DE1514963C - Process for spheroidizing nuclear fuels. Elimination from: 1245791 - Google Patents

Process for spheroidizing nuclear fuels. Elimination from: 1245791

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DE1514963C
DE1514963C DE19621514963 DE1514963A DE1514963C DE 1514963 C DE1514963 C DE 1514963C DE 19621514963 DE19621514963 DE 19621514963 DE 1514963 A DE1514963 A DE 1514963A DE 1514963 C DE1514963 C DE 1514963C
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Neville Ronald London Williams
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Description

Die Erfindung betrifft einen schnellen Leistungsbrutreaktor mit einem Core-Volumen von mehr als 800 Litern und mit im Core axial angeordneten, Brennstoffstäbe enthaltenden Brennelementen mit axial verlaufenden Kühlkanälen und nach oben gerichtetem Kühlmittelfluß, wobei ein aus metallischem Kühlmittel gebildeter Neutronenreflektor oberhalb des Core mit den Kühlmittelkanälen in Verbindung steht. Ein derartiger Reaktor ist aus »Directory of Nuclear Reactors«, Vol. IV, 1962, S. 219 bis 222, bekannt.The invention relates to a fast power breeder reactor with a core volume of more than 800 liters and with fuel elements containing fuel rods arranged axially in the core axially extending cooling channels and an upward flow of coolant, one made of metallic Coolant-formed neutron reflector above the core in connection with the coolant channels stands. Such a reactor is from "Directory of Nuclear Reactors", Vol. IV, 1962, pp. 219 to 222, known.

Brutreaktoren, insbesondere Versuchsbrutreaktoren, mit geringer thermischer Leistung sind schon seit längerer Zeit in Erprobung. In jüngster Zeit ist man dazu übergegangen, sehr große schnelle Leistungs-Brutreaktoren zu erzeugen, um eine möglichst günstige Ausnutzung des nuklearen Brennstoffes zu erreichen. Im allgemeinen besitzt das Core eines solchen Reaktors axial verlaufende Kühlmittelkanäle, durch die das Kühlmittel nach oben fließt. So sind im allgemeinen Reaktoren in der Weise konstruiert, daß ein eventuell auftretender Reaktivitätsanstieg nur durch das Einfahren von Kontrollstäben, die aus Absorbermaterial für langsame (thermische) Neutronen bestehen, kompensiert werden kann.Breeder reactors, in particular experimental breeder reactors, with low thermal output are fine in testing for a long time. Recently there has been a move towards very large, high-speed breeder reactors to generate in order to achieve the most favorable possible utilization of the nuclear fuel reach. In general, the core of such a reactor has axially running coolant channels, through which the coolant flows upwards. Thus, in general, reactors are constructed in such a way that that a possibly occurring increase in reactivity only through the introduction of control rods made of absorber material exist for slow (thermal) neutrons, can be compensated.

Verhältnismäßig kleine Reaktoren haben die Eigenschaft, -einen negativen Kühlmittelvoidkoeffizienten oder -blasenkoeffizienten zu haben und verlieren an Reaktivität durch einen Verlust von Kühlmittel. Eine Gefahr, welche die Auslegung eines sehr großen schnellen Reaktors schwierig macht, liegt in dem positiven Kühlmittelblasenkoeffizienten, der vielen solchen Reaktorauslegungen eigen ist; bei solchenRelatively small reactors have the property of having a negative coolant void coefficient or bubble coefficients and lose reactivity due to loss of coolant. One danger that makes the design of a very large, high-speed reactor difficult lies in the positive coolant bubble coefficient inherent in many such reactor designs; in such

Claims (12)

1 514 Patentansprüche:1 514 claims: 1. Schneller Leistungsbrutreaktor mit einem Core-Volumen von mehr als 800 Litern und mit im Core axial angeordneten, Brennstoffstäbe enthaltenden Brennelementen mit axial verlaufenden Kühlkanälen und nach oben gerichtetem Kühlmittelfluß, wobei ein aus metallischem Kühlmittel gebildeter Neutronenreflektor oberhalb des Core mit den Kühlmittelkanälen in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Brennelemente (42) in Elementkästen (58) angeordnet sind, die sich über die Brennstoffstäbe (57) der Elemente hinaus erstrecken, daß das Core (10) in ebenfalls an sich bekannter Weise ringförmig ausgebildet ist und daß der oberhalb der Brennstoffstäbe (57) in den Elementkästen befindliche Teil des Kühlmittels den Reflektor (15) der Brennelemente bildet.1. Fast performance breeder reactor with a core volume of more than 800 liters and with axially arranged in the core, containing fuel rods with axially extending fuel elements Cooling channels and upward flow of coolant, one made of metallic Coolant-formed neutron reflector above the core in connection with the coolant channels stands, characterized in that the fuel elements (42) are arranged in element boxes (58) in a manner known per se which extend beyond the fuel rods (57) of the elements that the core (10) is also formed ring-shaped in a manner known per se and that the above the fuel rods (57) located in the element boxes part of the coolant the reflector (15) of the Forms fuel assemblies. 2. Reaktor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine ringförmige Brutzone (14) unter dem ringförmigen Core (10) sowie durch eine ringförmige Brutzone (13 bzw. 12) innen und außen um das ringförmige Core (10).2. Reactor according to claim 1, characterized by an annular brood zone (14) below the annular core (10) and an annular brood zone (13 or 12) inside and outside around the annular core (10). 3. Reaktor nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der im Core (10) angeordneten Brennstoffelemente (42) aus einem Bündel von Brennstoffstäben (57) und einem Elementkasten (58) besteht, der die langgestreckten Brennstoffstäbe (57) einschließt und sich oberhalb der Spitze der Brennstoffstäbe (57) weitererstreckt. 3. Reactor according to claims 1 and 2, characterized in that each of the arranged in the core (10) Fuel elements (42) comprising a bundle of fuel rods (57) and an element box (58), which includes the elongated fuel rods (57) and extends above the tip of the fuel rods (57) extended further. 4. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Teil jedes Brennstoffstabes (57) spaltbares Material enthält und einen Brennstoffteil (55) bildet, während der untere Teil jedes Brennstoffstabes (57) Brutmaterial enthält und als Brutzone (56) ausgebildet ist.4. Reactor according to claim 3, characterized in that the major part of each fuel rod (57) contains fissile material and forms a fuel portion (55) during the the lower part of each fuel rod (57) contains breeding material and is designed as a breeding zone (56). 5. Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Brennstoffelement (42) der in den Elementkästen (58) oberhalb der Brennstoffstäbe (57) befindliche Teil des nach oben fließenden Kühlmittels den Reflektorteil (54) der Brennstoffelemente (42) bildet.5. Reactor according to claims 1 to 4, characterized in that in each fuel element (42) in the element boxes (58) above the fuel rods (57) located part of the coolant flowing upwards the reflector part (54) of the fuel elements (42) forms. 6. Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel ein flüssiges Metall vorgesehen ist.6. Reactor according to claims 1 to 5, characterized in that a coolant is used liquid metal is provided. 7. Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel Natrium ist.7. Reactor according to claims 1 to 6, characterized in that the coolant is sodium is. 8. Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Core (10) eine Höhe von 1,22 m (4 Fuß), einen äußeren, mittleren Durchmesser von 3,96 m (13 Fuß) und einen inneren, mittleren Durchmesser von 2,7 m (9 Fuß) aufweist.8. Reactor according to claims 1 to 7, characterized in that the annular core (10) a height of 1.22 m (4 feet), an outer median diameter of 3.96 m (13 feet) and has an inner median diameter of 2.7 m (9 feet). 9. Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Core (10) von einer 0,46 m (IV2 Fuß) breiten ringförmigen Brutzone (12) umgeben ist und daß eine 0,46 m (IV2 Fuß) breite ringförmige Brutzone (13) von dem ringförmigen Core eingeschlossen ist, während eine axiale Brutzone (14) von 0,15 m (6 inch) unter dem ringförmigen Core (10) und ein axialer Reflektor (15) von 0,45 m (18 inch) über dem ringförmigen Core (10) angeordnet sind.9. Reactor according to claims 1 to 8, characterized in that the annular core (10) is surrounded by a 0.46 m (IV2 foot) wide annular breeding zone (12) and that a 0.46 m (IV2 feet) wide annular brood zone (13) enclosed by the annular core while an axial breeding zone (14) 0.15 m (6 inches) below the annular core (10) and an axial reflector (15) 0.45 m (18 inches) above the annular core (10) are. 10. Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 9, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum Hinaufführen des flüssigen Metalls durch die axiale Brutzone (14) durch das ringförmige Core (10) und den axialen Reflektor (15), wobei die reflektierenden Eigenschaften des axialen Reflektors (15) vom ununterbrochenen Fluß des Kühlmittels abhängig sind und eine Entleerung des ringförmigen Cores (10) von sich aus den axialen Reflektor (15) entleert.10. Reactor according to claims 1 to 9, characterized by devices for leading up of the liquid metal through the axial brood zone (14) through the annular core (10) and the axial reflector (15), the reflective properties of the axial reflector (15) are dependent on the uninterrupted flow of coolant and an emptying of the annular cores (10) emptied by itself from the axial reflector (15). 11. Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß hexagonale Brennstoffelemente (42) im Ring angeordnet sind.11. Reactor according to claims 1 to 10, characterized in that hexagonal fuel elements (42) are arranged in the ring. 12. Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffelemente (42) aus einem hexagonalen Elementkasten (58) und einem hexagonalen Bündel von Brennstoffstäben (57) bestehen, die von dem hexagonalen Elementkasten (58) eingeschlossen sind, der sich 0,45 m (18 inch) über die Spitze der Brennstoffstäbe (57) erstreckt, um den Reflektorteil (54) zu begrenzen und daß die Brennstoffstäbe (57) eine um 20,8 % angereicherte Plutoniumdioxid-Urandioxidmischung enthalten, die den Brennstoffteil (55) der Brennstoffelemente (42) bildet, und ein um 0,3 % angereichertes Urandioxid, das als die Brutzone (56) der Brennstoffelemente (42) ausgebildet ist.12. Reactor according to claims 1 to 11, characterized in that the fuel elements (42) consist of a hexagonal element box (58) and a hexagonal bundle of fuel rods (57), which from the Includes hexagonal element box (58) extending 0.45 m (18 inches) above the top the fuel rods (57) extends to delimit the reflector portion (54) and that the fuel rods (57) contain a 20.8% enriched plutonium dioxide-uranium dioxide mixture which forms the fuel part (55) of the fuel elements (42), and a 0.3% enriched one Uranium dioxide, which is designed as the breeding zone (56) of the fuel elements (42).
DE19621514963 1961-06-12 1962-06-12 Process for spheroidizing nuclear fuels. Elimination from: 1245791 Expired DE1514963C (en)

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GB21153/61A GB938671A (en) 1961-06-12 1961-06-12 Improvements in or relating to the production of spheroids
DEU0011730 1962-06-12

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1514963A1 DE1514963A1 (en) 1969-09-04
DE1514963B2 DE1514963B2 (en) 1972-10-05
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