DE1639004C3 - Kernreaktor-Behälter - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Kernreaktor-Behälter mit einem in einer Deckelöffnung des Behälters drehbaren VerschlußstoDfen mit einer oberen Tauchdichtung, die an die äußere Fläche des Deckels und des Verschlußstopfens angrenzt, und mit einer unteren Tauchdichtung, die an die Innenfläche des Deckels und des Verschlußstopfens angrenzt

In der US-PS 3104 217 ist ein mit Flüssigmetall gekühlter Kernreaktor dieser Bauart beschrieben. Der Reaktor befindet sich in einem Betonbehälter mit einem ersten Verschlußstopfen, der innerhalb einer Ausnehmung im Dach des Behälters drehbar ist, und mit tinem zweiten Verschlußstopfen, der in einer Ausnehmung im ersten Stopfen drehbar ist Eine erste Tauchdichtung an den Außenflächen des Daches und der Stopfen bildet eine Abdichtung zwischen dem ersten und zweiten Verschlußstopfen, während eine zweite Tauchdichtung an den Innenflächen von Dach und Stopfen eine Abdichtung zwischen dem ersten Verschlußstopfen und dem Dach des Behälters bildet. Bei Kernreaktorkonstruktionen dieser Art kann erwartet werden, daß die Fläche des Verschlußstopfens, die sich innerhalb des Behälters befindet, während des Betriebs hohen Temperaturen und ionisierender Strahlung ausgesetzt ist. Folglich enthält der Stopfen sowohl eine thermische als auch eine Strahlungsabschirmung, damit die Temperatur und die Strahlung auf vertretbare Pegel an der Außenfläche reduziert werden können. Der Stopfen weist daher eine beträchtliche Tiefe auf. Im Zusammenhang damit kann der Stopfen keinen perfekten Sitz aufweisen, und somit muß ein gewisser enger Spielraum vorhanden sein, um die Strahlenabschirmungsintegrität sicherzustellen. Falls sich Ablagerungen in dem ringförmigen Zwischenraum ansammeln sollten, kann durch diese die freie Rotation des Stopfens gestört werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung für den ringförmigen Zwischenraum, der von der Deckelöffnung und dem Verschlußstopfen des Behälters begrenzt wird, zu schaffen, um den Eintritt von kondensierbaren Dämpfen aus dem Behälterinnern in den ringförmigen Zwischenraum zu verhindern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Kernreaktor-Behälter gelöst durch eine thermisch isolierte ringförmige Rinne zur Aufnahme der Flüssigkeit der unteren Tauchdichtung, um zu gewährleisten, daß die Temperatur der genannten Flüssigkeit geringer ist als die Temperatur der Innenfläche des Deckels und des Verschlußstopfens, welche dem Inhalt des Behälters unter normalen Betriebsbedingungen ausgesetzt sind.

Die Tauchdichtung dient als Schranke bzw. Sicherung gegen das Eindringen von kondensierbaren Dämpfen aus dem Inneren des Reaktionsbehälters in den ringförmigen Zwischenraum hinein; dadurch, daß die Abdichtung kühler als andere Teile ihrer Umgebung gehalten ist, wird ihre eigene Dampferzeugung reduziert.

Der Kernreaktor-Behälter gemäß der Erfindung kann einen flüssigkeitsgekühlten Reaktorkern enthalten, und die Flüssigkeit der unteren Tauchdichtung ist die gleiche wie diejenige, die als Reaktorkühlmittel verwendet wird.

Der Kernreaktor ist natriumgekühlt, der Verschlußstopfen ist eine drehbare Abschirmung, die das obere Ende des Behälters schließt, der ein Reservoir an Natrium enthält, in welches der Reaktorkern und der Kühlmittelkreislauf mit den Wärmetauschern eingetaucht sind, und die Flüssigkeit der unteren Tauchdichtung ist Natrium, während die der oberen Tauchdichtung Quecksilber ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin-

dung kann ferner eine Schicht einer organischen Flüssigkeit von geringerem spezifischem Gewicht als Quecksilber auf das Quecksilber der oberen Tauchdiehtung aufgeschüttet werden, wobei diese organische Flüssigkeit Paraffin ist,

Zur weiteren Sicherheit kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Substanz, die ein niedrigeres spezifisches Gewicht als Quecksilber, einen Gefrierpunkt höher als derjenige von Quecksilber und höher als die Umgebungstemperatur während des normalen Betriebs des Reaktors aufweist und im flüssigen Zustand mit Quecksilber unvermischbar ist, auf das Quecksilber der oberen Tauchdichtung geschüttet werden, wobei abnehmbare Einrichtungen zum Aufheizen der Flüssigkeit der oberen Tauchdichtung vorgesehen sind, um die Substanz bei normalem Betrieb des Reaktors in flüssiger Phase zu halten. Bei Wegnahme der Heizung erstarrt die Substanz und bildet dadurch eine mechanische Abdichtung gegen einen Druckanstieg vom Reaktor her. Die genannte Substanz besteht zweckmäßig aus Paraffinwachs.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zf-chnung näher erläutert, in welcher eine besondere Form der verschiedenen Aspekte der Erfindung bei der oberen Abschirmung eines schnellen Kernreaktors der eingetauchten Bauart beispielsweise dargestellt ist, und zwar zeigen

F i g. 1A und 1B zwei senkrecht halbierte Teile der oberen Abschirmung im Querschnitt;

F i g. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Bereiches II in F i g. 1A, während

Fig.3 eine vergrößerte Ansicht des Bereiches III in Fig. IA wiedergibt

In den Fig. IA und IB ist in unterbrochenen Linien ein Teil eines Kernreaktorbehälters 101 mit einem abgeschirmten Verschlußstopfen 102 dargestellt, der innerhalb einer Ausnehmung 103 im Dach des Behälters drehbar gelagert ist Der Verschlußstopfen hat eine obere Tauchdichtung 104 in der Nähe der oberen äußeren Flächen 105, 106 des Behälters und Stopfens. Eine zweite, untere Tauchdichtung 107 befindet sich in der Nähe der Innenfläche 108, 109 von Behälter und Stopfen.

Wie aus den Fig. IA und IB hervorgeht, ist der Verschlußstopfen 102 nahezu so tief wie sein Durchmesser. Er weist mehrere von oben nach unten verlaufende Durchlässe auf, welche von Rohren gebildet werden, die sich zwischen entsprechenden öffnungen in oberen und unteren Platten 11 und 12 der Abschirmung erstrecken. Zur Illustration einiger dieser Durchlässe zeigt F i g. 1A einen Beschickungsmaschinen-Durchlaß, der durch ein Rohr 13 gebildet wird, und die zusammengelegten Fig. IA und IB lassen verschiedene Regelstabmechanismus-Durchlässe erkennen, die durch Rohre 14 mit kleinerem Durchmesser gebildet werden.

Die Umfangsfläche des Verschlußstopfens 102 wird zum größten Teil von einer zylindrischen Wand 15 gebildet, die mit einer Stufe 16 versehen ist, und zwar aus Gründen, die nachstehend noch näher erläutert werden. Eine innere Verstärkung ist durch einen Aufbau von Stützen 17 vorgesehen, welche auf einer unteren Zwischenplatte 18 ruhen. In der Draufsicht bilden diese Stützen zwei gleichseitige Dreiecke, die um 60° winklig versetzt sind, so daß sie einem Davidstern gleichen, mit den Spitzen an der zylindrischen Wand 15. In dieser 6< Weise können sich die Stützen 17 gerade und ununterbrochen zwischen weit voneinander im Abstand angeordneten Punkten an der zylindrischen Wand erstrecken, ohne das besondere Muster von Durchführungen, welches in diesem Fall benötigt wird, zu stören.

Oberhalb der Zwischenplatte 18 dient der Verschlußstopfen 102 hauptsächlich als Abschirmung gegen Strahlung, und dementsprechend wird der innere Raum, der leer bleibt, zwischen den Rohren 13 und 14 mit einem Strahlenabschirmungsmaterial gefüllt Vorzugsweise ist dieses Material ein solches, das durch Gießen oder Schütten eingefüllt werden kann. Beton ist ein Beispiel, aber eine bessere Wahl für die Abschirmung, um die es hier geht, wäre wohl Stahlschrot, vorzugsweise gebunden, um etwas Kohärenz gegen Entleeren im Falle eines Bruches der Abschirmungswände zu erzielen. Ein geeignetes Bindemittel wäre Harz, beispielsweise ein Epoxyharz. Eine Harzschicht kann außerdem vor dem Füllen als eine Haut vorgesehen werden, welche die inneren Oberflächen, zumindest der Zwischenplatte 18, umgibt In einem oberen Teil der Abschirmungstiefe sind Strahlenabschirmungserfordernisse weniger zwingend, und daher wirH es aus Gründen der Gewichtsverminderung vorgezogen, eine obere Schicht der Füllung aus einem Material vorzuziehen, welches ein geringeres spezifisches Gewicht als das Material darunter aufweist. Trockener Sand kennte verwendet werden; er ist aber gewöhnlich unerwünscht fein. Eine andere und möglicherweise bessere Wahl ist ein organisches Material, wie beispielsweise Polyäthylen, in Form von Schrot oder Körnchen, ähnlich dem vorerwähnten Stahlschrot

Unterhalb der Zwischenplatte 18 ist das kurze Teilstück des Verschlußstopfens (bis zu der inneren Fläche, die durch die Bodenplatte 12 gebildet wird) hauptsächlich als thermische Abschirmung ausgebildet. Dieses Teilstück ist durch eine Trennwand 19 in eine Strömungsmittelkühlschicht 20 und eine Isolierschicht 21 unterteilt. In der Schicht 20 befindet sich eine Mulde oder Schale 22 aus relativ dünnem Metallblech, welche ein kurzes Stück oberhalb der Wandung 19 abgestützt wird, um einen schmalen Kühlmittelspalt 23 (siehe F i g. 3) zu bilden. Hochstehende Seiten 24 an der Mulde dienen dazu, diesen schmalen Spalt um die Durchlaßrohre 13,14 herum und auch um die innere Fläche der zylindrischen Wand 15 herum zu verlängern. Der Raum über der Mulde in der Strömungsmittelkühlschicht 20 wird in Einlaß- und Auslaßkammenr durch eine Wandung 25 unterteilt, welche sich in Längsrichtung zwischen der Zwischenplatte 18 und der Mulde 22 in Umfangsrichtung kontinuierlich erstreckt, um einen Ring zu bilden, der nach innen im Abstand von der inneren Oberfläche der zylindrischen Wand 15 angeordnet ist In Fig.3 ist die Einlaßkammer mit 26 und die Auslaßksmmer mit 27 bezeichnet. Einlaß- und Auslaßleitunjjen 28 und 29 (Fig. IB) sind jeweils mit diesen Kammern verbunden, wobei sich diese Leitungen durch die obere Platte 11 hindurch zu einer Verbindung mit einem Zwangsumlauf-Kühlkreis erstrecken. Ein Gas, beispielsweise Stickstoff oder Argon, wird als Kühlmittel in die Einlaßkammer 26 gezwungen und kann seinen Weg nach der Auf '.aßkammer nur durch die schmalen Spalte 23 (F i g. 3) hindurch finden. Durch diese Spalte wird die Strömungsgeschwindigkeit erhöht und die Wärmeübertragung auf das Gas dadurch begünstigt.

Die Isolierschicht setzt sich zusammen aus einem Stapel von parallelen, im Abstand angeordneten Platten 30 (F i g. 3), wobei der Abstsnd zwischen gegenüberliegenden Flächen dieser Platten etwa 12,7 mm beträgt. Edelstahlplatten mit einer Stärke von etwa 1,6 mm sind geeignet. Die Trennung der Platten ist ein Kompromiß

zwischen einem großen Spalt zum Verhindern der Überbrückung der Platten durch Tropfen des Kühlmittelkondensats und einem kleinen Spalt zum Unterdrükken der Konvektionsströme. Die oberen beiden Platten im Stapel sind an ihren Kanten gegeneinander abgedichtet, um eine gasgefüllte Schale an der Wandung 19 zu bilden. Das gasförmige Medium - geeignet ist Argon - welches für diese Füllung verwendet wird, befindet sich vorzugsweise auf einem Druck, der bei BeVrieb des Reaktors ähnlich dem Druck ist, welcher auf die innere Fläche des Verschlußstopfens vom Innern des Reaktorbehälters her einwirkt. Dies kann erfordern, daß der Druck des gasförmigen Mediums in der gasgefüllten Schale anfänglich bis auf einen Druck unter atmosphäri sehen Druck reduziert wird.

Der kombinierte Effekt der Schichten 20, 21 stellt sicher, daß normalerweise die Temperatur der /wischenplatte IH nicht über 50 ( ansteigt. Da die Kuhlmittelstromung durch den Reaktorkern hindurch nach oben gerichtet ist. kann die innere !lache des Verschlußstopfens. die durch die Bodenplatte 12 gebildet wird. Temperaturen bis /u 550 C und sogar noch höher ausgesetzt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß aus diesem Grunde, wie aus F i g. 3 noch deutlicher /u erkennen ist. die Offnungen in der Bodenplatte 12 für die Rohre 13, 14 um einen Betrag überdimensioniert sind, welcher es ermöglicht, daß der thermischen Expansion der Platte ohne Beschädigung der Rohre Rechnung getragen wird; die Kanten dieser Öffnungen sind in I'mfangsnuten 31 gleitbar, die in Ringen 32 (Fig. 3) gebildet werden, welche in den Rohraufbau eingeschlossen sind.

Wie in den Fig. IA und IB dargestellt, ist an der inneren [lache 109 des Verschlußstopfens 102 ein Anhängsel angebracht, um Tendenzen des Auslaßkühl mittels vom Kern zu unterdrucken, an der Zwischenfläche mit dem Sperrgas, beispielsweise Argon, welches über der kühlmittelfreien Oberfläche erhalten wird, zu schäumen. Das Anhangsei ist eine Prallplatte 33. die den Kern überspannt und mit Hilfe eines zylindrischen Mantels 34 weit genug in den Reaktortank hinabhängt. i.m weit genug unier der Kühlmittel-Oberfläche iiberhalb des Kernauslasses /u sein. Ein Zwischenraum 35 besteht /wischen den Kanten der Löcher in der Prallplatte 33 und den Enden der Verlängerungen der Rohre 13. 14. Ein radialer Schlitz (nicht dargestellt) ist in der Prallplatte 33 für Brennstoffbeschickungsvorgänge erforderlich. Durch den Schlitz und die Zwischenräume hindurch kann etwas Auslaßkühlmittel zur Oberseite der Prallplatte 33 gelangen: von hier aus kann dieses Kuhlmittel durch Schlitze 36 im Mantel 34 hindurch mit dem übrigen Teil des Kühlmittels, welches über die Unterseite der Prallplatte 33 abgelenkt wird, nach Primär-Wärmetauschern weiterströmen, die sich auch im Reaktortank befinden. Eine Extra-Halterung für die Prallplatte 33 kann durch Aufhänger (nicht dargestellt) vorgesehen werden, welche verschiedene Punkte innerhalb der Spannweite der Prallplatte 33 mit der inneren Fläche des Verschlußstopfens verbinden.

Der Verschiußstopfen 102 wird in einer entsprechenden Öffnung im Behälter an rollenden Elementen 37 (F ι g. 2) eines Ringlagers 38 getragen, weiches wiederum an einem Flansch 39 des Dachaufbaus gehalten wird. Ein oberer Ring des Lagers weist einen Zahnkranz

ίο

im pinpn

Drehantrieb für den Verschlußstopfen durch einen Motor 40 (F ig. I A) vorzusehen.

Außerdem bildet eine zylindrische Strebe 41 (siehe insbesondere F i g. 2) einen Teil des ortsfesten Dachaufbaus, wobei die Strebe die Abschirmung umgibt und Innen- und Außen-Ringmulden 42 und 43 trägt, die konzentrisch und nebeneinander angeordnet sind. Zusammen mit der Flüssigkeit, die in diesen Mulden enthalten ist. bilden zwei zylindrische Teile 44 und 45 ein Paar von Tauchdichtungen, die in Reihe an der äußeren Fläche des Verschlußstopfens angeordnet sind, wobei die Teile von einem Ring 46 getragen werden, der an der oberen Platte 11 befestigt ist, so daß die Abdichtungen den Ringraum 47 zwischen der Abschirmungswand 15 und der Wand, welche die Dachöffnung umgrenzt, verschließen. Um nochmals auf das Vorsehen der Stufe 16 in der Wand 15 zurückzukommen, werden Segmente 48. welche über der Stufe hängen, in der Dachöffnung während des Einbaus des Verschlußstopfens befestigt. Diese Segmente bilden zweckmäßigerweise einen kompletten Ring und damit ein Hindernis gegen das Auswerfen des Siopiciiv

Bei der oberen Tauchdichtung 43 bzw. 104 des Paares an der Außenfläche 106 des Verschlußstopfens wird Quecksilber als Abdichtungsflüssigkeit benutzt. Es ist beabsichtigt, die untere Tauchdichtung 107 nur mit einer Flüssigkeit zu füllen, wenn die Flüssigkeit der oberen Tauchdichtung gerade gewechselt wird. Vorzugsweise w ι d über beide freie Oberflächen des Quecksilbers eine d.inne Schicht aus flüssigem Paraffin gegossen. Die ParaffinaLrieckung dient als örtlicher Schutz gegen Natriumdampf und -kondensat, welche in direkten Kontakt mit dem Quecksilber kommen. Die Wichtigkeil eines solchen Schutzss ergibt sich aus dem Umstand daß das Amalgam, das /wischen Quecksilber und Natrium gebildet wird, einen Gefrierpunkt aufweist welcher durch kleine Mengen Natrium über denjeniger des reinen Quecksilbers (-38.P'C) hinaus stark erhöhl wird. Eine genügend große Erhöhung kann die Abdichtung erstarren lassen, so daß die Abschirmung nicht mehr gedreht werden kann. Flüssiges Paraffin ist zweckmäßig für das Füllen der unteren i'auchdichtung wenn seine Verwendung, wie oben erwähnt, beschränk¹ wird.

Eine Zusatzeinrichtung kann den oberen Tauchdich tungen wie folgt zugeordnet werden: Eine Heizvorrich tung (nicht dargestellt) kann in die äußere Ringmulde 4: eingebaut werden, in welcher sich das Quecksilbei befindet Obwohl die Möglichkeit des Erstarrens als in wesentlichen ausgeschaltet betrachtet werden kann wird es doch noch vorgezogen. Möglichkeiten bzw Einrichtungen zur Verfügung zu haben, um aller Eventualitäten Rechnung zu tragen. Die Heizvorrich tung kann einfach ein Rohr sein, welches in den BoUet der Mulde eingebracht wird, mit Verbindungen nacl außen, so daß ein Heizmedium durch das Roh hindurchgeleitet werden kann. Pegelanzeigevorrichtun gen und auch Ablaßventile sind erwünscht. Zweckmäßig bildet im Falle der Quecksilber-Tauchdichtung da Ablaßventil eine Extra-Stellung, welche einen geradei Zugang zum Boden der Quecksilbermulde gewährt damit Feststoffe, welche sich wie ein Sedimen ansammeln könnten, mit einem Stab oder einen ähnlichen Werkzeug entfernt werden können.

Das Sperrgas, das innerhalb des Reaktorbehälter oberhalb der kühlmittelfreien Oberfläche gehalten wire befindet sich auf einem Druck, welcher vom atmosphäri sehen nicht wesentlich abweicht und daher werden dl· abdichtenden Flüssigkeiten in den oberen Tauchdich tungen zurückgehalten, während der Reaktor in Betriel ist. Vorkehrungen sind jedoch getroffen, um ein

mechanische Abdichtung an der atmosphärischen Seite der oberen Tauchdichtung in einer Weise vorzusehen, welche kein besonderes Einstellen des Verschlußstopfens nach sich zieht. Ein Ring 49 aus nachgiebigem Abdichtungsmaterial, wie beispielsweise einem künstlichen gummiähnlichen Neopren, ist an der Oberkante der äußren Ringmulde 43 befestigt, um eine überstehende Lippe vorzusehen, und ein Metallring 50 ist mit Schrauben 51 einstellbar, damit eine abdichtende Oberfläche am Ring 50 in abdichtende Wirkverbindung mit der Lippe und außer Wirkverbindung mit dieser bewegt werden kann. Wenn die Abschirmung gedreht werden soll, ist es erforderlich, die Stellschrauben zu lockern, um die Ringe 49,50 voneinander zu lösen.

An der Innenfläche 109 des Verschlußstopfens 102 befindet sich die untere Tauchdichtung 107, die den ringförmigen Zwischenraum 47 gegen das Innere des Reaktorbehälters verschließt. Eine ringförmige Mulde 52 (Fig. 3) für diese Tauchdichtung wird von dem Behälterdach getragen, ist jedoch am Dach - wie bei 53 angedeutet - in die Fortsetzung der Isolierschicht 21 an der inneren Fläche 109 des Verschlußstopfens eingebaut. Die Dachisolierung 53 ist in der gleichen Weise wie die Schicht 21 aus im Abstand voneinander angeordneten Platten zusammengesetzt, und eine Extra-Isolierung 54 wird im Winkel einer Abstufung angefügt, die rund um die Innenfläche des Verschluß-Stopfens gebildet wird, um die Mulde 52 aufzunehmen. Von dieser Stufe her ragt ein zylindrischer Teil 55 nach unten or, um in Verbindung mit der in der Mulde jo enthaltenen Flüssigkeit eine Tauchdichtung zu bilden. Die Stellung der Mulde in bezug auf die Isolierung ist so, daß sich eine Flüssigkeitstemperatur im Bereich von 200 bis 300°C ergibt, wenn der Reaktor unter Vollast in Betrieb ist. Wie in Fig. 3 dargestellt, werden bei der Isolierung 54 unregelmäßig angeordnete Metallringe, wie beispielsweise Raschigringe, anstelle von parallelen Platten verwendet.

Die abdichtende Flüssigkeit der unteren Tauchdichtung 107 ist Natrium oder eine Legierung desselben mit Kalium, um den Gefrierpunkt herabzusetzen. Anfänglich wird zumindest das Eutektikum von Natrium und Kalium verwendet. Das niedrige spezifische Gewicht solcher Flüssigkeiten sowie die Flachheit der Abdichtung bedeuten, daß bereits kleine Druckunterschiede ein Brodeln oder Sprudeln durch die Abdichtung hindurch nach sich ziehen. Diese Druckunterschiede können künstlich hervorgerufen werden in der Weise, daß man eine Strömung an der Abdichtung in Richtung auf das Innere des Reaktorbehälters anstatt in entgegengesetzter Richtung zum Ringraum hin hervorruft. Zu diesem Zweck können Mittel (nicht dargestellt) vorgesehen werden, um ein inertes Gas, vorzugsweise das, welches als Sperrgas im Tank verwendet wird, beispielsweise Argon, in den Ringraum einströmen zu lassen, um darin den entsprechenden Druck zum sanften Sprudeln durch die untere Tauchdichtung 107 hindurch in den Tank hinein zu erzeugen.

Ein weiteres fakultatives Merkmal, welches bei Tauchdichtungen allgemein, aber insbesondere bei solchen anwendbar ist, bei denen Quecksilber als abdichtende Flüssigkeit verwendet wird, besteht darin, der abdichtenden Flüssigkeit eine Substanz beizugeben, welche gegenüber derjenigen der abdichtenden Flüssigkeit ein niedrigeres spezifisches Gewicht aufweist und außerdem einen Gefrierpunkt hat. welcher höher als derjenige der abdichtenden Flüssigkeit liegt, und zwar so hoch, daß er beim Botrieb über der normalen umgebenden Tauchdichtungstemperatur liegt, und welche in der flüssigen Phase mit der abdichtenden Flüssigkeit unvermischbar ist. Eine geeignete Substanz zum Beigeben in Quecksilber in einer Tauchdichtung ist eine solche, welche im Prinzip ein Paraffinwachs ist. Eine Heizvorrichtung ist in der Tauchdichtung notwendig, um diese Substanz in die flüssige Phase zu bringen. Wenn die Heizvorrichtung abgeschaltet ist, erstarrt die Substanz zu einer festen Schicht über der abdichtenden Flüssigkeit und kann dann wie eine mechanische Abdichtung wirken, um ein Ausstoßen der abdichtenden Flüssigkeit im Falle eines Druckstoßes zu verhindern. Vorzugsweise ist das Innere der Mulde für die Flüssigkeil in Aufwärtsrichtung konvergierend (allmählich oder abrupt) und ist gefüllt, um sicherzustellen, daß ein bestimmtes Maß der Konvergenz an oder über der Stelle der erstarrten Schicht liegt. Auf diese Weise wird die Verlagerung der Schicht zwangsläufig gehemmt. Typische Beispiele von Substanzen, welche in der Hauptsache aus Paraffinwachs bestehen, sind die im Handel erhältlichen Gießwachse. Diese Wachse sind mit Natrium und Quecksilber über den entsprechenden Temperaturbereich (20 bis 100°C) verträglich, haben entsprechende Schmelzbereiche und Dünnflüssigkeit und besitzen eine ausreichende Scherfestigkeit, um als mechanische Abdichtungen, wie vorbeschrieben, wirksam zu sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Kernreaktor-Behälter mit einem in einer Deckelöffnung des Behälters drehbaren Verschlußstopfen mit einer oberen Tauchdichtung, die an die äußere Fläche des Deckels und des Verschlußstopfens angrenzt, und mit einer unteren Tauchdichtung, die an die Innenfläche' des Deckels und des Verschlußstopfens angrenzt, gekennzeichnet durch eine thermisch, isolierte ringförmige Rinne (52) zur Aufnahme der Flüssigkeit der unteren Tauchdichtung (107), um zu gewährleisten, daß die Temperatur, der genannten Flüssigkeit geringer ist als die Temperaturen der Innenfläche (108,109) des Deckels (101) und des Verschlußstopfens, welche dem Inhalt des Behälters unter normalen Betriebsbedingungen ausgesetzt sind.

2. Kernreaktor-Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe einen flüssigkeitsgekühlten Reaktorkern enthält und daß die M Flüssigkeit der unteren Tauchdichtung (107) die gleiche ist wie diejenige, die als Reaktorkühlmittel verwendet wird.

3. Kernreaktor-Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernreaktor natriumgekühlt ist, daß der Verschlußstopfen (102) eine drehbare Abschirmung ist, die das obere Ende des Behälters (101) schließt, der ein Reservoir an Natrium enthält, in welches der Reaktorkern und der Kühlmittelkreislauf mit den Wärmetauschern eingetaucht sind, daß die Flüssigkeit der unteren Tauchdichtung (107) Natrium und die der oberen Tauchdichtung (43 bzw. 104) Quecksilber ist

4. Kernreaktor-Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht einer organischen Flüssigkeit von geringerem spezifischem Gewicht als Quecksilber auf das Quecksilber der oberen Tauchdichtung (43 bzw. 104) aufgeschüttet ist.

5. Kernreaktor-Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Flüssigkeit Paraffin ist.

6. Kernreaktor-Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Substanz, die ein niedrigeres spezifisches Gewicht als Quecksilber, einen Gefrierpunkt höher als derjenige von Quecksilber und höher als die Umgebungstemperatur während des normalen Betriebs des Reaktors aufweist und im flüssigen Zustand mit Quecksilber unvermischbar ist, auf das Quecksilber der oberen Tauchdichtung (43 bzw. 104) geschüttet ist, und daß abnehmbare Einrichtungen zum Aufheizen der Flüssigkeit der oberen Tauchdichtung (43 bzw. 104) vorgesehen sind, um die Substanz bei normalem Betrieb des Reaktors in flüssiger Phase zu halten, wobei bei Wegnahme der Heizung die Substanz erstarrt und dadurch eine mechanische Abdichtung gegen einen Druckanstieg vom Reaktor her bildet.

7. Kernreaktor-Behälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz aus eo Paraffinwachs besteht.