DE1764924A1

DE1764924A1 - Verfahren zur Ermittlung und Ausscheidung von fehlerhaften Brennstoffkugeln fuer Kugelhaufen-Kernreaktoren

Info

Publication number: DE1764924A1
Application number: DE19681764924
Authority: DE
Inventors: Leon Dipl-Ing Valette
Original assignee: Brown Boveri Krupp Reaktorbau GmbH
Current assignee: Brown Boveri Krupp Reaktorbau GmbH
Priority date: 1968-09-05
Filing date: 1968-09-05
Publication date: 1971-12-02
Also published as: NL6913133A; LU59243A1; BE737469A; FR2017411A1; FR2017411B1; CH488248A; GB1286545A; DE1764924B2

Description

BROWN BOVERI/KRUPP Reaktorbau Gmbh ...«,..ι.ieim, den ^ Sti^;. Vii3 Pat/Shra/Ro. - R 181 - VERFAHREN ZUR ERMITTLUNG UND AUSSCHEIDUNG VON FEHLERHAFTEN BRENNSTOFFKUGELN FÜR KUGELHAUFEN-KERNREAKTOREN

Die vorliegende Erfindung betrifft ein l/erfahren zur Ermittlung und Ausscheidung von fehlerhaften Brennstoffkugeln für Kugelhaufen-Kernreaktoren, denen in einem fortwährenden Zyklus Brennstoffkugeln durch ein Beschickungsrohr zugegeben und durch ein Entladerohr entnommen «erden. Die Kugeln liegen dabei in statistischer Verteilung in dem Reaktorkern vor und bewegen sich kontinuierlich in Richtung auf das im Boden des Kernreaktors befindliche Entladerohr zu. Der Durchgang der Brennstoffkugeln durch das Entladerohr nimmt mehrere Tage in Anspruch, und in dieser Zeit kühlen die Kugeln von der Betriebstemperatur, die etwa bei 900 C liegt, auf eine Temperatur von ungefähr 300°C ab.

Es gehört zum Stand der Technik, die Brennstoffkugeln nach dem Verlassen des Entladerohres nacheinander zunächst durch eine Einrichtung zur Feststellung und Ausscheidung von Kugeln mit Oberflächenschäden zu schleusen (siehe das deutsche Gebrauchsmuster 1 841 126) und sie darauf durch eine Ab-^ brandmeQanlage zu führen, die alle Kugeln mit zu hohem Abbrand auacheidet (siehe deutsches Patent 1 261 607). Es besteht also die Möglichkeit, einmal Kugeln mit mechanischen Beschädigungen, d.h. mit Unrundheiten oder verkleinertem Durchmesser, aus dem Beschickungskreislauf auszusortieren und

_» zum anderen alle die Kugeln auszuscheiden, die nur noch einen ungünstigen

(O Beitrag zur Neutronenausbeute liefern. Die übrigen Brennstoffkugeln werden da

*Jj raufhin wieder von oben dem Reaktorkern zugeführt.

O Es ist bisher jedoch noch keine iethode bekanntgeworden, mit deren Hilfe es

(O Möglich ist, aus der in dem Reaktorkern befindlichen Kugelschüttung die-

Janigen Brennstoffkugeln zu ermitteln, die einen ungewöhnlich hohen Freigabewert an Spaltprodukten besitzen. Bei derartigen Kugeln weisen die Brenn-

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•toffpartikel Beschädigungen auf, und sie setzen daher bei den im Reaktorkern herrschenden Temperaturen eine bedeutende menge an radioaktivem Gas frei· Kugeln mit unbeschädigten Brennetoffpartikeln hingegen geben bei den in Frage kommenden Temperaturen nur wenig Spaltprodukte ab.

Die vorliegende Erfindung hat eich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren anzugeben, daa es gestattet, aus dem Kugelkreielauf eines Kugelhaufenreaktors die Brennstoffkugeln mit fehlerhaften Brennetoffpartikeln zu ermitteln und aus dem KrSiSIaUf₁ auszusortieren.

Die Lösung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Brennsteffkugeln nach Verlassen dee Entladerohree zusätzlich durch einen Ofen geschickt werden, in dem sie nahezu auf die im Reaktorkern herrschende Betriebstemperatur gebracht werden, daß sie anschließend nacheinander in eine Ifleßkammer geleitet werden, die etwa die gleiche Temperatur wie der Ofen aufweist und deren Atmosphäre in ein Gerät zur messung gasförmiger Spaltprodu',;-te gepumpt werden kann, und daß die Brennstoffkugeln entsprechend dem in der entnommenen Atmosphäre gemessenen Aktivitätswert entweder dem Reaktorkern wieder zugeführt oder aus dem Beechickungskreielauf ausgeschieden werden.

Ale Meßgerät kann z.B. ein Gammaspektrometer oder ein Strahlungedetektor verwendet werden, mit dem die gasförmigen Spaltprodukte, insbesondere Xe 133 und Kr 85, quantitativ nachgewiesen werden.

Die Temperatur des Ofens soll etwas unterhalb der im Reaktorkern herrschenden Betriebstemperatur liegen, also niedriger ale 900 C sein. Bei der Festlegung der ffleßtemperatur muß von folgenden Geeichtspunkten auegegangen werden! einmal soll die Temperatur so niedrig wie möglich gehalten werden, um das Problem der Kompatibilität zwischen dem material dee Ofens und dem Graphit der Brennstoffkugeln bewältigen zu können, und zum anderen muß

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die Temperatur hinreichend hoch sein, um die Freigabe der gasförmigen Speltprodukte zu beschleunigen und dadurch den Rießvorgang zu verkürzen.

Die Kugeln sind genügend vorgeheizt, ehe sie in die eigentliche Ifleßkammer eintreten. Durch dieses Verfahren wird vermieden, daß infolge der bei Beginn der Wiederaufheizung auftretenden Spitzenwerte an freigesetzten Spaltprodukten die ffleßergebnisee verfälscht werden.

Vorteilhaft ist die Kapazität des Ofens so bemessen, daß er eine größere Anzahl von Brennstoffkugeln aufzunehmen vermag, damit die Wartezeit für das Vorheizen nicht zu oft auftritt.

Daa erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß die Brennstoffkugeln in kontinuierlicher Folge gemessen werden können, und zeichnet sich durch Sicherheit und tBirtschaftlichkeit aus. Durch Ausscheiden der Kugeln mit fehlerhaften Brennstoffpartikeln ist die Sauberkeit des KUhlgas-Primärkreielaufes nicht mehr von sich aus der Statistik ergebenden Größen abhängig, da eine fehlerhafte Brennstoffkugel zwar die vor der ersten Beschickung vorgenommene Eingangekontrolle passieren kann, aber nach Verlassen des Reaktorkerns aus dem Kugelkreislauf genommen wird, bevor sie eine für die Kontamination dee KUhI-gas-Primärkreielaufes hinreichende menge an Spaltprodukten aufbauen konnte. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bietet den weiteren Vorteil, daß ein höherer Abbrand der Brennstoffkugeln - bis nahe an die theoretische Grenze - zugelassen werden kann. Dieser Umstand kann zu einer bedeutenden Verringerung der Stromerzeugungskosten führen.

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Claims

- R 181 - Patentanspruchs ι

1) Verfahren zur Ermittlung und Auaecheidung von fehlerhaften Brennatoffkugaln für Kugelhaufen-Kernreaktoren, denen in einen fortwährenden Zyklus Brennatoffkugaln durch ein Beechickungarohr zugegeben und durch ein Entladerohr entnommen «erden, wobei die Brennatoffkugeln nach Verlaaeen des Entladerohree zunlchet durch eine Einrichtung zur Feetetellung und Ausscheidung von Kugeln mit Qberflächenschäden gaachleust und darauf durch eine Abbrandnaßanlage geführt werden, die alia Kugeln Mit zu hohem Abbrand aueecheidet, dadurch gekennzeichnet, daO die Brennstoffkugeln nech Verlaaaen dae Entladerohree zusätzlich durch einen Ofen geechickt werden, in dem eie nahezu auf die im Reaktorkern herrschende Betriebetemperetur gebracht werden, daß eie anschließend nacheinander in eine ReSkemmer geleitet werden, die etwa die gleiche Temperatur wie der Ofen eufweiet und deren Atmosphäre in ein Gerät zur Meaaung gasförmiger Speltprodukte gepumpt werden kann, und daß die Brennstoffkugsfci entsprechend dam in der entnommenen Atmosphäre gemeeeenen Aktivitätewert dem Reektorkern wieder zugeführt oder aus dam Beachickungakreialauf ausgeechieden werden.

2) Ofen zur Durchführung das Verfahrene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dar Ofen eine gröQere Anzehl von Brennatoffkugaln aufzunahmen vermag.

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