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Beschreibung betreffend: "Gasgekühlter graphltmoderierter Karnreaktor"
============================================= Die Erfindung betrifft einen gasgekühlten
graphitmoderierten Kernreaktor und insbesondere, wenn auch nicht ausschliesslich,
einen Kernreaktor vom Hochtemperaturtyp.
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Bei gasgekühlten graphitmoderierten Kernreaktoren konventioneller
Bauart wird das Kühlgas durch einen oder mehrere Heizdurchlässe im aktiven Core
des Reaktors nach oben geführt und durch Durchlässe in einer unmittelbar über dem
Deckreflektor des Cores angeordneten Abschirmung. Solche Durchlässe bilden eine
mögliche Gefahrenquelle beim Nachladen des Reaktors mit frischem Brennstoff im ausgeschalteten
Zustand, wenn ein Zugang für das Bedienungspersonal in den Raum oberhalb der Abschirmung
vorhanden sein muss.
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Der gasgekühlte graphitmoderierte Kernreaktor mit einem in einem
Druckkessel befindlichen Core, Seiten- Deck-und Bodenstrahlungsschirmung rings um
das Core und einem sich lilindestens über die Oberseite des ;.ktiven Teils des Reaktorcores
erstreckenden Neutronenreflektors ist gemäss der Erfindung gekennzeichnet durch
einen Zwischenraum zwischen
dem Neutronenreflektor über der Oberseite
des aktiven Teile und der Decketrahlungsabechirmung, welcher Zwischeraum einen Strömungsdurchlass
für aus dem Core austretendes erhitztes Kühlmittel bildet und dieses zu Kühlmittelöffnungen
leitet, die nur an der Coreperipherie angeordnet sind.
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Die Kühlmittelauslassöffnungen sind vorzusgweise angeordnet, wie
in der britischen Patentanmeldung 41672/68 beschrieben.
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Auf diese Weise werden günstigere Bedingungen für das Bedienungspersonal
geschaffen, das mcglicherweiee Zugang zur Oberseite der Coreabschirmung haben muss,
als im Falle der Anordnung der Auslassöffnungen direkt Uber dem Core. Ferner ergibt
sich eine verbesserte Strahlungsabschirmung derart, das die Strahlungspegel beispielsweise
so niedrig sind, dass eine achtstUndige Arbeitsschicht anstatt einer dreistündigen
auf der Coreoberseite möglich ist, denn eine Abschirmung ohne Gasdurchlässe lässt
eine niedrige Strahlungsdosisrate durch im Vergleich mit einer Abschirraung gleicher
oder ähnlicher Dicke mit Gasdurchlässen.
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Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher erläutert werden, deren Piguren 1A und lB, zusammangefügt nach
dem Schema der Fig. 1, einen Vertikalschnitt durch einen Teil des Reaktors zeigen.
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Man erkennt einen Teil 1 des Reaktoroores, das aufgebaut iet wie
in der britiachen Patentanmeldung 41682/68 beschrieben und das eine Mehrazhl herausziehbarer
Coresektionen 2 umfaist, bestehend Jeweils aus einem aktiven Coreabschnitt, aus
Graphitblöcken 3 mit Durchlässen 3a, in denen Brennstoffstäbe angeordnet sind,lzlnd
mit einer Mittelbohrung 3ab für die Aufnahme eines Steuerstabes und/oder von Messinstrumenten,
in welche Mittelbohrung eine Hebeanordnung einige führt wird, wenn die Coresektion
aus dem Reaktordruckkessel
ausgebaut werden soll, von welchem Druckkessel
ein Teil 4 in der Zeichnung erkennbar ist. Die Steuerstäbe sind hohl, so dass für
da Anheben einer einen Steuerstab enthaltenden Coresektion der Steuerstab von seinem
Hebe- und Absenkmechanismus abgetrennt werden muss und eine Hebelstange nach unten
in den hohlen Steuerstab eingeführt wird. Falls gich in der Mittelbohrung Messinstrumente
befinden, so müssen diese vor dem Einführen der Hebestange ausgebaut werden. Natürlich
kann die Hebestange direkt in die Mittelbohrung eingeführt werden, wenn diese weder
einen Steuerstab noch Meeßinstrumente enthält.
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Einzelheiten bezüglich der bei dem Nachladen angewandten Techniken
finden sich in den britischen Patentanmeldungen 4 15528/68, 41673/68, 41676/68 und
41678/68.
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Der aktive Coreabschnitt Jeder Ccresektion ruht auf einem Bodenreflektorabschnitt
5, welcher einen Stossdämpfer 6 für die Abs@rption von Stöesen enthält, die durch
eine Core-Sektion auf ih@ ausgeübt werden. Ein solcher Btossdämpfer ist in der britischen
Patentschrift 10652/65 beschrieben.
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Die Bodenreflektorabschnitte 5 aller Brennatoffsektionen ruhen auf
Niveauplatten7, die ihrerseits über (nicht gezeigte) Niveauachrauben auf einem Traggitterwerk
abgestützt werden, das allgemein das Bezugszeichen 8 trägt und dessen Aufbau in
einzelnen in der britischen Patent#######-#nneldung 41677/68 erläutert ist und das
die Reiktorbodenabschirmung enthält.
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Durch das Traggitterwerk erstrecken sich Verbinder 9, die an einem
Ende mit handbetätigten Einstellhebeln 10 und am anderen Ende mit Durchflussreglern
11 verbunden sind. Einzelheiten bezüglich des Aufbaus und der Funktion der Durchfluegregler
finden sich in der britischen Pentanmeldung 41677/68.
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Auf dem oberen Ende des aktiven Coreabschnitts Jeder Coresektion
ruht ein Deckreflektorabschnitt 12, der von einem Deokabschirmungsabschnitt 19 mittels
eines Tragbocke 14 im Abstand gehalten wird. Jeder Deokreflektorabechnitt und der
zugeordnete Deckabachirmungsabschnitt besitzt einen zentralen Durchlass als Portsetzung
der Mittelbohrung 3b im aktiven Coreabschnitt der Ooresektion. Die Tragböcke werden
durch die Deckabschirmungsabschnitte 13 und die Deckreflektorabschnitte 12 derart
positioniert, dass sich eine seitliche Ausrichtung der Tragböcke ergibt.
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Die Deckabschirmung weist rings um ihre Peripherei Öffnungen 15 mit
Neutronenotreustopfen 16 auf; der Aufbau dieses Teils der Deckabschirmung ist im
einzelnen in der britischen Patentanmeldung 41672/68 beschrieben. Die Öffnugen 15
kommunizieren mit dem Zwischenraum zwischen dem Deckabschirmungsabschnitt 13 und
dem Deckreflektorabschnitt 12twie durch die Kühlmittelströmungspfeile 17, 18 angedeutet.
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Bin ringförmiger Seitenreflektor 19 umschliesst das Core und ist
durch einen Haltezylinder 20 von einer Seitenabschirmung 21 getrennt, deren Aufbau
gemäss der Lehre der britischen Patentanmeldung 41674/68 oder 41690/68 erfolgen
kann. Die Seitenabschirmung wird von einer Ringkammer 22 getragen, die einen Teil
des Traggitterwerks 8 bildet. Die Ringkammer 22 besitzt eine Anzahl von rings um
ihre Aus den fläche angeordneten Einlassöffnungen, von denen eine Einlassöffnung
23 in der Zeichnung erkennbar ist. Die Einlass-Öffnungen 23 sind mit den Auslässen
von Kühlmittelumwälzpumpen 24 verbunden, deren Einlässe über Leitungen, wie die
Leitung 25, mit einem Gehäuse 26 verbunden sind, welche Wärmetauscher enthalten,
die in einem Ringraum zwischen der Seitenabschirmung 21 und der Druckkesselwandung
angeordnet sind. Das Gewicht des Gehäuses und des in ihm enthaltenen Wärmetauschere
wird vorzusgweise von den Umwälzeinrichtungen
aufgenommen, wie
in der britisohen Patentanmeldung 41689/68 beschrieben; alternativ können auch konventionelle
Montageverfahren für die Wärmetauscher angewandt werden.
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Die Ringkammer 22 besitzt ferner eine Serie von (nicht gezeigten)
Auslassöffnungen in Kommunikation mit einer Plenumkammer 27 im Traggitterwerk 8.
Perner sind weitere Auslassöffnungen 28 aus der Ringkammer 22 vorgesehen, die mit
Zwiwohenräumen 29 kommunizieren, welche sich längs der Seitenabschirmung 21 erstrecken0
Am oberen Ende der Zwischenräume 29 münden diese in Auslassöffnungen der Seitenabschirmung,
und eine solche Auslassöffnung 30 ist in der Zeichnung dargestellt. Bei der Auslassöffnung
28 ist eine Platte 34 angeordnet, deren Stellung durch eine nicht dargestellte Anordnung
variiert werden kann.
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Demgemäss tritt das Kühlmittel aus dem Umwälzeinrichtungen 24 in
die Ringkammer 23 ein, von wo ein Anteil abgezweigt wird,wie durch die Pfeile 31
angedeutetsund nach oben durch die Seitenabschirmung streicht und diese kühlt.
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Der Rest des Kühlmittels aus der Kammer 23 gelangt in. die Plenumkanner
27, wie durch die Pfeile 32 angedeutet, und strömt von dort durch das Traggitterwerk
8 nach oben, wie durch die Pfeile 33 angedeutet, durch die zentralen Durchlässe
der Bodenreflektorabschnitte zu den Coreaektionen.
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Der grössere Teil des Kühlmittels strömt durch die Core-. sektionen
längs der Durchlässe 3a, doch erfolgt eine gewisse Strömung längs der Mittelbohrung
3b. längs der Durchlässe 3a strömendes Kühlmittel wird durch den Brennstoff erhitzt
und tritt in den Zwischenraum zwischen den Deckreflektorabsclmitten 12 und den Deckabschirmungsabschnitten
ein, wies sich mit Kühlmittel vereinigt, das aus den Mittelbohrungen 3b austritt.
Daa Kühlmittel strömt
dann nach aussen zu den Öffnungen 15 und vereinigt
sich mit dem Kühlmittelanteil, der die Seitenabschirmung 21 durchquert hat und durch
die Öffnungen 3a ausgetreten ist. Eine gewisse Kühlung des von dem Brennstoff erhitzten
Kühlmittels er-folgt durch die Mischung mit dem kälteren, aus den Öffnungen 30 austretenden
Kühlmittel; hierzu finden sich nähere Erläuterungen in dor britisdhen Patentanmeldung
41690/68, wo die Steuerung der Kühlmittelströmungsrate durch die Zwischenräume 29
erfolgt durch Verändern der Stellung, welche die Platte 34 nahe den Öffnungen 28
einnimmt.
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Ferner ist eine Öffnung 31a vorgesehen, die von der Seitenabschirmung
direkt zu dem Raum oberhalb der Deckabschirmung führt, so dass sich eine Kühlmitteiströmung
in Bereichen ergibt, welche sonst Regionen stagnierenden Gases in der Seitenabschirmung
waren.
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(Patentansprüche)