DE1639171B2

DE1639171B2 - Mit fluessigkeit gekuehlter und moderierter kernreaktor

Info

Publication number: DE1639171B2
Application number: DE1968C0044858
Authority: DE
Inventors: Royce Jay Bloomfield Conn. Rickert (V.St.A.)
Original assignee: Combustion Engineering Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1967-04-14
Filing date: 1968-03-15
Publication date: 1976-11-18
Also published as: JPS5030227B1; FR1560777A; GB1222836A; CH479932A; US3481832A; DE1639171A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Kernreaktor mit mehreren Brennelementen, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist. Dabei wird als Brennstab der einzelne aus Brennstoff bestehende Stab verstanden; werden diese Brennstäbe in größerer Zahl zu Einheiten montiert, so entstehen Brennelemente aus denen wiederum der Kern des Reaktors zusammengesetzt wird.

Für die Auslegung der Regelstäbe für den Kern von Kernreaktoren sind einerseits physikalisch die Verteilung des Neutronen absorbierenden Materials im Kern und die durch das Kühlmittel in den zur Aufnahme der Regelstäbe erforderlichen Kanälen erhöhte thermische Leistung in benachbarten Brennelementen, andererseits aber konstruktiv die Halterung und der Antrieb der Regelstäbe von Bedeutung.

Lange Zeit hat man kreuzförmige Regelstäbe verwendet, bei denen man Folgeglieder vorsehen mußte, um die großen kreuzförmigen Kühlmittelkanäle bei abgezogenen Regelstäben auszufüllen und dadurch Leistungsspitzen in den benachbarten Brennstäben zu vermeiden. Diese Folgeglieder bedingen größere Reaktorbehälter, also auch mehr primäres Kühlmittel, größeres Gewicht, stärkere Halterungen und Antriebe und einen größeren Sicherheitsbehälter.

Es ist bekannt, daß man zur Vermeidung von kreuzförmigen Regelstäben mit den Folgegliedern in Kernreaktoren der eingangs gekennzeichneten Art den Kern aus mehreren Brennelementen bilden kann, von denen jedes mehrere in einem äquidistanten quadratischen Gitter angeordnete Brennstäbe und einige anstelle von Brennstäben angeordnete und zur Aufnahme von Regelstäben geeignete Führungsrohre enthält, die regelmäßig und nicht benachbart über den Querschnitt des Kerns verteilt aber nichi bei allen Brennelementbündeln mit Regelstäben bestückt sind. Ein solcher Reaktor ist z.B. im »Docket No.50-213 ExhibitC« beschrieben, das im Januar 1964 im »Public Document Room« der Atomic Energy Commission der Öffentlichkeit zugänglich gemacht wurde.

Bei der bekannten Anordnung sind die sogenannten Fingerregelstäbe (cluster rods) sehr dünn und entsprechen dem Querschnitt eines Brennstabes. Typisch sind sechzehn Fingerregelstäbe in jedem Brennelement, die in einem einfachen oder doppelten Kreis um seine Achse angeordnet sind. Die Halterung und Führung dieser Fingerregelstäbe, bringen erhebliche konstruktive Schwierigkeiten mit sich, um ein Verformen, Verkanten und Knicken auszuschließen. Es ist außerdem schwierig, die zahlreichen Fingerregelstäbe an einem Armkreuz zu befestigen und trotzdem innerhalb des Kerns so anzuordnen, daß eine regelmäßige und gleichförmige Verteilung der Leistungsdichte erreicht wird. Eine Abhilfe schien bisher unmöglich oder ungünstig, weil man sich scheute, mehr als einen Brennstab durch einen Regelstab zu ersetzen. Man nahm nämlich an. daß der dadurch entstehende große Kanal für das Kühlmittel wegen der entstehenden Moderatorkonzentration zu einer größeren thermischen Leistung und erhöhten Temperaturen in den umgebenden Brennelementen führen würde.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die oben beschriebene bekannte Anordnung mit Fingerregelstäben konstruktiv robuster und einfacher zu gestalten, um die geschilderten mechanischen Schwierigkeiten zu vermeiden und dennoch eine günstige Flußverteilung zu erzielen.

Die Erfindung geht von der neuen Überlegung aus, daß die obenerwähnte Annahme einer erhöhten Moderatorkonzentration mit ihren Folgen für die thermische Leistung und die erhöhten Temperaturen nur dann gilt, wenn ein einziger Kühlmittelkanal in einer unendlich ausgedehnten Zahl von Brennstäben betrachtet wird und eine gegenseitige Beeinflussung der Kühlmittelkanäle nicht in Rechnung gestellt wird.

Die Erfindung besteht entsprechend dem Kennzeichen des Anspruches 1 darin, daß bei einem Kernreaktor der eingangs erwähnten Art jedes Führungsrohr und jeder Regelstab den Querschnitt von mehreren einander benachbarten Brennstäben einnimmt.

Zwischen zwei Kanälen fallt nämlich die Neutronenflußdichte asymptotisch ab. Wird jedoch - wie gesagt darauf geachtet, daß eine unerwünscht niedrige Neutronenflußdichte auf der Asymptote nicht erreicht wird, so können sich die Leistungsdichten zwischen den größeren Kanälen noch addieren und eine relativ gleichmäßige Verteilung erzielt werden.

Bei einem Druckwasser- oder Siedewasserreaktor beträgt der Durchmesser der Brennstäbe etwa 1,0 bis 1,3 cm. Haben alle Brennstäbe die gleichen Abmessungen, dann kann die Größe der Regelstäbe direkt zu der Anzahl der für jeden Regelstab wegzulassenden Brennstäbe in Beziehung gesetzt werden.

Neben der gleichmäßigeren Verteilung der Leistungsdichte, d. h. einem kleineren Verhältnis zwischen

der maximalen und der mittleren Leistungsverteilung bleibt die Leistungssichte näher am Maximalwert. Die Halterung besitzt nur wenige Arme und es ist auch deshalb leichter, die geringe Zahl dickerer Regelstäbe gleichmäßig über den Querschnitt des Kerns zu verteilen. Da die Führungsrohre über den Querschnitt der Brennelemente gesehen symmetrisch angeordnet sind, ist beim Beladen des Kerns keine besondere Orientierung erforderlich. Alle Brennelemente sind untereinander austauschbar und gegeneinander - jeweils um 90° - verschwenkbar. Wegen der großen Abstände und Abmessungen der Führungsrohre und Regelstäbe können diese mechanisch widerstandsfähiger gemacht werden, und es sind größere Toleranzen in bezug auf ihren Durchmesser und Abstand gestattet. Die Halterung, Führung und Verkleidung werden viel einfacher und übersichtlicher, es ergibt sich mehr Raum und ein einfacherer Antrieb. Außerdem können in den großen Kanälen, die durch die Führungsrohre entstehen, soweit sie nicht mit Regelstäben besetzt sind, Instrumente untergebracht werden, die wesentlich größer sind als es die Führungsrohre für Fingerregeistäbe zulassen würden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, in den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 als Seitenansicht teilweise im Schnitt einen Kernreaktor nach der vorliegenden Erfindung.

Fig.2 eine Seitenansicht eines Brennelement:,.

Fig.3 einen Querschnitt längs der Linie3-3 durch das Brennelement von Fig.2,

Fig.4 den Grundriß des Brennelements der Fig.2.

Fig.5 eine Draufsicht auf das Brennelement der Fig. 2,

Fig.6 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch eine Ecke des obersten Teils des Brennelements,

Fig.7 eine Seitenansicht der Regelstabanordnung nach der vorliegenden Erfindung,

Fig.8 eine Draufsicht auf die Regelstabanordnung von Fig.7,

Fig.9 in einem senkrechten Schnitt die Anordnung der Regelstäbe im Brennelement und ihre obere Führung,

Fig. 10 als horizontalen Schnitt die Regelstabanordnung innerhalb der oberen Führung,

Fig. 11 die Geometrie des Reaktorkerns im Querschnitt und

Fig. 12 und 13 ein anderes Ausführungsbeispiel der oberen Führung der Regelstabanordnung.

In Fig. 1 ist ein Kernreaktor 10 dargestellt mit einem Kern 12, der aus mehreren Brennelementen 14 besteht. Die Brennelemente 14 werden in ihrer Lage durch die untere Tragplatte gehalten, die mit Öffnungen 18 für den Durchtritt des Kühlmittels versehen ist. Die Kernumfassung 20 umgibt den Kern und ist ebenfalls an der unteren Tragplatte 16 befestigt. Die untere Tragplatte 16 und der gesamte Kern werden vom Kerngerüst 22 getragen, das an der Rippe 24 des Reaktortanks 26 hängt. Zwischen dem Kerngerüst 22 und dem Reaktortank 26 ist im Bereich des Kerns ein thermischer Schild 28 angeordnet. Über den Brennelementen 14 ist in geringem Abstand eine Niederhalteplatte 30 angeordnet, die die Führungen 32 für die Regelstabanordnungen trägt und verhindert, daß die Brennelemente durch das Kühlmittel nach oben aus ihrer Lage gedrückt werden. Die Niederhalteplatte 30 ist mit Öffnungen (74 in Fig. 10) für den Durchtritt des Reaktorkühlmittel versehen und an der oberen Tragplatte 34

(Ό

durch das Gehäuse 36 aufgehängt Das Gehäuse ist mit Öffnungen 38 zum Durchtritt des Reaktorkühlmittels versehen. Während des Betriebs tritt das Kühlmittel üher den Einlaßstutzen 40 ein und strömt an der Außenseite des Kerngerüsts abwärts. Dann strömt es durch die Öffnungen 18 in der unteren Tragplatte 16 nach innen und aufwärts durch den Reaktorkern 12 und nimmt dabei Wärme auf. Es strömt dann durch die Öffnungen 74 in der Niederhaltfiplatte 30 und nach außen durch Öffnungen 38 und den Auslaßstutzen 42. Die Regelstabanordnungen werden von an dem Stutzen 44 befestigten Antrieben betätigt.

In den Fig.2, 3, 4, 5 und 6 sind Einzelheiten der Brennelemente 14 dargestellt. Sie enthalten mehrere tirennstäbe 46 mit spaltbarem Material. Die Brennstäbe sind mit ihren unteren Enden an der unteren Paßplatte 48 (Fig.4) in geeigneter Weise, z.B. durch Verschraubung oder Verschweißung oder auch durch Federbolzen befestigt. An ihrem oberen Ende und an mehreren Stellen zwischen ihren Enden sind die Brennstäbe außerdem durch Abstandsgitter 5ß (Fig. 2 und 3) abgestützt. Die Abstandsgitter sind im einzelnen Gegenstand des Patents 15 39806. Die untere Paßplatte 48 ist rrit mehreren Öffnungen 52 für den Durchtritt des Kühlmittels versehen. Vier Bol/en 54 erstrecken sich von der unteren Paßplatte 48 abwärts und stützen die Brennelemente auf der unleren Tragplatte 16.

Durch das Brennelement führen parallel zu den Brennstäben fünf Führungsrohre 56 für die Regelstäbe. Wie aus Fig.3 ersichtlich, sind je vier benachbarte und in den Ecken eines Quadrates angeordnete Brennstäbe 46 aus dem Brennelement für jedes Führungsrohr entfernt. Die Teile der Abstandsgitter, welche die vier entfernten Brennstäbe voneinander trennten, sind zur Aufnahme der größeren Führungsrohre auch weggelassen worden. Obwohl die Führungsrohre 56 mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt worden sind, können sie irgendeine geeignete Form, z.B. quadratischen oder achteckigen Querschnitt besitzen. Die unteren Enden dieser Rohre 56 sind in geeigneter Weise an der unteren Paßplattc 48 befestigt. Die oberen Enden der Führungsrohre reichen über die oberen Enden der Brennstäbe 46 hinaus und enden in einer oberen Paßplatte 57 mit kreuzförmigem Querschnitt (Fig.5). Die Führungsrohre 56 sind an der oberen Paßplatte 57 in geeigneter Weise, z.B. durch eine Preßverbindung (Fig.6) befestigt.

Wie in Fig.4 dargestellt, erstrecken sich die unteren Enden der Führungsrohre 56 vorzugsweise durch die untere Paßplatte 48 und sind dort in geeigneter Weise z.B. durch Verschweißung oder eine Preßverbindung befestigt. Auf diese Weise sind die unteren Ender der Führungsrohre geöffnet, so daß zu ihrer Kühlung eine geringe Kühlmittelmenge durch sie aufwärts ge führt werden kann. Die Kühlmittelströmung durch di< Führungsrohre wird durch eine teilweise Absperrunj an ihrem oberen Ende beschränkt. Wie aus dem folgenden ersichtlich, werden die Führungsrohre in einigen Brennelementen durch die in ihren oberen Ender sitzenden Regelstäben teilweise abgesperrt. Da jedocr nicht alle Brennelemente mit Regelstäben vorgeseher sind (Fig. 11), müssen andere Vorrichtungen zur Dros seiung dieser Rohre vorgesehen werden. Wie in F i g. ( dargestellt, kann dies dadurch geschehen, daß eint im wesentlichen kreuzförmig ausgebildete Hahevor richtung 58 über den Öffnungen 74 in der Niederhalte platte 30 an den Stellen angeordnet wird, an denei keine Regelstäbe vorgesehen sind. Von dieser Halte

vorrichtung 58 reichen mehrere Bolzen 59 in das Oberteil der Führungsrohre 56 hinein. Zwischen den Bolzen und den Führungsrohren besteht ein geringes Spiel, durch das eine Kühlmittelströmung geeigneter Größe treten kann. Außerdem können diese Bolzen als Zentrierbolzcn für die Brennelemente dienen. Die Bolzen 59 können außerdem anstelle der besonderen Haltevorrichtung 58 direkt an der Niederhalteplatte 30 angebracht sein.

In der oberen Paßplatte 57 sind Führungslöcher 60 vorgesehen. Diese Führungslöcher nehmen Zcntricrbolzen 61 (Fig.9) auf, die sich von der Niederhalteplatte 30 abwärts erstrecken, um auch diejenigen Brennelemente zu zentrieren, bei denen dies nicht durch die Bolzen 59 geschieht. Die Enden der kreuzförmigen oberen Paßplatte sind an den Ecken des Brennelements mit dem obersten Abstandgitter durch Winkelverstrebungen 62 verbunden. Diese Verstrebungen stehen auf der Außenseite etwas über die Brennelemente hervor (Fig.2, 6 und 9) und dienen beim Beladen des Kerns als Anschlag für die oberen Enden der Brennelemente. Die Führungsrohre 56 halten die gesamten Brennelemente dadurch zusammen, daß sie alle an der oberen und unteren Paßplatte, als auch an den Abstandsgittern an bestimmten Stellen befestigt sind. An den Abstandsgittern sind sie vorzugsweise angeschweißt.

Bei Druckwasserreaktoren, bei denen das Kühlmittel zunächst den Kern als Flüssigkeit durchströmt, herrschen beträchtliche Turbulenzen und Querströmungen am oberen Ende der Brennelemente. Es ist vorteilhaft, wenn die Turbulenz abklingt und die Querströmung kleiner wird, bevor die Regelstäbe vom Kühlmittel direkt angeströmt werden, damit hydraulische Querkräfte auf die Regelstäbe so klein wie möglich gehalten werden. Der Abstand zwischen den oberen Enden der Brennstäbe 46 und den oberen Enden der Führungsrohre 56 ist zur Dämpfung der Strömung ausreichend, so daß der Kontakt der aus den Führungsrohren 56 austretenden Kühlmittelströmung die Regelstäbe nicht zerstören kann.

In den Fig.7 und 8 sind die Seitenansicht und die Draufsicht auf die Regelstabanordnung 64 dargestellt. Die Anordnung besteht aus fünf Regelstäben 66, bei denen um einen zentralen Stab vier weitere Stäbe auf den Ecken eine ~ Quadrates angeordnet sind. An ihren oberen Enden sind die Stäbe 66 durch ein Kreuz 68 verbunden. Die Nabe des Kreuzes mit ihrer Verlängerung 70 dient zur Ankopplung der Regelstabanordnung an die Antriebsvorrichtung. Jeder der Regelstäbe 66 besteht aus einem Rohr aus nicht korrodierendem Material, das einen Neutronenabsorber, wie z. B. Borkarbid enthält Oberhalb des Absorbers ist tin Gasraum zur Begrenzung der Spannungen vorgesehen, die aufgrund des inneren Drucks der freigesetzten Gase auftreten. Das Kreuz 68 besitzt Verstärkungen 72, die mit Führungsflächen im Eingriff stehen. In Fig.9 ist die Montage der Regelstabanordnungen innerhalb des Reaktors dargestellt Die Regelstabanordnungen führen abwärts durch Öffnungen in der oberen Tragplatte 34 und in der Niederhalteplatte 30. Die Öffnung in der Niederhalteplatte 30 ist mit 74 in Fig. 10 bezeichnet An ihren oberen Enden sind die Regelstabanordnungen an Verlängerungswellen 76 befestigt, die sich aufwärts durch die Antriebsvorrichtung und den Stutzen 44 erstrecken.

Die Fig.9 und 10 stellen zusammen die Führung der Regelstabanordnungen über der Niederhalteplatte 30 dar. Es ist notwendig, die gesamte Regelstabanordnung stets völlig umschlossen zu halten, damit ein direkter Kontakt der turbulenten Kühlmittelströmung keine unzulässigen Schwingungen oder Beschädigungen der Regclstäbc verursachen kann. In ihrer unteren Stellung sind die Regclstäbe durch die Führungsrohre s 56 geschützt. Sind sie jedoch aus dem Kern herausgezogen, so befinden sie sich im wesentlichen in der in Fig.9 dargestellten Lage und die Spitzen der Regelstäbe reichen noch in die Führungsrohre hinein. Auf diese Weise besteht nie die Gefahr, daß sich die Enden ίο der Rcgelstäbe mit dem Oberteil der Brennelemente verklemmen und die Regelstabanordnungen nicht mehr in den Kern abgesenkt werden können. Außerdem dienen die Stäbe in den Führungsrohren zur Drosselung der Kühlmitte'strömung durch die Fühis rungsrohre. In ihrer oberen Stellung jedoch befinden sich der größte Teil der Regelstäbe oberhalb der Nicderhalteplatte 30 und es ist deshalb notwendig, diesen Bereich abzuschirmen. Wie in Fig.9 und in Fig. 10 dargestellt, besteht die Abschirmung aus einem krcuz- ;o förmigen Gihäuse 78, das sich von der Oberseite der Niederhalt'.platte 30 bis über das obere Ende der Regelstabanordnung in ihrer oberen Stellung erstreckt. An seinem oberen Ende ist dieses Gehäuse durch einen Deckel 80 abgeschlossen, durch den die Verlänge-2s rungswelle für die Antriebsvorrichtung reicht. Auf der Innenfläche der Abschirmung 78 sind über ihre ganze Länge reichende streifenförmige Führungsflächen 82 angeordnet, die mit den Verstärkungen 72 des Kreuzes 68 im Eingriff stehen. Die Führungsflächen und die Verstärkungen sind so bemessen, daß die Abschirmung und die Regelstabanordnungen nur an diesen Stellen miteinander Kontakt haben und die Regelstäbe 66 nicht mit der Abschirmung in Berührung kommen. Die Abschirmung 78 ist an der Niederhalteplatte 30 mit 3_s Bolzen 84 und den Teilen 86 befestigt.

Das Kühlmittel strömt aus den Brennelementen aufwärts durch die Öffnungen 74 in der Niederhalteplatte 30 in den Raum außerhalb der Abschirmung 78. Nur sehr wenig Kühlmittel strömt in das Innere der Abschirmung, da diese im wesentlichen geschlossen sind. Auf diese Weise werden die Regelstäbe nur mit einer sehr geringen Strömung beaufschlagt, so daß keine wesentlichen hydraulischen Querkräfte und Schwingungen auftreten. Eine derartige Strömung 4s könnte nur auf dem kurzen Stück zwischen den oberen Enden der Führungsrohre 56 und dem Boden der Abschirmung 78 auftreten.

Wie oben erwähnt, scheute man sich bis jetzt, auch nur vier benachbarte Brennstäbe eines Brennelements zur Aufnahme eines größeren Regelstabes zu entfernen, weil angenommen wurde, daß die dadurch hervorgerufene Wasseransammlung eine sehr unregelmäßige Leistungsverteilung und eine übermäßig hohe Temperatur der umgebenden Brennelemente verur-Sachen würde. Es hat sich jedoch die neue Überlegung bestätigt, daß durch einen geeigneten Abstand solcher großen Kühlmittel-Kanäle innerhalb der Brennelemente und innerhalb des Kerns eine befriedigende Leistungsverteilung erreicht werden kann. Die dargestellten Brennelemente besitzen einen quadratischen Querschnitt mit vierzehn Brennstäben ie Seite. Die Brennelemente sind quadratisch. Sie sind daher vollständig austauschbar und erfordern keine spezielle Orientierung. Ein Brennelement aus 14X14 Brennstäben wurde als wirtschaftlichste und zweckmäßigste Größe ausgewählt. Bei Brennelementen solcher Abmessungen mit Brennstäben üblichen Durchmessers ist der Raum für fünf Regelstäbe dadurch geschaffen.

daß Tür jeden Regelstab vier Brennsüibe entfernt wurden. Typische Daten für eine solche Anordnung sind folgende:

Zahl der Brennelemente 133

Außenabmessung des Brenn- 204 mm

elements

Zahl der Brennstäbe je Brennele- 176

ment

Außendurchmesser eines Brenn- 112 mm

Stabes

Aktive Brennelementlänge 371 cm

Gesamte Anzahl der Brennstäbe 23408

In Fig. 11 ist die Anordnung eines solchen Kerns und die Lage der Regelstabanordnungen zueinander dargestellt. Jedes zweite Brennelement, mit Ausnahme der auf dem Umfang, enthält eine Regelstabanordnung. Es kann zweckmäßig sein, zwei oder mehr der Regelstabanordnungen zu verbinden und an einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung zu befestigen. Es versteht sich, daß nur die zur Aufnahme der Regelstabanordnungen notwendigen und nicht alle Führungsrohre 56 innerhalb des Kerns dargestellt sind. Die Führungsrohre sind in jedem Brennelement vorgesehen, so daß die vorteilhafte regelmäßige Anordnung der Kühlmittelkanäle entsteht.

Die vorliegende Erfindung ist außerdem auf Brennelemente anwendbar, die eine ander⁰ Anzahl von Brennstäben elthalten. Dazu muß nur die Anzahl der Regelstäbe pro Regelstabanordnung neu festgelegt werden. Jedoch bliebe die Zahl der Regelstäbe pro Brennelement klein. Die Regelstäbe wären verhältnismäßig groß und würden mehrere Brennstäbe ersetzen. Zum Beispiel können bei einem Brennelement das aus 12X12 Brennelementen besteht, nur vier Regelstäbe anstelle der fünf verwendet werden. Diese werden ebenfalls in den Ecken eines Quadrates angeordnet, wie es bei der dargestellten Regelstabanordnung der Fall ist und der zentrale Regelstab wird weggelassen. Bei bestimmten Kernausfuhrungen ist es möglich, bis zu neun Brennstäbe in Form einer quadratischen 3X3 Anordnung für jeden Regelstab wegzulassen. Natürlich ist es nicht notwendig, daß die Regelstäbe zylindrisch sind, sie könnten quadratischen oder rechteckigen oder sonst einen zweckmäßigen Querschnitt haben, angeordnet werden. Jedoch sind die zylindrischen Regelstäbe wegen ihrer Druckfestigkeit vorzuziehen.

In den Fig. 12 und 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der oberen Führungsvorrichtung und Abschirmung für die Regelstabanordnung dargestellt. Bei dieser Anordnung werden Rohre mit Standardabmessungen verwendet und sie sind deshalb leicht und billig herzustellen. Hier erstrecken sich die Führungrohrt 56 genauso durch die obere Paßplatte 88 wie durch die ίο kreuzförmige Paßplattc 57. Die Paßplatte 88 ist dagegen nur mit vier Löchern 90 zur Führung der Kühlmittelströmung versehen. Über den Öffnungen 74 in der Niederhalteplatte 30 ist ein zylindrisches Gehäuse 92 angeordnet. Innerhalb des Gehäuses 92 sind vier ι s kühlmittelführende Rohre 94 vorgesehen, die unmittelbar über den vier Löchern 90 in der oberen Paßplatte 88 angeordnet sind. Das Gehäuse 92 und die Kühlmittelrohrc 94 sind an dem Deckel 96 befestigt. Das Kühlmittel strömt daher aufwärts durch die Löcher :o 90 und in die kühlmittelführenden Rohre 94. In dem Gehäuse 92 und in den Rohren 94 sind an ihrer Berührungsstelle piehrere Löcher 98 zum Durchtritt der Kühlmittelströmung vorgesehen. Die Rohre 94 können an das Gehäuse 92 um diese Öffnungen 98 zur ^5 Abdichtung angeschweißt sein. Die Rcgelstäbe 66 und das Kreuz 68 sind innerhalb des Gehäuses 92 und zwischen den kühlmittelführenden Rohren 94 angeordnet, wie in Fig. 13 dargestellt. Da sich die unteren Enden der kühlmittelführenden Rohre 94 nahe den Löchern 90 befinden, strömt im wesentlichen das ganze Kühlmittel direkt in die Rohre 94 und es existiert nur eine sehr geringe Querströmung, die hydraulische Seitenkräfte auf die Regelstäbe ausüben könnte. Das Loch 74 in der Niederhalteplatte 30 ist zwar kreisförmig dargestellt, könnte jedoch auch eine andere Ausbildung haben. Es kann z.B. quadratisch sein, so daß ein Teil des Kühlmittels außerhalb des Gehäuses 92 und nicht durch die Rohre 94 strömt.

Obwohl der Regelantrieb als von oben wirkend dargestellt ist, ist es auch möglich, ihn unter den Regelstabanordnungen und dem Kern anzuordnen. Bei dieser Anordnung hat der zentrale Regelstab am unteren Ende eine Verlängerung, die sich durch die Tragvorrichtung des Kerns und durch Stutzen im Boden des Reaktortanks zu einem Antrieb erstreckt.

Hierzu 5 Blatt Zcichnunccn

Claims

Patentansprüche:

1. Mit Flüssigkeit gekühlter und moderierter Kernreaktor mit mehreren Brennelementen, von denen jedes mehrere in einem äquidistanten quadratischen Gitter angeordnete Brennstäbe und einige anstelle von Brennstäben angeordnete und zur Aufnahme von Regelstäben geeignete, aber nicht bei allen Brennelementen damit bestückte, vom Kühlmittel durchströmte Führungsrohre enthält, die regelmäßig und nicht benachbart in solchen Abständen über den Querschnitt des Kerns verteilt sind, daß ein zulässiger Wert d<*r asymptotisch abfallenden Neutronenflußdichte gewährleistet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Führungsrohr und jeder Regelstab den Querschnitt von mehreren einander benachbarten Brennstäben einnimmt.

2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Führungsrohr den Querschnitt von vier einander benachbarten Brennstäben einnimmt, die ein Quadrat bilden.

3. Kernreaktor nach Anspruch 2 mit je aus einem 12X12 Gitter von Brennstäben bestehenden Brennelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrohre von jeweils zwei in einer Ecke zusammenstoßenden Seiten des quadratischen Gitters einen Abstand von zwei Gitterplätzen haben.

4. Kernreaktor nach Anspruch 2, mit je aus einem 14X 14Gitter von Brennstäben bestehenden Brennelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrohre von jeweils zwei in einer Ecke zusammenstoßenden Seiten des quadratischen Gitters einen Abstand von zwei Gitterplätzen haben und daß außerdem die zentralen Gitterplätze mit einem Führungsrohr bestückt sind.