DE1764402B1

DE1764402B1 - Atomkernreaktor mit brennstoffkassetten

Info

Publication number: DE1764402B1
Application number: DE19681764402
Authority: DE
Inventors: Andre Gumuchian
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1967-06-06
Filing date: 1968-05-30
Publication date: 1971-11-18
Also published as: ES354692A1; SE330734B; GB1155350A; NL6807574A; FR1533360A; IL30080A0; BE715124A; NL157445B; JPS4826715B1; IL30080A; CH491465A; LU56109A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Atomkern- da dann einerseits eine genaue Zuordnung der Durchreaktor mit Brennstoffkassetten, die einen Behälter, trittsöffnungen im Fuß und im zugehörigen Pfosten der eine oder mehrere Nadeln aus Spalt- oder und andererseits eine fest vorgegebene Anzahl von Brutstoff enthält und eine Leitung für den Um- solchen Durchtrittsöffnungen erforderlich sind. So ist lauf eines den Reaktorkern kühlenden Kühl- 5 es beispielsweise für eine oberhalb eines Gitterrostes mittels bildet, und einen Fuß aufweisen, der mit dreieckigen Maschen angeordnete Brennstoffden Behälter verlängert und sich auf einem reak- kassette aus Symmetriegründen erforderlich, sechs torfesten, zylindrischen Pfosten abstützt, der mit an- zusammengehörige Durchtrittsöffnungen am Fuß und deren Pfosten über starre Streben verbunden ist und Pfosten anzubringen.

seitliche Durchtrittsöffnungen für das Kühlmittel ent- ίο Insgesamt führen also die bisher bekannten Bauhält, formen für die Ausbildung der Brennstoffkassetten Für die Kühlung von Atomkernreaktoren dieser Art und ihre Verbindung mit reaktorfesten Bauteilen zu wird zumeist ein umlaufendes Kühlmittel, beispiels- erheblichen Komplikationen im Bau der bekannten weise ein geschmolzenes Metall, verwendet, das den Atomkernreaktoren, und daher ist es Aufgabe der Brennstoffkassetten durch einen Gitterrost hindurch 15 Erfindung, einen Atomkernreaktor der eingangs eruigeführt wird, in dessen Höhlung die Brennstoffkas- wähnten Art in der Weise auszubilden, daß sich Versetcen eingesetzt sind. Die Gitterroste selbst sind im einfachungen und damit Kosteneinsparungen bei der allgemeinen durch hohlzylindrische Pfosten versteift, Herstellung von Brennstoffkassetten und Gitterrosten von denen jeder den Fuß einer Brennstoffkassette ergeben und außerdem eine Standardisierung der aufnimmt. Dabei sind Füße für Brennstoffkassetten 20 Außenabmessungen der Füße der Brennstoffkassetten von massiver Ausführung und zylindrischer Form be- möglich wird.

kannt (deutsche Auslegeschrift 1 074 771, USA.-Pa- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch getentschrift 2 905 338 und »Proceedings of the 3^rd Int. löst, daß in an sich bekannter Weise der Fuß massiv Conf. on the Peaceful Uses of Atomic Energy«, 1965, und von zylindrischer Form ist, daß in ebenfalls an sich S. 176). Außerdem sind für die Verbindung zwischen 25 bekannter Weise in den unteren Teil des Fußes eine Fuß und Behälter solcher Brennstoffkassetten An- Ausnehmung für ein Sperrschloß eingearbeitet ist, S. 176). Außerdem sind für die Verbindung zwi- daß in ebenfalls an sich bekannter Weise ein Ansehen Fuß und Behälter solcher Brennstoffkassetten schlußstück für die Verbindung des Fußes mit dem Anschlußstücke bekannt (deutsche Auslegeschrift Behälter vorhanden ist und daß mindestens eine Öff-1 074 771). 30 nung für den Umlauf des Kühlmittels das Anschluß-Für die Führung des Kühlmittels sind bei den bis- stück durchsetzt und einerseits in der Nähe des Fußher bekannten Atomkernreaktoren zwei Alternativ- randes und andererseits im Inneren des Behälters möglichkeiten üblich. Entweder erfolgt die Speisung mündet.

der Brennstoffkassetten mit Kühlmittel in axialer Die erfindungsgemäß gewählte Lösung der oben Richtung, wobei das Kühlmittel durch den unteren 35 gestellten Aufgabe, die sich teils bekannter, teils neuer Teil des Gitterrostes zugeführt wird und anschließend baulicher Merkmale für die Brennstoffkassetten beim Inneren des rohrförmigen Fußes der Brennstoff- dient, ermöglicht eine Standardisierung der Fußauskassette nach oben steigt, oder die Einspeisung des bildung der Brennstoffkassetten für hohen oder nied-Kühlmittels wird von der Seite her vorgenommen, rigen Druck des Kühlmittels, befreit von der Notwenwobei das Kühlmittel zwischen den Platten des Gitter- 40 digkeit, Zuführungsöffnungen für das Kühlmittel aufrostes zugeführt wird und ebenfalls im Inneren des einander auszurichten, und steigert die Verwurzelung rohrförmigen Fußes nach oben steigt, nachdem es der Sperrschlösser erheblich.

nacheinander die Wand des Pfostens und anschlie- Bei einer bevorzugten Ausführungsform für einen ßend die des Fußes durchquert hat, wozu der Pfosten erfindungsgemäß ausgebildeten Atomkernreaktor weist und der Fuß mit Durchtrittsöffnungen versehen sind, 45 der Fuß der Brennstoffkassette an seinem oberen die einander gegenübergestellt werden müssen. Ende ein zylindrisches Kopfstück auf, an dem das Für die Verbindung der Füße der Brennstoffkas- Anschlußstück mittels eines Querstiftes befestigt ist. setten einerseits und der Pfosten des Gitterrostes an- Für die Verbindung zwischen dem Anschlußstück dererseits sind Sperrvorrichtungen nach Art eines und dem Behälter der Brennstoffkassette ist eine ring-Sperrschlosses üblich, die ein Einbringen jeder Brenn- 50 förmige Schweißnaht von Vorteil.
Stoffkassette nur an der Stelle des Gitterrostes zulas- Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besen, für die sie bestimmt ist. Für den Ansatz solcher steht auch darin, daß die Unterseite des Anschluß-Sperrschlösser an den Füßen der Brennstoffkassetten Stückes für die Verbindung des massiven Fußes mit ist es bekannt (USA.-Patentschrift 2 905 338), im un- dem Behälter eine ringförmige, nach innen eingezoteren Teil der Füße Ausnehmungen vorzusehen, so 55 gene Tragfläche aufweist, deren Form derjenigen des daß sich insgesamt eine Kombination von aufeinan- oberen Endes des Pfostens entspricht. Bei dieser Ausderfolgenden Veränderungen im Außendurchmesser bildung der Verbindungsstelle zwischen Behälter und der Füße und in der lichten Weite der Bohrungen in Fuß der Brennstoffkassette bzw. zwischen Brennstoffden Pfosten des Gitterrostes ergeben, die miteinander kassettenfuß und Gitterrostpfosten führt die Abstützusammenwirken. Sind derartige Sperrvorrichtungen 60 zung der Brennstoffkassette auf dem Gitterrost gleichin größerer Anzahl erforderlich, so führt eine solche zeitig zur Abdichtung der Verbindungsstelle für das Ausbildung zu einer erheblichen Vergrößerung in der Kühlmittel, so daß das gesamte Kühlmittel durch die Dicke des rohrförmigen Fußes und des zugehörigen Brennstoffkassette hindurchströmt. Außerdem kann Pfostens im Gitterrost. in Ausgestaltung der Erfindung der untere Teil des Außerdem ist für den Fall einer Speisung der 65 Fußes der Brennstoffkassetten vorspringende Füh-Brennstoffkassetten mit Kühlmittel von der Seite her rungsflächen aufweisen, die in im wesentlichen dichdas Vorhandensein von Durchtrittsöffnungen im Fuß tem Kontakt mit der Innenwand des Pfostens stehen, und im diesen aufnehmenden Pfosten von Nachteil, Auch diese Ausbildung führt zu einer weiteren Stei-

gerung der Zwangsführung des Kühlmittels durch die Brennstoffkassetten.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele für die Ausbildung einer Brennstoffkassette gemäß der Erfindung veranschaulicht. Dabei zeigt in der Zeichnung

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Brennstoffkassette in erfindungsgemäßer Ausbildung, die sich auf einen Pfosten eines Gitterrostes abstützt, der von einem unter geringem Druck stehenden Kühlmittel durchströmt wird, und

Fig. 2 eine ähnliche Schnittdarstellung für eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäß gestalteten Brennstoffkassette, die sich auf einen Pfosten abstützt, der von einem unter hohem Druck stehenden Kühlmittel durchströmt wird.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Brennstoffkassette Λ weist einen massiven Fuß 1 von zylindrischer Allgemeinform, ein Anschlußstück 2 und einen Behälter 3 auf, der eine oder mehrere in der Zeichnung nicht dargestellte Nadeln aus Brennstoff umschließt. An seinem oberen Ende ist der massive Fuß 1 mit einem zylindrischen Kopfstück 4 versehen, das einen Aufhänger für das Anschlußstück 2 bildet, das an diesem Kopfstück mit Hilfe eines Querstiftes 5 befestigt ist.

Das Anschlußstück 2 ist mit dem Behälter 3 längs einer ringförmigen Schweißnaht 6 fest verbunden und weist eine Mehrzahl von öffnungen 7 auf, welche Öffnungen das Anschlußstück 2 in schräger Richtung durchqueren und dem Kühlmittel den Zutritt zu dem Behälter 3 ermöglichen.

Das Kühlmittel ist in dem in F i g. 1 veranschaulichten Beispiel ein unter geringem Druck stehendes Medium, das in der Nähe des Fußes 1 der Brennstoffkassette zwischen zwei der Platten 8, und zwar den Platten 8 α und 8 b zugeführt wird, die gemeinsam mit Pfosten 9 einen Gitterrost 10 bilden, der alle gemeinsam den Reaktorkern bildenden Brennstoffkassetten trägt.

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Gitterrost 10 wird das Kühlmittel den Pfosten 9 durch in diese in der Höhe zwischen den beiden oberen Platten 8 α und 8 b des Gitterrostes 10 eingearbeitete Öffnungen 11 hindurch zugeführt, wobei sich die Einführung des Kühlmittels zwischen diesen beiden oberen Platten des Gitterrostes vollzieht, wie dies in der Figur durch die Pfeile F angedeutet ist.

Das obere Ende jedes Pfostens 9 und das untere Ende des von diesem Pfosten aufgenommenen Anschlußstückes 2 der Brennstoffkassette A weisen einander zugeordnete Tragflächen 12 bzw. 13 auf, die eine praktisch dichte Verbindung herzustellen gestatten.

An seinem unteren Teil 14 ist der Fuß 1 mit einer Führungseinrichtung versehen, die eine Ausrichtung des Fußes 1 in dem Pfosten 9 des Gitterrostes 10 ermöglicht. Diese Einrichtung weist in dem dargestellten Beispiel eine kugelförmige Tragfläche 15 auf, die sich in im wesentlichen dichter Weise gegen eine Schulter 16 an der Innenwand des Pfostens 9 abstützt. Unterhalb der Schulter 16 ist in dem Pfosten 9 ein Kern 17 befestigt, der einen zylindrischen Kopf 18 aufweist, der ein Sperrschloß darstellt und in eine Ausnehmung 24 am unteren Ende des Fußes 1 der Brennstoffkassette Λ eingreift.

Die in der Fig. 2 als zweite Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Brennstoffkassette dargestellte Brennstoffkassette B weist ebenso wie der sie tragende Pfosten 19 nur geringe Unterschiede gegenüber der Brennstoffkassette A bzw. dem Pfosten 9 auf, die in der F i g. 1 veranschaulicht sind. Daher sind in diesen beiden Figuren zur Bezeichnung gleicher Bauteile sowohl der Brennstoffkassetten als auch der Pfosten gleiche Bezugszahlen verwendet worden.

Der Pfosten 19 in F i g. 2 ist auf den Umlauf eines unter hohem Druck stehenden Kühlmittels eingerichtet und ist dazu mit Zuführungsöffnungen 20 von großem Querschnitt versehen, die zwischen den unteren Platten 8 b und 8 c des Gitterrostes 10 liegen.

Im unteren Teil des Pfostens 10 ist ein Kern 23 befestigt, der einen zylindrischen Kopf 22 von großer Länge aufweist, der in eine Ausnehmung am unteren Ende 21 des Fußes 1 der Brennstoffkassette B eingreift.

Claims

Patentansprüche:

1. Atomkernreaktor mit Brennstoffkassetten, die einen Behälter, der eine oder mehrere Nadeln aus Spalt- oder Brutstoff enthält und eine Leitung für den Umlauf eines den Reaktorkern kühlenden Kühlmittels bildet, und einen Fuß aufweisen, der den Behälter verlängert und sich auf einem reaktorfesten, zylindrischen Pfosten abstützt, der mit anderen Pfosten über starre Streben verbunden ist und seitliche Durchtrittsöffnungen für das Kühlmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Fuß (1) massiv und von zylindrischer Form ist, daß in ebenfalls an sich bekannter Weise in den unteren Teil (14) des Fußes (1) eine Ausnehmung (24) für ein Sperrschloß (18, 22) eingearbeitet ist, daß in ebenfalls bekannter Weise ein Anschlußstück (2) für die Verbindung des Fußes (1) mit dem Behälter (3) vorhanden ist und daß mindestens eine Öffnung (7) für den Umlauf des Kühlmittels das Anschlußstück (2) durchsetzt und einerseits in der Nähe des Fußrandes und andererseits im Inneren des Behälters (3) mündet.

2. Atomkernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (1) an seinem oberen Ende ein zylindrisches Kopfstück (4) aufweist, an dem das Anschlußstück (2) mittels eines Querstiftes (5) befestigt ist.

3. Atomkernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück

(2) und der Behälter (3) der Kassette miteinander verschweißt sind.

4. Atomkernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Anschlußstückes (2) für die Verbindung des massiven Fußes (1) mit dem Behälter

(3) eine ringförmige, nach innen eingezogene Tragfläche (13) aufweist, deren Form derjenigen des oberen Endes (12) des Pfostens (9, 19) entspricht.

5. Atomkernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (14) des Fußes (1) vorspringende Führungsflächen (15) aufweist, die in im wesentlichen dichtem Kontakt mit der Innenwand (16) des Pfostens (9, 19) stehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen copy