DE1589824A1

DE1589824A1 - Verfahren zum Betrieb eines Kernreaktors

Info

Publication number: DE1589824A1
Application number: DE1967G0049976
Authority: DE
Inventors: Roupe George Allen; Thompson Orville Andrew; Crowther Russell Lee; Gyorey Geza Leslie; Parkos Gerald Robert
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1966-05-16
Filing date: 1967-04-29
Publication date: 1970-11-12
Also published as: FI50375B; BE698509A; IL27757A; FI50375C; CH501296A; GB1147968A; NL132403C; FR1522967A; SE322297C; US3385758A; DE1589824B2; ES340562A1; SE322297B; NL6706780A; DE1589824C3; JPS519116B1

Description

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General Electric Company, 1 River Road, Schenectady, N.Y.,USA

Verfahren zum Betrieb eines Kernreaktors

Die vorliegende Erfindung betrifft Kernreaktoren und im besonderen ein neues Betriebsverfahren zum Steuern bzw. Regeln eines solchen Kernreaktors.

Es ist bekannt, daß bei der Kernspaltung große Energiemengen

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oder Pu absorbieren ein Neutron und zerfallen anschließend unter Kernspaltung. Bei diesem Vorgang werden im Mittel zwei Spaltprodukte von geringerem Atomgewicht frei, die beide eine hohe kinetische Energie haben. Außerdem werden noch einige Neutronen dabei frei, die ebenfalls hochenergetisch sind. Bei

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der Spaltung von U entstehen beispielsweise ein schwereres Spaltprodukt mit einem Atomgewicht zwischen 125 und 155, ferner ein leichteres Spaltprodukt mit einem Atomgewicht, zwischen 80 und 100 und im Mittel 2,5 Neutronen. Die pöj Spaltung freiwerdende Energie reicht an 200 Millionen Elektronenvolt heran.

Die kinetische Energie der Spaltprodukte wird sehr rasch in Form von Wärme im Kernbrennstoff vernichtet. Wenn nun trotz der parasitären Neutronenabsorption sowie trotz der

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anderen Neutronenverluste im System noch nach einer Spaltung genau 1 Neutron übrig bleibt, das eine weitere Kernspaltung induziert, unterhält sich die Spaltungsreaktion von selbst und die Wärmeerzeugung erfolgt kontinuierlich. Die ifirme wird durch ein Kühlmittel abgeführt, das im Wärmeaustausch mit dem Kernbrennstoff steht. Die Spaltungskette kann nun solange weiterlaufen, wie ausreichende Mengen an spaltbarem Material vorhanden sind, die den Einfluß der Spaltprodukte und der anderen vorhandenen Neutronenabsorber wie beispielsweise der vorhandenen Steuerstäbe überwiegen.

Um nun solche Spaltungsreaktionen mit einer solchen Geschwindigkeeit ablaufen zu lassen, die die Erzeugung von nutzbaren Mengen thermischer Energie ermöglicht, werden heute Kernreaktoren ausgelegt, konstruiert und betrieben, in denen das spaltbare Material (der Kernbrennstoff) in Brennstoffelementen vorhanden ist, die die verschiedensten Formen haben. Die Brennstoffelemente können beispielsweise plattenförmig, röhrenförmig oder süiförmig ausgebildet sein. Der Zweckmäßigkeit halber sollen die Brennstoffelemente in der nachfolgenden Beschreibung als Brennstoffstäbe bezeichnet werden. Diese Brennstoffstabe sind außen mit einer korrosionsbeständigen nicht-aktiven Hülse versehen, die weder spaltbare Isotope noch Brutmaterial enthält. Die Brennnstoffstäbe sind nun in vorgegebenen Abständen voneinander gruppenweise angeordnet und als Brennstoffbündel in einen Kühlmittelkanal eingesetzt. Zum Aufbau des Reaktorkerns werden eine ausreichende Anzahl solcher Brennstoffbündel zusammengefaßt, so daß die oben erwähnte Kernreaktion

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von selbst ablaufen kann. WEiterhin ist der Reaktor mit einem System zur Steuerung der Reaktivität versehen, das aus einer Anzahl von Neutronenabsorberstäben besteht, die im Reaktorkern bewegbar angeordnet sind. Diese Absorberstäbe werden mehr oder weniger weit in den Kern hineingeschoben oder aus ihm herausgezogen, so daß sie eine mehr oder weniger große Anzahl von Neutronen absorbieren. Dadurch kann die Reaktivität des Kernbrennstoffes im Reaktorkern geändert werden.

Um nun den gewünschten Wirkungsgrad zu erzielen und allen Sicherheitsvorkehrungen eines Kernreaktors genüge zu tun, müssen der maximale Reaktivitätswert der STeuerstäbe und die Geschwindigkeiten, mit denen die Stäbe in den Kern ein- oder ausgefahren werden können, auf solche Werte begrenzt werden,daß beim Auftreten irgendeines Fehlers gleich welcher Art - sei es ein mechanischer Fehler oder der Ausfall eines elektrischen oder elektronischen Steuer- oder Regelkreises - kein Reaktivitätsübergang im Reaktor möglich ist, der dem Reaktorsystem oder den Brennstoff stäben nennenswerten Schaden zufügen kann. Der Grenzwert, von dem ab Beschädigungen befürchtet werden müssen, kann anhand der Energiedichte im Kernbrennstoff definiert werden, also beispielsweise in Kalorien pro Gramm UO₂. Die Wahrscheinlichkeit, daß ein mechanischer Fehler im System auftritt, wird größer, wenn die maximale Energiedichte 425 cal/ g UO₂ (Verdampfung des UO₂) erreicht. Die Wahrscheinlichkeit, daß ein mechanischer Fehler auftritt, wird dagegen vernachlässigbar klein, wenn die maximale Energiedichte einen Wert von etwa 220 cal/ g UO₂ erreicht. (Bei diesem Wert schmilzt das

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UO₂). Obwohl es unwahrscheindlich ist, daß das System in größerem Umfang beschädigt wird, wenn die Energiedichte an irgendeiner Stelle im Reaktorkern 425 cal/g UO₂ erreicht, ist es grundsätzlich erwünscht, den Reaktor so zu betreiben, daß bei einer Erhöhung der Reaktivität (also beim Herausziehen der Steuerstäbe) maximale Energiedichten von mehr als 200 cal/ g nicht auftreten. Die maximalen Energiedichten, die im Brennstoff während der Erhöhung der Reaktivität auftreten, hängen von zwei Parametern ab, nämlich einmal vom Steuerst abwert (also vom Neutronenabsorptionsvermögen des Steuerstabes in vorgegebener Geometrie) und zum anderen von der Geschwindigkeit, mit der der Steuerstab ausgefahren wird.

Die vorliegende Erfindung beinhaltet nun ein Verfahren zum Betrieb eines Kernreaktors, durch das es möglich ist, den Reaktivitätswert eines jeden einzelnen Steuerstabes, der im Reaktorkern verbleibt, auf dem geringstmöglichen Wert zu halten. Der Reaktivitätswert eines Steuerstabes hängt in großem Umfang von der relativen Stelle ab, an dem die Steuerstäbe in den Kern eingesetzt sind. Wenn auch die Reaktivitätssteuersysteme in heutigen Kernreaktoren außerordentlich zuverlässig sind, und wenn auch das Bedienungspersonal keine schwerwiegenden Reaktivitätsänderungen auslösen kann, so kann das Bedienungspersonal aber doch den Steuerstabwert dadurch erhöhen, daß es Steuerstäbe in einer ungünstigen Verteilung in den Reaktorkern einfährt. Eine solche ungünstige Verteilung entsteht beispielsweise dann, wenn man die Steuerstäbe einer vorgegebenen Steuerstabgruppe derart gegenseitig anordnet, daß ein oder mehrere STeuerstäbe dieserGruppe einen ungewöhnlich hohen Reaktivitäswert erhalten. Wenn man die Anordnung der Steuer-

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stäbe dagegen so trifft, daß die Reaktivitätswerte der einzelnen Steuerstäbe niedrig bleiben, werden der Wirkungsgrad un die Sicherdes Reaktors erhöht. Daher ist es günstig, den Reaktor auf solche Weise zu betreiben,d aß die verwendeten Verteilungen der Steuerstäbe auf die geringstmöglichen Steuerstabwerte,führen. DAs kann man durch Einfahren und Ausfahren der Steuerstäbe in einer ganz bestimmten Reihenfolge erreichen, die durch die Erfindung festgelegt ist. Diese Reihenfolge kann vom Bedienungspersonal • von Hand gewählt werden, sie kann aber auch automatisch gewählt werden. Weiterhin kann die Anordnung so getroffen werden, daß die Bewegung solcher Steuerstäbe gesperrt wird, die nicht der Vorgegebenen REihenfolge entsprechen. Man kann auch eine digital arbeitende Vorrichtung dazu benutzen, die Steuerstäbe automatisch in der vorgegebenen Reihenfolge ein- oder auszufahren. Man kann aber eine solche digital arbeitende Vorrichtung auch dazu benutzen, die vom Bedienungspersonal getroffene Auswahl zu überwachen, um sicherzustellen, daß die vom Bedienungspersonal getroffene Auswahl mit den erfindungsgemäßen Steuerstabverteilungen und der erfindungsgemäßen REihenfolge für das Ein- und Ausfahren verträglich ist. Wenn die vom Bedienungspersonal getroffene Auswahl von der erfindungsgemäßen Verteilung und Reihenfolge derart abweicht, daß sich eine mögliche Verteilung ergibt, bei der hohe Steuerstabwerte entstehen, blockiert dann die digital arbeitende Vorrichtung die weitere Bewegung der Steuerstäbe, bis das Bedienungspersonal wieder die richtige Auswahl getroffen hat.

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Nach der Erfindung sind zwei grundlegende Reihenfolgen möglich, die als Folge "A" und als Folge "B" bezeichnet werden sollen. Jede der beiden Folgen führt auf ein Schachbrettmuster. Nach der Folge "A" ist der zentrale Steuerstab im Reaktorkern eingesetzt, wenn 50 % aller Steuerstäbe haausgezogen sind, und nach der Folge "B" ist der zentrale Steuerstab herausgezogen, wenn 50 % aller Steuerstäbe herausgezogen worden sind. Es ist nicht günstig, wenn der Reaktor über längere Zeiten mit der gleichen Steuerstabverteilung betrieben wird, da dieses auf einen ungleichförmigen Abbrand führt. Wenn man daher die Steuerstabverteilung periodisch - beispielsweise alle zwei Monate - ändert, kann man im Reaktorkern einen viel gleichförmigeren Abbrand erzielen. Die beiden grundlegenden Reihenfolgen (A und B) nach der Erfindung sowie die Schachbrettmuster, auf die diese beiden Reihenfolgen führen, sind besonders gut zum ÄNdern von Steuerstabverteilungen geeignet, wenn die Lage der Steuerstäbe vertauscht oder umgeschaltet werden soll. Solche Änderungen der Steuerstabverteilungen werden als "rod swa~" bezeichnet. Sie werden nomrmalerweise bei verminderter Reaktorleistung durchgeführt und könnendas Vertauschen der Steuerstäbe in Oberst^inmung mit den beiden grundlegenden Folgen A und B beinhalten.

Jede der beiden grundlegenden Folgen A und B besteht darin, der Reihe nach die Steuerstäbe von vier Grundgruppen herauszuziehen, die im folgenden als Gruppe 1, 2, 3 und 4 bezeichnet werden sollen. Diese Steuerstabgruppen werden nacheinander herausgezogen, und

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zwar werden die Steuerstäbe einer Gruppe erst vollständig herausgezogen,bevor mit dem Herausziehen der Steuerstäbe der nächsten Gruppe begonnen wird. (Dieses gilt immer bis auf einige unwesentliche Ausnahmen.)

Die speziellen Anordnungen der Staierstäbe in diesen vier Grundgruppen werden aus zwei geometrischen Netzwerken abgeleitet, die als Netzwerk I und als Netzwerk II bezeichnet werden sollen. Jedes dieser Netzwerke besteht aus einer Anzahl sich überlappender quadratischer Matrizen für 3x3 Steuerstäbe, so daß jede dieser gedachten Matrizen 9 Steuerstäbe aufnehmen s^knn.

Das Netzwerk I besteht aus einer Anzahl gedachter Matrizen mit 3 Spalten und 3 Reihen, diejderart in den Reaktorkern gelegt sind, daß die Eckstellungen einer jedei^gedachten Matrix mit den Eckstellungen der diagonal daneben liegenden gedachten Matrizen zusammenfallen.

Das Netzwerk II besteht aus einer Anzahl gedachter Matrizen mit 3 Spalten und 3 Reihen, die derart in den Reaktorkern gelegt sind, daß zwei nebeneinander liegende Eckstellungen einer solchen 3x3-Matrix mit den Steuerstäbplätzen in den Ecken einer daneben liegenden Matrix aus dem Netzwerk I zusammenfallen.

Die Gruppe I besteht aus allen Steuerstäben, die in der Mitte aller 3 χ 3-Matrizen des NEtzwerkes I angeordnet sind. Die Gruppe 2 besteht aus allen Steuerstäben, die in der Mitte der 3x3-

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Matrizen des Netzwerkes II angeordnet sind. Die Gruppe 3 besteht aus allen STäben,die in den Ecken der 3x3 -Matrizen in Netzwerk I oder Netzwerk II angeordnet sind, sofern diese Ecken auf einer bestimmten Diagonalen oder auf einer dazu parallelen Linie liegen. Die Gruppe 4 besteht aus den Steaerstäben in den beiden anderen Ecken der 3x3 -Matrizen des gleichen Netzwerkes. Die Diagonalen mit denen man diese Ecken verbinden kann, stehen senkrecht auf den Diagonalen, durch die Stabstellungen aus Gruppe 3 miteinander verbunden sind.

Die Reihenfolge für das Ausfahren oder das Einfahren der Steuerstäbe kann lauten: Gruppe 1, 2, 3 und 4 oder auch Gruppe 4, 3, 2 und 1. Zusätzlich kann man noch die Gruppe 1 mit der Gruppe 2 und die Gruppe 3 mit der Gruppe 4 vertauschen. Dadurflc erhält man acht mögliche Reihenfolgen für das Ausfahren oder das Einfahren der

man
Stuerstäbe. Wenn dagegen die Gruppen 1 und 3, 1 und 4, 2 und 3 oder 2 und 4 miteinander vertauscht, erhält man keine Steuerstabverteilungen mehr, bei denen die Steueratabwerte ein Minimum sind bzw. bleiben. Wenn nun alle Steuerstäbe der Gruppen 1, 2, 3 und 4 vollständig aus dem Kern herausgezogen worden sind, sind die im Reaktorkern verbleibenden Steuerstäbe schachbrettartig angeordnet. Ist diese Schachbrettverteilung erreicht, so verbleiben noch 50 I aller Steuerstäbe in dem Reaktorkern. Man sagt dann, daß eine Steuerstabdichte von 50 % erreicht ist. Die Steuerstäbe in dem Reektorkern, die dieses Schachbrettmuster bilden, haben dann alle einen mittleren Steuerstabwert und daher den geringstmöglichen praktischen Steuerstabwert. Zusätzlich wurden die Steuerstäbe zur Her-

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stellung dieses Schachbrettmusters in einer solchen Reihenfolge herausgezogen, daß auch nach jedem Schritt und in jedem Augenblick während des Herausziehens sichergestellt war, daß der praktische Steuerstabwert so niedrig als möglich blieb.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, jede der eben erörterten Gruppen in Untergruppen zu unterteilen. Diese Unterteilung kann nach dem Prozentsatz der herauszuziehenden STeuerstäbe erfolgen. Diese Untergruppen bestehen aus allen Steuerstäben derjenigen Gruppe, der sie zugeordnet sind. Um einen möglichst niedrigen Steuerstabwert sicherzustellen, ist es wünschenswert, erst die Steuerstäbe einer Untergruppe vollständig herauszuziehen, bevor mit dem Herausziehen der Steuerstäbe der nächsten Untergruppe begonnen wird. Dadurch werden die Steuerstabwerte während des Herausziehens der Steuerstäbe einer Gruppe erneut vermindert.

Weiterhin hat sich herausgestellt,daß die schachbrettartige Anordnung der Steuerstäbe für den Reaktorbetrieb selber sehr güns tig ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß man bei einer schachbrettartigen Steuerstabverteilung während des Reaktorbetriebes von allen Brennstoffbündeln im Reaktorkern gleichförmig Energie abführen kann. Wenn die Steuerstäbe der Gruppen 1 bis 4 vollständig herausgezogen worden sind, ist der Punkt erreicht, an dem die Steuerstabdichte 50 % beträgt. Zu Beginn des BrennstoffZyklus sollte der Leistungspegel des Reaktors mit 50 i Sisuerstabdichte höher als die Leerlauf leistung des Reaktors sijen. Das weitere He ru)as ziehen der Steuerstäbe, das notwendig ist, um die gewünschte Betriebsverteilung der Steuerstäbe hervorzurufen, sollte in einer symmetrischen

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Reihenfolge durchgeführt werden. Bei dieser symmetrischen -Reihenfolge beginnt man am besten mit dem Herausziehen der Steuerstäbe außen am Umfang des Reaktokkerns, bis alle Steuerstäbe auf dem Kreis außen am Umfang des Reaktors herausgezogen worden sind. Dann können einige Steuerstäbe in der Mitte des Reaktors herausgezogen werden, um den Reaktor auf volle Leistung zu bringen. Wenn der Abbrand größer geworden ist, kann man noch weitere Steuerstäbe aus der Mitte des Reaktorkerns herausziehen.

Wenn man einen Reaktor auf die eben beschriebene Weise betreibt, kann man während des Normalbetriebes des Reaktors maximale Steuerstabwerte (ΔΚ) zwischen 0,025 und 0,035 erreichen. Wird ein Reaktor dagegen nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben, so ist es möglich, daß die maximalen Steuerstabwerte etwa auf 0,050 bis O₃060 ansteigen. Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Steuerstabverteilung kann man somit eine Verminderung der Steuerstabwerte erzielen, die bis zu 55 I betragen kann.

Im folgenden soU die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen im einzelnen beschrieben werden.

Figur 1 stellt schematisch eine Kernreaktoranlage dar. Insbesondere ist der Kernreaktor teilweise geschnitten dargestellt, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann.

Figur 2 ist ein horizontaler Querschnitt durch den Reaktorkessel und den Reaktorkern längs der Linie 2-2 aus Figur 1.

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Figur 3 zeigt schematisch einen Reaktorkern, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beträen werden kann.

Figur 4 zeigt eine 2x2 -Matrix. Auf der einen Diagonalen dieser Matrix sind die Steuerstäbe eingesetzt, auf der anderen Diagonalen dieser Matrix sind die Steuerstäbe herausgezogen worden.

Figur 5 zeigt die grundlegende 3 χ 3-Matrix, aus der die erfindungsgemäße Steuerstabverteilung und die Reihenfolge abgelistet wird, mit der die Steuerstäbe eingefahren ader ausgefahren werden können.

Figur.6A bis 6E zeigen alle 3 χ 3-Matrizen, die Ausgangspunkt für eine Steuerstabverteilung mit eingesetztem zentralen Steuerstab sein können. (Folge B aus Figur 19).

Figur. 7A bis 7D zeigen alle 3 χ 3-Matrizen, die Ausgangspunkt für eine Steuerstabverteilung mit herausgezogenem zentralen Steuerstab sein können. (Folge A aus Figur. 19).

Figur 8 zeigt die Anordnung der gedachten 3x3 -Matrizen im Netzwerk I. Außerdem sind die Steuerstäbe dargestellt, die als Gruppe 1 eingefahren oder ausgefahren werden sollen.

Figur 9 zeigt die Anordnung der gedachten 3 χ 3-Matrizen im Netzwerk II. Außerdem sind die Steuerstäbe dargestellt, die als Gruppe 2 eingefahren oder ausgefahren werden müssen.

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Figur. 10 und 11 zeigen, wie die Steuerstäbe der Gruppen 3A und 4A eingefahren oder ausgefahren werden, wenn als Bezugspunkt das Netzwerk I aus Figur 8 verwendet wird.

Figur 12 und 13 zeigen, wie die Steuerstäbe der Gruppen 3B und 4B eingefahren oder ausgefahren werden, wenn als Bezugspunkt das Netzwerk Ia aus Figur 8 verwendet wird.

Figur 14 und 15 zeigen, wie die Steuerstäbe der Gruppe 3C und 4C eingefahren und ausgefahren werden, wenn als Bezugspunkt das Netzwerk II aus Figur 9 verwendet wird.

Figur 16 und 17 zeigen, wie die Steuerstäbe der Gruppen 3D und 4D eingefahren oder ausgefahren weden, wenn als BEzugspunkt das Netzwerk II aus Figur 9 verwendet wird.

Figur 18 zeigt typische Untergruppen, in die eine Gruppe unterteilt werden kann.

Figur 19 zeigt die Schachbrettverteilung der STeuerstäbe mit voll eingesetztem zentralen Steuerstab, die sich bei 50 % Steuerstabdichte aus der Folge A ergibt.

Figur 19A zeigt die Schschbrettverteilung der Steuerstäbe mit voll ausgefahrenem zentralen Steuerstab, die sich bei 50 I Steuerstabdichte aus der Folge B ergibt.

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Figur 20 zeigt eine Steuerstabverteilung für den Leistungsbetrieb des Reaktors, die durchdie Folge A entsteht und aus der Schachbrettverteilung aus Figur 19 abgeleitet ist, die auf der F olge Λ beruht.

Figur 21 zeigt eine Steuerstabverteilung für den Leistungsbetrieb des Reaktors, die durch die Folge B entsteht und aus der Schachbrettverteilung nach Figur 19A abgeleitet ist, die ebenfalls auf der Folge B beruht.

Figur,22 und 23 zeigen zwei andere Steuerstabverteilungen für den Leistungsbetrieb des Reaktors, die aus der auf der Folge A beruhenden Steuerstabverteilung nach Figur 20 abgeleitet sind. Die Folgen, die auf diese Steuerstabverteilungen führen, werden mit A-1 und A-2 bezeichnet.

Figuren 24 und 25 zeigen zwei andere Steuerstabverteilungen für den Leistungsbetrieb des Reaktors, die aus der auf der Folge B beruhenden Steuesrstabverteilung nach Figur 21 abgeleitet sind. Die Folgen, die auf diesen Steuerstabverteilungen führen, werden mit BTc und B-2 bezeichnet.

In der Figur 1 ist schematisch eine Kernreaktoranlage dargestellt, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf zahlreiche Kernreaktorarten anwendedn, also beispielsweise auf Leiditwasser-moderierte und gekühlte Reaktoren, die keine Siedewasserreaktoren sind, auf

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schwerwasser-moderierte oder graphit-modierierte Reaktoren, auf organisch moderierte Reaktoren oder auch auf Reaktoren, bei denen als Moderator und Kühlmittel Natrium oder andere Stoffe verwendet werden. Die Erfindung wird jedoch in ihrer Anwendung auf einen Siedewasserreaktor beschrieben, da die Anwendung der Erfindung auf diese Reaktorart sehr vorteilhaft ist.

Der Reaktor, der in der Figur 1 dargestellt ist, weist einen Druckkessel 10 mit einem abnehmbaren Dom 12 auf, der mittels der Flansche 14 und 16 am Kessel befestigt ist. Innerhalb des Kessels 10 ist der Reaktorkern 18 angeordnet, der eine Anzahl senkrecht angeordneter Brennstoffbündel 20 aufweist. Jedes Brennstoffbündel besteht aus einer Anzahl langgestreckter Brennstoffstäbe, die durch eine obere und eine untere Halterung in einem gewissen Abstand voneinander gehaltert sind. Diese Halterungen weisen Öffnungen auf, durch die Kühl- und Moderatorflüssigkeit hindurch strömen kann. Jedes Brennstoffbündel ist mit einem an beiden Seiten offenen Mantel versehen, der das Brennstoffbündel umgibt und als Kanal für das Kühlmittel dient.

Unten am Boden 23 des Reaktorkessels 10 sind eine Anzdü. von Antriebsmechanismen 22 für die Steuerstöbe des Reaktors dicht durchgeführt. Diese Antriebsmechanismen können beispielsweise am Kesselboden 23 verschweißt sein. WEiterhin sind eine Anzahl von längs verlaufenden Führungsrohren 24 für die Steuerstäbe vorgesehen, die mit ihren unteren Enden innen am Kesselboden 23 angeschweißt sind. Die oberen Enden dieser Führungsrohre 24 sind durch eine

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untere Gitterplatte 26 in Querrichtung festgelegt. Das obere Ende eines jeden Führungsrohres 24 ist mit 4 Sockeln (nicht gezeigt) und mit einer kreuzförmigen Öffnung (nicht gezeigt) versehen. Jedes Führungsrohr 24 trägt vier Brennstoffbündel 20_; und zwar sind die unteren Halterungen der Brennstoffbündel jeweils in einen der vier Sockel am oberen Ende des FühruHgsrohres eingesetzt. Jedes Führungsrohr ist mit öffnungen 28 versehen, die oben an den Führungsrohren angeordnet sind und mit dem Vorratsraum 30, den Sockeln oben an den Führungsrohren sowie mit den ut|neren Halterungen der zugehörigen 3rennstoffbündel in Verbindung stehen.

Steuerstäbe 32 sind in gestrichelten Linien dargestellt. Sie dienen dazu, den gesamten Leistungspegel des Reaktors sowie die differentielle Leistungsverteilun" innerhalb des Reaktorkerns einzustellen. In j£Lem Führungs rohr ist ein solcher kreuzförmiger Steuerstab angeordnet, der durch die kreuzförmige öffnung am oberen Ende des Führungsrohres hindurch geht und zwischen den vier Brennstoffbündeln 2ü, die auf dem Führungsrohr sitzen, senkrecht hin- und herbewegt werden kann. Die Steuerstäbe 32 sind mit den Antriebsmechanismen 22 über Antriebsstangen 33 verbunden. Die einzelnen Antriebsmechanismen werden hydraulisch betätigt. Die Hydraulikleitungen sind mit "34" bezeichnet. Das hydraulische System wird von einer Steuervorrichtung 35 gesteuert, die eine bekannte elektro-mechanische Vorrichtung sein kann. Man kann die Steuervorrichtung 35 zur Auswahl der Steuerstabverteilungen nach der Erfindung sowie zurAuswahl der erfinduBnsgeinäßen Reihenfolge verwenden, mit der die Steuerstäbe eingefahren bzw. ausgefahren werden.

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Koaxial in dem Reaktorkessel ist ein Ringmantel 36 eingesetzt, so daß sich zwischen dem Ringmantel 36 und der Kesselwandung ein Ringraum 37 bildet. Eine Pumpe 38 saugt kontinuierlich vom Boden des Ringraumes 37 Umwälzwasser ab und drückt dieses Umwälzwasser mit einer steuerbaren Geschwindigkeit in den Vorratsraum 30 hinein. Die Pumpe 38 wird von einem Motor 39 angetrieben, dessen Geschwindigkeit von der Regelvorrichtung 40 gesteuert bzw. geregelt wird.Wie die REgelvorrichtung die Motorgeschwindigkeit beeinfluskann, ist bekannt und beispielsweise in der US-Patentschrift 3 042 600 beschrieben.

Beim BEtrieb eines Siedewasserreaktors wird ein Dampf-Wassergemisch, das im Reaktorkern 18 erzeugt worden ist, in einen Dom 27 überführt. Von dort aus strömt das Dampf-Wasser-Gesemisch in Dampfseparatoren 41 hinein. Dort wird der Dampf vom größten Teil des Wasseis befreit. Der abseparierte Dampf strömt dann nach oben in einen Dampftrockner 42 hinein, der auf einer ringförmigen Halterung 44 montiert ist. Dort wird das restlicaeWasser aus dem Dampf entfertjn. Der trockene Dampf, der aus dem DAmp ft rockner 42 austritt, wird dann einer Turbine 46 zugeleitet, die einen Generator 48 antreibt. Das Wasser, das in den Separatoren 41 und im Dampftrockner 42 abgeschieden worden ist, strömt nach unten und über die obere Wand des Domes 27 radial nach außen. DAraufhin fließt dieses Wasser zwischen den Dampfseparatoren hindurch nach unten in den Ringraum 37 hinein. Der Wasserstand im Reaktorkessel ist durch die gestrichelten Linien 50 dargestellt.

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Abdampf aus der Turbine 46 wird kondensiert und im Kondensorsumpf 52 gesammelt. Das Dampfkondensat wird aus dem Sumpf 52 durch eine Pumpe 54 abgepumpt und als Speisewasser einem kreisringförmigen Verteilter 56 zugeführt, so daß das Speisewasser mit Wasser aus den DampfSeparatoren 41 und dem DAmpftrockner 42 gemischt wird. Das Wasser wird also auf einem geschlossenen Wege umgewälzt, der beim Vorratsraum 30 beginnt. DAnn folgen die Brennstoffbündel 20, der SAmmeldom 27, die DAmpfseparatoren 41 und der obere Raum 58. Daraufhin strömt das Wasser durch den Ringraum 37 nach unten und zum Ansaugstutzen der Umwälzpumpe 38" zurück. Das Umwälzen des Wassers kann auch mit Hilfe von Strahlpumpen erfolgen, die in dem Ringraum 37 angeordnet werden können.

Die Wassermenge aus dem Vorratsraum 30 wird in zwei parallele Teilströmungen unterteilt.

Die erste Teilströmung, die aus etwa 90 I der gesamten Wassermenge besteht, strömt zuerst durch die öffnungen 28 oben an den Führungsrohren 24 für die Steuerstäbe hindurch, dann durch die unteren Halterungen der Brennstoffbündel hindurch und in die Brennstoffbündel und den Ringmantel der Brennstoffbündel hinein und tritt schließlich durch die oberen Halterungen der Brennstoffbündel hindurch und in den SAmmeldom 27 ein. Innerhalb der Brennstoffbündel und innerhalb der Ringmäntel, die die Brennstoffbündel umgebnn, dient das Wasser als Moderator und als Kühlmittel für die Brennstoff- s$£be. Hierbei wird das Wasser teilweise verdampft, so daß sich eine Dampf-Wasser-Mischung bildet.

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Die zweite Teilströmung, die aus den restlichen 10 I Wasser besteht, nimmt ihren Weg von dem Vorratsraum 30 aus durch Öffnungen 59 hindurch, die zwischen den äußeren Oberflächen an den oberen Enden der Führungsrohre 24 gebildet sind. Von dort strömt diese Teilströmung durch entsprechende Öffnungen in der unteren Gitterplatte 26 hindurch. Nun fließt dieTeilströmung in den Zwischenräumen nach oben, die zwishen den Ringmänteln der einzelnen Brennstoffbündel und zwischen den Steuerstäben vorhanden sind. Zum SChluß gelangt diese Teilströmung durch Zwischenräume zwischen den oberen Enden der Brennstoffbündel hindurch in den Sammeldom 27. Diese Teilströmung dient dazu, die Steuerstäbe und die Ringmäntel der Brennstoffbündel zu kühlen, um die Bildung von Dampf in diesen Gebieten zu verhindern. Außerdemträgt diese Teilströmung auch zur neutronenmoderierenden Wirkung derjenigen Wassermenge bei, die innerhalb der Ringmäntel die Brennstoffbündel durchströmt. Die Qualität des Dampf-Wasser-Gemisches, das durch die Vereinigung der beiden Teilströmungen im Sammeldom 27 entsteht, beträgt üblicherweise etwa 10 %.

IN der Figur 2 ist ein Querschnitt durch den Reaktorkessel 10 und durch den Reaktorkern in Höhe der Linie 2-2 aus Figur 1 dargestellt. Der Reaktorkessel 10 ist um den Reaktorkern 18 und den Ringmantel 36 herum angeordnet. Die Brennstoffbündel 20 sind gruppenweise zu jeweils vier Stück angeordnet, wobei zwischen den Gruppen ein verhältnismäßig schmaler Zwischenraum (N) verbleibt, der das Einsetzen und Herausnehmen der Brennstoffbündel erleichtern soll. Außerdem wird dadurch Platz für die Instrumentierung geschaffen. Der Zwischenraum (W) zwischen den vier Brenn-

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stoffbündeln einer Gruppe ist dagegen merklich größer, so daß zwischen den Bündeln einer Gruppe ein kreuzförmiger Steuerstab hin- und herbewegt werden kann. Daher sind neben jeweils zwei Seiten eines jeden Brennstoffbündels Steuerstablamellen angeordnet, neben den anderen beiden Seiten eines jeden Brennstoffbündeis jedoch nicht. Die Zwischenräume (N) und (W) sind diejenigen Zwischenräume, durch die die zweite Teilströmung des Umwälzwassers hindurchströmt j so daß diese Zwischenräume mit Wasser gefüllt sind. Es sei bemerkt, daß ein wirklicher Reaktor häufig eine wesentlich größere Anzahl von Brennstoffelementen bzw. von BrennstoffbundeIn und Steuerstäben aufweist, als es in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist. Die Figuren 1 und 2 sind nur der Übersichtlichkeit halber mtt einer wesentlich geringeren Anzahl von Brennstoffbündeln und Steuerstäben dargestellt worden.

In der Figur 3 ist schematisch ein typischer Reaktorkern dargestellt, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann. Der Kern weist 137 Steuerstäbe 32 und 548 Brennstoffbündel 20 auf, die der Einfachheit halber nur in einer Zelle dargestellt sind. Der äußere Umfang des Reaktorkerns ist so ausgebildet, daß er sichjmöglichst gut durch einen Kreis umschreiben läßt. Der zentrale Steuerstab des Reaktorkerns ist mit 32' bezeichnet und dient als Bezugspunkt für die nachfolgenden Erörterungen. Man kann aber auch jeden anderen STeuerstab als Bezugspunkt verwenden. Außerdem ist in der Figur 3 die grundlegende 3x3 -Matrix 61 eingezeichnet, die nur aus Zweckmäßisgkeitsgründen in die Mitte des Reaktorkerns gelegt ist. Von dieser Matrix werden die Steuerstabverteilung und die Reihenfolge des Ein- und Ausfahrens der Steuerstäbe gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren abgeleitet.

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Um den Reaktor richtig betreiben zu können, muß die Reihenfolge, mit der die Steuerstäbe aus dem Reaktorkern ausgefahren werden, schließlich auf eine Steuerstabverteilung führen, die für den Leistungsbetrieb des Reaktors günstig ist. Günstige Verhältnisse für einen Leistungsbetrieb eines Reaktors liegen im allgemeinen dann vor,wenn die Energieerzeugungsdichte innerhalb des Reaktorkerns relativ gleichförmig ist. Steuerstabverteilungen, die sich für einen Leistungsbetrieb alsfoesonders günstig erweisen haben, sind in den Figuren 20 bis 25 dargestellt. Diese Steuerstabverteilungen künnen aus den erfindungsgemäßen Schachbrettverteilungen bei 50 % Steuerstabdichte abgeleitet werden, die in den Figuren 19 und 19A dargestellt sind. Diese Schachbrettverteilungen erhält man, wenn man bei allen 2x2 -Matrizen 63 (siehe Figuren 3 und 4) die Steuerstäbe längs der einen Diagonalen einsetzt und längs der anderen Diagonalen herausnimmt.

Bei unendlicher Geometrie werden bei dieser schachbrettartigen Anordnung der Steuerstäbe die Steuerstabwerte aller eingesetzten Steuerstäbe auf einem Durchschnittswert gehalten, der somit ein kleinst-möglicher Wert ist. Die Größe der einzelnen Steuerstabwerte hängt dann nur noch von den Brennstoffparametern ab, also beispielsväse vom Neutronenmultiplikationsfaktor des Brennstoffs ohne Steuerstäbe (k^), der Neutronenwanderungsfläche (M ) sowie der Steuerstärke aller bewegbaren Steuerstäbe (Ak/k). Bei einer endlichen Geometrie, wie sie beispielsweise in der Figur 3 dargestellt ist, kölnnen die Steuerstabwerte der außen liegenden Steuer-

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stäbe kleiner als die Durchschnitts- oder die Mittelwerte sein, da außen am Kern eine geringere Neutronenflußdichte herrscht. Das liegt daran, daß außen am Kern mehr Neutronen durch Abwanderung verloren gehen. Wenn dieses auch bei einer Schachbrettverteilung der Steuerstäbe bei 50 % Steuerstabdichte geschieht, sollte man meinen, daß sich dann nicht der geringstmögliche Steuerstabwert erzielen läßt. Wenn man nun außen am Kern einige S teuerstäbe herausnimmt, ist es möglich, den Neutronenfluß außen am Kern wieder zu erhöhen, so daß wieder ein Zustand erreicht wird, in dem jeder Steuerstab einen Steuerstabwert erlangt, der dem Durchschnitts- oder Mittelwert gleicht und daher ein kleinstmöglicher Wert ist.Das Herausziehen von Steuerstäben aus dem Rand des Reaktorkernes ist aber niht erforderlich, da der Neutronenfluß über den gesamten Kern nicht gleichförmig ist, und da im Brennstoff am Rand des Neutronenkerns eine größere ungesteuerte Neutronenmultipliation auftritt, die man dem Bestrahlungsgefälle sowie der Verteilung der als Reaktorgifte wirkenden Spaltprodukte zuschreiben kann. Diese Erscheinungen wirken dem bereits erwähnten Neutronenverlust am Rande eines Reaktorkerns mit begrenzter Geometrie entgegen und sorgen dafür, daß die Größe des höchsten Steuerstabwertes in der NÄhe des MIttel- oder Durchschnittswertes liegt. Man sieht daher' daß die schachbrettartigen Steuerstabverteilungen, aus denen dieVerteilungen nach den Figuren 20 bis 25 abgeleitet sind, außerordentlich günstig sind, um im ganzen Kern, also auch am Kernrand, die geringstmöglichen Steuerstabwerte zu erzeielen.

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Wie bereits erwähnt, gibt es mehrere verschiedene Reihenfolgen, in denen die Steuerstäbe aus dem Reaktorkern herausgezogen werden können,und die dann auf die Schachbrettverteilungen aus den Figuren 19 und 19A führen. Die Erfindung ist nun auf bestimmte Reihenfolgen gerichtet, die auf diese Schachbrettverteilungen führen. Bei dem nacheinanderfolgenden Herausziehen der Steuerstäbe ist es notwendig, daß die nach jedem Schritt noch im Kern verbleibenden Steuerstäbe einen Steuerstabwert aufweisen, der so nahe als möglich am Mittelwert und damit am kleinstmöglichen Wert liegt, Dieses wurde unter Verwendung der grundlegenden 3 χ 3 - Matrix erreicht, die in der Figur 5 dargestellt ist. Anhand dieser 3 χ 3 - Matrix ist es möglich, ganz bestimmte Steuerstabverteilungen zu erreichen, derart, daß nach dem Herausziehen der ersten beiden Steuerstabgruppen (Gruppe 1 und Gruppe 2 aus den Figuren 8 un d9) kein Steuerstab herausgezogen ist, der in allernächster (No) oder zweitnächster (Ng) Nachbarschaft zu irgendeinem der herausgezogenen Stäbe angeordnet ist. Man sieht, daß als Stäbe der Gruppe 1 und 2 diejenigen Stäbe herausgezogen werden, die jeweils in der Mitte (N₁) der 3 χ 3 - Matrizen der Netzwerke I und II angeordnet sind, wie es noch in Verbindung mit Figuren 8 und 9 erläutert wird.IN-] der 3x3 -Matrix aus Figur 5 bezieht sich auf den mittleren Steuerstab der 3x3 ■ Matrix, der jedoch nicht der zentrale Steuerstab des Reaktorkerns zu sein braucht, wie es noch anhand der Figuren 6A bis 6E und 7A bis 7D näher erläutert wird. Die Stäbe, die als dritte und als vierte Gruppe herausgezogen werden (Gruppe 3 und 4 aus den Figuren 10 bis 17), sind diejenigen Stäbe, die in der zweitnächsten Nach-

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barschaft (N₃) der Mittelstäbe der Matrizen angeordnet sind. Die in der nächsten Nachbarschaft (N^) angeordneten Stäbe werden erst dann herausgezogen, wenn der Punkt von 50 % Steuerstabdichte unterschritten ist. Während des Leistungsbetriebes des Reaktors hat es sich als günstig erwiesen, den Reaktor mit Steuerstab Verteilungen zu betreiben, bei denen entweder der zentrale Steuerstab eingesetzt (Folge A aus Figur 19) oder herausgezogen ist (Folge B aus Figur 19A). Wie bereits erwähnt, erfolgte die Wahl des zentralen Steuerstabes als Bezugspunkt nur aus Zweckmäßigkeitsgründen. Die nachfolgende Beschreibung der Steuerstabverteilungen und der Reihenfolgen, in denen die Steuerstäbe herauszuziehen sind, um diese Verteilungen zu erreichen, wird von diesem Bezugspuhkt ausgehend anhand der 3 χ 3 - Matrizen durchgeführt.

Die Figuren 6A bis 7E und 7A bis 7D zeigen alle möglichen 3x3 Matrizen, von denen zu Beginn ausgegangen werden kann. Wie das Netzwerk I und die Gruppe 1 in den Reaktorkern hineingelegt wird (siehe Figur 8 , hängt davon ab, wie die 3x3 -Matrix, die als Ausgangspunkt dient, gegenüber dem zentralen Steuerstab des Reaktorkerns in den Reaktorkern gelegt wird. Die Stellen, die zum Netzwerk II und zur Gruppe 2 gehören, werden aus dem Netzwerk I abgeleitet, (siehe Figur 9) .

In den Figur.6A bis 6E sind nun alle möglichen 3x3 -Matrizen dargestellt, von denen man ausgehen kann, um eine STeuerstabverteilung zu ereichen, bei der der zentrale Steuerstab des Reaktor* kerns herausgezogen ist (Fdge B). Wählt man als Ausgangspunkt die

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Ί b ö y ö I k

3x3 -Matrix nach Figur 6A, so vird der zentrale Steuerstab bereits beim Herausziehen der Steuerstäbe entfernt, die zur Gruppe 1 gehören. Geht man dagegen von einer der Matrizen aus, die in den Figuren 6B bis 6E dargestellt sind, so erfolgt das Entfernen des zentralen Steuerstabes beim Herausziehen der Steuerstäbe der Gruppen 3 oder 4. In den Figuren 7A bis 7D sind nun alle diejenigen 3x3 -Matrizen dargestellt, von denen man zur Erreichung einer schachbrettartigen Steuerstabverteilung mit eingesetztem zentralen STeuerstab ausgehen kann (Folge A). Um dieses zu erreichen, wird die 3 χ 3 - Matrix, von der ausgegangen wird, so in den Reaktorkern hineingelegt, daß der zentrale Steuerstab in der nächsten Nachbarschaft Nordes jenigen Steuerstabes angeordnet ist, der in der Mitte dieser 3 χ 3 - Matrix sitzt. Wenn man die 3x3 -Matrizen des Netzwerkes I oder der Gruppe I derart in den Reaktorkern hineinlegt, sieht man, daß der zentrale Steuerstab des Reaktors sowie die anderen Steuerstäbe, die in der näh6ten Nachbarschaft des MTttelstabes dieser 3x3 -Matrizen liegen, erst dann herausgzeogen werden, wenn die schachbrettartige Steuerstabverteilung bereits erreicht worden ist, sowie während des Leistungsbetriebes.

Die folgende kurze Zusammenfassung soll nun als Einfhrung dafür dienen, wie ein Reaktor nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird.

Jede der beiden Folgen A und B der Figuren 19 und 19A besteht darin, der Reihe nach die vier grundlegenden Gruppen von Steuerstäben herauszuziehen, die in den Figuren 8 bis 17 als Gruppen

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1, 2, 3 und 4 bezeichnet werden. Die Steuerstäbe dieser Gruppen warten in bestimmter Reihenfolge herausgezogen, und zwar werden die Steuerstäbe einer Gruppe erst vollständig herausgezogen, bevor mit dem Herausziehen der Steuerstäbe einer nachfolgenden Gruppe begonnen wird. (Hierbei gibt es einige wenige unwesentliche Ausnahmen) .

Wie nun die vier grundlegenden Gruppen für die Steuerstäbe in den Reaktorkern gelegt werden, wird aus zwei geometrischen Netzwerken abgeleitet, die als Netzwerk I und Netzwerk II bezeichnet werden. Der Zweckmäßigkeit halber sind in der Figur 8 das Netzwerk I und die Gruppe 1 und in der Figur 9 das Netzwerk II und die Gruppe 2 gemeinsam dargestellt. Jedes dieser NEtzwerke ist aus einer Anzahl sich überlappend angeordneter 3x3 -Matrizen aufgebaut, und jede dieser Matrizen enthält 9 Steuerstäbe.

Wie in der Figur 8 gezeigt ist, besteht das Netzwerk I aus einer Anzahl von 3x3 -Matrizen, die so in den Reaktorkern gelegt sind, daß ein Steuerstab, der in einer Ecke einer solchen Matrize angeordnet ist, gleichezeitig als Eckstab einer diagonal daneben liegenden Matrix angehört.

Wie in der Figur 9 gezeigt ist, besteht das Netzwerk II aus einer Anzahl von 3x3 -Matrizen, die so in den Reaktorkern hineingelegt sind, daß zwei nebeneinander stehende Eckstäbe einer 3x3-Matrix gleichzeitig Eckstäbe einer daneben liegenden Matrix aus NEtzwerk I sind.

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Wie aus der Figur 8 hervorgeht, besteht die Gruppe 1 aus allen Steuerstäben, die in der MITte der 3x3 -Matrizen aus Netzwerk I angeordnet sind. Diese Stäbe bzw. Stellen sind mit der Bezugsziffer "1" gekennzeichnet. Wie aus der Figur 9 hervorgeht, besteht die Gruppe 2 aus allen Steuerstäben, die in der Mitte der 3x3-Matrizen aus Netzwerk II angeordnet sind. Diese Stellen sind durch die Bezugsziffern "2" gekennzeichnet. Aus den Figuren 10, 12, 14 und 16 geht hervor, daß die Gruppe 3 aus allen denjenigen Steuerstäben besteht, die als Eckstäbe längs einer bestimmten Diagonalen entweder in den 3 χ 3 - Matrizen des Netzwerkes I oder in den 3x3 -Matrizen des Netaerkes II angeordnet sind. Diese Stellen sind mit der Bezugsziffer "3" gekennzeichnet. Wenn man eine dieser Diagonalen über eine 3x3 -Matrix hinaus verlängert, fällt sie entweder mit Diagonalen weiterer 3x3 -Matrizen zusammen oder verläuft parallel zu diesen. In den Figuren 11, 13, 15 und 17 ist dargestellt, daß Gruppe 4 aus den restlichen Eck^stäben der 3x3 -Matrizen des gleichen Netzwerkes besteht, der die Stäbe der Gruppe 3 angehören. Diese Stellen sind mit der Bezugsziffer "4 "gekennzeichnet. Diese restlichen Eckstäbe liegen auf Diagonalen, die auf denjenigen Diagonalen senkrecht stehen, durch die die Stäbe aus Gruppe 3 miteinander verbindbar sind.

Wie aus Figur 8 hervorgeht, wiederholen sich die 3x3 -Matrizen des Netzwerkes I durch den ganzen Reaktorkern hindurch ; das ist durch die gestrichelt dargestellten 3x3 Matrizen angedeutet. Da die Anordnung der 3x3 -Matrizen gegeneinander für die Erfindung wesentlich ist, sind diese 3x3 -Matrizen nicht gegenüber

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einem festen Bezugspunkt wie beispielsweise gegenüber dem zentralen STeuerstab des Reaktorkerns definiert. Es sei bemerkt, daß als 3 χ 3 - Matrix 61 der Figur 8 , also als Ausgangsmatrix jede der 3 χ 3 - Matrizen aus den Figuren 6A bis 6E (mit eingesetztem zentralen Steuerstab) sowie aus den Figuren 7A bis 7D (für Verteilungen mit ausgefahrenem zentralen Steuerstab) dienen kann. Wenn|man, was weiterhin bemerkt sein soll,den BEzugspunkt ändert und beispielsweise den Steuerstab 65 aus Figur 3 als neuen Bezugspunkt wählt, wäre der Steuerstab 65 der mittiere Steuerstab der 3 χ 3 - Matrix 67 aus Figur 8, während der zentrale Steuerstab des Reaktorkerns in der Mitte der 3 χ 3 - Matrix 61 ausFigur 8 angeordnet wäre. Dieses entspräche der Ausgangsmatrix, die in der Figur 6/\ dargestellt ist.

Wie bereits bemerkt, werden ab Gruppe 1 (Figur 8)nur diejenigen Steuerstäbe herausgezogen, die in der Mitte einer jeden 3x3-Matrix angeordnet sind. Weiterhin werden alle diese Steuerstäbe vollständig herausgezogen, bevor mit dem Herausziehen der Steuerstäbe aus Gruppe 3 begonnen wird. Demzufolge müssen das Bedienungspersonal oder eine Automatik das Herausziehen sämtlicher Steuerstäbe veranlassen, die in der Mitte der 3 χ 3 - Matrizen angeordnet sind. Wenn man bei dem Herausziehen der Steuerstäbe diese Reihenfolge einhält, sieht man, daß kein einziger Steuerstab herausgezogen wird, der in irgendeiner der 3x3 -Matrizen des Netaerkes I eine RAndstellung (N₂) oder eine Eckstellung (N₃) einnimmt.

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Die zur Gruppe 1 gehörenden Steuerstäbe sind so angeordnet, daß die spezielle Reihenfolge, in der die Steuerstäbe innerhalb der Gruppe 1 herausgezogen werden, auf den maximalen Steuerstabwert nur einen Einfluß zweiter Ordnung ausübt. Auf Wunsch kann man die Gruppe 1 wie auch alle anderen Gruppen noch derart in Untergruppen unterteilen, daß die Stäbe der Gruppe 1, die innen im Reaktorkern angeordnet sind, zuerst herausgezogen werden, und daß dann diejenigen Steuerstäbe folgen,die zum Rand des Reaktorkernes hin angeordnet sind. Dieses Herausziehen der STeuerstäbe in der Reihenfolge von innen nach außen kann dann besonders günstig sein, wenn die Instrumentierung, mit der das Anfahren des Reaktors überwacht wird, iniErhalb des Reaktorkernes angeordnet ist, da die ganze Instrumentierung empfindlicher auf Reaktivitätsänderungen reagiert, wenn die Stäbe innen im Reaktor aerst herausgezogen werden. Weiterhin kann es auch deswegen günstig sein, von den Stäben der Gruppe 1, zuerst die im Inneren des Reaktorkernes angeordneten STäbe herauszuziehen, da die Dichte der REaktorgifte in dem am Rand des Kernes angeordneten BrennstoffbundeIn häufig geringer als im restlichen Reaktorkern ist. Dieses kann, wenn der REaktor kalt ist, den Einfluß der Neutronenverluste am Rand des Reaktorkernes überwiegen, so daß der Neutronenmultiplikationsfaktor für die am Rand des Reaktorkernes angeordneten Brennstoffbündel zu groß wird. Man kann bei Bedarf die einzelnen Steuerstabgruppen auch noch auf andere Weise unterteilen. Unabhängig von der Unterteilung der einzelnen Steuerstabgruppen müssen jedoch erst alle STeuerstäbe einer Gruppe herausgezogen werden, bevor man mit dem Herausziehen von STeuerstäben beginnt, die Untergruppen der nachfolgenden Gruppe angehörtn.

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Die Figur 9 zeigt, nun welche STeuerstabgruppe als nächste herauszuziehen ist. Diese Steuerstabgruppe (Gruppe 2) wird so gewählt, daß nur solche Stuerstäbe herausgezogen werden, die in den 3x3-Matrizen des Netzwerkes II weder eine Randstellung (N^) noch eine Eckstellung (N,) einnehmen. Weiterhin kann man sehen,daß die 3x3-Matrizen des NEtaerkes II so in den Reaktorkern gelegt sind, daß zwei benachbarte Eckstellungen in einer 3 χ 3 - Matrize des Netzwerkes II mit zwei benachbarten Eckstellungen einer 3x3 -Matrix des Netzwerkes I aus Figur 8 zusammenfallen. Das heißt, daß die Steuerstäbe in den oberen Ecken (N₃) der 3x3 -Matrizen des Netzwerkes I gleichzeitig untere Ecketäbe (N,) in einer 3x3 -Matrix aus Netzwerk II sind, sofern man die Figuren 8 und 9 zugrunde legt. WEiterhin füfjien alle 3x3 -Matrizen des Netzwerkes II auf ein Netzwerk, bei dem der Eckstab einer jeden Matrix gleichzeitig ein Eckstab in einer darebenllegenden 3x3 -Matrix ist. Das ist auch im Netzwerk I der Fall. WEnn die 3x3 -Matrizen <los Netzwerkes II in den Reaktorkern hineingelegt worden sind, werden sämtliche Steuerstäbe, die in der Mitte einer Matrix des Netzwerkes II angeordnet sind, herausgezogen. Es ergibt sich dann eine Steuerstabverteilung, wie sie in Figur 9 dargestellt ist. Die Steuerstäbe in der Mitte einer jeden 3x3 -Matrix des Netzwerkes II sind in Figur 9 mit "2" gekennezeich.net, während die Bezugsziffern "1" in Figur 9 den Platz der Steuerstäbe kennzeichnen, die zur Gruppe 1 gehören und bereits herausgezogen worden sind, wei es bereits beschrieben wurde.

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Hat man für das Anfahren des Reaktors die Steuerstabgruppen 1 und 2 herausgezogen, so kann man ein Anwachsen der REaktivität des Reaktors feststellen, das jedoch noch nicht ausreicht, den Rekator kritisch zu machen. Während dieses Betriebsabschnittes ist es wichtig, daß zuerst alle STeuerstäbe der Gruppe 1 und dann alle Steuerstäbe der Gruppe 2 herausgzeogen werden, und daß außer den Steuerstäben dieser beiden Gruppen 1 und 2 keinerlei weitere Steuerstäbe herausgezogen werden. Wenn man sich nicht an diese Reihenfolge hält, können so hohe Stabwerte auftrelai, daß der Reaktor durchgeht, oder es können Bedingungen geschaffen werden, die später auf ein Durchgehen des Reaktors führen.

Nachdem alle STeuerstäbe der Gruppen 1 und 2 herausgzogen worden sind, kann damit begonnen werden, die Steuerstäbe der Gruppen 3 und 4 herauszuziehen. Hierbei kann man wieder mit dem Netzwerk I oder mit dem Netzwerk II als Beagsverteilung beginnen. Die Tatsache, daß man für die. Steuerstabgruppe 3 (auf die dann die Steuerstabgruppe 4 zu folgen hat) von zwei verschiedenen Verteilungen ausgehen kann, erlaubt einen flexibleren Betrieb des Reaktors. In den Figuren 10 \ma , 11, 12 und 13 sind zwei verschiedene Reihenfolgen für das Herausziehen von Steuerstäben als Gruppe 3 und Gruppe 4 dargestellt, die beide vom Netzwerk I als Bezugsverteilung ausgehend erreicht werden können. Geht man dagegen vom Netzwerk II als Bezugsverteilung aus, so gibt es zwei weitere Möglichkeiten, wie man Steuerstäbe zur Gruppe 3 und zur Gruppe zusammenfassen kann. Diese beiden Möglichkeiten für dieGruppe 3 und die Gruppe 4 sind in den Figuren 14,15, 16 und 17 dargestellt.

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"Jl "

Die erste Möglichkeit, vom Netzwerk I ausgehend Steuerstäbe für die Gruppen 3 und 4 zusammenzufassen, ist in den Figuren 10 und 11 dargestellt. Die dabei entstehenden STeuerstabgruppen sind mit 3A und 4A bezeichnet. Die andere Möglichkeit, Steuerstäbe vom Netzwerk I ausgehend für die Gruppe 3 und die Gruppe 4 zusam-

zu
menfassen, ist in den Figuren 12 und 13 dargestellt. Die dabei entstehenden Steuerstabgruppen sind mit 3B und 4B bezeichnet. Die Figur 10 zeigt die Steuerstabverteilung, die entsteht, wenn man vom Netzwerk I der Figur 8 ausgehend die Steuerstabgruppe 3A herauszieht. Die als Gruppe 3A herauszuziehenden Steuerstäbe sind die Eckstäbe, die auf einer bestimmten Diagonalen einer 3 χ 3-Matrix des Netzwerkes I angeordnet sind. DAs sind in der Figur 10 diejenigen Eckstäbe, die in den 3 χ 3 -Matrizen des Netzwerkes I in den rechten unteren und in den linken oberen Ecken angeordnet sind. Außerdem sind in der Figur 10 alle diejenigen Stellen gezeigt, von denen bereits Steuerstäbe aus den 3x3 -Matrizen herausgezogen worden sind. Man sieht, daß bei dieser Verteilung wieder ein minimaler Steuerstabwert gewährleistet ist, da die Steuerstäbe der Gruppe 3A sowohl zu den Steuerstäben der Gruppe als auch zu den STeuerstäben der Gruppe 2 in zweitnächster Nachbarschaft (N₃) angeordnet sind.

In der Figur 11 ist dieSteuerstabierteilung dargestellt, die man erhält, wenn man im Anschluß an die Stäbe der Gruppe 3A noch die Stäbe der Gruppe 4A herauszieht. Man sieht, daß die Steuerstäbe der Gruppe 4A in der linken unteren und der rechten oberen Ecke

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aller 3 χ 3 - Matrizen des Netzwerkes I angeordnet sind, und daß die Steuerstäbe der Gruppe 4A in zweitnächster Nachbarschaft (N₃) zu den Steuerstäben der Gruppe 1 stehen. Wenn man nacheinander die Steuerstäbe der Gruppen 1, 2, 3A und 4A herausgezogen hat, beträgt die Steuerstabdichte 50 % und das entstandene Schachbrettmuster ist in den Figuren 11 und 19 dargestellt. Es sei besonders darauf hingewiesen, daß bei dieser Steuerstabverteilung ein minimaler Steuerstabwert erreicht wird, da bei keiner einzigen Steuerstabstelle in dieser schachbrettartigen Verteilung ein direkt daneben angeordneter STab (^) herausgezogen wurde.

In der Figur 12 ist nun die Verteilung dargestellt, die man erhält, wenn man vom Netzxverk I aus Figur 8 ausgehend die Steuerstäbe der Gruppe 3B herauszieht. Die Steuerstäbe, die als Gruppe 3B herauszuziehen sind, sind in denjenigen Eckstellungen angeordnet, die in den 3 χ 3 - Matrizen des Netzwerkes I durch diejenigen Diagonalen verbunden sind, die senkrecht auf denjenigen Diagonalen stehen, durch die die Eckstellungen der Gruppe 3A aus Figur 10 miteinander verbunden sind. Aus der Figur 12 geht hervor, daß die Stäbe der Gruppe 3 B in der linken unteren und in der rechten oberen Ecke der 3x3 -Matrizen des Netzwerkes I angeordnet sind, also nicht mehr in der rechten unteren und der linken oberen Ecke eine 3x3 -Matrix wie im Falle der Suppe 3A. Auch beim Herausziehen der Steuerstäbe der Gruppe 3B bleiben die Steuerstabwerte auf einer minimalen Größe,da jeder STeuerstab der Gruppe 3B in der zweitnächsten Nachbarschaft (Nj) der STeuärstabplätze steht, die zu den Steuerstabgruppen 1 und 2 gehören.

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In der Figur 13 ist die Verteilung dargestellt, die entsteht, wenn man unmittelbar nach dem Herausziehen der Steuerstabgruppe 3B die Steuerstabgruppe 4B herauszieht. Dieses ist die zweite Gruppe des zweiten Weges zum Erreichen der angestrebten SChachbrettverteilung vom Netzwerk I her. Die Steuerstäbe, die zur Gruppe 4B gehören, sind in der rechten untem und in der linken oberen Ecke einer jeden 3 χ 3 - Matrix aus dem Netzwerk I angeordnet" stehen somit in der zweitnächsten Nachbarschaft (N₃) der Steuerstäbe aus Gruppe 1. Wenn die Steuerstabgruppen 1, 2, 3B und 4B der Reihe nach herausgezogen worden sind, ist wieder eine Steuerstabdichte von 50 % erreicht, und die dann entstandene Schachbrettverteilung ist in den Figuren 13 und 19 dargestellt. Wieder sei darauf hingewiesen, daß bei dieser Steuerstabverteilung ein minimaler Steuerstabwert erhalten wird, da bei keiner einzigen Steuerstabstelle dieser Schachbrettverteilung ein direkt daneben angeordneter Stab (N-) herausgezogen wurde.

Aus der obigen ERörterung geht hervor,d aß man die schachbrettartige Steuerstabverteilung von den 3x3 --Matrizen des Netzwerkes I ausgehend in zwei verschiedenen Reihenfolgen erreicheijkann. Diese beiden Reihenfolgen sind: 1) Gruppe 1, Gruppe 2, Gruppe 3A und Gruppe 4A und 2) Gruppe 1, Gruppe 2, Gruppe 3B und Gruppe 4B. Man kann aber auch die gleiche schachbrettartige Steuerstabverteilung erreichen, wenn man statt von den 3x3 -Matrizen des Netzwerkes von den 3 χ 3 - Matrizen des Netswerkes II ausgeht. Auch hier hat man wieder zwei Möglichkeiten.

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Die erste dieser beiden Möglichkeiten besteht darin, die S'teuerstäbe in der Reihenfolge Gruppe 1, Gruppe 2, Gruppe 3C (Figur 14) und Gruppe 4C (Figur 15) herauszuziehen. Aus Figur 14 kann man entnehmen, daß als Steuerstäbe der Gruppe 3C diejenigen Steuerstäbe herausgezogen werden, die in den rechten unteim und in den linken oberen Ecken der 3 χ 3 - Matrizen des Netzwerkes II angeordnet sind. Als Gruppe 4C werden dann alle STeuerstäbe herausgezogen (siehe Figur 15), die in den linken unteren und den rechten oberen Ecken der 3 χ 3 - Matrizen aus Netzwerk II angeordnet sind. Weiterhin kann man der Figur 15 entnehmen,daß die schließlich entstehende Schachbrettverteilung die gleiche Schachbrettverteilung ist, die in Figur 11 gezeigt ist.

Die zweite der beiden Möglichkeiten besteht darin, die STeuerstäbe in der folgenden Reihenfolge herauszuziehen: Gruppe 1, Gruppe 2, Gruppe 3D (Figur 16) und Gruppe 4D (Figur 17). Bei dieser Möglichkeit werdenjals Stäbe der Gruppe 3D diejenigen Stäbe herausgezogen, die in den linken unteren und den rechten oberen Ecken der 3 χ 3 - Matrizen des Netzwerkes II angeordnet sind, wie man der Figur 16 entnehmen kann. Als Stäbe der Gruppe 4D werden die Stäbe aus den rechten unteren und den linken oberen Ecken der 3 χ 3 - Matrizen des Netzwerkes II herausgezogen. Das ist in Figur 17 dargestellt. Es sei bemerkt, daß das Schachbrettmuster, das man mit der eben beschriebenen Reihenfolge für das Herausziehen der Stäbe erreicht,dem Schachbrettmuster gleicht, das man bei der ersten Möglichkeit für das Herü^szHiehen der Stäbe erhält.

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— 3b "*

Im folgenden seien noch einmal die verschiedenen Reihenfolgen zusammengefaßt, in denen man die Steuerstäbe aus dem Reaktorkern herausziehen kann, um die gewünschte Schachbrettverteilung zu erreichen.

1) Gruppe 1, Gruppe 2, Gruppe 3A (von Netzwerk I ausgehend) Gruppe 4A (von Netzwerk I ausgehend im Anschluß an Gruppe 3A)

2) Gruppe 1, Gruppe 2, Gruppe 3B (von Netzwerk I ausgehend) Gruppe 4B (von Netzwerk I ausgehend im Anschluß an Gruppe 3B)

3) Gruppe 1₅ Gruppe 2. Gruppe 3C (von Netzwerk II ausgehend), Gruppe 4C (von Netzwerk II ausgehend im Anschluß an Gruppe 3C)

4) Gruppe 1, Gruppe 2, Gruppe 3D (von Netzwerk II ausgehend) Gruppe 4D (von Netzwerk II ausgehend im Anschluß an Gruppe 3D)

Diese eben beschriebenen Folgen sind die Grundreihenfolgen, in denen die Steuerstäbe aus dem Reaktorkern herausgezogen werden sollen, um für den Steuerstabwert eine minimale Größe beizubehalten. Man kann diese Folgen jedoch auchjauf andere V/Eise beschreiben. Die Reihenfolge A aus Figur 19 wurde beispielsweise als die Reihenfolge definiert,die aus der Gruppe 1, Gruppe 2, Gruppe 3A oder Gruppe 3C und Gruppe 4A oder 4C bestand. Aus der Figur 19 kann man weiter sehen, daß für diese Reiehenfolge als Ausgangsmatrix die Matrix der Figur 7C mit eingesetztem zentralen Steuerstab gewählt wurde. Wenn man dagegen als Ausgangsmatrix die 3x3-Matrix aus Figur 7D wählt, dann sind die Steuerstäbe, die nach Figur 19 die Steuerstabgruppe 4 bilden, diejenigen Steuerstäbe, die zu BEginn herausgezogen warien sollen, so daß man diese Steuerstäbe

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nach neuer Definition als Gruppe 1 ansprechen kann. Die Reihenfolge in der die Steuerstäbe herausgezogen werden sollen, kann daher neu definiert werden, und zwar, wenn man das eben gebrachte Beispiel zugrunde legt, als Gruppe 4, Gruppe 3, Gruppe 2 und Gruppe 1. Die gleiche Analyse gilt, wenn man als Augangsmatrix die 3x3 -Matrizen der Figuren 7A oder 7B wählt. Dann lauten die entsprechenden Reihenfolgen: Gruppe 2, Gruppe 1, Gruppe 3 und Gruppe 4 bzw. Gruppe 3, Gruppe 4, Gruppe 1 und Gruppe 2. Die gleichen Analysen kann man bezüglich der Folge B durchführen, also bezüglich der Folge, die auf eine Verteilung mit herausgezogenem zentralen Steuerstab führt, die in Figur 21 dargestellt ist. Bei diesen Analysen kann man wieder davon ausgehen, daß von einer der 3 χ 3 - Matrizen der Figuren 6A bis 6E ausgegangen wird. Geht man von der 3 χ 3 - Matrix der Figur 6A aus, so erhält man die Steuerstabverteilung, die in der Figur 19A dargestellt ist. Die folgende Tabelle ist nun eine Zusammenfassung der erfindungsgemäß zulässigen Reihenfolgen für das Einsetzen bzw. Herausziehen der Steuerstäbe in den bzw. aus dem Reaktorkern:

Gruppe	Gruppe	Gruppe	Gruppe
1	2	3	4
1	2	4	3
2	1	3	4
2	1	4	3
4	3	2	1
4	3	1	2
3	4	2	1
3	4	1	2

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Es sei besonders darauf hingewiesen, daß die Gruppen 1 und 2 untereinander und die Gruppen 3 und 4 untereinander vertauscht werden können. Die Gruppen 1 und 2 einerseits sollten jedoch nicht mit den Gruppen 3 und 4 andererseits vertauscht werden, da bei diesen Vertauschungen Steuerstabverteilungnn mit hohen Steuerstabwerten entstehen. So ist beispielsweise eine Gruppenfolge von Gruppe 1, Gruppe 3, Gruppe 2 und Gruppe 4 aus folgenden Gründen ungünstig: Der Wert der Steuerstäbe aus Gruppe 3 würde , wenn Gruppe 3 im zweiten Schritt der Reihenfolge herausg^eogen würde, größer sein als der Wert der Steuerstäbe der Gruppe 2 (wenn sie im zweiten Schritt herausgezogen würden), da die Stuerstäbe der Gruppe 3 viel näher an den Steuerstäben der Gruppe 1 angeordnet sind (nämlich zu beiden Seiten) als die Steuerstäbe der Gruppe 2, die gegenüber den Steuerstäben der Gruppe 1 in der größtmöglichen Entfernung angeordnet sind. WEnn daher die STeuerstäbe der Gruppe 1 herausgezogen worden sind, werden die Brennstoffbündel, die neben den Steuerstäben der Gruppe 1 angeordnet sind, Neutronen erzeugen, von denen viele in radialer Richtung eine Entfernung zurücklegen, die 30 cm übersteigt, so daß in der Nähe der Steuerstäbe der Gruppe 3 ein höherer Neutronenfluß erzeugt wird als in der NÄhe der Steuerstäbe der Gruppe 2. Tatsächlich würden die Steuerstäbe der Gruppe 2 nur diejenigen Neutronen aus den Brennstoffbündeln neben den Steuerstäben der Gruppe 1 absorbieren, die die größte REichweite haben, da die Steuerstäbe der Gruppe 2 erst später herausgezogen würden. Die Stäbe der Gruppe 4 würden den gleichen hohen Steuerstabwert annehmen, wie die Stäbe der Gruppe 3, wenn sie unmittel-

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"JO"

telbar nach den Stäben der Gruppe 1 herausgezogen xvürden. WEiterhin kann man sehen, daß die in nächster Nachbarschaft (N₂)liegenden Steuerstäbe nicht herausgezogen werden, bevor nicht die Schachbrettverteilung gebildet worden ist. Weiterhin haben die Steuerstäbe der Gruppen 3 und 4 den größtmöglichen Abstand voneinander sowie dan größtmöglichen Abstand von den Steuerstäben der Gruppen 1 und 2, die bereits, wenn die richtige REihenfolge eingehalten wird, herausgezogen worden sind. Man sieht daher, daß jeder der oben beschriebenen Reihenfolgen zum Herausziehen der STeuerstäbe auf kleinstmögliche Steuerstabwerte führt, während andererseits diese Reihenfolgen auf Verteilungen führen, in denen die verbleibenden Steuerstäbe gleichförmig in dem Reaktorkern verteilt bleiben.

Die bisher erörterten Steuerstabverteilungen waren auf solche Verteilungen beschränkt, bei denen die in Frage kommenden Stäbe entweder völlig herausgezogen oder völlig eingesetzt waren. So war beispielsweise bei den bisher erörterten Steuerstabverteilungen jeder in Frage kommende Steuerstab aus der Gruppe 1 entweder gänzlich herausgezogen oder gänzlich eingesetzt. Das gleiche gilt auch für die Steuerstäbe der anderen Gruppen. Nun gibt es Fälle, in denen die Steuerstabwerte noch dadurch weiter herabgesetzt werden können, daß man jede der bereits erörterten Steuerstabgruppen in Untergruppen unterteilt. Diese zusätzlichen Unterteilungen können danach durchgeführt werden, wie groß der prozentuale Anteiljder Steuerstäbe ist, der heausgezogen werden soll. So kann beispielsweise das axiale Herausziehen einer jeden vorgegebenen

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Steuerstabgruppe so durchgeführt werden, daß man diese Steuerstabgruppe in 5 unterschiedliche Untergruppen unterteilt, wie es in der Figur 18 dargestellt ist, wobei je-de Untergruppe durch das Herausziehen eines Steuerstabes um 20 % seiner Länge gebildet ist. In der Figur 18 ist der Steuerstab 32 in vollen Linien gänzlich eingesetzt dargestellt. In gestrichelten Linien ist der Steuerstab 32 in Figur 18 um jeweils 20 % seiner Längs herausgezogen dargestellt. Durch diese Verteilungen werden die Untergruppen 1 bis 5 der Gruppe 1 gebildet. Um den Steuerstabwert möglichst klein zu machen, ist es günstig, wenn man beim Herausziehen der Steuerstäbe erst alle Steuergetäbe in eine Stellung bringt, die einer bestimmten Untergruppe entsprechen, bevor man zur nächsten Untergruppe übergeht. So sollten beispielsweise erst alle Stäbe der Gruppe 1 um 20 % ihrer Länge aus dem Kaktorkern herausgezogen werden, was der Untergruppe 1 entspricht, beveor irgendein Stab der Gruppe 1 um 40 % herausgezogen wird, was einer Verteilung in der Untergruppe 2 entspricht. Demzufolge werden die Steuerstäbe der Gruppe 1 zuerst in die Anordnung nach Untergruppe 1 gebracht, dann werden nacheinander die Untergruppen 2,3,4 und 5 durchlaufen. Wenn alle Untergruppen 1 bis 5 der Gruppe 1 durchlaufen worden sind, geht man als nächstes zur Grugpe 2 über die ebenfalls wie die Gruppe 1 in Untergruppen unterteilt werden kann. DAs Vorgehen, das zu befolgen ist wenn die Gruppe 2 in Untergruppen unterteilt, ist das gleiche, wie es bereits in Verbindung mit der Unterteilung der Gruppe 1 beschrieben wurde. Wenn die Steuerstabgruppe 2 vollständig herausgezogen worden ist, und zwar in der durcli die

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Untergruppen der Gruppe 2 gegebenen Reihenfolge,' werden die Stäbe der Gruppe 3 und der Gruppe 4 herausgezogen, die ebenfalls beide in Untergruppen unterteilt sein können. Wenn man die Steuerstäbe der Gruppe 4 durch das Durchlaufen sämtlicher Untergruppen herausgezogen hat, erhält man die Schachbrettverteilung, die bereits beschrieben wurde. Die Unterteilung einer Gruppe in Untergruppen, wie sie in der Figur 18 dargestellt ist, ist nur eine Möglichkeit, die einebnen Gruppen in Untergruppen zu unterteilen. Man kann vielmehr auch eine größere Anzahl von Untergruppen wählen, wenn dieses von den Eigenschaften des Reaktors und der Notwendigkeit, die Werte der Steuerstäbe nochjweiter herabzusetzen, gefordert wird. Der Grund, warum die Unterteilung in Untergruppen günstig ist, um die Steuerstabwette weiter herabzusetzen, besteht darin, daß die Steuerstabwerte der im Reaktorkern verreibenden Stäbe in stärkerem Maße dem MIttel- oder Durchschnittswert und damit dem kleinstmöglichen Wert angenähert sind, wenn die herauszuziehenden Stäbe nur in kleinen Schritten herausgezogen werden.

In den Figuren 19 und 19A sind zwei erfindungsgemäße Möglichkeiten gezeigt, wie die Steuerstäbe bei 50 % Steuerstabdidite verteilt werden können. Die Verteilung nach Figur 19 wird durctydie Folge A erreicht. Der zentrale Steuerstab verbleibt dabei im Reaktorkern. Die Verteilung nach Figur 19A wird durch die Folge B erreicht. Bei dieser Verteilung ist der zentrale Steuerstab aus dem REaktorkern herausgezogen worden. Die Folge A erhält man, wenn man von einer der 3 χ 3 - Matrizen aus den Figuren 6A bis 6E ausgeht und dann nacheinander die Steuerstabgruppen 1 bis 4 herauszieht, bis man die

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Schachbrettverteilung der Figur 19 erreicht hat. Die Ziffern, die in der Figur 19 eingezeichnet sind, bedeuten die Stellen im Reaktorkern, aus denen die Steuerstäbe der entsprechenden Steuerstabgruppen herausgezogen werden sollen. Aus dem bereits Gesagten geht hervor, daß man die Schachbrettverteilung der Figur 19 dadurch erreicht, daß man der Reihe nach zuerst die Stäbe der Gruppe 1 herauszieht, dann die Stäbe der Gruppe 2, anschließend die Stäbe der Gruppe 3A oder 3C und zum SChluß die Stäbe der Gruppe 4A oder 4C. Man kann die einzelnen Steuerstabgruppen jedoch auch in einer anderen Reihenfolge hintereinander herausziehen, wie bereits erläutert wurde. Die Folge B erreicht man, wenn man von einer der 3 χ 3 - Matrizen der Figuren 7A bis 7D ausgeht und dann nacheinander die Steuerstabgruppen 1 bis 4 herauszieht. Dabei entsteht die Schachbrettverteilung der Figur 19A. Diese Schachbrettverteilung wurde dadurch erreicht, daß der Reihe nach zuerst die Steuerstabgruppe 1 herausgezogen wurde, dann die Steuerstabgrnppe 2,daraufhin die Steuerstabgruppe 3B oder 3D und zum Schluß die Steuerstabgruppe 4B oder 4D. Man kann die einzelnen Steuerstabgruppen aber auch in anderen Reihenfolgen hintereinander herausziehen, wie bereits beschrieben wurde. Die beiden Folgen A und ß sind dann besonders günstig, wenn man während des Reaktorbetriebs die Sieuer-3tabs austauscht oder vertauscht, was während eines üblichen Reak- iorbetviehes etwa alle zwei Monate durchzuführen ist.

Irin mit neuen Brennstoffstäben beschickter Kernreaktor erreicht ίθίΐ Leerlaufbetrieb, ( in dem er noch keine nennenswerte Leistung iögi&t) wenn etwa 45 I bis 55 % aller Steuerstäbe herausgezogen worden

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sind. Um den Reaktor auf volle Leistung zu bringen, müssen, noch weitere Steuerstäbe herausgezogen werden. Bei einem neu beschickten Reaktor wird die Nannleistung üblicherweise dann erreicht, wenn etwa 70 % aller Steuerstäbe heausgezogen werden. Bei einem Siedewasserreaktor tritt nach dem Herausziehen eines jeden Steuerstabes zusätzliches Sieden auf, das die Moderatorwirkung des Wassers bee inträchtigt. Dabei stellt sich dann im Kern auf einem anderen Leistungspegel ein neues Gleichgewicht ein. Während der ersten Wochen des Reaktorbetre&bs bilden sich im Kernbrennstoff als Spaltprodukte Xenon und Samarium, die beide als Reaktorgifte wirken, so daß es erforderlich ist, zusätzlich noch 5 I der Steuerstäbe herauszuziehen, so daß dann die 100 % Nennleistung erreicht wird, wenn etwa 75 % aller Steuerstäbe herausgezogen worden sind. Nach der Bildung von Xenon und Samarium bildet sich das spaltbare Iso-

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top Pu , das durch Neutroneneinfang am U und anschließendem

239 raschem Zerfall des dabei entstehenden Np entsteht. Durch diese sich bildende Plutoniummenge wird der Faktor k des Reaktors größer, so daß es erforderlich wird, während der nächsten Betriebsmonate etwa 1 % der Steuerstäbe wieder in den Kern einzusetzen. Im Anschluß an diese Betriebsperiode nimmt der Faktor k^. oder die Reaktivität des Kernbrennstoffs ^twa linear ab, so daß es notwendig ist, die im Reaktorkern verbliebenen Steuerstäbe allmählich herauszuziehen, um einen Reaktorbetrieb mit 100 % Nennleistung zu gewährleisten. Ist der Reaktor mit einem neuen Kern ausgestattet, so kann man üblichwerweise den Reaktorbetrieb 1,5 bis 2 Jahre lang aufrechterhalten, ohne Brennstoff ersetzen zu müssen. Während dieser Periode werden die Steuerstäbe periodisch umgeschaltet, um einen

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gleichmäßigen Abbrand zu gewährleisten. Weiterhin wird der Reaktor während dieser Periode periodisch stillgelegt, um den REaktor walten lind die Brennstoffbündel neu anordnen zu können. Am Ende dieser ersten Betriebsperiode müssen üblicherweise etwa 98 I der Steuerstabe aus dem Kern herausgezogen werden, um den Reaktor mit 100 I Nennleistung betreiben zu können. Die restlichen 2 % der Steuerstäbe müssen im Reaktorkern verbleiben, um die richtigen Eigenschaften des Reaktorkerns zu gewährleisten. Es muß beispielsweise gewährleistet bleiben, Aß die Leistungsverteilung innerhalb des Reaktorkerns möglichst gleichförmig ist, um zu vermeiden, daß bestimmte Teile im Kern zu heiß werden.

In den Figuren 19 und 19A ist, wie bereits gesagt, dargestellt, wie die Steuerstäbe bei 50 % Steuerstabdichte angeordnet werden sollen. Diese Verteilungen wurden durch die Folgen A und B erhalten. Wie nun die Steuerstabverteilungen für einen Leistungsbetrieb des Reaktors am besten zu wählen sind, ist in den Figuren 20 und 21 gezeigt. Die Verteilungen für den Leistungsbetrieb in den Figuren 20 und 21 sind wieder als Folge A und Folge B bezeichnet, da sie aus den Verteilungen für 50 % Steuerstabdichte der Figuren 19 und 19A abgeleitet sind, die beim Durchführen der Folgen A und B entstanden sind. Die kleinen Kreise in den Figuren 20 und 21 kennzeichnen diejenigen Stellen, aus denen bereits Steuerstäbe herausgezogen worden sind. Diese kleinen Kreise entsprechen somit den Ziffern bis 4 in den Figuren 19 und 19A. Die Ziffern 5 und 6 in den Figuren 20 und 21 kennzeichnen die Steuerstäbe der Gruppe 5 und der Gruppe 6,

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die in der nachstehend beschriebenen WEise herausgezogen werden sollen.

In der Figur 20 ist die Steuerstabverteilung für den Leistungsbetrieb dargestellt, die aus der Folge A entstanden ist. Bei dieser Verteilung verbleibt der zentrale Steuerstab im REaktorkern. Während des Leistungsbetriebes werden dann der Reihe nach die Steuerstäbe der Gruppe 5 und anschließend die Steuerstäbe der Gruppe 6 herausgezogen. Die Steuerstäbe der Gruppe 5, die am Rand angeordnet sind, werden zuerst herausgezogen, da die Leistungsdichte im REaktorkern dadurch gleichmäßiger verteilt wird. Der Grund hierfür liegt darin, daß man durch das Herausziehen der Steuerstäbe am Rand des Kerns die Neutronendiffusion aus dem Reaktorkern heraus kompensieren kann. Wenn alle Steuerstäbe der Gruppe 5 herausgezogen worden sind, wird damit begonnen, während des Leistungsbetriebes die Stäbelder Gruppe 6 herauszuziehen. Wie dieses durchgeführt wird, wird anschließend noch beschrieben.

In der Figur 21 ist die Steuerstabverteilung für den Leistungsbetrieb des Reaktors dargestellt, die aus der Folge B abgeleitet ist. Bei der Verteilung nach Fig. 21 ist der zentrale Steuerstab aus dem Kern herausgezogen worden. Die Verteilung der Figur 21 wird aus der Verteilung der Figur 19A dadurch gewonnen, daß zuerst die Stäbe der Gruppe 5 und dann anschließend die Stäbe der Gruppe 6 herausgezogen werden. Zu Beginn werden als Gruppe 5 dieSteuerstäbe am Rand des Reaktorkernes herausgezogen. Der Grund hierfür wurde bereits anhand der Verteilung nach Figur 20 bzw. der Folge A erläutert. Es

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sei bemerkt, daß die Werte aller STeuerstäbe im Kern kleinstmögliche Werte sind, und daß daher vom Gesichtspunkt kleinstmöglicher Steuerstabwerte her die Stäbe der Gruppe 5 in beliebiger Reihenfolge herausgezogen werden können.Nachdem alle Stäbe der Gruppe 5 herausgezogen worden sind, wird mit dem Herausziehen der Steuerstäbe aus der Gruppe 6 begonnen. Wie dieses im einzelnen durchgeführt wird, wird noch beschrieben.

In den Figuren 22 bis 25 ist nun dargestellt, wie die Steuerstäbe der Gruppe 6 während des Leistungsbetriebes des Reaktors herausgezogen werden können. In diesen Figuren sind mit den Buchstaben "S" diejenigen Stellen angegeben, an denen die Steuerstäbe nur wenig in den Kern eingeschoben sind, also beispielsweise nicht weiter als bis zu einem Drittel ihrer Länge. Die Buchstaben "D" bezeichnen dagegen diejenigen Stellen, an denen die Steuerstäbe zu Zweidrittel ihrer Länge oder noch weiter im Kern eingesetzt verbleiben. Aus allen restlichen Zellen der Figuren 22 bis 25 sind die Steuerstäbe bereits herausgezogen worden. Es sei bemerkt daß diese Steuerstäbe in einer Reihenfolge herausgezogen werden sollten, die etwa konznfeirischen Ringen gleicht. Dann sind nämlich in einem kreisförmigen Gebiet in der Mitte des Reaktorkerns die Steuerstäbe so angeordnet, daß die Leistungsdichte innerhalb dieses kreisförmigen Gebietes möglichst gleichmäßig ist. Dieses erreicht man durch symmetrische Steuerstabverteilungen, die in

dem kreisförmigen GEbiet in der Mitte des Reaktorkerns so gleichwie
förmig als-möglich sind.

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In den Figuren 22 und 23 sind zwei verschiedene Möglichkeiten dargestellt, wie man, von der Folge A der Figur 20 ausgehend (also bei eingesetztem zentralen Steuerstab) eine Steuerstabverteilung für den Leistungsbetrieb des Reaktors erreichen kann. Diese beiden Möglichkeiten sind in den Figuren 22 und 23 als Folge A-1 und Folge A-2 bezeichnet worden. Die Verteilung der Steuerstäbe für den Leistungsbetrieb, die in der Figur 22 dargestellt ist, entsteht dadurch,daß man zuerst den zentralen Steuerstab herauszieht, dann die Steuerstäbe an ihrem Platz beläßt, die auf dem engsten Kreis um den zentralen Steuerstab herum angeordnet sind, dann wieder die Steuerstäbe herauszieht, die auf dem zweiten Kreis um den zifetralen Steuerstab herum angeordnet sind, die Steuerstäbe auf dem dritten Kreis um den zentralen Steuerstab wieder auf ihrem Platz beläßt und zum Schluß die Steuer· stäbe herauszieht, die auf dem vierten Kreis um den zentralen Steuerstab herum angeordnet sind. In der Verteilung nach Fig. 23 verbleibt dagegen der zentrale Steuerstab an seinem Platz. Dann werden die Steuerstäbe herausgezogen, die auf dem inneren Krfceis um den zentralen Steuerstab herum angeordnet sind, die Steuerstäbe auf dem zweiten Kreis um den zentralen Steuerstab herum verbleiben an ihrem Platz, die Steuerstäbe auf dem dritten Kreis werden wieder herausgezogen, während die Steuerstäbe auf dem vierten Kreis wieder auf ihrem Platz belassen werden. Wie man den Figuren 22 und 23 entnehmen kann, sind diese Verteilungen aus der Schachbrettverteilung abgeleitet worden. Diese Verteilungen sind so gewählt, daß es einfach ist, während des Betriebes des Reaktors von der einen Steuerstabverteilung auf die andere Steuerstabverteilung überzugehen. DAs liegt daran,

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daß in der Mitte und auf den vier Ringen die Stäbe in diesen beiden Verteilungen entgegengesetzt angeordnet sind und leicht ausgewechselt werden können. Es sei noch bemerkt, daß die Verteilung der beiden Folgen A-1 und A-2 der Figuren 22 und 23 aus der Verteilung der Folge A abgeleitet wurden, die eine Verteilung für 50 % Steuerstabdichte mit eingesetztem zentralen Mittelstab ist, obwohl die Verteilung nach der Folge A-1 für den Leistungsbetrieb den zentralen Mittelstab nicht mehr enthält. Man kann zum Auswechseln der Stäbe auch von derFolge A zur Folge B übergehen.

Die Figuren 24 und 25 zeigen zwei Möglichkeiten, wie man von der Verteilung der Folge B, aus Figur 21 ausgehend bei der der zentrale Mittelstab herausgezogen worden ist, eine Steuerstabverteilung für den Leistungsbetrieb des Reaktors erreichen kann. Für diese beiden Verteilungen werden die Folgen B-1 und B-2 angewendet.

Bei der Verteilung aus Figj'r 24, die durch die Folge B-1 ent-

innerhalb standen ist, sind die Steuerstäbe auf dem inneren Kreis/ des Reaktors tief eingesetzt, auf dem zweiten Kreis herausgezogen, auf dem dritten Kreis wieder eingesetzt und auf dem vierten Kreis wieder herausgezogen worden. Bei der Steuerstabverteilung aus Figur 25, die aus der Folge B-2 entstanden ist, sind die Steuerstäbe auf dem inneren Kreis innerhalb des Reaktorkernes herausgezogen worden, die Stuerstäbe auf dem zweiten Kreis sind eingesetzt, die Steuerstäbe auf dem dritten Kreis sind wieder herausgezogen und die Steuerstäbe auf dem vierten Kreis sind wieder eingesetzt.

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Es gibt nun einige Fälle, in denen die STeuerstäbe nicht in der bisher beschriebenen Reihenfolge herausgezogen oder eingesetzt zu werden brauchen. Dieses ist einmal nicht notwendig, wenn der Leistungspegel des Reaktors bereits einen gewissen Mindestwert überschritten hat, und zum anderen nicht, wenn bereits ein großer Anteil aller STeuerstäbe herausgezogen worden ist.

Der erste Fall hängt weitestgehend vom Aufbau des Reaktors selber ab. Als Folge davon kann der Mindestwert des Leistungspegels, von dem ab, die Einhaltung der beschriebenen Reihenfolgen und Verteilungen nicht mehr erforderlich ist, von Reaktor zu Reaktor erheblich schwanken. Wenn beispielsweise die Steuerstäbe nicht mit Geschwindigkeitsbegrenzern versehen sind, kann es günstig sein, die erfindungsgemäßen Folgen und Verteilungen bis hinauf zu einem Betrieb mit 100 % der Nennleistung beizubehalten, um sicherzustellen, daß die Steuerstabwerte Minimalwerte bleiben. WEnn die Steuerstäbe dagegen mit Geschwindigkeitsbegrenzern versehen sind, kann der Fall auftreten, daß man die erfindungsgemäßen Folgen und Verteilungenrur bis etwa 10 % der Nennleistung einzuhalten braucht. Das liegt daran, daß die maximal mögliche Energiedichte im Reaktorkern eine Funktion sowohl der Steuerstab werte als auch der möglichen Geschwindigkeit der Steuerstäbe ist.

Der zweite Fall ist eine Funktion des Reaktivitätszustandes des Kernbrennstoffes. Dieser Fall tritt beispielsweise auf, wenn der Abbrand im Kernbrennstoff bereits weit fortgeschritten ist, so daß der Kernbrennstoff einen niedrigen Rliaktivitiltswert auftedst, der

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von entsprechend niedrigen Steuerstabwerten begleitet ist. Eine andere Möglichkeit für diesen Fall liegt beispielsweise vor, wenn der Kernbrennstoff einen nur geringen Abbrand aufweist, der REaktor jedoch mit einem hohen Dampfblasenanteil gefahren wird. Dann wird die Reaktivität des Reaktorkernes von den Dampfblasen herabgesetzt, so daß es nicht mehr notwendig sit, zur Steuerung der Reaktivität eine bestimmte Steuerstabverteilung zu verwenden. Bei jedem dieser Beispiele kann der spezielle Zustand an der Anzahl der Steuerstäbe abgelesen werden, die herausgezogen worden sind. Wenn also etwa 75 % der STeuerstäbe herausgezogen worden sind, ist es nicht mehr notwendig, die genaue Steuerstabverteilung zu überwachen, da die Reaktivität und damit die Steuerstabwerte niedrig sind. Beim ersten Beispiel kann der Leistungspegel niedrig sein. Wenn jedoch bei niedrigem Leistungspegel 75 % aller Steuerstäbe herausgezogen sind, so bedeutet dies daß der Abbrand im Kernbrennstoff ziemlich weit fortgeschritten und die Reaktivität somit niedrig ist. Wenn auf der anderen Seite der Abbrand nur gering ist, trotzdem jedoch 75 % aller Steuerstäbe herausgezogen sind, so bedeutet dies einen hohen Dampfblasengehalt mit entsprechend niedriger Reaktivität.

Es sei bemerkt, daß die Erfindung nicht auf spezielle Mechanismen zum Einfahren und Ausfahren der Steuerstäbe in der erfindungsgemäßen Reihenfolge beschränkt ist. Die hierzu benötigten Mechanismen und Vorrichtungen sind vielmehr bekannt. Sie wurden daher auch nicht beschrieben. Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beispielsweise vom Bedienungspersonal von Hand

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durchgeführt werden, und zwar so, daß das BedienungspersoifVon Hand die Steuerstäbe in der erfindungsgemäßen Reihenfolge anwählt. Weiterhin ist es möglich, die Steuerstäbe durch einen Digitalrechner oder durch eine ähnliche Vorrichtung automatisch anwählen zu lassen, sofern dieser Digitalrechner im Hinblick auf die erfindun^ gemäßen Reihenfolgen und Verteilungen richtig programmiert ist. Schließlich kann man einen solchen Digitalrechner auch dazu verwenden, die Bewegung solcher Steuerstäbe zu unterbinden, die von Hand angewählt sind, die jedoch nichtlmit der erfindungsgemäßen Reihenfolge übereinstimmen.

Es wurde bereits vermerkt, daß die oben beschriebenen STeuerstabgruppen weiterhin unterteilt werden können. Die Gruppe 1 kann beispielsweise in 2 Untergruppen unterteilt werden. Die Untergruppe 1 kann dann die Randstäbe der Gruppe 1 umfassen, die zuerst herausgezogen werden, während die zweite Untergruppe der Gruppe 1 die Stäbe im INneren des Reaktorkerns enthält, die herausgezogen werden, wenn die Stäbe der Untergruppe 1 hereits herausgezogen worden sind. Die allgemeine Regel, die zu befolgen ist, ist die, daß alle Steuerstäbe einer Gruppe, und zwar unabhängig von der Anzahl der Untergruppen, in die diese Gruppe unterteilt ist, herausgezogen sein sollen, bevor mit dem Herausziehen der Steuerstäbe der nächsten Gruppe begonnen wird. Trotzdem gibt es Fälle, die zwar nur sehr selten auftreten, in denen es günstiger ist, von dieser allgemeinen Regel abzuweichen und einen oder mehrere Steuerstäbe in einer Reihenfolge einzusetzen oder herauszuziehen, die von den beschriebenen Reihenfolgen abweicht. Wenn man beispielsweise Experimente durchführen oder die INstrumentierung des Reaktors Überprüfen will, kann es günstiger sein,

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beispielsweise zwei Stäbe der Gruppe 1 im REaktorke/n zu belassen und bereits dann mit dem Herausziehen der Stäbe der Gruppe 2 zu beginnen. Dieses kann beispielsweise auch der Fall sein, wenn die Brennstoffbündel oder einige Steuerstäbe unübliche Eigenschaften angenommen haben, wenn eine Störung in den Antriebsmechanismen für die Steuerstäbe auftritt oder wenn auch andere Fehler oder unübliche Erscheinungen beobachtet werden.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum BEtrieb eines Kernreaktors, der mit einer Vorrichtung zum Einsetzen und Herausziehen von Steuerstäben in den Reaktorkern versehen ist, durch die die Steuerstäbe des Reaktorkerns auf solche Weise eingesetzt und herausgezogen werden, daß niedrige Steuerstabwerte erhalten bleiben, dadurch gekennzeichnet , daß zuerst eine erste Steuerstabgruppe, dann eine zweite Steuerstabgruppe_? schließlich eine dritte Steuerstabgruppe und zum Schluß eine vierte Steuerstabgruppe aus dem Reaktorkern herausgezogen werden, derart, daß die im Reaktorkern verbleibenden Steuerstäbe eine Schachbrettverteilung bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerstäbe derart in Gruppen zusammengefaßt werden, daß jede Gruppe etwa die gleiche Anzahl von Steuerstäben enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß von zwei Steuerstäben, die direkt nebeneinander angeordnet sind, nur einer herausgezogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 zum Betrieb eines Kernreaktors, der eine Anzahl von Brennstoffelementen aufweist, die als Reaktorkern in einem festen Gitter angeordnet sind, der weiterhin eine Anzahl von Steuerstäben aufweist, die einzeln hin- und herbewegbar in dem Reaktorkern angeordnet und in mehreren 3 χ 3 - Matrizen lusaranengefaßt sind, derart, daß jede

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3 χ 3 - Matrix drei Reihen mit jeweils 3 Steuerstäben aufweist, so daß jede Matrix einen mittleren STeuerstab, vier Randstäbe und vier Eckstäbe aufweist, wobei jedem Steuerstab eine Anzahl von Brennstoffelementen zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß im Reaktorkern eine Anzahl von 3 χ 3 - Matrizen derart zu einem Netzwerk (I) gruppiert werden, daß ein Eckstab einer Matrix gleichzeitig Eckstab einer diagonal daneben liegenden Matrix ist, daß dann im Reaktorkern durch ein anderes Gruppieren von 3 χ 3 - Matrizen ein weiteres Netzwerk (II) gebildet wird, derart, daß zwei nebeneinander liegende Eckstäbe einer Matrix aus dem zweiten Netzwerk gleichzeitig nebeneinander liegende Eckstäbe einer 3 χ 3 - Matrix aus dem ersten Netzwerk sind, daß dann als erstes die Mittelstäbe aller Matrizen des ersten Netzwerkes herausgeben werden, daß daraufhin alle Mittelstäbe der 3 χ 3 - Matrizen des zweiten Netzwerkes herausgezogen werden, daß schließlich alle Eckstäbe herausgezogen werden, die entweder auf den gleichen Diagonalen aller 3 χ 3 - Matrizen des ersten Netzwerkes oder auf den gleichen Diagonalen aller Matrizen des zweiten Netzwerkes liegen, und daß zum SChluß die restlichen Eckstäbe herausgezogen werden, die entweder auf den anderen Diagonalen der 3 χ 3 - Matrizen des ersten Netzwerkes oder auf den anderen Diagonalen der 3 χ 3 - Matrizen des zweiten Netzwerkes liegen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß zum Aufbau des ersten Netzwerkes eine 3 χ 3 - Matrix verwerdet w⁴rd, die den zentralen Steuerstab des Reaktorkerns entweder als Mittelstab oder als Eckstab enthält.

ORlGWAL INSPECTED

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6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet , daß zum Aufbau des ersten Netzwerkes eine 3 χ 3 - Matrix verwendet wird, die den zentralen Steuerstab des Reaktorkerns als einen der vier Seitenstäbe enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch- gekennzeichnet , daß zum Aufbau des ersten Netzwerkes eine 3 χ 3 - Matrix verwendet wird, die den zentralen Steuerstab des Reaktors als Mittelstab oder als einen der vier Eckstäbe enthält, so daß eine schachbrettartige Steuerstabverteilung mit herausgezogenem zentralen Steuerstab entsteht, und daß dann die aus dem Kern herausgezogenen Steuerstäbe gegen die im Kern verbliebenen Steuerstäbe ausgetauscht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß zum Aufbau des ersten Netzwerkes eine 3 χ 3 - Matrix verwendet wird, die den zentralen Steuerstab des Reaktorkews als einen der vier Randstäbe enthält, so daß eine schachbrettartige Steuerstabverteilung mit eingesetztem zentralen Steuerstab entsteht, und daß dann die aus dem Kern herausgezogenen Steuerstäbe gegen die im Kern verbliebenen Steuerstäbe ausgetauscht werden.

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