DE1564133C3

DE1564133C3 - Exchange system for a nuclear reactor

Info

Publication number: DE1564133C3
Application number: DE19661564133
Authority: DE
Inventors: Helmut; Vogt Friedhelm; 5060 Bensberg-Refrath Rothfuß
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1966-03-19
Filing date: 1966-03-19
Publication date: 1976-06-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Wechselsystem für einen Kernreaktor, der einen mit einem Deckel verschlossenen Reaktortank enthält, in dem ein aus einzelnen auswechselbaren Srenn- und Moderatorelementen aufgebauter zylindrischer Reaktorkern und ein um eine Achse drehbarer Lagerbehälter, dessen Drehachse außerhalb des Reaktorkerns liegt, mit Lagerplätzen für solche Elemente angeordnet ist, wobei der Deckel einen Drehdeckel mit einem sowohl über jedes Element des Reaktorkerns als auch über den Lagerbehälter verfahrbaren Wechselkanal aufweist. Ein derartiges Wechselsystem ist aus der Druckschrift »Proceedings of the Int. Conf. on the Peaceful Uses of Atomic Energy«, New York, 1955, Vol. 3, S. 134 bis 142, bekannt.The invention relates to an exchange system for a nuclear reactor, the one closed with a cover Contains reactor tank, in which a single replaceable separation and moderator elements constructed cylindrical reactor core and a storage container rotatable about an axis, its axis of rotation is outside the reactor core, is arranged with storage spaces for such elements, the cover a Rotary lid with a movable both over each element of the reactor core and over the storage container Has change channel. Such a change system is from the publication “Proceedings of the Int. Conf. on the Peaceful Uses of Atomic Energy, New York, 1955, Vol. 3, pp. 134-142.

Bei dem bekannten Wechselsystem besteht ein erheblicher Nachteil darin, daß infolge zahlreicher Einbauten und Elemente des Wechselsystems im Reaktortank unerwünschte Turbulenzen auftreten können, die zu Beeinträchtigungen des Betriebs des Kernreaktors führen.In the known changing system, there is a significant disadvantage that as a result of numerous Internals and elements of the exchange system in the reactor tank can cause undesirable turbulence, which lead to impairment of the operation of the nuclear reactor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wechselsystem für einen Kernreaktor in der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem der störende Einfluß des Wechselsystems auf den Strömungsverlauf des Kühlmittels bei Betrieb vermindert ist, und das sich durch eine einfache konstruktive Ausbildung auszeichnet. The invention is based on the object of an exchange system for a nuclear reactor in the initially to create described type, in which the disruptive influence of the change system on the course of the flow of the coolant is reduced during operation, and which is characterized by a simple structural design.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung bei einem Wechselsystem der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß oberhalb des Kerns und zentrisch zu seiner Zylinderachse eine eine Strömungsschürze für das Kühlmittel bildende zylindrische Wandung angeordnet ist, daß der Lagerbehälter im Querschnitt die Form eines Kreises mit einem konkaven Abschnitt von der Form der Überlappung dieses Kreises mit dem Kreisquerschnitt der Wandung aufweist und in Höhe der Strömungsschürze angeordnet ist und daß die Strömungsschürze eine öffnung aufweist, die beim Wechselvorgang für den Durchtritt des mit denAccording to the invention, this object is achieved in a changing system of the type described at the outset solved that above the core and centered on its cylinder axis a flow apron for the coolant forming cylindrical wall is arranged that the storage container in cross section the Shape of a circle with a concave portion of the shape of the overlap of this circle with the Has circular cross-section of the wall and is arranged at the level of the flow apron and that the The flow apron has an opening which, during the changing process, is used for the passage of the with the

ίο Lagerplätzen versehenen Teils des Lagerbehälters dient und bei Betrieb des Reaktors durch den konkaven Abschnitt des Lagerbehälters geschlossen ist.ίο part of the storage container provided for storage spaces and is closed during operation of the reactor by the concave portion of the storage container.

Durch die Strömungsschürze ist ein gleichmäßiger, zentrischer Strömungsverlauf des Kühlmittels um bzw. durch den Kern erreicht, wobei der konkave Abschnitt des Lagerbehälters einen Abschnitt der die Strömungsschürze bildenden zylindrischen Wandung in dem Bereich der öffnung für den Lagerbehälter darstellt. Zudem ist durch diese Maßnahme ein definierter Strömungsverlauf auch in dem sichelförmigen Raum des Reaktortanks gewährleistet, derart, daß die Brennelemente stets von unten angeströmt werden.The flow apron ensures a uniform, central flow of the coolant around or reached through the core, with the concave portion of the storage container being a portion of the flow skirt forming cylindrical wall in the area of the opening for the storage container. In addition, through this measure, a defined flow course is also in the sickle-shaped space of the Reactor tanks ensured in such a way that the fuel elements are always exposed to a flow from below.

Zweckmäßig sind mehr als ein, vorzugsweise zwei. Lagerbehälter mit je einem konkaven Abschnitt und eine der Anzahl der Lagerbehälter entsprechende Anzahl öffnungen in der Strömungsschürze vorgesehen, wodurch eine günstige Ausnutzung des Raumes in dem Reaktortank und die Möglichkeit einer wahlweisen Verwendung der Lagerbehälter, beispielsweise nach Art der Brennelemente erreicht sind und — bei mindestens gleicher Anzahl Lagerplätze — für die Lagerbehälter ein — gegenüber nur einem Lagerbehälter — geringerer Durchmesser vorgesehen werden kann.More than one, preferably two, are expedient. Storage containers each with a concave section and a number of openings corresponding to the number of storage containers are provided in the flow apron, whereby a favorable utilization of the space in the reactor tank and the possibility of an optional Use of the storage container, for example, according to the type of fuel elements are achieved and - at least same number of storage spaces - for one storage container - compared to only one storage container - smaller diameter can be provided.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigtThe invention is shown schematically and by way of example in the drawing. It shows

Fig. 1 ein Wechselsystem für einen Kernreaktor in einem Reaktortank im Schnitt F-G nach F i g. 2,1 shows an exchange system for a nuclear reactor in a reactor tank in section FG according to FIG. 2,

Fig.2 das Wechselsystem und den Reaktortank im Schnitt A-Bnach Fig.l,FIG. 2 the exchange system and the reactor tank in section AB according to FIG.

Fig.3den Reaktortank im Schnitt C-Dnach Fig.l undFig.3 the reactor tank in section CD according to Fig.l and

F i g. 4 den Reaktortank in der Draufsicht E nach Fig.l.
Der Reaktortank 1 ist kreisrund ausgebildet und von einer nicht näher dargestellten thermischen und biologischen Abschirmung umgeben.F i g. 4 the reactor tank in plan view E according to Fig.l.
The reactor tank 1 has a circular design and is surrounded by thermal and biological shielding, not shown in detail.

Der Reaktortank 1 ist nach oben durch einen Deckel abgeschlossen. Im Reaktortank 1 ist ein Kern 2, bestehend aus einer Anzahl von Brenn- und Moderatorelementen 13, mit seiner Mittelachse Υ— Υ exzentrisch zur Mittelachse Z—Z des Reaktortanks 1 angeordnet. Zentrisch zu der Achse Y— Y des Kerns ist im festen Deckel ein drehbarer Hauptdeckel 3 gelagert. Im drehbaren Hauptdeckel 3 ist ferner ein Drehdeckel 4 exzentrisch angeordnet. Im Drehdeckel 4 ist ein mit einem nicht weiter dargestellten Stopfen verschließbarer Wechselkanal 5 angebracht, der durch Drehen des Drehdeckels 4 und des Hauptdeckels 3 über jede Position der Elemente im Kern 2 eingestellt werden kann.The reactor tank 1 is closed at the top by a cover. In the reactor tank 1, a core 2, consisting of a number of fuel and moderator elements 13, is arranged with its central axis Υ— Υ eccentric to the central axis Z — Z of the reactor tank 1. A rotatable main cover 3 is mounted in the fixed cover, centered on the axis Y-Y of the core. In the rotatable main cover 3, a rotary cover 4 is also arranged eccentrically. In the rotary cover 4 there is attached an interchangeable channel 5 which can be closed with a stopper (not shown) and which can be adjusted via any position of the elements in the core 2 by turning the rotary cover 4 and the main cover 3.

Exzentrisch zu der Achse Y— Y des Kerns 2 sind drehbar Lagerbehälter 6a, 6b angeordnet, und zwar derart oberhalb des Kerns 2, daß dieser teilweise überdeckt werden kann und daß Abklingpositionen für die Lagerplätze 19 der Lagerbehälter 6a, 6b im Drehbereich des Wechselkanals 5 der Deckelkonstruktion liegen. Dadurch ist es möglich, die in den Wechselkanal 5 aufgenommenen Elemente ohne weite-Eccentric to the axis Y-Y of the core 2 are rotatably arranged storage containers 6a, 6b , in such a way above the core 2 that it can be partially covered and that decay positions for the storage spaces 19 of the storage containers 6a, 6b in the rotary area of the change channel 5 of the Lid construction lie. This makes it possible to remove the elements received in the interchangeable channel 5 without further

re Manipulation unmittelbar über die in Betracht kommende Abklingposition der Lagerbehälter 6a oder 6b zu bringen und in diese abzusetzen.To bring re manipulation directly over the decaying position in question of the storage container 6a or 6b and to set it down in this.

Ferner ist im festen Deckel des Reaktortanks jedem Lagerbehälter 6a, 6b jeweils ein weiterer Wechselkanal 7 zugeordnet, der in einem kleinen Drehdeckel 20 angebracht ist. Dieser dient dazu, die in dem Lagerbehälter 6a bzw. 66 gelagerten Brennelemente od. dgl. zu entnehmen. Dies geschieht in der Betriebsstellung der Lagerbehälter, wenn deren konkaver Abschnitt 6c der Achse Υ— Υ des Kerns 2 zugewandt ist. In dieser Stellung ist auch deren Deckblech 21 so eingerichtet, daß sie die Öffnung 9 schließt und zusammen mit einer Abdeckung 8 eine abgeschlossene Strömungsschürze 10 oberhalb des Kerns bildet, während die Lagerbehälter 6a, 6b außerhalb der Strömungsschürze unmittelbar im Primärkreislauf des Kühlmittels liegen.Furthermore, in the fixed cover of the reactor tank, each storage container 6a, 6b is assigned a further exchange channel 7, which is attached in a small rotating cover 20. This serves to remove the fuel elements or the like stored in the storage container 6a or 66. This takes place in the operating position of the storage containers when their concave section 6c faces the axis Υ— Υ of the core 2. In this position, the cover plate 21 is also set up so that it closes the opening 9 and, together with a cover 8, forms a closed flow apron 10 above the core, while the storage containers 6a, 6b are outside the flow apron directly in the primary circuit of the coolant.

Das Kühlmittel wird dem Reaktortank 1 über eine Zuführleitung 11 zugeführt und gelangt in einen Ringraum 12, in welchem es in den unteren Teil des Reaktortanks 1 abströmt. Das Kühlmittel sammelt sich unterhalb des Kerns 2 und strömt die Brennelemente 13 von unten an. Nach Durchströmen des Kerns gelangt das Kühlmittel in den Raum 14 des oberen Kühlmittelplenums. Über den Ringraum 22 gelangt das Kühlmittel zu den Austrittstutzen 15.The coolant is fed to the reactor tank 1 via a feed line 11 and enters a Annular space 12 in which it flows off into the lower part of the reactor tank 1. The coolant collects below the core 2 and flows to the fuel assemblies 13 from below. Arrived after flowing through the core the coolant in the space 14 of the upper coolant plenum. The coolant passes through the annular space 22 to the outlet nozzle 15.

Die Lagerbehälter 6a, 66 sind mit ihrer Mittelachse 16 in Spurlagern 17 drehbar gelagert. Die Spurlager 17 sind auf einer Konsolenkonstruktion 18 befestigt. Fest mit den Lagerbehältern 6a, 6b sind die Deckbleche 21 verbunden, die in Betriebsstellung die zylindrische Wandung der Strömungsschürze 10 in den Öffnungen im Bereich des oberen Kühlmittelplenums ergänzen.The storage containers 6a, 66 are rotatably supported with their central axis 16 in track bearings 17. The thrust bearings 17 are attached to a bracket structure 18. The cover plates 21 are firmly connected to the storage containers 6a, 6b and, in the operating position, complement the cylindrical wall of the flow skirt 10 in the openings in the area of the upper coolant plenum.

In F i g. 2 befinden sich der Lagerbehälter 6a in der Be- bzw. Entladestellung, dabei teilweise den Kern 2 überdeckend, und der Lagerbehälter 6b in Betriebsstellung, wobei der konkave Abschnitt 6c im Bereich der zugehörigen Öffnung die Wandung der Strömungsschürze 10 schließt.In Fig. 2, the storage container 6a is in the loading or unloading position, partially covering the core 2, and the storage container 6b is in the operating position, the concave section 6c closing the wall of the flow skirt 10 in the area of the associated opening.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Exchange system for a nuclear reactor, which contains a reactor tank closed with a cover, in which a cylindrical reactor core made up of individual exchangeable fuel and moderator elements and a storage container rotatable about an axis, the axis of rotation of which lies outside the reactor core, with storage spaces for such elements is, wherein the cover comprises a rotary cover with a both each element of the reactor core as a movable via the storage container-exchange channel, characterized, in that above the core (2) and centrally with respect to its cylinder axis (YY) a flow apron (10) for the Cylindrical wall forming coolant is arranged so that the storage container (6a, 6b) has the shape of a circle in cross section with a concave section (6c) of the shape of the overlap of this circle with the circular cross section of the wall and is arranged at the level of the flow skirt (10) and that the flow apron (10) has an opening g (9), which when changing operation for the passage of the part provided with the storage spaces (19) of the storage container (6a, 6b) is used, and is closed during operation of the reactor by the concave portion (6c) of the storage container.

2. Exchange system according to claim 1, characterized in that more than one, preferably two. Storage containers (6a, 6b) each with a concave section (6c) and a number of openings (9) corresponding to the number of storage containers (6a, 6b) in the flow skirt (10).