DE1808164A1 - Gasgekuehlter Kernreaktor - Google Patents

Description

• Beschreibung "Gasgekühlter Kernreaktor" ========================== Die Erfindung bezieht sich auf einen gasgekühlten Kernreaktor, insbesondere, wenn auch nicht ausschliesslich, auf einen sogenannten Hochtemperaturreaktor.
• Während der Lebensdauer des Reaktors muss für die Inspektion und Wartung ein Zugang zum Inneren des Reaktordruckkessels vorhanden sein; wenn der Reaktor im stillgelegten Zustand mit frischem Brennstoff versorgt wird, kann es je nach der angewandten Nachladetechnik erforderlich sein, dassBedienungspersonal den Reaktorinnenraum betritt, um die Coreoberseite für die Nachladearbeitsgänge vorzubereiten.
• Es wird für winschenswert gehalten, rings um das aktive Core eine biologischen Abschirmung vorzusehen, so dass das Bedienungspersonal Zugang zur Oberseite, zu den Seiten und zum Boden des aktiven Cores haben kann. Eine solche Abschirmung bildet einen Schutz nur gegen die Strahlung im stillgelegten Zustand und ist zusätzlich vorgesehen zu der normalen biolowaschen Abschirmung, die durch den Betondruckkessel gegeben ist, in dem sich der Reaktor befindet.
• Diese Abschirmung setst darüberhinaus die Aktivierung in Bereichen ring um das Oore während des Reaktorbetriebes auf vertretbare Werte herab.
• Die Abschirmung muss die erforderliche b@ologische Schutswirkung schaffen, doch gleichzeitig muss eine Vorsorge für die Strömung von gasförmigem Kühlmittel durch die Abschirmung geschaffen werden.
• Zur lösung dieser Aufgabe ist ein gasgeiwhlter Kernreaktor lit einem Reaktorcore, das Kühlmittelströmungsdurchlässe von einer Coreeinlasseite zu einer Coreauslasseite aufweist, und mindestens auf der Auslasseite und den anschliessenden Seiten von einer Strahlungsabschirmung umgeben ist, gemäss der Erfindung gekennzeichnet durch mindestens eine einen Kühlmittelströmungsdurchlass bildende Öffnung in der Strahlungsabschirmung, in welcher Öffnung bz. in welchen Öffnungen sich ein Stopfen befindet zur Ermöglichung von Kühlmittelströmung durch die Öffnung und zum Verschliessen derselben gegen Neutronenströmung.
• Vorzugsweise ist die oder jede Öffnung an der Peripherie der Strahlungsabschirmung angeordnet und umfasst eine oder mehrere vertikale ua/od.r horizontale Bohrungen.
• Ein Streustopfen kann sine oder mehrere gewundene Pfade durch die Bohrung ausbilden, wenn er in die Bohrung eingesetst ist. Er kann eine im allgemeinen zylindrische Form aufweisen mit einem oder mehreren Schraubenlinienför@@igen Pfaden in der Mantelwandung des Zylinders. Das Ziel ist dabei, den Druckabfall längs der Bohrung auf ein Minimum zu bringen und zugleich den Neutronenfluss und die Neutronenreflektion infolge Eindringens der Neutronen in den Streustopfen auf ein Minimum au bringen.
• Ein Hochtemperaturreaktor gemäss der Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.
• Fig. 1 zeigt einen Schnitt nach der Linie I-I von Fig. 2 und stellt einen Ausschnitt aus dem Reaktor dar, Fig. 2 ist ein Schnitt nach LinieII-II in Fig. 1 dar, Fig. 3 ist die Endansicht eines Bauteiles, Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach Lilie IV-IV in Fig. 5 und Fig. 5 ist ein Schnitt gemäss Linie V-V der Fig. 4.
• Fig. lzeigt einen Teil eines Betondruckkessels 1, der ein Reaktorcore enthält, von dem ein Teil bei 2 erkennbar ist. Das Core besitzt im Grundriss eine runde Form und besteht aus Coreeinheiten, wie in der britischen Patentanmeldung 41688/68 beschrieben; das Core kann auch aufgebaut sein, wie in der britischen Patentanmeldung 15527/68 beschrieben.
• Das Core wird von einer Wandung 3 aus Reflektorblöcken umgeben, ausserhalb deren sich ein Seitenreflektor 4 befindet. Einige der Blöcke sind entfernbar, was in Fig. 2 durch die Strichelung angedeutet ist. Di. Reflektorwandung 3 mit dem Oore 2 und der Seitenreflektor 4 sind in einem aorhaltezylinder 5 enthalten.
• Damit der Druckkesiel während der Stillegungsperiode von Bedienungepersonal betreten werden kann, ist eine Seitenstrahlungsabschirmung 6 um den Haltezylinder 5 herum vorgesehen, sowie eine Deckstrahlungsabschirmung 7 über dem Core. Wie man Pig. 1 entnimmt, erstreckt sich die Seitenabschirmung 6 beinahe bis zur Oberseite der Deckabschirmung 7, so dass sich eine kontinuierliche Schutzwirkung ergibt.
• Die Deckabschirmung 7 umfasst zwei Hauptteile, einen mittleren Teil, der Graphitblöcke 8 umfasst, die von Tragböcken 9 abgestützt sind, welche ihrerseits auf Graphitblöcken 10 ruhen, die einen Teil eines Inneren 1)eckreflektorabschnitts des Cores }bilden. Der mittlere Teil der Deckabschirmung 8 kann einen Aufbau besitzen, der in der britischen Patentanmeldung 18727/68 beschrieben ist.
• Der zweite Teil der Deckabschirmung 7 met ein Aussenring aus Graphitblöcken 11, abgestützt auf einem Träger 12, der in üblicher Weise an der Oberseite des Corehaltezylinders 5 befestigt, z.B. durch Schweissen.
• Wie man Fig. 1 entnimmt, ist die Deckabschirmung 7 von der Oberseite des inneren Deckreflektorsim:-Abstand angeordnet, so dass ein Kühlmittelströmungsdurchlass geschaffen wird, wie er in der britischen Patentanmeldung 41689/68 beschrieben ist. Dieser Durchlass kommuniziert mit Bohrungen 13, ausgebildet in den Blöcken 11 und/oder zwischen benachbarten Blöcken. Die Bohrungen 13 besitzen zwar eine genügende Grösse für die erforderliche iCühlmittelströmung, können dadurch aber auch Durchstrahlungspfade für Neutronen ausbilden, was ein untragbares -Risiko für innerhalb des Druckkessels beschäftigtes Personal wäre.
• Der Zutritt von Personal ist jedoch für die Nachladung mit frischem Brennstoff erforderlich, deren methoden bei spielsweise beschrieben sind in der britischen Patentanmeldung 15528/68. Um den Durchstrahlungspfad zu eliminieren, enthält jede Bohrung 13 einen Neutronenstreustopfen 14, dessen Konfiguration derart ist, dass er die Bohrung 13 wirksam gegen Neutronendurchlauf verschlisst, wobei zugleich ein minimaler Widerstand gegen die Kühlmittelströmung gegeben ist.
• Eine Ausführungsform des Streustopfens ist in den Fig.
• 1 und 3 gezeigt. Wie man der Grundrissdarstellung der Fig. 3 entnimmt, besitzt der Stopfen vier Arme 15, die sich von einem gemeinsamen Mittelabachnitt erstrecken und spiralig rund um diesen Abschnitt winden. Demgemäss wird die Kühlmittelströmung nur unwesentlich beeinträchtigt, aber die Bohrung wird gegen Neutronenströmung verschlossen.
• Nach Austreten aus der Bohrung 13 strömt das Kühlmittel nach unten, wie durch die Pfeile 16 angedeutet, zu Wärmetauschern die innerhalb des Druokkessels angeordnet sind und von denen einer bei 16a angedeutet ist.
• Es ist nicht wesentlich, dass die Bohrung 13 sich vertikal erstreckt, wie in Figuren 1 und 2 gezeigt. In Fig.
• 4 und 5 sind dementsprechend horizontale Bohrungen gezeigt.
• Der allgemeine Aufbau des Kernreaktors nach Jig. 4 und 5 ilt ähnlich dem des Reaktors nach ii. 1 und 2, und ähnliche Bezugszeiohen beziehen sich auf entsprechende Bauteile.
• Der Haltezylinder @@ der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 weist einen Ring 16 auf, der an seiner Oberkante befestigt ist, s.B. durch Schweissen. Der Ring enthält Keutronenabsorbierendes Material und trägt gleichmässig verteilt um einen Umfang eine Anzahl von Stahlblöcken 17, die voneinander Jeweils durch Graphitblöcke 18 getrennt sind. Wie man Pilz 5 entnimmt, sind die äusseren Seitenwandungen der Blöcke 17 bei 19 abgestuft und verjungen sich nach innen in Richtung auf des Reaktorcore entsprechend dem Bogen der allgemeinen Corekonfiguration.
• Jeder Block 17 besitzt ferner eine Mittelbohrung 13, aie sich bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 horizontal erstreckt und einen Neutronenstreustopfen 14 enthält, der die oben beschriebene Konfiguration besitzt.
• Aus Fig. 4 entnimmt man, dass die auf den Stahlblöcken 17 ruhenden Blöcke 11 sich über die Seitenabschirmung 6 erstrecken; die Kontinuität des Strahlenechutzes zwischen den Blöcken 11 und der Seitenabschirmung 6 wird durch den Ring 16 und seine Füllung aufrechterhal~ten-. Man-erkennt auch, dass die Bohrungen 13 sich auf derselben horizontalen Höhe befinden wie die Kühlmittelströmungsdurchlässe zwischen dem mittleren abschnitt der Deckabschirmung 7 und dem inneren Deckreflektor des Cores. Darüberhinaus sind die Bohrungen auf einer Höhe über der Oberseite der Wärmetauscher angeordnet, eo dass eine nach unten gerichtete Kühlmittelströmung durch die Wärmetauscher sichergestellt wira, wie durch den Pfeil 16 angedeutet.
• (Patentansprüche)

Claims (5)

1. Pat entans prüche: 1) Gasgekühlter Kernreaktor mit einem Reaktorcore, das Kühlmittelströmungsdurchlässe von einer Coreinlassseite zu einer Corauslasseite aufweist und mindestens an der duslasseite und den anschliessenden Seiten von einer Strahlungsabschirmung umgeben ist, gekennzeichnet durch mindestens eine einen Kühlmittelströmungsdurchlass durch die Abschirmung bildender Öffnung in der Abschirmung und durch einen in jeder solchen Öffnung angeordneten Stopfen zur Ermöglichung von Eühlmittelströmung durch die Cffnung und zum Verschliessen der letzteren gegen tTeutronenströmung.
2. 2) kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oder mindestens einige der Öffnungen in einer horizonatlen Ebene liegen.
3. 3) Kernrekator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oder mindestens einige der Öffnungen in einer vertikalen Ebene liegen.
4. 4) Kernreaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder alle Öffnungen nahe der Peripherie der Coreauslasseite angeordnet sind.
5. 5) Reaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von jedem Stopfen eine oder mehrere gewundene Pfade durch die den Stopfen enthaltende Öffnung ausgebildet wird, bzw. werder 6) Kernreaktor nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Stopfen von allgemein zylindrischer Form mit einem oder mehreren schraubenlinienförmigen Binden, die sich in der Mantelfläche des Stopfens über dessen Längsachse erstrecken.