DE1539272A1 - UEberhitzungsschutz fuer durch Kernenergie geheizte Thermionikelemente - Google Patents
UEberhitzungsschutz fuer durch Kernenergie geheizte ThermionikelementeInfo
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- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
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- G—PHYSICS
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- G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J45/00—Discharge tubes functioning as thermionic generators
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- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
BROWN, BOVERl & ClE AG
MANNHEIM
MANNHEIM
-~"i"~ . Mannheim, den 6.12.66
Pat*Ki/Mi Mp.-Nr. 711/66
Überhitzungsschutz für durch Kernenergie geheizte Thermionikelemente
Gegenstand der 'Erfindung ist ein Überhitzungsschutz für durch
Kernenergie geheizte Thermionikelemente mit von Kollektor und
Emitter gebildetem Entladungsraum.
Thermionische Wandler haben die Aufgabe, Wärmeenergie unmittelbar
in elektrische umzuwandeln, Sie bestehen aus zwei eng benachbarten
Elektroden, von denen die eine als Emitter so stark geheizt wird, daß Elektronen emittiert werden, die dann in die andere .
Elektrode, den Kollektor, eintreten. Die Differenz der Austrittsarbeiten kann als elektrische Arbeit gewonnen werden. Der
Elektrodenzwischenraum ist zusätzlich mit Cäsiumdampf gefüllt, um die Ausbildung einer negativen Raumladung zu verhindern.
Als Wärmequelle kann in bekannter Weise Kernenergie verwendet werden.
Kernbrennstoff und Konverter werden zu einem Thermionikelement zusammengebaut, von denen mehrere elektrische in Reihe
geschaltet einen thermionischen Brennstab bilden. Der Kernbrennstoff
ist in diesemFalle im Innern des Emitters angeordnet. Mit
derartigen Brennstäben ist das Core von Reaktoren aufgebaut, die
zur direkten Energieumwandlung dienen. Die Kühlung der Brennstäbe übernimmt, im allgemeinen ein flüssiges Metall, das im
Kreislauf das Core durchströmt.
Die Leistung des Reaktors wird in bekannter Weise durch Änderung
des Heutronenflusses mittels der Kontrollstäbe vorgenommen, so
daß sich die entsprechende Temperatur der Emitter einstellt.
Im stationären Zustand besteht ein Gleichgewicht zwischen der zugeführten
und abgeführten Wärme. Letzere setzt sich aus folgenden
AntKxsd&en zusammen:
90984 9/05 1 2
■'■■■ · - 2 -
- 2 -. 711/66
, a) Wärmestrahlung zum "be treffend en Kollektor,
Id) Wärmeleitung über die elektrischen Verbindungen,
c) von den Elektronen entnommener Energiebetrag, der der
Verdampfungswärme von Flüssigkeiten entspricht, .
d) abgeführte elektrische Leistung.
Die Anteile c und d betragen zusammen rund 60 $ der abgeführten
Wärme» Fällt nun während des Betriebes für ein thermionisches Element oder einen Brennstab die elektrische Belastung aus, indem
beispielsweise der betreffende Stromkreis unterbrochen wird, dann . können diese Anteile nicht mehr abgeführt werden, so daß sich
der Brennstab aufheizt. Da eine Schmelze unter allen Umständen zum Teil wegen der damit verbundenen Aktivierung des Kühlkreislaufes
zu verhindern ist, muß der Reaktor abgeschaltet werden, obwohl mit den übrigen Brennstäben die Versorgung mit elektrischer
Energie aufrecht erhalten werden könnte.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, durch geeignete Maßnahmen das Aufheizen von Brennstäben bei Störungen zu verhindern, so
daß der Reaktor weiterhin betrieben werden kann. Ihre Lösung ist gekennzeichnet durch einen mit einem Gas großer Wärmeleitzahl gefüllten Behälter, der über mit dem Emitter im Wärmekontakt
stehendem Verschlußmaterial von vorgebbarem Schmelzpunkt , mit dem Entladungsraum in Verbindung steht.
Die Figur zeigt ein besonderes Ausführungsbeispiel für einen
Konverter gemäß der Erfindung.
Der gaegefüllte Behälter 1 ist durch den Kanal 2 mit dem vom
Kernbrennstoff 6 geheizten Emitter 4 verbunden. Er mündet in den mit Cäsiumdampf gefüllten Elektrodenzwischenraum 5 und ist
mit dem Lot 3 verschlossen. Steigt die Temperatur über den
Schmelzpunkt dieses Lotes, so schmilzt es und das im Behälter befindliche Gas, z.B. Helium, strömt in den Elektrodenzwischenraum.
Die überschüssige Wärme des Emitters wird infolge der Wärmeleitung des Gases dem Kollektor zu-und auf der Außenseite
des Brennstabes von dem Kühlkreislauf weggeführt.
909849/0512 - 3 - . -
- 3 - 711/66
Bei einem Brennstab genügt es, diesen Überhitzungsschutz nur
an einen Emitter anzubringen, da bekanntlich sämtliche Elektrodenzwischenräuine
seiner Konverter miteinander verbunden sind, so daß der ganze Brennstab gesichert ist und bei drohender Überhitzung
ausfällt.
Erfindungsgeniäß wird in einfacher Weise eine Überhitzung einzelner
Konverter öder ganzer Brennstäbe vermieden, so daß trotz Ausfall der betreffenden Einheit die Versorgung mit elektrischer Energie
durch den Reaktor sicher gestellt ist.
Β 0 98 L 9 / Q 5 1 2
Claims (1)
- - 4 Patentanspruch:Überhitzungsschutz für durch Kernenergie geheizte Thermionikelemente mit von.Kollektor und Emitter gebildetem Entladungsraum, der mit einem die Raumladung kompensierenden Mittel gefüllt ist, gekennzeichnet durch einen mit einem (Jas großer Wärmeleitzahl gefüllten Behälter, der über mit dem Emitter im Wärmekontakt stehendem Verschlußmaterial von vorgebbarem Schmelzpunkt mit dem Entladungsraum in Verbindung steht.909849/0 5.12
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEB0090224 | 1966-12-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1539272A1 true DE1539272A1 (de) | 1969-12-04 |
Family
ID=6985176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19661539272 Pending DE1539272A1 (de) | 1966-12-09 | 1966-12-09 | UEberhitzungsschutz fuer durch Kernenergie geheizte Thermionikelemente |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3546496A (de) |
| DE (1) | DE1539272A1 (de) |
| FR (1) | FR1550514A (de) |
| GB (1) | GB1187109A (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108597625B (zh) * | 2018-05-08 | 2019-04-09 | 西安交通大学 | 一种研究铅基反应堆棒束通道内熔融物迁徙行为的实验装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3137799A (en) * | 1962-04-30 | 1964-06-16 | Gen Electric | Thermionic power supply |
-
1966
- 1966-12-09 DE DE19661539272 patent/DE1539272A1/de active Pending
-
1967
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- 1967-12-04 US US692257A patent/US3546496A/en not_active Expired - Lifetime
- 1967-12-08 FR FR1550514D patent/FR1550514A/fr not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1187109A (en) | 1970-04-08 |
| FR1550514A (de) | 1968-12-20 |
| US3546496A (en) | 1970-12-08 |
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