DE1764402C

DE1764402C - Set up an atomic nuclear reactor with a fuel box

Info

Publication number: DE1764402C
Authority: DE
Inventors: Andre Pans Gumuchian
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Publication date: 1972-09-28

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Atomkern- da dann einerseits eine genaue Zuordnung der Durchreaktor mit Brennstoffkassetten, die einen Behälter, trittsöffnungen im Fuß und κη zugehörigen Hoster, dar eine oder mehrere Nadeln aus Spalt- oder und andererseits eine fest vorgegebene Anzahl von Brutstoff enthält und eine Leitung für den Um- solchen Durchtrittsöffnungen erfordernd sind. So ist lauf eines den Reaktorkern kühlenden Kühl- 5 es beispielsweise für eine oberhsub eines Gitterrostes mittels bildet, und einen Fuß aufweisen, der mit dreieckigen Maschen angeordnete Brennstoffden Bebälter verlängert und sich auf einem reak- kassette aus Symmetriegründen erforderlich, sechs torfesten, zylindrischen Pfosten abstützt, der mit an- zusammengehörige Darchtrittsoffnungen a*a ruß und deren Pfosten über starre Streben verbunden ist und Pfosten anzubringen.The invention relates to an atomic nucleus because on the one hand there is an exact assignment of the through reactor with fuel assemblies that have a container, access openings in the foot and κη associated hoster, represent one or more needles from gap or and on the other hand a fixed number of Contains breeding material and a conduit for which such passage openings are required. So is running a cooling system that cools the reactor core, for example for an upper part of a grating by means of, and have a foot, which is arranged with triangular meshes fuel Containers elongated and required six on a reacassette for reasons of symmetry turf-fixed, cylindrical post is supported, the soot with associated access openings a * a and whose post is connected via rigid struts and posts to be attached.

seitliche Durchtrittsöffnungen für das Kühlmittel ent- ίο Insgesamt führen also die bisher bekannten Bauhält formen für die Ausbildung der BrcnnstoffkassettenLateral passage openings for the coolant ent- ίο All in all, the previously known types of construction lead molds for the formation of the fuel cassettes

Für die Kühlung von Atomkernreaktoren dieser Art und ihre Verbindung mit reaktorfesten Bauteilen zu wird zumeist ein umlaufendes Kühlmittel, beispiels- -rbeblichen Komplikationen im Bau der bekannten weise em geschmolzenes Metall, verwendet, das den Atomkernreaktoren, und daher ist es Aufgabe der Brennstoffkassetten durch einen Gitterrost hindurch 15 Erfindung, einen Atomkemreaktor der eingangs erzugeführt wird, in dessen Höhlung die Brennstoffkas- wähnten Art in der Weise auszubilden, daß sich Verketten eingesetzt sind. Die Gitterroste selbst sine] im einfachungen und damit Kosteneinsparungen bei der allgemeinen durri hohlzylindrischc Pfosten versteift Herstellung von Brcnnstoffkassetten und Gitterrosten von denen jeder den Fuß einer Brennstoffkassette ergeben und außerdem eine Standardisierung der aufnimmt Dabei sind Füße für Brennstoffkassetten ao Außenabmessungen der Füße der Brennstoffkassett.-n von massiver Ausführung und zylindrischer Form be- möglich wird.For the cooling of atomic nuclear reactors of this type and their connection with components fixed to the reactor is mostly a circulating coolant, for example -rbeblichen complications in the construction of the known wise em molten metal, used in the atomic nuclear reactors, and therefore it is the job of Fuel assemblies through a grate 15 invention, an atomic core reactor of the initially introduced in the cavity of which the fuel tank is to be developed in such a way that it is linked are used. The grating itself sine] in simplifications and thus cost savings in the general stiffened hollow cylindrical posts manufacture of fuel cassettes and gratings each of which form the base of a fuel assembly and also a standardization of the accommodates feet for fuel assemblies ao external dimensions of the feet of the fuel assembly of solid design and cylindrical shape is possible.

kannr (deutsche Auslegeschrift 1074 771, USA.-Pa- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gc tents^nrift 2 905 338 und »Proceedings of the 3'^d Int. löst, daß in an sich bekannter Weise der Fuß massiv Conf. on the Peaceful Uses of Ato,nic Energy«, 1965, und von zylindrischer Form ist, daß in ebenfalls an sich S. 176). Außerdem sind für die Verbindung zwischen 35 bekannter Weise in den unteren Teil des Fußes eine Fuß und Behälter solcher Brennstoffkassetten An- Ausnehmung für ein Sperrschioß eingearbeitet ist, S, 176). Außerdem sind für die Verbindung zwi- daß in ebenfalls an sich bekannter Weise ein Ansehen Fuß und Bfhalter solcher Brennstoffkassetten schlußstück für üie Verbindung des Fußes mit dem Anschlußstücke bekannt (deutsche Auslegeschrift Behälter vorhanden ist und daß mindestens eine öff-1 074 771). 30 nung füi den Umlauf des Kühlmittels das Anschluß-kannr (German Auslegeschrift 1 074 771, USA.-patent, this object is inventively gc tents ^ nrift 2,905,338 and "Proceedings of the 3 ^'d Int. resolves that in a conventional manner, the foot massively Conf. on the Peaceful Uses of Ato, nic Energy ", 1965, and is of cylindrical shape, that is also per se p. 176). In addition, a foot and container of such fuel assemblies are incorporated into the lower part of the foot in a known manner for the connection between 35. A recess for a locking bolt is incorporated, S, 176). In addition, for the connection between the foot and Bfhalter such fuel assemblies in a manner known per se, connecting piece for connecting the foot to the connecting pieces is known (German Auslegeschrift container is available and that at least one öff-1 074 771). 30 tion for the circulation of the coolant the connection

Fi'r 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.For the guidance of the coolant, the biscuits are penetrated and on the one hand near the foot known atomic nuclear reactors have two alternative edges and the other inside the container possibilities common. Either the feed flows out.

der Brennstoffkassetten mit Kühlmittel in axialer Die erfindungsgemäß gewählte Lösung eier oben Richtung, wobei das Kühlmittel durch den unteren 3ä gestellten Aufgabe, die sich teils bekannter, teils neuer Teil des Gitterrostes zugeführt wird und anschließend baulicher Merkmale für die Bicnnstoffkassetten 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-Kiihlmi.tels 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 Sperrschiösser erheblich.of the fuel assemblies with coolant in axial direction The solution chosen according to the invention egg above Direction, with the coolant by the lower 3ä set task, which is partly known, partly newer Part of the grating is fed and then structural features for the Bicnnstoffkassetten when Inside the tubular foot, which is used for fuel, enables the foot cassette to be standardized rises upwards, or the feed of the formation of the fuel assemblies for high or low coolants is done from the side, low pressure of the coolant, freed from the necessities the coolant rusted between the plates of the grid, supply openings for the coolant is fed and also align inside the one another, and increases the rooting tubular foot rises to the top after it the padlocks significantly.

nacheinander die Wand des Pfostens und anschlie- Bei einer bevorzugten Ausführungsform für einensuccessively the wall of the post and then in a preferred embodiment for one

ßend die des Fußes durchquert hat, wozu der Pfosten erfindungsgemäß ausgebildeten Atomkemreaktor weistßend that the foot has traversed, to which the post according to the invention has an atomic core reactor

und der Fuß mit Durchtrittsöffnungen versehen sind, «5 der Fuß der Brennstoffkassette an seinem oberenand the foot is provided with passage openings, «5 the foot of the fuel assembly at its upper

lie einander gegenübergestellt werden müssen. Ende ein zylindrisches Kopfstück auf, an dem daslie must be contrasted with each other. End of a cylindrical head piece on which the

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 35 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 δο 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 desFor the connection of the feet of the fuel tank connector is attached by means of a cross pin. setten on the one hand and the post of the grating for the connection between the connecting piece on the other hand, locking devices like a and the container of the fuel assembly a ring lock is common, the introduction of each focal 50-shaped weld is advantageous.
Fabric cassette only at the point of the grating broom An advantageous development of the invention, for which it is intended. For the approach of such it is also stated that the underside of the connection locks on the feet of the fuel assembly piece for the connection of the solid foot with it is known (US Pat to provide recesses on the inside of the feet, so that the support surface is inclined, the shape of which corresponds to that of a combination of upper ends of the post on top of one another. In this ausderfolden changes in the outer diameter formation of the junction between the container and the feet and in the clear width of the bores in the foot of the fuel assembly or between fuel the post of the grating result, which together kassettenfuß and grating post leads to the support cooperate. If such locking devices δο tion of the fuel assembly on the grating are required in greater numbers, such a timely sealing of the connection point for the training leads to a considerable increase in the coolant, so that the entire coolant through the thickness of the tubular base and the associated fuel assembly flows through. In addition, posts can be placed in the grating. in an embodiment of the invention, the lower part of the

Außerdem ist für den Fall einer Speisung der 65 Fußes der Brennstoffkassetten vorspringende Füh-In addition, in the event that the 65 feet of the fuel assemblies are fed, protruding guide

Brcnnstoffkassettcn mit Kühlmittel von der Seite her rungsflächen aufweisen, die in im wesentlichen dich-Have fuel cassettes with coolant from the side, which are essentially sealed

das Vorhandensein von Durchtrittsöffnungen im Fuß tem Kontakt mit der Innenwand des Pfostens stehen,the presence of passage openings in the base are in contact with the inner wall of the post,

und im diesen aufnehmenden Pfosten von Nachteil, Auch diese Ausbildung führt zu einer weiteren Stei-and disadvantageous in this post, this training also leads to a further stiffening

gerung der Zwangsfiihrung des Kühlmittels durch die Breruistoffkassettenthe forced flow of the coolant through the Fuel cassettes

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand zweier bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele für die Ausbildung einer Brennstoffkassette gemäß der Erfindung veranschaulicht. Dabei zeigt in der ZeichnungIn the drawing, the invention is based on two preferred exemplary embodiments for training of a fuel assembly according to the invention. It shows in the drawing

Fig. 1 sine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Brennstoffkassette in erfindungsgemäßer Ausbildung, die sich auf einen Pfosten eines Gitterrostes abstützt, der von einem unter geringem Druck stehendec Kühlmittel durchströmt wird, undFig. 1 is a partially sectioned front view of a fuel assembly according to the invention, which is supported on a post of a grating, which is standing under low pressure dec Coolant is flowing through, and

Fig. 2 eine ähnliche Schnittdarstellung für eine zweite Ausführungstorm einer erfindungsgemäß gestalteten Brennstoffkassette, die sich auf einen Pfosten abstützt, der von einem unter hohem Druck stehenden Kühlmittel durchströmt wird.2 shows a similar sectional illustration for a second embodiment of one designed according to the invention Fuel assembly supported on a post by a high pressure post Coolant is flowing through.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Brennstoffkassette A weist einen massiven Fuß 1 von zylindrischer Allgemeinform, ein Anschlußstück 2 und einen Behälter 3 auf, der eine oder mehrere in 1er Zeicnnung nichi dargestellte Nadeln aus brennstoff umschließt. The fuel assembly A illustrated in FIG. 1 has a solid base 1 of a cylindrical general shape, a connecting piece 2 and a container 3 which encloses one or more fuel needles not shown in FIG. 1.

An seinem oberen ^nde ist der massive Fuß 1 mit einem zylindrischen Kopfstück 4 versehen, das einen Aufhänger für das AnschlußstUck 2 bildet, das an diesem Kopfstück mit Hilfe eines Querstiftes S befestig; ist.At its upper end is the massive foot 1 with a cylindrical head piece 4 is provided, which forms a hanger for the connecting piece 2, which is on fasten this head piece with the help of a cross pin S; is.

Das Anschlußstück 2 ist mit dem Behälter 3 längs einer ringförmigen Schweißnaht 6 fest verbunden und weist eine Mehrzahl von öffnungen 7 auf, w-.Iche öffnungen das Anschlußstück 2 in schräger Richtung durchqueren und dem Kühlmittel dsn Zutritt zu dem Behälter 3 ermöglichen.The connection piece 2 is firmly connected to the container 3 along an annular weld seam 6 and has a plurality of openings 7, w-.Iche openings cross the connection piece 2 in an oblique direction and the coolant dsn access to the Enable container 3.

Das Kühlmittel ist in dem in Fig I veranschaulichten Beispiel ein unter geringem Druck stehendes Medium, aas in der Nähe des Fußes 1 der Brennstoffkassette zwicchen zwei der Platten 8, und zwar den Platten 8u und 86 zugeführt wird, die gemeinsam mit Pfosten 9 einen Gitterrost tO bilden, der alle gemeinsam den Reaktorkern bildenden Brennstoffkassetten trägt.The coolant is that illustrated in FIG Example of a medium under low pressure, aas near the foot 1 of the fuel assembly between two of the plates 8, namely the plates 8u and 86 fed together with Post 9 form a grating tO, which all together the reactor core forming fuel assemblies wearing.

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 a und 86 des Gitterrostes 10 eingearbeitete öffnungen 11 hindurch zugeführt, wobei sich die Einführung des Kühlmitteis zwischen diesen beiden obeien Platten des Gitterrostes vollzieht, wie dies in der Figur durch die Pfe-'e F angedeutet ist.In the grating 10 shown in FIG. 1, the coolant is fed to the post 9 through openings 11 incorporated in the height between the two upper plates 8 a and 86 of the grating 10, the introduction of the cooling medium between these two above Plates of the grating completes, as indicated in the figure by the arrow F.

Das obere Ende jedes Pfostens 9 und das untere Ende des von diesem Pfosten aufgenommenen An-Schlußstückes 2 der Brennstoffkassettc A weisen einander zugeordnete Tragflächen 12 bzw. 13 auf, die eine praktisch dichte Verbindung herzustellen gestatten. The upper end of each post 9 and the lower end of the connection piece 2 of the fuel assembly A received by this post have support surfaces 12 and 13 which are assigned to one another and which allow a practically tight connection to be established.

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.At its lower part 14, the foot 1 is provided with a guide device which enables the foot 1 to be aligned in the post 9 of the grating 10. In the example shown, this device has a spherical support surface 15 which is supported in an essentially tight manner against a shoulder 16 on the inner wall of the post 9.

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/1 eingreift.A core 17, which has a cylindrical head 18, is fastened in the post 9 below the shoulder 16 has, which is a lock and in a recess 24 at the lower end of the foot 1 of the Fuel assembly / 1 engages.

Die L der Fig.2 als zweite Ausfühmngsfonn für eine erfindungsgemäße Brennstoffkassette dargestellte Brennstoffkassette B weist ebenso wie der sie tragende Pfosten 19 nur geringe Unterschiede gegenüber S 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.The L in FIG. 2, as a second embodiment for a fuel assembly according to the invention, shows the fuel assembly B , like the post 19 supporting it, only slight differences from S of the fuel assembly A or the post 9, which are shown in FIG. 1 are illustrated. Therefore, in these two figures, both the fuel assemblies and the posts are the same to denote the same components. Reference numbers have been used.

Der Pfosten IS in Fig. 2 ist auf den Umlauf eines unter hohem Druck stehenden Kühlmittels eingerichtet und ist dazu mit Zuführungsöfmungen20 von großem Querschnitt versehen, die zwischen den unteren Platten Sb und 8 c des Gitterrostes 10 liegen.The post IS in FIG. 2 is set up for the circulation of a coolant under high pressure and for this purpose is provided with supply openings 20 of large cross-section, which lie between the lower plates Sb and 8c of the grating 10.

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. In the lower part of the post 10, a core 23 is attached, which has a cylindrical head 22 of great length which engages in a recess at the lower end 21 of the foot 1 of the fuel assembly b.

Claims

Patent claims:

1. Atomic nuclear reactor with fuel cassettes. the one container ·· that holds one or more needles from fissile or breeding material contains a line for the circulation of the reactor core cool Forms cooling medium, and have a foot, which u-iängert the Benälters and is on a reactor-fixed, supports cylindrical post, which is connected to other posts via rigid struts and contains lateral passage openings for the coolant, characterized in that that in a manner known per se, the foot (1) is solid and of cylindrical shape, that in likewise in a manner known per se in the lower part (14) of the foot (1) a recess (24) for a Locking lock (18. 22) is incorporated that in a known manner a connecting piece (2) for the connection of the foot (l) with the container (3) is present and that at least one Opening (7) for the circulation of the coolant penetrates the connecting piece (2) and on the one hand in the Near the edge of the foot and on the other hand in the interior of the container (3) opens.

2. Atomic nuclear reactor according to claim 1, characterized in that the foot (1) at its upper End of a cylindrical head piece (4) aufweis', on which the, connecting piece (2) by means of efrrs cross pin (5) is attached.

3. Atomic nuclear reactor according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting piece

(2) and 1 container (3) of the cassette are welded together.

4. Atomic nuclear reactor according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the underside of the connecting piece (2) for the connection of the massive foot (1) with the container

(3) has an annular, inwardly drawn-in support surface (13), the shape of which is dsr of the upper end (12) of the post (9, 19) corresponds.

5. Atomic nuclear reactor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the lower part (14) of the foot (1) has protruding guide surfaces (IS), which in substantially tight contact with the inner wall (16) of the post (9, 19).

1 sheet of drawings