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Bes ohr eibung "Gasgekühlter Kernreaktor" ==========================
Die Erfindung bezieht sich auf einen gasgekühlten Kernreaktor und insbesondere auf
einen Hochtemperatur-Reaktor.
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Das Core eines Kernreaktors ist auf einem Draggitterwerk aufgebaut,
durch welches das Kühlgas auf seinem Weg zum Core streicht. Aufgabe der erfindung
ist es, ein Traggitterwerk zu schaffen, dessen Aufbau gegenüber den bisher bekannten
Konstruktionen vereinfacht ist.
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Der gasgekühlte Kernreaktor mit dem Traggitterwerk, auf dem das Reaktorcore
aufgebaut ist, ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Draggitterwerk
eine Struktur umfasst, bestehend aus einer Serie von Platten, die unter Bildung
einer Anzahl von Abteilungen miteinander verbunden sind, dass ein Umfangsteil die
Struktur umschliesst und mit dieser verbunden ist, dass eine abstützende Ringkammer
rings um das Äussere des Umfangsteils angeordnet ist, dass ein Bodenteil unter der
Struktur angeordnet ist und sich bis zu dem Umfangsteil erstreckt zur Ausbildung
einer Plenumkammer unter der Struktur, dass eine serie von Öffnungen irn Umfangsteil
vorgesehen
ist für die Kommunikation von der Ringkammer zur Plenumkammer,
dass eine weitere Serie von Öffnungen den Zugang zu dem Inneren der Ringkammer von
ausserhalb der Kammer gestattet und dass in den Abteilungen eine Strahlungsabschirmung
gehalten ist0 In einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes haben die Abteilungen
rechteckige Form, z.B. quadratisch, im Grundriss und sind jeweils von vier Platten
begrenzt. Die Platten können an ihren Ecken beiepielsweise durch Eckstücke verbunden
sein.
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Die Struktur kann vom Bodenteil mittels Trägern in Abstand gehalten
werden, von denen mindestens einige so angeordnet sind, dass sie auf den Tragsäulen
ruhen, auf denen das Traggitterwerk aufgebaut ist, Die Abschirmung in einer Abteilung
kann von den die Abteilung begrenzenden Platten im abstand angeordnet sein, so dass
sich ein Durchlass ergibt von der Plenumkammer durch das Traggitterwerk, In diesem
Palle wird die Kontinuität der Abschirmung durch Abschirmteile erreicht, die auf
dem Boden teil direkt unter den Durchlässen angeordnet sind, Abweiohend davon können
aber auch die Abschirmungen sich vollständig bis zu den Platten erstrecken, wobei
gewundene Durchlasspfade in den Abschirmungen selbst ausgebildet werden.
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Bei einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes umfasst die
Abschirmung in Abstand angeordnete Lagen von AbsehirlsmateriSl. Die der Oberseite
des Traggitterwerks nächstgelegene Lage ist von den die Abteilung begrenzenden Platten
etwas entfernt, während die andere Lage eine öffnung enthalt für die Kommunikation
von der Plenumkammer zu den ZwiSohenF räumen zwischen den Platten und der obersten
Lage.
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Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher erläutert werden.
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Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Teil einer ersten Ausführungsform
des Erfindungegegenstandes, Fig. 2 und 3 zeigen eine Einzelheit eines Teils der
Fig. 1 bzw. einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1, Fig. 4 stellt perspektivisch
eine Einzelheit der ersten Ausführungsform dar, Fig. 5a und 5b zeigen, zusammengestellt
wie in Fig. 5 angedeutet, ein.n Schnitt gemäss Linie V-V in Fig. 6 durch eine zweite
Ausführungsfcrm und Fig. 6 ist ein Schnitt nach Linie TI-VI in Fig. 5.
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Die Zeichnungen seigen nur Teile des Traggitterwerkes für den Kernreaktor,
da der Reaktoraufbau selbst keinen Teil der Erfindung bildet.
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Aus Figuren 1 - 4 entnimmt man, das. das Traggitter werk rechteckige
Platten 1 umfasst, die mittels Ecketücken 2 verschweisst sind, welche vier Arme
aufweisen, die sich rechtwinklig zueinander erstrecken, so dass sich eine stabile
in Abteilungen geteilte Struktur ergibt, von der in Fig. 1 nur ein Teil gezeigt
ist und die als Tragplattform für das Reaktorcore dient. Die Peripherie der Plattform
wird durch einen Metall ring 3 gebildet, mit dem die Struktur verschweisst ist.
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An die Aussenfläche des Ringes 3 ist eine Ringkammer 4 geschweisst,
bestehend aus der Deckwandung 5, der Bodenwandung 6 und der äussere4 Seitenwandung
7. Die Wandung 7 besitzt
eine Ansahl, z.B. acht, von Öffnungen 8,
die gleichmässig über deren Oberfläche verteilt sind, während der Teil des Ringes
3 zwischen den Wandungen 5 und 6 eine Serie von kleinen Löchern 9, z.B. sechsunddreissig,
gleichmässig verteilt über seine Oberfläche aufweist.
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Unter der Struktur befindet sich ein Boden 10 aus miteinander verschweissten
Metallplatten. Er ist von den unteren Kanten der Platten 1 im Abstand angeordnet,
eo dass sich eine Kammer 1 ergibt, die als Coreeinlass-Plenumkammer dient, wie epäter
noch erläutert. Verbindungsstangen 12 zwischen den unteren Kanten der Platten 1
und dem Boden 10 stützen die Struktur auf dem Boden ab, verstärkt durch eine Anzahl
von Trägern 12a mit kreuzförmigem Querschnitt, der in Fig. 3 beser erkennbar ist.
Es sind verhältnismässig wenige Träger 12a vorgesehen, und diese sind rings um die
Aussenseite der Struktur verteilt, wie in Fig. 1 angedeutet ist.
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Die gerade beschriebene Struktur stützt nicht nur das Coregewicht
ab, sondern nimmt auch die Bodenabschirmung des Cores auf, tis nachfolgend unter
Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben wird.
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In den Abteilungen der Struktur sind Abschirmblöcke untergebracht,
bestehend aus Stahlblöcken 13 und Kohlenstoffblöcken 14. Diese Blöcke werden von.
der Platte 1 getragen mittel Klammern, Verstrebungen oder anderen fest mit der Platte
verbundenen, z.B. verschweissten Bauteilen, Die Blöcke 13 und 14 sind von den benachbarten
Platten 1 um einen Zwischenraum 15 ent@ernt, der einen Kühlmitteldurchflussweg bildet,
wie noch zu erläutern. Um die Kontinuität der von den Blöcken 13 und 14 ausgebildeten
Abschirmung über den Zwischenraum 15 aufrechtzuerhalten, sind Abschirmstreifen 16
auf dem Boden 10 unter den Zwischenräumen angeordnet.
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Für die Aufrechterhaltung der Kontinuität der Abschirmung können
auch andere Methoden Anwendung finden. Zum Beispiel können sich die Blöcke 13 und
14 bis zu den Platten 1 erstreckenjund Kühlmittelströmungswege in gewundener Porm
für die Verhinderung von Neutronendurchstrahlungspfaden können in den Blöcken ausgebildet
sein.
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Die oben beschriebene Struktur wird zu einem geeigneten Punkt beim
Aufbau des Reaktors installiert. Die Öffnungen 8 werden mit (nicht gezeigten) Kühlmittelumwälzeinrichtungen
verbunden. Die Kühlgasströmung erfolgt von den Umwälzeinrichtungen durch die Öffnungen
8 zur Kammer 4 und von dort durch die Löcher 9 in die Plenumkammer 11. Aus der Plenumkammer
strömt das Eühlgas nach oben durch das Traggitterwerk, wobei der tatsächlich eingeschlagene
Pfad abhängt von der Art, in der die Bodenabschirmung angeordnet ist. Bei der Anordnung
nach Fig0 4 strömt das Kühlgas längs der Zwischenräume 15 nach oben,wie durch die
Pfeile angedeutet zu Durchlässen in das ReaktorBore.
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Das Gewicht des Cores wird von der Struktur auf die Membranauskleidung
und dem das Core umschliessenden Betondru ckkessel über Tragsäulen (nicht gezeigt)
übertragen, die direkt unter den Trägern 12a liegen. In den Trägern sind Lager,
z.B. Rollenlager, vorgesehen für die Aufnahme von Bewegungen des Coretraggitterwerks
infolge therglacher Expansion relativ zum Druckkessel und zur Membranauskleidung.
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Die Ringkammer 4ist belastbar und kann die Coreseitenabschirmung
tragen, welche sich nach oben von der Deckwandung 5 erstreckt. Dies ist Jedoch nicht
erfindungswesentlich, denn die Seitenabechirmung kann auch in anderer Weise abgestützt
werden0 Die nachfolgend unter-Bezugnahme auf Figuren 5 und 6 beschriebene Ausführungsform
zeigt einer bevorzugte abgewandelt.
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Bodenabachirmung.
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Die Ausführungsform nach Figuren 5 und 6 ist im allgemeinen ähnlich
der nach Figuren 1 - 4, so dass die in beiden Ausführungsformen einander entsprechenden
Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.
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Wie im ersten Ausführungsbeispiel ist eine in Abteilungen geteilte
Struktur aus Platten 1 vorgesehen, die miteinander verschweisst sind,md von einem
peripheren Netallring (nicht gezeigt) begenzt sind, ausserhalb dessen eine der Ringkammer
4 entsprechende Ringkammer vorgesehen ist.
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Die Anordnung der Strahlungsabschirmung ist jedoch bei dieser Ausführungsform
unterschiedlich gegenüber der nach Figuren 1 - 4.
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Die Abschirmung umfasst obere Lagen von Graphitblöcken 20, 21, die
auf Stahlplatten 22 ruhen. Man erkennt, dass die aneinanderstossenden Kanten der
Blöcke gegenüber denen der Stahlplatten verletzt sind Die Blöcke 20, 21 und die
Platten 22 erstrecken sich nicht ganz bis zu den Platten 1, so dass Spalten 23 ausgebildet
werden, die Kühlmittelströmungapfade bilden. Die Platten 22 werden von Abstandshaltern
24 getragen, die sich von einer zweiten Serie von Stahlplatten 25 durch eine weitere
Reihe ton Graphitblöoken 26 nach oben erstreoken, deren Oberseite von der Unterseite
der Platten 22 durch einen ZwiechenF raum 27 getrennt ist, der mit den Spalten 23
kommuniziert.
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Die Lagen 25 und 26 sind nicht kontinuierlich Über dem' Traggitterwerk,
denn Öffnungen 28 sind in jeder Abteilung belassen, eo dass ein Strömungspfad ausgebildet
wird von der Plenumkammer 11 unter der Struktur in die Zwischenräume 27.
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Die Platten und Blöoke 25, 26 in jeder Abteilung erstrecken sich jedoch
vollständig bis zu den Platten 1, welche das die Platten und Blöcke enthaltene Abteilungsfeld
begrenzen.
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Die Kontinuität der Abschirzung wird ferner sichergestellt durch
eine durchgehende Stahlechicht 29, die auf den Boden 10 ruht.
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Dengemäes werden Kühlmittelströmungswege ausgebildet f. -zur Flenum@@@@@er
11, von dert nach oben durch die in Abteilungen getailts Struktur @ber Öffnungen
28 und Zwischenräums 27 und 23 zum Core, von den ein Teil 30 in Fig. 5 angedeutet
ist.
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Ferner sind in Fig. 5 die Einstelleinrichtungen für den Kühlmittelstron
durch die Brennstuffkenäle im Core geseigt. Wie man Fig. 5 entnimmt, ruht das Graphitblöcke
31 umfassende Core auf einer Niveauplatte 32, die ihrerseits von den Traggitterwerk
mittels Niveauschranben (nicht gezeigt) getragen wird. Brennsteffgruppeneinlasskanale
sind in dem Core bei 33 gezeigt.
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Die Niveauplatte ist von der Oberseite des Traggitterwerks in solchem
Abstand angeordnet, dass Strömungseinstell-34 gehäuse Platz finden, von denen jeweils
eines unter einem der Kanäle 33 angeordnet ist. Die Gehäuse 34 sind sylindrisch
mit Einlasschlitzen 35 in den Mantelwandungen. Innerhalb der Gehäuse befinden sich
Strömungsregler 36 von annähernd kreiskonischer Form, deren vertikale Position innerhalb
der Gehäuse einstellbar ist mittels Verbindern 37 und handbetätigbaren Steuerhebeln
38, die unter den Boden 10 an die Verbinder 37 angelenkt sind. Die Verbinder erstrecken
sich durch die verschiodenen Lagen von Graphitblöcken und Stahlplatten, wie darstellt,
und sind von Muffen 39 umschlossen.
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Die Einstellregler 36 kann in die eine oder andere eine Anzahl vorgegebener
Positionen gebracht werden, indem einfach die Hebel 38 betätigt werden. Bei jeden
Hebel38 ist ein Fenteteller 40 mit einer Serievon Löchern 41 angeordnet
von
denen jedes einer der vorgegebenen Stellungen des zugeordneten Strömungsreglers
entspricht. Der Hebel 38 kann in jeder dieser Positionen verriegelt werden mittels
eines Stiftes, der durch eines der Löcher 41 und ein Loch 42 im Hebel 38 selbst
gesteckt wird0 Einige der Verbinder S7 sind rohrförmig ausgebildet für die Aufnahme
von Röhren 43, welche Verbindungsleitungen für Nentronenflussdetektoren enthalten,
die sich im Opre befinden, in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt sind.
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Die Stellung der Strömungsregler wird bei stillgelegtem Reaktor geändert,
wenn eine Bedienungsperson den Druckkessel und den Raum unter dem çraggerüst betreten
kann0 Die Strahlungsabschirmung ist natürlich gegeben durch die in dem Traggitterwerk
angeordnete Abschirmung.
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(Patentansprüche )