DE1589986C3

DE1589986C3 - Nuclear reactor

Info

Publication number: DE1589986C3
Application number: DE19671589986
Authority: DE
Inventors: Masao; Abe Yasuhiro; Tamura Tetsuo; Sako Kiyoshi; Ibaraki Nozawa (Japan)
Original assignee: Japan Atomic Energy Research Institute
Current assignee: Japan Atomic Energy Agency
Priority date: 1966-12-23
Filing date: 1967-12-21
Publication date: 1976-09-02

Description

Die Erfindung betrifft einen Kernreaktor, bei dem in einem Druckgefäß mehrere Anordnungen von Brennstoffelementen vorgesehen sind, die von einem Kühlmittel umgeben sind und durch eine an einer das Druckgefäß abschließenden Deckplatte angeordneten Halteeinrichtung gehalten sind, wobei die Halteeinrichtung einen Hohlraum aufweist, der einerseits mit einem aus dem Reaktordruckgefäß herausführenden Rohr und andererseits mit einer Reihe von Kupplungsgliedern in Verbindung steht, die jeweils mit einem Ende eines Kopfstückes eines Brennstoffelementes verbunden sind, welches zum Auffangen von gasförmigen Spaltprodukten dient, die beim Betrieb entstehen und wobei die Kupplungsglieder und die Enden der Kopfstücke zum Durchtritt und kontinuierlichen Abführen der Spaltprodukte Durchströmungskanäle aufweisen.The invention relates to a nuclear reactor in which several arrangements of fuel elements in a pressure vessel are provided, which are surrounded by a coolant and by a one on the Pressure vessel closing cover plate arranged holding device are held, wherein the holding device has a cavity, on the one hand with a pipe leading out of the reactor pressure vessel and on the other hand with a series of coupling members in communication, each with one end of a Head piece of a fuel element are connected, which is used to collect gaseous fission products serves that arise during operation and wherein the coupling links and the ends of the headers for Have passage and continuous removal of the fission products through-flow channels.

Beim Betrieb von Kernreaktoren, insbesondere von schnellen Brütern und Reaktoren mit thermischen Neutronen, entstehen bei der atomaren Reaktion gasförmige Spaltprodukte, die einen einwandfreien Betrieb des Reaktors sowie den Wirkungsgrad beeinträchtigen. Diese Spaltprodukte sind aufgrund ihrer hohen Radioaktivität sehr gefährlich, weshalb große Schwierigkeiten bestehen, dieselben sicher aus dem Kernreaktor zu entfernen.When operating nuclear reactors, especially fast breeders and reactors with thermal Neutrons, gaseous fission products are created in the atomic reaction, which are flawless Affect the operation of the reactor and its efficiency. These fission products are due to their high levels of radioactivity are very dangerous, which is why there are great difficulties in getting them safely out of the Remove nuclear reactor.

Es sind schnelle Brüter bekannt, bei denen die oberen Enden, d. h. die Kopfstücke der Brennstoffelemente, durch fingerförmige Vorsprünge einer Haltevorrichtung niedergehalten werden, welche fest mit der Unterseite einer oberen Deckplatte in einem bestimmten Abstand von derselben durch mehrere Stützstäbe fest verbunden ist, wodurch vermieden wird, daß die Anordnung von Brennelementen durch das Kühlmittel, z. B. flüssiges Natrium, nach oben gespült wird, welchesFast breeders are known in which the upper ends, i.e. H. the head pieces of the fuel elements, be held down by finger-shaped projections of a holding device, which is firmly attached to the Underside of an upper cover plate at a certain distance from the same by several support rods is firmly connected, whereby it is avoided that the arrangement of fuel assemblies by the coolant, z. B. liquid sodium, which is flushed upwards

in dem Druckgefäß des Reaktors zirkuliert. Das während der atomaren Reaktion in den Brennstoffelementen entstehende gasförmige Spaltprodukt wird dabei in Hüllrohren der Brennstoffelemente gesammelt, die demzufolge von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden müssen. Bei dieser Auswechslung werden die gesamten Brennstoffelemente mit ihren Hüllrohren ausgetauscht, wenn die Menge an gasförmigen Spaltprodukten einen bestimmten Wert überschreitet und somit die atomare Reaktion beeinträchtigt.circulates in the pressure vessel of the reactor. That during the atomic reaction in the fuel elements The resulting gaseous fission product is collected in the cladding tubes of the fuel elements, which consequently have to be replaced from time to time. In this substitution, the entire Fuel elements with their cladding tubes replaced when the amount of gaseous fission products a exceeds a certain value and thus affects the atomic reaction.

Aus der FR-PS 13 86 273 und der US-PS 28 51 409 sind Kernreaktoren der eingangs genannten Art bekannt, bei denen die gasförmigen Spaltprodukte mit Hilfe von Durchströmkanälen kontinuierlich während des Reaktorbetriebes abgeführt werden können. In der FR-PS 13 86 273 sind die Brennstoffelemente als Röhren ausgebildet, die mit einer Brennstoffpaste angefüllt sind. In die Brennstoffpaste sind Entgasungsröhren eingesteckt. Sowohl die Röhren, in welchen die Brennstoffpaste untergebracht ist als auch die Entgasungsröhren sind an ihren oberen Enden in Bohrungen von Halterungen befestigt, so daß beim Auswechseln der Brennstoffelemente auch diese Halterungen zusammen mit den Brennstoffelementen ausgewechselt werden müssen. Auch ist es nicht möglich, ein einzelnes Brennstoffelement aus der entsprechenden Halterung zu lösen. Das gleiche gilt auch für den Reaktor in der US-PS 28 51 409, in welcher die Brennstoffelemente aus Röhren bestehen, deren Innenwand mit einer Spaltstoffschicht überzogen ist. Die einzelnen-Röhren sind an Vakuumabzugsleitungen befestigt, durch welche die gasförmigen Spaltprodukte mit Hilfe einer Vakuumpumpe abgesaugt werden. Das bedeutet, daß beim Verbrauch der Brennstoffelemente auch das Vakuumabzugsleitungssystem zusammen mit den Brennstoffelementen ausgetauscht werden muß.From FR-PS 13 86 273 and US-PS 28 51 409 Nuclear reactors of the type mentioned are known in which the gaseous fission products with Can be discharged continuously with the help of through-flow channels during operation of the reactor. In the FR-PS 13 86 273, the fuel elements are designed as tubes that are filled with a fuel paste are filled. Degassing tubes are plugged into the fuel paste. Both the tubes in which the Fuel paste is housed as well as the degassing tubes are in bores at their upper ends fastened by brackets, so that these brackets together when the fuel elements are replaced must be replaced with the fuel elements. Nor is it possible to use a single one To solve the fuel element from the corresponding bracket. The same also applies to the reactor in the US-PS 28 51 409, in which the fuel elements consist of tubes, the inner wall of which is covered with a layer of fissile material is covered. The individual tubes are attached to vacuum exhaust lines through which the gaseous fission products are sucked off with the help of a vacuum pump. That means that at Consumption of the fuel elements also the vacuum exhaust pipe system together with the fuel elements must be replaced.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, einen Kernreaktor der eingangs genannten Art zu zeigen, bei dem trotz der Möglichkeit des kontinuierlichen Abführens der Spaltprodukte aus den Brennstoffelementen ein sicheres Auswechseln der Brennstoffelemente gewährleistet ist, ohne daß hierbei auch die Halteeinrichtung für die Brennstoffelemente mit ausgewechselt werden muß.In contrast, the object of the invention is to show a nuclear reactor of the type mentioned at the outset this despite the possibility of continuous removal of the fission products from the fuel elements a safe replacement of the fuel elements is guaranteed, without this also the Holding device for the fuel elements must be replaced with.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Kernreaktor erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kupplungsglieder mit den Kopfstücken der Brennelemente lösbar verbunden sind und daß die Durchtrittsquerschnitte der Durchströmkanäle durch Absperrmittel beim öffnen des Reaktordruckgefäßes selbsttätig sperrbar sind.This object is achieved in the above-mentioned nuclear reactor according to the invention in that the Coupling links are releasably connected to the head pieces of the fuel assemblies and that the passage cross-sections the throughflow channels automatically through shut-off means when the reactor pressure vessel is opened are lockable.

Vorteilhaft ist bei der Erfindung, daß die Kupplungsglieder und auch die hierbei verwendeten Dichtungen rein aus Metall hergestellt werden können, so daß sie auch bei hohen Temperaturen und hohen Radioaktivitäten zum Einsatz kommen können. Außerdem ist es von Vorteil, daß auch bekannte Kernreaktoren entsprechend umgerüstet werden können, ohne daß hierzu nennenswerte konstruktive Änderungen am Gesamtaufbau des Kernreaktors notwendig sind.It is advantageous in the invention that the coupling members and also the seals used here can be made purely of metal, so that they can also be used at high temperatures and high radioactivity can be used. In addition, it is advantageous that known nuclear reactors also correspond accordingly can be retrofitted without making any significant structural changes to the overall structure of the nuclear reactor are necessary.

In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und es soll anhand dieser Figuren die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigtIn the drawings, a preferred embodiment of the invention is shown and it is based on these figures explain the invention in more detail. It shows

F i g. 1 einen schnellen Brüter,
F i g. 2 ein Brennstoffelement,F i g. 1 a fast breeder,
F i g. 2 a fuel element,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Kupplung im gekuppelten Zustand.F i g. 3 shows a longitudinal section through an exemplary embodiment of a coupling in the coupled state.

Wie Fig. 1 zu entnehmen, sind in einem Druckgefäß mehrere Anordnungen 1 von Brennstoffelementen vorhanden, welches von einer lösbaren oberen Deck-₍ platte 6 abgeschlossen wird und mit einer Halteeinrichtung 3 versehen ist, durch die die einzelnen Anordnungen 1 niedergehalten werden. Mit Hilfe eines Kühlmittels 8, welches in dem Druckgefäß zirkuliert, wird eine ausreichende Kühlung erreicht. Die Halteeinrichtung 3 weist einen Hohlraum auf und ist mit mehreren Stangen 5 mit der Unterseite der Platte 6 fest verbunden und in einem bestimmten Abstand von derselben gehalten. Auf der Unterseite der Halteeinrichtung 3 sind mehrere Kupplungen 4 vorgesehen, die geeignet sind, die Köpfe der Anordnungen 1 nach unten zu drücken. Das obere Ende einer jeden Kupplung 4 ist am Boden der Halteeinrichtung 3 befestigt und ragt durch den Boden ■ der Halteeinrichtung 3 in den Hohlraum derselben, der somit mit dem Innenraum einer jeden Kupplung 4 in Verbindung steht. Der obere Teil der Halteeinrichtung 3 ist mit einem sich nach oben erstreckenden Rohr 7 verbunden, welches durch die obere Platte 6 hindurchgeführt ist, wodurch eine Verbindung des Hohlraumes der Halteeinrichtung 3 nach außen geschaffen ist.As can be seen Fig. 1, a plurality of arrangements 1 of fuel elements are in a pressure vessel provided, which plate by a detachable upper deck ₍₆ is completed, and is provided with a holding device 3, whereby the individual arrangements 1 are held down. With the aid of a Sufficient cooling is achieved with coolant 8, which circulates in the pressure vessel. The holding device 3 has a cavity and is fixedly connected to the underside of the plate 6 by several rods 5 and held at a certain distance therefrom. On the underside of the holding device 3, several couplings 4 are provided which are suitable for pressing down the heads of the assemblies 1. The upper end of each coupling 4 is fastened to the base of the holding device 3 and protrudes through the base of the holding device 3 into the cavity thereof, the is thus in communication with the interior of each coupling 4. The upper part of the holding device 3 is t is connected to an upwardly extending tube 7 which is passed through the upper plate 6, whereby a connection of the cavity of the holding device 3 to the outside is created.

Das untere Ende einer jeden Kupplung kann mit dem zugeordneten Kopf 2 lösbar verbunden werden. Die Kupplung 4 und die zugeordneten Köpfe 2 sind, wie nachstehend beschrieben, so ausgebildet, daß, wenn sie voneinander getrennt werden, sich die Kupplungen 4 und die Köpfe 2 automatisch schließen, wodurch verhindert wird, daß Kühlmittel 8 in die Kupplungen 4 und die Köpfe 2 eintritt. Außerdem wird vermieden, daß das in den Kupplungen 4 und den Köpfen 2 befindliche Medium ausströmt. Zu diesem Zweck weisen die Kupplungen 4 und Köpfe 2 in der Nähe ihrer Enden Ventilmittel auf, die nachstehend näher beschrieben sind und automatisch schließen, wenn die Kupplungen 4 von den Köpfen 2 abgezogen werden.The lower end of each coupling can be releasably connected to the associated head 2. the Coupling 4 and the associated heads 2 are, as described below, designed so that when they are separated from each other, the couplings 4 and the heads 2 close automatically, whereby the coolant 8 is prevented from entering the couplings 4 and the heads 2. It is also avoided that the medium located in the couplings 4 and the heads 2 flows out. To this end, the Couplings 4 and heads 2 in the vicinity of their ends valve means, which are described in more detail below and close automatically when the couplings 4 are removed from the heads 2.

Die beim Betrieb des Reaktors in den Brennstoffelementen 9 — s. Fig. 2 — erzeugten gasförmigen Spaltprodukte werden jeweils in dem Kopf 2 einer Anordnung 1 von Brennstoffelementen 9 gesammelt. Anschließend werden die gasförmigen Spaltprodukte durch die Kupplungen 4 in die Einrichtung 3 eingeleitet und sodann durch das Rohr 7 nach außen abgezogen.The gaseous generated in the fuel elements 9 during operation of the reactor - see FIG Fission products are each collected in the head 2 of an arrangement 1 of fuel elements 9. The gaseous fission products are then introduced into the device 3 through the couplings 4 and then withdrawn through the pipe 7 to the outside.

Bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Reaktor werden die Einrichtung 3 und die Kupplungen 4 zusammen mit der oberen Deckplatte 6 entfernt, wenn eine Anordnung 1 von Brennstoffelementen durch eine neue ersetzt wird; denn die Einrichtung 3 und die Kupplungen 4 sind fest mit der oberen Deckplatte 6 verbunden. Hierbei werden, wie vorstehend beschrieben, die Kupplungen 4 und die Köpfe 2 automatisch geschlossen. Das Einsetzen neuer Brennstoffelemente erfolgt bei einem erfindungsgemäßen Reaktor in gleicher Weise wie bei einem bekannten Reaktor.In a reactor designed according to the invention, the device 3 and the couplings 4 removed together with the upper cover plate 6 when an assembly 1 of fuel elements by a new is replaced; because the device 3 and the couplings 4 are fixed to the upper cover plate 6 connected. Here, as described above, the clutches 4 and the heads 2 are automatically closed. The use of new fuel elements takes place in a reactor according to the invention in same way as in a known reactor.

Bei der in Fig.3 der Zeichnung dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kupplung ist ein rohrförmiges Teil 101 vorgesehen, welches an einem Ende eine Erweiterung 10Γ aufweist und einen der beiden ineinandergreifenden Teile der Kupplung bildet. In dem Teil 101 ist eine durchgehende axiale öffnung 122 vorgesehen, die einen erweiterten Teil 122' an dem einen Ende aufweist sowie eine Einschnürung 121 mit einem konischen Teil 12Γ Innerhalb des konischen Teiles 12Γ ist eine Ventilkugel 103 angeordnet. Ein Widerlager 109 ist in die öffnung 122 oberhalb der Ventilkugel 103 eingeschraubt und stützt eine Feder 107 In the particularly preferred embodiment of a coupling designed according to the invention shown in FIG. 3 of the drawing, a tubular part 101 is provided which has an extension 10Γ at one end and forms one of the two interlocking parts of the coupling. In the part 101 a continuous axial opening 122 is provided, which has an enlarged part 122 ' at one end and a constriction 121 with a conical part 12Γ . A valve ball 103 is arranged within the conical part 12Γ. An abutment 109 is screwed into the opening 122 above the valve ball 103 and supports a spring 107

an ihrem einen Ende ab, die sich unterhalb des Widerlagers 109 in der Bohrung 122 befindet. Das untere Ende der Feder liegt gegen eine Platte 105 an, die zwischen der Ventilkugel 103 und dem Widerlager 109 angeordnet ist. Die Platte 105 wird gleitend in der Ausnehmung 122 gehalten und durch die Feder 107 gegen die Ventilkugel 103 gedrückt, so daß letztere gegen den einen Ventilsitz bildenden konischen Teil 120 angedrückt wird und die Bohrung 122 schließt, wenn die Kupplung, wie nachstehend beschrieben, außer Eingriff gebracht wird.at one end, which is located below the abutment 109 in the bore 122. The lower end of the spring rests against a plate 105 which is arranged between the valve ball 103 and the abutment 109. The plate 105 is slidably held in the recess 122 and pressed by the spring 107 against the valve ball 103 , so that the latter is pressed against the conical part 120 forming a valve seat and closes the bore 122 when the coupling, as described below, is disengaged is brought.

Das Widerlager 109 ist mit einer durchgehenden Bohrung 127 und mit Querbohrungen 127' versehen, wobei sich letztere radial bis zum äußeren Umfang des unteren Endes des Widerlagers 109 erstrecken. Die Platte 105 ist ebenfalls mit durchgehenden Bohrungen 128 versehen, die den Durchtritt eines Strömungsmediums gestatten.The abutment 109 is provided with a through bore 127 and with transverse bores 127 ' , the latter extending radially to the outer circumference of the lower end of the abutment 109 . The plate 105 is also provided with through bores 128 which allow the passage of a flow medium.

Weiterhin ist ein rohrförmiges Teil 102 vorgesehen, welches die andere der beiden Kupplungshälften bildet und in den erweiterten Teil 122' hineinragt. Der Teil 102 ist mit einer axial durchgehenden Öffnung 123 versehen, die am äußeren Ende einen Teil 124 reduzierten Querschnittes aufweist, der in einen konischen Teil 124' übergeht und die Verbindung zu dem übrigen Teil der Ausnehmung 123 darstellt. Eine Ventilkugel 104 ist im Bereich des konischen Abschnittes 124' angeordnet. Ein Widerlager 110 ist in gleicher Weise wie das WiderlagerFurthermore, a tubular part 102 is provided which forms the other of the two coupling halves and projects into the widened part 122 '. The part 102 is provided with an axially through opening 123, which has a part 124 of reduced cross-section at the outer end, which merges into a conical part 124 ' and represents the connection to the remaining part of the recess 123. A valve ball 104 is arranged in the area of the conical section 124 ' . An abutment 110 is the same as the abutment

109 in die Öffnung 123 eingeschraubt. Das Widerlager 109 screwed into opening 123. The abutment

110 weist ebenfalls eine durchgehende Bohrung 129 in Längsrichtung und Querbohrungen 129' auf, was den Bohrungen 127 und 127' entspricht. 110 also has a through bore 129 in the longitudinal direction and transverse bores 129 ' , which corresponds to the bores 127 and 127' .

Eine Platte 106, die mit Öffnungen 130 versehen ist, wird durch eine an dem einen Ende gegen das Widerlager 110 anliegende Feder 108 gegen die Ventilkugel 104 gedrückt, wodurch letztere gegen den konischen Teil 124' gepreßt wird, so daß, wenn die Kupplungsteile außer Eingriff kommen, die Öffnung 123 durch die Ventilkugel 104 geschlossen wird.A plate 106, which is provided with openings 130 , is pressed against the valve ball 104 by a spring 108 resting at one end against the abutment 110 , whereby the latter is pressed against the conical part 124 ' , so that when the coupling parts are disengaged come, the opening 123 is closed by the valve ball 104.

Ein Balg 114 ist mit seinem oberen Ende mit der Unterseite des Rohres 101 verschweißt und mit seinem unteren Ende mit einem Dichtring 113 verbunden, der mit einem weiteren Ring 113' verschraubt ist. Eine Feder 115 ist am äußeren Umfang des Balges 114 denselben umgebend vorgesehen, durch die der Dichtring 113 nach unten gedruckt wird. Die Feder 115 wird durch eine zylindrische Deckhülse 116 geführt, die mit dem unteren Ende des Rohres 101 verschraubt ist. Das untere Ende der Hülse 116 weist einen Absatz 116' auf, der verhindert, daß die Ringe 113 und 113' durch die Feder 115 zu weit auseinander gedrückt werden. Der Dichtring 113 kommt in Eingriff mit einem konischen Teil 115 am äußeren Umfang des Rohres 102, wenn dasselbe in das Rohr 101 eingeschoben wird.A bellows 114 is welded with its upper end to the underside of the tube 101 and connected with its lower end to a sealing ring 113 which is screwed to a further ring 113 '. A spring 115 is provided on the outer periphery of the bellows 114 surrounding the same, by means of which the sealing ring 113 is pressed downward. The spring 115 is guided through a cylindrical cover sleeve 116 which is screwed to the lower end of the tube 101. The lower end of the sleeve 116 has a shoulder 116 ' which prevents the rings 113 and 113' from being pushed too far apart by the spring 115. The sealing ring 113 comes into engagement with a conical part 115 on the outer circumference of the tube 102 when the same is pushed into the tube 101.

In dem Teil 122' des Rohres 101 ist ein Innenstück 111 angeordnet, welches einen Flansch 111' aufweist sowie ein Ober- und ein Unterteil, welches in den öffungen 121 bzw. 124 reduzierten Querschnittes angeordnet ist. Die beschriebene Lage wird von dem Innenteil 111 eingenommen, wenn die Kupplungshälften miteinander in Eingriff gebracht worden sind. Durch einen Ring 112, z. B. einen Sägering, der in dem Teil 122' angeordnet ist, wird die axiale Bewegung des Innenteiles 111 begrenzt. Außerdem wird durch den Ring 122 ein Herausfallen des Innenstückes 111 nach unten verhindert. Das Innenteil 111 ist mit einer axial hindurchgehenden Bohrung 126 versehen sowie mit Querbohrungen 126' und 126", die in den beiden in den Teilen 121 und 124 angeordneten Enden des Inncnslückes 111 vorgesehen sind. Die axiale Länge des Inncntciles Ul ist derart gewählt, daß, wenn die beiden Teile 101 und 102 miteinander gekuppelt sind, das untere Ende sich innerhalb des Teiles reduzierten Querschnittes 124 befindet und die Ventilkugel 104 von ihrem konischen Sitz 124' wegdrückt, während die Ventilkugel 103 von ihrem konischen Sitz 12Γ abgehoben wird. Die beiden Kupplungshälften 101 und 102 können somit von einemIn the part 122 'of the tube 101 an inner piece 111 is arranged, which has a flange 111' and an upper and a lower part, which is arranged in the openings 121 and 124 of reduced cross-section, respectively. The position described is assumed by the inner part 111 when the coupling halves have been brought into engagement with one another. By a ring 112, e.g. B. a saw ring, which is arranged in the part 122 ' , the axial movement of the inner part 111 is limited. In addition, the ring 122 prevents the inner piece 111 from falling out downward. The inner part 111 is provided with an axially extending bore 126 and with transverse bores 126 ' and 126 ", which are provided in the two ends of the inner gap 111 arranged in the parts 121 and 124. The axial length of the inner part U1 is selected such that, When the two parts 101 and 102 are coupled to one another, the lower end is located within the part of reduced cross-section 124 and pushes the valve ball 104 away from its conical seat 124 ' , while the valve ball 103 is lifted from its conical seat 12Γ . The two coupling halves 101 and 102 can thus from a

ίο gasförmigen oder flüssigen Medium durchströmt werden. Die Strömung findet hierbei durch folgende Öffnungen statt: Öffnung 122, Axialbohrung 107, Axialbohrung 128, Ringraum zwischen Ventilkugel 103 und Konus 12Γ, Axialbohrung 126, Ringraum zwischen Ventilkugel 104 und Konus 124', Axialbohrungen 130 und Axialbohrung 129. ίο gaseous or liquid medium can flow through. The flow takes place through the following openings: opening 122, axial bore 107, axial bore 128, annular space between valve ball 103 and cone 12Γ, axial bore 126, annular space between valve ball 104 and cone 124 ', axial bores 130 and axial bore 129.

Da der Dichtring 113 gegen den Konus 125 durch den Druck der Feder 115 anliegt, wenn die beiden Kupplungsteile 101 und 102 miteinander in Eingriff stehen, wird eine einwandfreie Dichtung erzielt und vermieden, daß auch nur ein geringer Teil des Strömungsmediums entweichen kann. Aufgrund der Tatsache, daß der Dichtring 113 mit dem Kupplungsteil 101 über den Balg 114 in Verbindung steht, ist eine ■ einwandfreie Dichtung auch bei einem Ausdehnen oder Zusammenziehen der anderen metallischen Teile der , Kupplung gewährleistet, die insbesondere bei Tempera- ' turänderungen oder Schwingungen auftreten können. Auch bei etwaigen geringfügigen Abweichungen der Lage der beiden Kupplungsteile 101 und 102 wird eine einwandfreie Dichtung erzielt.Since the sealing ring 113 rests against the cone 125 due to the pressure of the spring 115 when the two coupling parts 101 and 102 are in engagement, a perfect seal is achieved and prevents even a small part of the flow medium from escaping. Due to the fact that the sealing ring 113 is connected to the coupling part 101 via the bellows 114 , a perfect seal is ensured even when the other metallic parts of the coupling are expanded or contracted, which occur in particular with temperature changes or vibrations be able. Even with any slight deviations in the position of the two coupling parts 101 and 102 , a perfect seal is achieved.

Die beiden Kupplungshälften stehen miteinander in Eingriff, wenn die obere Deckplatte in ihrer Schließstellung gehalten wird.The two coupling halves are in engagement with one another when the upper cover plate is in its closed position is held.

Zu einem Lösen der Kupplung ist es lediglich erforderlich, das Kupplungsteil 102 aus dem Kupplungsteil 101 herauszuziehen, was bei einem Anheben und Entfernen der oberen Deckplatte 6 erfolgt. Wenn die beiden Kupplungshälften außer Eingriff kommen, kommt gleichfalls das Innenstück 111 außer Eingriff mit den Ventilkugeln 103 und 104, die sodann durch die zugeordneten Federn 107 und 108 in Schließstellung gedrückt werden und somit den Durchtrittsquerschnitt der Bohrungen 122 und 123 abschließen. Eine Durchströmung der Kupplungshälften 122 und 123 wird somit verhindert.To release the coupling, it is only necessary to pull the coupling part 102 out of the coupling part 101 , which takes place when the upper cover plate 6 is lifted and removed. When the two coupling halves disengage, the inner piece 111 likewise disengages from the valve balls 103 and 104, which are then pressed into the closed position by the associated springs 107 and 108 and thus close the passage cross-section of the bores 122 and 123. A flow through the coupling halves 122 and 123 is thus prevented.

Aufgrund der Tatsache, daß bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Atomreaktor während des Betriebes kontinuierlich die gasförmigen Spaltprodukte abgezogen werden können, ist es möglich, die Brennstoffelemente wirksamer auszunützen. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß das Rohr 7, welches zur Abführung der gasförmigen Spaltprodukte aus dem Reaktor dient, fest mit der oberen Deckplatte 6 verbunden ist, so daß es sehr einfach mit einer äußeren Aufnahmevorrichtung für die gasförmigen Spaltprodukte verbunden werden kann, weshalb die Baukosten des Atomreaktors gesenkt werden können und gleichzeitig ein sicherer Betrieb während langer Betriebszeiten gewährleistet wird.Due to the fact that in a nuclear reactor designed according to the invention during operation the gaseous fission products can be continuously withdrawn, it is possible to use the fuel elements to use more effectively. Another advantage is the fact that the pipe 7, which is used for discharge the gaseous fission products from the reactor is used, is firmly connected to the upper cover plate 6 so that it can be very easily connected to an external receiving device for the gaseous fission products can, therefore, the construction cost of the nuclear reactor can be reduced and at the same time safe operation is guaranteed during long operating times.

Der Hauptvorteil einer erfindungsgemäßen Kupplung ist darin zu sehen, daß in dem gleichen Augenblick, in dem die beiden Kupplungshälften außer Eingriff gebracht werden, dieselben sofort und unmittelbar abgeschlossen werden, so daß ein Ausströmen des in ihnen befindlichen Mediums verhindert wird und daß auch bei etwaigen Längenänderungen der einzelnen metallischen Teile die Gefahr eines Undichtwerdens völlig ausgeschlossen wird; denn die LängenänderungenThe main advantage of a coupling according to the invention is to be seen in the fact that at the same time, in which the two coupling halves are disengaged, the same immediately and immediately be closed, so that an outflow of the medium located in them is prevented and that even with any changes in length of the individual metallic parts, there is a risk of leakage is completely excluded; because the changes in length

werden durch den Balg, der den Dichtring trägt, aulgenqmnicn. In gleicher Weise wie ein Ausströmen des in 'den . Kupplungshälften befindlichen Mediums vermieden wird, ist auch gewährleistet, daß das aufJerhalb befindliche Kühlmittel in die beiden Kupplungshälften beim Auseinander/.iehcn derselben eintreten kann.are through the bellows that carries the sealing ring, aulgenqmnicn. In the same way as an outflow des in 'the. Coupling halves located medium is avoided, it is also guaranteed that the coolant located outside in the two coupling halves can occur when they are separated from each other.

[■ine erfindungsgemäß ausgebildete Kupplung wird besonders vorteilhaft bei den hohen .Strahlungen und Temperaturen, die in einem Kernreaktor auftreten, eingesetzt. Hierauf ist die Verwendung jedoch nicht beschränkt, denn eine' erfindungsgemäße Kupplung kann allgemein zum Verbinden von beliebigen rohrförmigen Teilen benutzt werden.[■ a clutch designed according to the invention is particularly advantageous with the high radiation and temperatures that occur in a nuclear reactor, used. The use is not restricted to this, however, because a coupling according to the invention can generally be used to connect any tubular parts.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Nuclear reactor in which in a pressure vessel several arrangements of fuel elements are provided, which are surrounded by a coolant and by a holding device arranged on a cover plate closing off the pressure vessel are held, wherein the holding device has a cavity on the one hand with a from the reactor pressure vessel leading pipe and on the other hand with a number of coupling members is in connection, each connected to one end of a head piece of a fuel element which is used to collect gaseous fission products that arise during operation and wherein the coupling links and the ends of the headers are for passage and continuous Having discharge of the fission products through-flow channels, characterized in that the coupling members (4) are releasably connected to the head pieces (2) of the fuel assemblies (9) and that the passage cross-sections of the flow channels through shut-off means when the reactor pressure vessel is opened are automatically lockable.

2. Nuclear reactor according to claim 1, characterized in that the holding device (3) through a number of rods (5) is firmly connected to the cover plate (6), and that the shut-off means in the coupling links (4) and the ends of the head pieces (2) when the cover plate is lifted (6) close automatically.

3. Nuclear reactor according to claim 1 or 2, characterized in that the lower end of each coupling glicdes (4) is designed as a coupling half (101), which with the other coupling half (102), which is from the upper end of the associated head piece (2) is formed, is in engagement.

4. Nuclear reactor according to claim 3, characterized in that the two coupling halves (101, 102) each have a through-flow channel forming axial bores (122 and 123), the The passage cross-section can be completely closed by a spring-loaded valve ball (103 or 104) in each case.

5. Nuclear reactor according to claim 4, characterized in that within an extended Recess of the coupling half (101) an inner part (111) is arranged which, when the two Coupling halves (101, 102) are brought into engagement with one another, the two valve balls (103, 104) against the action of the springs (107,108) assigned to them from their assigned seats (121 ', 124') lifts. whereby the passage cross-section of the axial bores (122,123) is released.

6. Nuclear reactor according to one or more of the preceding claims, characterized in that that when the two coupling halves (101, 102) are pulled apart, the inner part (III) is below Under the effect of its weight falls down and the valve balls (103, 104) disengage, whereby the same by the pressure of the associated springs (107, 108) to rest against the associated valve seats (128 ', 124') come and the passage cross-section of the axial bores (122,123) shut off.

7. Nuclear reactor according to one or more of the preceding claims, characterized in that

that a bellows with a sealing ring (113) is arranged at the lower end of the coupling sleeve (101). the by a spring (115) downwards against an annular sealing surface (125) on the outer circumference the other coupling half (102) is pressed when it is pushed into the coupling half (101) will.

8. Nuclear reactor according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the spring (115) and the bellows (114) are designed so that the balls (103, 104) from their seats only lift off when the ring (113) is completely opposite to its conical sealing surface (125) arranged on the outer circumference of the coupling half (102)! seals and thus the interior of the two coupling halves (101, 102) from the outer coolant, tel (108) separates.

9. Nuclear reactor according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the springs (107, 108) against an abutment screwed into the axial bores (122 or 123) (109 or 110) each bear, which at least one axial bore (127 or 129) and one or more radial bores (127 'or 129') · has.

10. Nuclear reactor according to one or more of the preceding claims, characterized in that ' that the inner part (111) with at least one axial bore (1.26) and with one or more radial Bores (126 ', 126 ") is provided.