen zu einem etwas überpromptkritischen Zustand. Bas bedeutet, daß nur ein kleiner Betrag von unter Umständen verdünntem spal barem Material in jedem Brennstoffblock benötigt wird. Daher sind die Schwierigkeiten der Wärmeabfuhr aus dem Brennstoff auf ein Minimum herabgesetzt, umsomehr, als jeder Brennstoffblock nur einmal für η Impulse gebraucht wird. Eine zweckmäßige Helium-Zirkulation in der Scheibenummantelung erleichtert die Wärmeabfuhr.As a result, the entire reactivity introduced is divided between the absorber gaps and the fuel blocks. she Lüoken bring the system from a definitely subcritical state to a somewhat delayed critical state, and the Fuel blöoke bring the system by a somewhat delayed critical to a somewhat overprompt critical state. Bas means that only a small amount of possibly diluted splittable material is required in each fuel block will. Thus the difficulties of removing heat from the fuel are minimized, more so than any Fuel block is only used once for η pulses. One Appropriate helium circulation in the window jacket facilitates heat dissipation.

Wie später noch genauer umschrieben wird, wird der Reaktor unterkritisch, wenn eine Scheibe oder beide Scheiben der Vorrichtung zum Einbringen von Reaktivität brechen. Folgende Fälle sind in Erwägung zu ziehen:As will be described in more detail later, the reactor becomes subcritical when one or both disks of the Break device for introducing reactivity. The following cases should be considered:

1. Nur die ächeioe, die den Brennstoff trägt, bricht, während die Scheibe, die die Aoaorberlücken trägt, weiter-1. Only the ächeioe that carries the fuel breaks while the disc that carries the gaps between the regions

läuft.runs.

Wenn das passiert, auch auf einer Impulsspitze, wird die Absorberscheibe den Leistungsimpuls dampfen,der überpromptkritische Zustand wird nicht mehr erreicht,If that happens, even on a pulse peak, the absorber disc will dampen the power pulse, which Overprompt-critical state is no longer reached,

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und das System wird etwas verzögert kritisch gehalten. Es ist genügend Zeit vorhanden, um den Schnellschluß zu betätigen. Daher wird keine besonders gefährliche Situation erreicht werden.and the system is held critical with a little delay. There is enough time to break the deadlock to operate. Therefore, no particularly dangerous situation will be reached.

2. Nur die Scheibe, die den Absorber trägt, bricht, und die Brennstoffscheibe läuft weiter.2. Only the disc carrying the absorber breaks and the fuel disc continues to run.

In diesem Falle wird das System den überpromptkritischen Zustand jedesmal erreichen, wenn der Brennstoff durch den Kern läuft. Durch richtige Auswahl der Verhältnisse in den Reaktivitätswerten der Brennstoffblöcke und der Lücken kann eine genübend lange Zeit vorgesehen werden, um den Schnellschluß zu betätigen, und wiederum wird keine besonders gefährliche Situation eintreten. Die Lücken müssen so groü sein wie die aktive Zone des Kerns und des Reflektors.In this case the system will reach the overprompt critical state every time the fuel is through the core is running. By correct selection of the ratios in the reactivity values of the fuel blocks and the Gaps can be provided for a sufficiently long time to actuate the quick release, and again will no particularly dangerous situation occurs. The gaps must be as large as the active zone of the Core and reflector.

3. Beide Wellen brechen:3. Break both waves:

In diesem Falle verhält sich das System entweder unterkritisch, wenn der Reaktivitätswert der Absorberlücken es im normalen Betrieb in einen unterverzögert kritischen Zustand bringt, oder als ein überverzögert kritisches System, wenn das der Zustand ist, in den die Absorberlticke es im normalen Betriebe bringt. Im ersten Falle tritt keine besondere Gefahr ein, im zweiten Pjiie kaftn die Heaktöi-aeit doroh richtige Auslegung ,In this case, the system either behaves subcritically if the reactivity value of the absorber gaps brings it to a critical delayed state during normal operation, or as an overdelayed critical system if that is the state in which the absorber gap brings it to normal operation. In the first case there is no particular danger, in the second point the Heaktöi-aeit doroh correct interpretation ,

lang geütt^ gedacht werten, um Äen Schnellschluß in' * take a long time to think about a quick stop in ' *

Aktion'treten zu lassen. Action 'to kick .

.90 9816/04 00 ~3~ .90 9816/04 00 ~ 3 ~

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Folge des hier vorgeschlagenen Scheibensystems werden die Gefahren auf ein Minimum herabgesetzt, insbesondere in bezug auf die neuerlich vorgeschlagene Methode, die ausschließlich Scheiben benutzt, die Absorberlücken tragen. Gleichzeitig wird weniger Wärme in den umlaufenden Brennstoifmassen erzeugt, und der benötigte Betrag voh Reaktivität wird in einem Bereich flacher Flußverteilung eingebracht. As a result of the target system proposed here, the dangers are reduced to a minimum, especially in with reference to the recently proposed method, which only uses discs that have absorber gaps. At the same time, there is less heat in the circulating fuel masses is generated, and the required amount of reactivity is brought into an area of flat flux distribution.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen, die schematiach zwei AuaführungabeiapieIe der Erfindung zeigen, genauer beschrieoen.The invention is explained below with reference to the drawings, which schematically illustrate two embodiments of the invention show, described in more detail.

Figur 1 zeigt ein gepulstes, schnelles Reaktorsystem mit zentralen Pulaierungsscheiben, die in den Spalt eingreifen,Figure 1 shows a pulsed, fast reactor system with central Pulaierungsplatten, which in the Intervene in a gap,

Figur 1a und 1b zeigen Seitenansichten der Pulaierungsscheiben, undFIGS. 1a and 1b show side views of the pulping disks, and

Figur 2 zeigt ein pulsierte», schnelles Reaktorsystem mit zentralem Spalt und einem Reflektorspalt und mit zwei Pulsierungsacheiben, wobei eine scheibe in den Spalt und die andere ih den Reflektorapalt eingreift.FIG. 2 shows a pulsed, rapid reactor system with a central slit and a reflector slit and with two pulsation discs, one of which disk in the gap and the other ih engages the reflector gap.

Das in Figur 1 gezeigte Reaktorayatem enthält einen Reaktorkern, der durch einen Spalt 1 in zwei Teile 2 und 3 unterteilt ist, und Reflektorblöcke 4 und 51 die den Kern umgeben. The Reaktorayatem shown in Figure 1 contains a reactor core, which is divided into two parts 2 and 3 by a gap 1, and reflector blocks 4 and 51 which surround the core.

909816/04 00 *απ opiojm*. -6-909816/04 00 * απ opiojm *. -6-

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Zwei Pulsierungescheiben 6 und 7, die von entgegengesetzten Seiten in den Spalt 1 des Reaktorkerns eingreifen, sind auf den entsprechenden Wellen 8 und 9 befestigt. Wie in Figuria besser zu aehn ist, hat die Scheibe 7 einen ringförmigen Bereich 10 und T1 aus neutronenabsorbierendem Material,der von zwei absorberfreien Zonen, sog. Absorberlücken 12,13, unterbrochen ist.Two pulsation disks 6 and 7, which engage the gap 1 of the reactor core from opposite sides, are fixed on the respective shafts 8 and 9. As can be better seen in Figureia, the disk 7 has an annular area 10 and T1 made of neutron-absorbing material, which is interrupted by two absorber-free zones, so-called absorber gaps 12, 13.

Aus Figur 1b ist zu sehn, daß die andere Scheibe 6 an ihrem Umfang in gleichmäßigem Abstand längs des Scheibenrandes vier Blöcke spaltbaren Materials 14-17 trägt.From Figure 1b it can be seen that the other disc 6 on its circumference at a uniform distance along the edge of the disc carries four blocks of fissile material 14-17.

Die Scheiben werden über das Getrieoe 18, das die Umlaufgeschwindigkeit der beiden Scheiden miteinander verbindet und synchronisiert, von einem nicht gezeigten Motor angetrieben. Der Reaktor wird überpromptkritisch, wenn eine Lücke der Absorberscheibe 7 und ein Block aus spaltbarem Material auf die andere Scheine 6 gleichzeitig durch den Spalt des Kerns hindurchlaufen. Daraus ist zu sehn, daß, wenn η Brennstoffblöcke vorhanden sind, Jeder Block nur einmal in η Leistungsimpulsen benutzt wird.The disks are via the gear unit 18, which controls the rotational speed of the two sheaths connected and synchronized, driven by a motor, not shown. The reactor becomes critical at overprompt when there is a gap in the absorber disk 7 and a block of fissile Material on the other notes 6 pass through the gap in the core at the same time. From this it can be seen that if there are η fuel blocks, each block only is used once in η power pulses.

In Figur 2 ist zu sehen, daß nur eine Scheibe 71 in den Spalt 1 zwischen die beiden Hälften des Kerns 2' und ;>' eingreift. Seine Funktion und Konstruktion ist die gleiche wie die der Absorberscheibe 7 aus Figur 1 und 1a. Die andere Scheibe 6' trägt an den Stellen, wo die Scheibe 6 aus Figur 1 spaltbares Material trug, Klötze aus neutronen-In Figure 2 it can be seen that only one disc 7 1 engages in the gap 1 between the two halves of the core 2 'and'>'. Its function and construction is the same as that of the absorber disk 7 from FIGS. 1 and 1a. The other disk 6 'carries blocks made of neutron at the points where the disk 6 from FIG.

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reflektierenden Material, weil sie in der Reflektorzone des Reaktors arbeitet. Sie greift in einen Spalt 19 des Reflektors ein. Die Scheiben werden über ein Getriebe 181, das einen Motor enthält, gekuppelt und angetrieben. Die ScheiDen werden über die konzentrischen Wellen 8' und 9' angetrieDen. Die Scheiben sind so miteinander gekuppelt, OlBlH jeweils ein Reflektorklotz in dem Umfangsapalt und eine Absorberlücke in dem zentralen Spalt zusammenfallen. Das System ist so ausgelegt, daß es von einem ausreichend unterkritischen Zustand, wenn beide nReaktivitätsproben" ausgeschaltet sind, in den beabsichtigten überpromptkritisohen Zustand kommt, wenn beide"?robennvoll eingreifen.reflective material because it works in the reflector zone of the reactor. It engages in a gap 19 in the reflector. The disks are coupled and driven via a transmission 18 1 which contains a motor. The discs are driven by the concentric shafts 8 'and 9'. The panes are coupled to one another in such a way that a reflector block in the circumferential gap and an absorber gap in the central gap coincide. The system is designed so that it "when both are off, comes in the intended überpromptkritisohen state" n robes? Fully engage from a sufficiently critical condition when both n Reaktivitätsproben.

Die gesamte eingebrachte Reaktivität ist zwischen "Proben" aufgeteilt, die relativen Beträge sind aus Sicherheitserwägungen festgelegt, d.h. die von den Reflekfcorklötzen aufgebrachte Reaktivität wird so gering wie möglich gehalten, damit, wie bereits oben beschrieben, keine gefährliche Situation in dem Falle eintreten kann, daß die Absorberecheibe bricht. Daraus ist zu ersehen, daß auch in dieser Vorrichtung zum Einbringen von Reaktivität Gefahren durch Scheibenbruch auf ein Minimum herabgesetzt sind. Der Vorteil gegenüber der vorher beschriebenen ist, daß kein beweglicher Brennstoff gebraucht wird und daß nur*eine Scheibe durch den Kern hindurchläuft. Auch hier kann, der entscheidende Teil des Reaktivitätsimpulees um den promptkritischen Zustand herum sehr scharf gemacht «erden, da tin β·ητThe total reactivity introduced is divided between "samples", the relative amounts are for safety reasons fixed, i.e. that of the reflective blocks applied reactivity is kept as low as possible, so, as already described above, no dangerous situation in the event that the absorber disk breaks. From this it can be seen that also in this device To introduce reactivity, the hazards of broken glass are reduced to a minimum. The advantage over the one previously described is that no moveable Fuel is needed and that only * one slice through passes through the core. Here, too, can, the decisive one Part of the reactivity impulse around the promptly critical one State made very sharp around it, since tin β · ητ

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schmaler Reflektorklotz benutzt werden kann, der sich vor einem schmalen fenster vorbeibewegt. Eventuelle Verschiebungen der Reflektoracheibe, die !Instabilitäten einleiten können, sind von keiner größeren Bedeutung, da der Reaktivitätswert des Reflektorklotzes klein ist.narrow reflector block can be used that moves past a narrow window. Any shifts the reflector disc, which can introduce instabilities, are of no great importance because the reactivity value of the reflector block is small.

Patentansprüche:Patent claims:

JB/Ru - 16 797/98JB / Ru - 16 797/98

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Claims (2)

Patentansprüche :Patent claims: 1. Vorrichtung zum Einbringen von Reaktivität für achnelle Impulsreaktoren des Typs mit gespaltenem Kern, mit zwei Scheiben, die hoch neutronenempfindiich.es Material tragen, dadurcn geKennzeichnet, daü mindestens eine der zwei bcheioen in den js.ernspalt eingreifen, wooei diese ScheiDe mit einer ringiörmigen Umiangszone (y, 10; aus neutronenabsorGierendem Material versenen ist, die von AbsorberiücKen (,12, 13j oder Bereichen reduzierter Absorptionsleistung unterorocnen sind, während die andere Scheibe, wenn sie im ReflektorDereich aroeitet, örtlich Refleictormaterial nane inrem Rand trägt, und, wenn sie im iieaktorspalt aroeitet, örtlich spaltbares material (.14, ^0t 16, 17j nahe inrem -ttand trägt.1. Device for introducing reactivity for high-speed impulse reactors of the type with a split core, with two disks carrying highly neutron-sensitive material, indicated by the fact that at least one of the two bcheioen engages in the inner gap, where this disk with an annular one Umiangszone (y, 10; is made of neutron-absorbing material, which are covered by absorber gaps (, 12, 13j or areas of reduced absorption power, while the other pane, when it emerges in the reflector area, locally carries reflector material in the edge, and if it is in the iieactor gap arises, locally fissile material (.14, ^ 0t 16, 17j near inrem -ttand carries. BAD ORIGINAL BATH ORIGINAL -2--2- 903816/OAOO903816 / OAOO H89829 10 H89829 10 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai3 das spaltbare Material längs des Umfanges der Scheibe in Form von Masseneinheiten (14,15,16,17,) in gleichem Abstand und in einer Anzahl, die größer ist als die Anzahl der Absorberlücken (12,13) oder der Retlektorklötze, verteilt ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the fissile material along the circumference of the disc in the form of mass units (14,15,16,17,) at the same distance and in a number which is greater than the number of absorber gaps ( is distributed 12,13) or the Retlektorklötze. JB/Ru - 1b 797/9öJB / Ru - 1b 797 / 9ö 909816/0400909816/0400
DE19651489829 1964-05-20 1965-04-07 Device for introducing reactivity into fast pulse reactors Pending DE1489829A1 (en)

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