DE1859714U - DEVICE FOR THE INPUT AND REMOVAL OF A COOLANT THROUGH THE FUEL CHANNELS OF A HETEROGENIC NUCLEAR REACTOR. - Google Patents
DEVICE FOR THE INPUT AND REMOVAL OF A COOLANT THROUGH THE FUEL CHANNELS OF A HETEROGENIC NUCLEAR REACTOR.Info
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Description
Vorrichtung für das Zu-und Abführen eines die Brennstoffkanäle eines heterogenen Kernreaktors durchströmenden Kühlmittels Die vorliegende Neuerung bezieht sich ganz allgemein auf Vorrichtungen für die Zufuhr und Abfuhr des Kühlmediums zu und aus den einzelnen Kanälen eines heterogenen Kernreaktors ; sie betrifft insbesondere, aber nicht ausschließlich, solche Verteiler-und Sammelvorrichtungen für gasförmige Kühlmittel. Device for feeding and discharging one of the fuel channels heterogeneous nuclear reactor flowing through coolant The present innovation relates generally refers to devices for supplying and removing the cooling medium to and from the individual channels of a heterogeneous nuclear reactor; it concerns in particular, but not exclusively, such distributors and collectors for gaseous Coolant.
Man hat bereits in einem den aktiven Teil des Reaktors
Wenn die Bremssubstanz oder der Moderator eines solchen Reaktors
kühl gehalten wird, werden durch die unterschiedlichen Wärmedehnungen einerseits
derjenigen Teile des Reaktors, die die kühle Bremssubstanz bzw. den kühlen Moderator
enthalten, und
Um diese Schwierigkeiten oder Gefahren zu vermeiden und ein
Eine bekannte Lösung dieser Aufgabe bestand darin, den Kanälen die Form rohrförmiger, an einem Ende geschlossener Tauchkolben zu geben, die beispielsweise in einen aus schwerem Wasser bestehenden Moderator eintauchen. Die koaxial in den Tauchkolben angeordneten Brennstoffelemente werden von einem gasförmigen Kühlmittel umspült, das dem unteren, geschlossenen Ende der Tauschkolben durch einen von der inneren Wandfläche des Tauchkolbens und eine rohrförmige Zwischenwand begrenzten äußeren Ringraum zugeführt wird und über einen zweiten ringförmigen Raum aufsteigt, der durch die gleiche Zwischenwand und die Mantelfläche der Brennstoffelemente begrenzt ist. Die störenden Dehnungsunterschiede treten in diesem Falle am oberen Ende der Tauchkolben, über dem Moderatorgefäß auf ; sie wurden mit Hilfe von Faltenbälgen bzw. A known solution to this problem was the channels To give the form of tubular plungers closed at one end, for example immerse in a moderator made of heavy water. The coaxial in the Plunger-arranged fuel elements are driven by a gaseous coolant lapsed around the lower, closed end of the exchange piston through one of the inner wall surface of the plunger and limited a tubular partition outer annular space is supplied and rises through a second annular space, the limited by the same partition and the outer surface of the fuel elements is. The disruptive expansion differences occur in this case at the upper end of the Plunger, over the moderator vessel on; they were made with the help of bellows respectively.
Wellrohren überwunden, die in diejenigen Leitungen eingeschaltet sind, welche an dem oberen Ende oder Kopf der Tauchkolben für das Zuführen und das Abführen des Kühlmittels angeschlossen sind.Conquered corrugated pipes that are connected to those lines which at the top or head of the plunger for supply and discharge of the coolant are connected.
Eine derartige Lösung der Aufgabe ist aber in ihrer Anwendung stark begrenzt ; sie kann insbesondere nicht bei Reaktoren mit größeren Leistungen vorgesehen werden. Es ist dann nämlich erwünscht, an ihren beiden Enden offene Kanäle vorzusehen, um die Arbeiten für das Einführen, das Herausnehmen und das gegebenenfalls notwendige Auswechseln nur eines Teiles der Brennstoffelemente zu erleichtern. However, such a solution to the problem is strong in its application limited ; in particular, it cannot be provided for reactors with higher capacities will. It is then desirable to provide open channels at both ends, about the work for inserting, removing and, if necessary, necessary To facilitate replacement of only part of the fuel elements.
Es ist weiterhin wünschenswert, daß die Organe für das Zu-
Die vorliegende Neuerung betrifft eine Vorrichtung für das Zu-und Abführen des die zu einander parallen Brennstoffkanäle eines heterogenen Kernreaktors durchströmenden Kühlmittels, die zwei beiderseits des Reaktorherzens oder-kernes innerhalb der äußeren'Reaktorabschirmung liegende, mit seitlichen Zu-bzw. The present innovation relates to a device for the feed and Discharge of the parallel fuel channels of a heterogeneous nuclear reactor flowing through coolant, the two on either side of the reactor heart or core located within the outer reactor shield, with lateral access or.
Abflußstutzen versehene Kühlmittelräume umfaßt, deren Wände jeweils koaxial zu den Reaktorkanälen einander gegenüberliegende Öffnungen enthalten, durch die hindurch das Einführen und Ausbauen der Brennstoffelemente erfolgen kann, bei der die Kühlmittelräume die Vorteile einer leichten Zugänglichkeit, einer geschlossenen Bauweise, einer hohen mechanischen Festigkeit und eines günstigen Verhaltens gegenüber einer Beanspruchung mit unterschiedlich hohen Temperaturen aufweisen.Outflow nozzle provided coolant chambers, the walls of which, respectively coaxial to the reactor channels contain opposing openings through which can be done through the insertion and removal of the fuel elements, at of the coolant compartments the advantages of easy accessibility, a closed one Construction, a high mechanical strength and a favorable behavior towards have a load with different high temperatures.
Diese neuerungsgemäße Kühlmittelzu-und-abführvorrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelräume aus je zwei Plattenböden und je einem die Böden dicht miteinander verbindenden Metallmantel bestehende, als besondere bauteile hergestellte Kühlmittelbehälter sind, die in ihren beiden, mittels durch Durchbrüche der Böden hindurchgreifender Abstandshalter gegeneinander versteiften Böden zusätzliche, koaxial zueinander angeordnete Öffnungen für das Einführen von Steuer-oder Sicherheitsorganen in den Reaktorkern enthalten, an ihren inneren Wandflächen. eine Wärmeisolation aufweisen und von je einem äußeren Kühlmantel für den Umlauf eines Kühlmediums umgeben sind, das ein anderes als das die Reaktorkanäle durchströmende Kühlmedium ist. This coolant supply and discharge device according to the invention is essentially characterized in that the coolant spaces each consist of two plate floors and each a metal jacket that tightly connects the floors with one another, as a special one components are manufactured coolant tanks, which in their two, by means of Stiffen the openings in the floors of spacers reaching through to one another Bottoms additional, coaxially arranged openings for the introduction of Control or safety organs contained in the reactor core, on their inner wall surfaces. have thermal insulation and each have an outer cooling jacket for circulation are surrounded by a cooling medium that is different from that flowing through the reactor channels Cooling medium is.
Bei einem gegebenen Reaktor werden zweckmäßigerweise beide, jeweils an den einander entgegengesetzten Enden das Kanalbündels angeordneten Kühlmittelbehälter derart ausgeführt, daß ihre Boden-oder Abdeckplatten senkrecht zu den Achsen der Kanäle liegen und die Behälter im wesentlichen aus gleichen Einzel-Bauteilen bestehen. Die Kanäle des Reaktors führen beiderseits durch diese Behälter hindurch. For a given reactor, it is convenient to use both, respectively at the opposite ends of the channel bundle arranged coolant container designed in such a way that their bottom or cover plates are perpendicular to the axes of the channels lie and the container essentially consists of the same individual components exist. The channels of the reactor lead through these containers on both sides.
Die Mantelwände der Behälter können zylindrisch oder prismatisch und die beiden, durch zylindrische, prismatische oder rohrförmige Abstandshalter oder-streben gegeneinander versteiften Plattenböden eben oder gewölbt sein sowie rohrförmige Abstandshalter können zwischen gewissen, auf die gleiche Achse ausgerichteten Öffnungen in den Boden-oder Deckplatten angeordnet sein, wobei sie zwei der Öffnungen starr miteinander verbinden. Jeder Abstandshalter ist von einem koaxialen rohrförmigen Isolationselement umgeben und die, Enden der Abstandshalter sind auf der äußeren Seite der Boden-oder Deckplatten des Behälters durch dichte Schutzhaube abgeschlossen. Jede der in den Platten des Behälters vorgesehenen Öffnungen, die koaxial zu einem Brennstoffkanal liegen, ist mit einem rohrförmigen Einsatz versehen, der seinerseits zur Abstützung bzw. Befestigung unterschiedlicher Organe, wie Befestigungs-Elemente für Wärmeisolierungen, Reflektor, Schutzorgane und dgl. vorgesehen ist. Die beiden gleichachsigen Öffnungen, die einem gemeinsamen Kanal zugeordnet sind, sind durch ein rohrförmiges Element verbundes, das seitliche Öffnungen für das Dtuchtreten des Kühlmediums aufweist ; eine Ablenkvorrichtung umgibt das rohrförmige Element im Bereich seiner Öffnungen. The jacket walls of the container can be cylindrical or prismatic and the two, by cylindrical, prismatic or tubular spacers or-strive against each other stiffened plate floors be flat or curved as well tubular spacers can be between certain, aligned on the same axis Openings can be arranged in the bottom or cover plates, being two of the openings rigidly connect with each other. Each spacer is of a coaxial tubular shape Surrounding the insulation element and the ends of the spacers are on the outer Side of the bottom or cover plates of the container closed off by a tight protective cover. Each of the openings provided in the plates of the container which are coaxial with a The fuel channel is provided with a tubular insert, which in turn for supporting or fastening different organs, such as fastening elements For thermal insulation, reflector, protective devices and the like. Is provided. The two coaxial openings, which are assigned to a common channel, are through a tubular element composite, the side openings for the Dtuch entrance of the cooling medium; a deflector surrounds the tubular element in the area of its openings.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 der Zeichnung wird nun ein'lediglich zur Erläuterung der Neuerung bestimmtes Ausführungsbeispiel eines. Reaktors näher beschrieben, der neuerungsgemäß ausgeführte Kühlmittel-Sammelbehälter aufweist. Die Ausführungseinzelheiten, die zusammen mit diesem Ausführungsbeispiel geschildert werden und in der Zeichnung dargestellt sind, sind als Teile der Offenbarung der Neuerung anzusehen, wobei es selbstverständlich sein dürfte, daß äquivalente Bauteile in gleicher Weise Verwendung finden können, ohne den Rahmen der Neuerung zu überschreiten ; es zeigen : Fig. 1 einen Axialschnitt durch den mit vertikalen Kanälen ausgestatteten Kernreaktor, der zwei neuerungsgemäß ausgebildete Sammelbehälter aufweist ; Fig. 2 einen Teilschnitt in größerem Maßstab durch die Achse eines Kanals und die Achse eines Abstandshalters, und zwar in dem unteren Sammelbehälter oder"Abflu@beh. alter"des Reaktors gemäß Fig. 1. With reference to FIGS. 1 and 2 of the drawing, an 'only to explain the innovation specific embodiment of a. Reactor closer described, the novelty executed coolant collecting tank having. The execution details, which together with this embodiment and shown in the drawing are part of the disclosure of the innovation, although it should be understood that equivalent Components can be used in the same way without the scope of the innovation To exceed ; 1 shows an axial section through the vertical section Channels equipped nuclear reactor, the two newly designed collecting tanks having ; Fig. 2 is a partial section on a larger scale through the axis of a channel and the axis of a spacer, namely in the lower sump or "Abflu @ beh. age "of the reactor according to FIG. 1.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, einen Reaktor mit
In der Fig. 1 erkennt man den aktiven Reaktorkern, das "Reaktorherz"1, das von dem Reflektor 2 und der Betonschutzummantelung 3 umgeben ist. Das Reaktorgefäß ist mit 4 bezeichnet ; es enthält an seinem unteren Ende einen Röhrenblock 5 und an seinem oberen Ende einen entsprechenden Röhrenblock 6. Die Röhrenblöcke 5 und 6, die einander gleich ausgeführt sind, werden von den Kanälen zur Aufnahme der Brennstoffelemente durchsetzt. Um die zeichnerische Darstellung zu vereinfachen, ist in der Fig. 1 nur ein einziger Kanal 7 dargestellt ; dieser Kanal ist durch den Block 6 bis in den oberen Sammelbehälter hinein verlängert, welcher der Zuflußbehälter 8 ist. Der Kanal verlängert sich weiter nach oben und'geht durch die Schutz-Abschlußplatte 9 am oberen Ende der Reaktorummantelung 3 hindurch. Mit seinem unteren Teil durchquert der Kanal 7 den unteren Röhrenblock 5, dann, den unteren Sammel-oder Abflußbehälter 10 und führt schließlich als Kanalteil 11 durch den Boden der Ummantelung 3 hindurch. In Fig. 1 you can see the active reactor core, the "reactor heart" 1, which is surrounded by the reflector 2 and the concrete protective casing 3. The reactor vessel is denoted by 4; it contains a tube block 5 and at its lower end at its upper end a corresponding tube block 6. The tube blocks 5 and 6, which are identical to one another, are used by the channels for receiving the Fuel elements interspersed. To the graphic representation To simplify, only a single channel 7 is shown in FIG. 1; this Channel is extended through block 6 into the upper collecting tank, which is the inflow tank 8. The canal extends further upwards and 'goes through the protective cover plate 9 at the upper end of the reactor casing 3. With its lower part the channel 7 crosses the lower tube block 5, then, the lower collecting or drainage container 10 and finally leads as a channel part 11 through the bottom of the casing 3.
Sämtliche Kanäle 7, die parallel zueinander liegen und jewéb in einer bestimmten netzartigen, regelmäßigen Anordnung verteilt sind, führen durch die Sammelbehälter 8 und 10 hindurch und münden an den beiden End-Stirnflächen 12 und 13 der Reaktor-Betonummantelung. In der Fig. 1 ist-wiederum zur Vereinfachung der Darstellung-nur eine Zuflußleitung 14 für das Kühlmittel dargestellt, die in den Zufluß-Sammelbehälter 8 mündet und nur eine aus dem Sammelbehälter 10 herausführende Abflußleitung 15 ; über diese beiden Leitungen ist der Reaktor-Kühlkreislauf mit den (nicht dargestellten) Wärmetauschern verbunden. In der Praxis kann der Zulauf und der Ablauf des Kühlmittels über mehrere Zu- und Ableitungen von genügend großem Querschnitt erfolgen, um eine den Betriebsbedingungen entsprechende Verteilung der Dulcchflußmengen und einen möglichst kleinen Druckabfall zu erhalten. All channels 7, which are parallel to each other and each in one certain net-like, regular arrangement are distributed, lead through the collecting container 8 and 10 through and open at the two end faces 12 and 13 of the reactor concrete casing. In FIG. 1, again to simplify the illustration, there is only one inflow line 14 shown for the coolant, which opens into the inflow sump 8 and only one outflow line 15 leading out of the collecting container 10; about these both lines is the reactor cooling circuit with the heat exchangers (not shown) tied together. In practice, the inlet and outlet of the coolant can be several Inlets and outlets have a sufficiently large cross-section to meet the operating conditions Appropriate distribution of the discharge flow rates and the smallest possible pressure drop to obtain.
Die Sammelbehälter 8 und 10 sind mit einer inneren Isolationsauskleidung 16 versehen und jeder dieser Sammelbehälter ist außerdem von einem Kühlmantel 17 umgeben, der von einem Kühlmedium durchflossen wird. Die Kühlmäntel 17 könnten mit dem Inneren des Reaktorgefäßes 4 zusammenhängen, wie dies die Fig. 1 zeigt ; in diesem Falle übernimmt der Moderator gleichzeitig die Rolle des Kühlmittels für die Sammelbehälter. Die Kühlmittel werden aber zweckmäßigerweise unabhängig von dem Reaktorgefäß ausgeführt und von einem flüssigen oder gasförmigen, von dem Moderator getrennten unabhängigen Kühlmittel durchströmt. Diese zuletzt erwähnte Anordnung ist deshalb günstig, weil sie einen unabhängigen Ausbau und eine ebenfalls unabhängige Wirkungs-oder Betriebsweise der Sammelbehälter gestattet. The collecting tanks 8 and 10 are lined with an inner insulation 16 provided and each of these collecting containers is also from one Surrounding cooling jacket 17 through which a cooling medium flows. The cooling jackets 17 could be related to the interior of the reactor vessel 4, as shown in FIG. 1 shows; in this case, the moderator also takes on the role of coolant for the collecting container. The coolants are expediently independent run from the reactor vessel and from a liquid or gaseous, from the Separate independent coolant flows through moderator. This last mentioned Arrangement is favorable because it has an independent expansion and one as well independent mode of action or mode of operation of the collecting container permitted.
Die beiden Stirnwände jedes Sammelbehälters sind über Abstandshalterungen, die zur gegenseitigen Versteifung dieser Wände dienen, miteinander verbunden. In der Fig. 1 ist nur ein einziger derartiger Abstandshalter 18 dargestellt ; auf diese Abstandshalter wird weiter unten noch näher eingegangen. The two end walls of each collecting container are via spacers, which serve to mutually stiffen these walls, connected to one another. In FIG. 1 shows only a single such spacer 18; to this Spacers will be discussed in more detail below.
Unter Bezugnahme auf die in wesentlich größerem Maßstab dargestellte Fig. 2 sollen nun Einzelheiten eines neuerungsgemäß ausgebildeten Sammelbehälters erläutert werden ; die Fig. 2 zeigt einen begrenzten Teil eines Axialschnittes durch den unteren Sammelbehälter 10, der als Abfluß-Sammelbehälter in Fig. 1 vollständig dargestellt ist. Die folgende Beschreibung gilt in entsprechender Weise für den Zulauf-Sammelbehälter 8, dessen Aufbau im wesentlichen der gleiche ist wie der des Abfluß-Sammelbehälters 10. With reference to the one shown on a much larger scale Fig. 2 are now details of a collecting container designed according to the innovation be explained; Fig. 2 shows a limited part of an axial section through the lower collecting container 10, which as a drain collecting container in Fig. 1 completely is shown. The following description applies in a corresponding manner to the Inlet collecting tank 8, the structure of which is essentially the same as that of the Drain collecting container 10.
In dem ausgewählten Ausführungsbeispiel wird das Kühlmittel - das, wie bereits oben angegeben, Kohlendioxyd ist-unter einem Überdruck in der Größenordnung von etwa 60 at in den Reaktor eingeführt. Jeder der Sammelbehälter besteht aus einer zylindrischen Mantelwand, deren Durchmesser ein. wenig größer ist als der Durchmesser des Reaktorherzens ; diese ? Durchmesser liegt in der Größenordnung von 5 m ; die Höhe des Sammelbehälters hat die Größenordnung von 1,5 m. Mit den Rändern dieser Mantelwand sind i e Zweig eine obere und eine untere Stirnwand bildende Platten fest verschweißt. In the selected embodiment, the coolant - that, As already stated above, carbon dioxide is of the order of magnitude under an overpressure of about 60 at was introduced into the reactor. Each of the collection containers consists of one cylindrical shell wall, the diameter of which is a. is a little larger than the diameter of the reactor heart; these ? Diameter is of the order of 5 m; the The height of the collecting container is of the order of 1.5 m with the edges of this The shell wall consists of plates forming an upper and a lower end wall firmly welded.
In der Fig. 2 bezeichnet die Kennziffer 19 den freien Raum im Inneren
des Sammelbehälters oder der Sammelbehälterkammer, die im Schnitt längs der Achse
X-X'eines Kanals 7 des Reaktors und
Die obere Plattenwand 20 und die untere Plattenwand 21 wei-
Die untere Öffnung 23 in der Bodenwand 21 ist mit einem unteren rohrförmigen
Einsatzstück 28 versehen, das mit der Wand 21 des
Zwischen den rohrförmigen Einsatzstücken 24 und 28 ist ein Rohr 33 angeordnet, es sichert die glatte Durchführung des Reaktorkanals durch den Innenraum des Sammelbehälters. Dieses Rohr 33 stützt sich auf eine Sitzfläche ab, die von der inneren Schulter 29 des unteren Einsatzstückes 28 gebildet ist ; es enthält eine Reihe von langgestreckten radialen Öffnungen 34, die an seinem gesamten Umfang für den Durchtritt der Kühlflüssigkeit vorgesehen sind. Ein tulpenartig ausgeführtes Ablenkorgan 35 umgibt das Rohr 33 im Bereich der radialen Öffnungen 34 ; es hat die Aufgabe, jede Störung in dem Durchfluß des Kühlmittels zwischen benachbarten Kanälem zu vermeiden. Das tulpenförmige Ablenkorgan 35 stützt sich mit seiner Basis auf das rohrförmige Einsatzstück 28, an dem es beispielsweise durch einen oder mehrere radiale Paßstifte 36 festgelegt ist. A tube 33 is located between the tubular inserts 24 and 28 arranged, it ensures the smooth passage of the reactor channel through the interior of the collecting container. This tube 33 is based on a seat from which the inner shoulder 29 of the lower insert 28 is formed; it contains one Series of elongated radial openings 34, which at its entire circumference are provided for the passage of the cooling liquid. A tulip-like executed deflector 35 surrounds the tube 33 in the area of the radial openings 34; its job is to prevent any disturbance in the flow of coolant between to avoid neighboring canals. The tulip-shaped deflector 35 is supported with its base on the tubular insert piece 28, on which it is, for example, by one or more radial dowel pins 36 is set.
Die Innenflächen der Wand des Sammelbehälters sind mit einer Auskleidung
eines Wärme-Isolationsmittels geeigneter Stärke versehen. Dieses wärmeisolierende
Material 16 wird durch Platten festgehalten, beispielsweise durch Bleche 37 und
38. Die Art des Isoliermaterials ist an sich nicht entscheidend ; es ist lediglich
notwendig, daß dieses Isoliermaterial eine geringe Absorptionsfähigkeit gegenüber
Neutronen hat, damit es keine wesentliche
Das Blech 37, das die Schicht des wärmeisolierenden Materials festhält, das an der Innenseite der Deckwand 20 liegt, wird beispielsweise an sämtlichen rohrförmigen Einsätzen 24, welche die Wand 20 durchdringen, festgelegt. Das Blech 37 stützt sich auf den Außenbund 27 des Einsatzstückes 24 über eine Ringscheibe 39 ; zwischen der Außenwand des Einsatzstückes 24 und dem Innenrand des in dem Blech 37 vorgesehenen Loches soll eine gegenseitige Bewegung infolge Wärmedehnungen möglich sein. Eine zweite Ringscheibe 40 drückt das Blech 37 auf die Ringscheibe 39 und den Außenbund . 27 auf ; die hierzu notwendige Kraft liefert eine im Querschnitt U-förmig gebogene Ring-Spannfeder 41, die sich auf einen elastischen Spannring 42 abstützt, der in eine Ringnut des rohrförmigen Einsatzstückes 24 eingreift. Das Blech 38, das das wärmeisolierende Material an die Bodenwand 21 des Sammelbehälters 19 andrückt, ist an Außenbunden 30 der rohrförmigen Einsatzstücke 28 in der gleichen Weise festgelegt, wie dies soeben für das Blech 37 erläutert wurde. The sheet 37, which holds the layer of heat insulating material, that is on the inside of the top wall 20 is, for example, on all tubular Inserts 24 which penetrate the wall 20 set. The plate 37 is supported on the outer collar 27 of the insert 24 via an annular disk 39; between the outer wall of the insert 24 and the inner edge of the in the sheet 37 provided hole is intended to allow mutual movement due to thermal expansion be. A second annular disk 40 presses the sheet metal 37 onto the annular disk 39 and the outer collar. 27 on; the force required for this is provided by a cross-section U-shaped bent ring tension spring 41, which is on an elastic tension ring 42 which engages in an annular groove of the tubular insert 24. That Sheet metal 38, which attaches the heat-insulating material to the bottom wall 21 of the collecting container 19 presses is on outer collars 30 of the tubular insert pieces 28 in the same Determined manner, as has just been explained for the sheet 37.
Die Festigkeit oder Steifigkeit und die mechanische Widerstandsfähigkeit des Sammelbehälterkastens gemäß der vorliegenden Neuerung wird durch die Abstandshalterungen-wie die Abstandshaterung 18-verstärkt, welche achsparallel zu den Kanälen zwischen den Wänden 20 und 21 eingefügt sind. Diese Abstandshalterungen bilden stehbolzenartig wirkende Versteifungen ; sie können in unterschiedlichen Ausführungen verwendet werden. Sie können beispielsweise rohrförmig sein ; in diesem Falle werden sie koaxial mit den Kanälen angeordnet und an den Wänden 20 und 21 im Bereich der Peripherie der Öffnungen 22 und 23 befestigt ; sie kootaen aber auch als prismatische oder zylindrische Stehbolzen mit vollem Querschnitt ausgeführt werden. Hier wird eine Abstandshalterung des zylindrischen Typs beschrieben, die in der Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 18 bezeichnet ist. Die beiden mit Gewinde versehenen, auf kleineren Durchmesser abgestetzten Enden der Abstandshalterung bzw. des Stehbolzens führen jeweils durch die Wand 20 und 21 hindurch ; außerhalb der Wand sind sie durch Spannmuttern 43 und Feststell-Gegenmuttern 44 gegen die äußeren Wandflächen verspannt. Jedes äußere Ende der Abstandshalterung oder Stehbolzen wird nach dem Zusammenbau mit einer Haube'45 versehen, die an ihrem unteren Umfang mit der Außenfläche der entsprechenden Wand verschweißt wird und eine ausgezeichnete Abdichtung zwischen dem von dem äußeren Kopf der Abstandshalterung oder des Stehbolzens und seinen Dichtungsmitteln eingenommenen Raum und dem Kühlmantel, beispielsweise dem Kühlmantel 31, bildet. The strength or rigidity and the mechanical resistance of the collecting container box according to the present innovation is through the spacers-like the spacing 18-reinforced, which is axially parallel to the channels between the Walls 20 and 21 are inserted. These spacers form stud-like effective stiffeners; they can be used in different designs will. For example, they can be tubular; in this case they become coaxial arranged with the channels and on the walls 20 and 21 in the area of the periphery the openings 22 and 23 attached; but they also kootaen as prismatic or cylindrical studs with full cross-section. Here is a Spacer of the cylindrical type described, which in Fig. 2 with the Reference numeral 18 is designated. The two with Threaded, ends of the spacer bracket or stud bolt that are offset on smaller diameters lead through wall 20 and 21, respectively; outside the wall they are through Clamping nuts 43 and locking counter nuts 44 clamped against the outer wall surfaces. Each outer end of the standoff or stud is after assembly provided with a hood'45, which at its lower circumference with the outer surface of the corresponding wall is welded and an excellent seal between that of the outer head of the spacer or stud and its sealing means occupied space and the cooling jacket, for example the cooling jacket 31, forms.
Auf diese. Weise wird jede zufällige Verbindung oder Vermischung zwischen
dem innerhalb der Kammer 19 des Sammelbehälters befindlichen Reaktor-Kühlmittel
und demhenigen Kühlmittel vermieden,
Das Gleiche gilt für die Wand des Sammelbehälters, die infolge ihrer Abdeckung durch die Wärmeisolation nicht nur an ihren Innenflächen, sondern durch den Umlauf des Kühlmediums durch den Kühlmantel auch an ihren Außenflächen relativ kalt gehalten werden. Die Kühlmäntel umgeben sämtliche äußeren Wandflächen der Sammelbehälter. The same applies to the wall of the collecting container, which as a result of their Coverage by the thermal insulation not only on their inner surfaces, but through the circulation of the cooling medium through the cooling jacket is also relative on its outer surfaces be kept cold. The cooling jackets surround all of the outer wall surfaces of the collecting containers.
Die Fig. 2 zeigt einen Teil des Kühlmantels 31, der an der Wand 21 des Sammelbehälters liegt und einen weiteren eil 48 dieses Kühlmantels vor der Wand 20. Die Begrenzungs-oder Wandflächen der Kühlmäntel sind-insbesondere wenn das Kühlmedium Wasser ist-aus einem nichtoxydierenden oder nichtrostenden Material hergestellt. Vor allem können die äußeren Flächen der Wand 20 und 21, welche die Boden-und Deckenteile des Sammelbehalters bilden, mit Platten 49 und 50 aus nichtrostendem Stahl abgedeckt oder plattiert sein. Die Kühlmäntel sind mit nicht dargestellten Einrichtungen für den Zufluß und den Abfluß des Kühlmediums versehen. FIG. 2 shows part of the cooling jacket 31, which is on the wall 21 of the collecting container and another part 48 of this cooling jacket in front of the wall 20. The boundary or wall surfaces of the cooling jackets are — especially when the cooling medium Water is made of a non-oxidizing or rustproof material. In particular, the outer surfaces of the wall 20 and 21, which are the floor and ceiling parts of the collecting container, covered with plates 49 and 50 made of stainless steel or be plated. The cooling jackets are equipped with devices not shown for provided the inflow and outflow of the cooling medium.
Der neuerungsgemäße Sammelbehälter für das Kühlmedium hat im wesentlichen die Form eines blockartigen Kastens mit gegeneinander versteiften Deck-und Bodenplatten, dessen Zusammenbau und Einbau leicht durchführbar ist und vollkommen unabhängig von den anderen Bauelementen des Reaktors durchgeführt werden kann. Der mit seinen beiden Sammelbehältern versehene Reaktor wird von der einen bis zur anderen Endseite von den Kanälen durchzogen ; diese Ausbildungsart des Reaktors weist eine Reihe von Vorteilen auf, insbesondere eine Vereinfachung des Einführens und Ausstoßens oder Herausnehmens der Brennstoffelemente und die leichte Kontrolle der unterschiedlichen Organe für die Steuerung, die Regelung sowie schließlich die Sicherheitseinrichtungen, die in einigen der Kanäle untergebracht werdeakönnen. The renewal according to the collection container for the cooling medium has in essential the shape of a block-like box with deck and floor panels stiffened against each other, the assembly and installation of which is easy to carry out and completely independent can be carried out by the other components of the reactor. The one with his Both collecting tanks provided reactor is from one to the other end side criss-crossed by the canals; this type of reactor training shows a number of of advantages, in particular a simplification of the insertion and ejection or taking out the fuel elements and easily checking the different ones Organs for the control, the regulation and finally the safety devices, which can be housed in some of the channels.
Durch die Anwendung der inneren Wärmeisolation und der äußeren Kühlmäntel, mit denen die Wand des Sammelbehälters versehen ist, werden diese Wände auf mäßigen Temperaturen gehalten, deren Wert unterhalb 5000 liegt, obwohl die Behälter von einem Kühlmedium durchströmt werden, dessen Temperatur Werte von mehreren 10000 erreichen kann. Das Gleiche gilt für die Abstandshalter oder Innenversteifungen (Stehbolzen), die durch die sie umgebenden Buchsen thermisch durch den freien Ringraum zwischen den Buchsen und den Abstandshaltern isoliert sind. By using internal thermal insulation and external cooling jackets, with which the wall of the collecting container is provided, these walls are on moderate Maintained temperatures, the value of which is below 5000, although the containers of a cooling medium with a temperature of several 10,000 can reach. The same applies to the spacers or internal stiffeners (Stud bolts), which are thermally through the free annular space through the bushings surrounding them are insulated between the sockets and the spacers.
Aus den oben genannten Gründen erreicht die mechanische Festigkeit oder Widerstandsfähigkeit der gesamten Sammelbehälter-Konstruktion einen außerordentlich hohen Wert, da diejenigen Elemente, welche die hohe Widerstandsfähigkeit gewährleisten, d. h. die Wände und die Abstandshalter, in Betrieb praktisch kalt bleiben. Diese Tatsache ist vor allem in denjenigen Fällen besonders günstig, in denen das Kühlmedium ein Gas ist, dessen Druck beispielsweise im Bereich von etwa 60 at liegen und große mechanische Beanspruchungen verursachen kann. Überdies-und aus den gleichen Gründen-sind die thermischen Dehnungen der Wände des Sammelbehälters vernachlässigbar. Daraus folgt, daß in dem gesamten Netz der Kanäle des Reaktors keine Zwangsverformungen auftreten, so daß man einen festen Moderator oder einen festen Moderator-Behälter vorsehen kann, der äußere Abschirmungen aufweist. For the above reasons, the mechanical strength reaches or the resilience of the entire collection container construction is extraordinary high value, as those elements that ensure high resistance, d. H. the walls and spacers, in use, remain practically cold. These The fact is especially in those cases very cheap, in which the cooling medium is a gas whose pressure is, for example, in the range of 60 at and can cause great mechanical stress. Moreover-and for the same reasons - are the thermal expansions of the walls of the collecting container negligible. It follows that in the entire network of channels of the reactor no constrained deformations occur, so that you have a fixed moderator or a can provide solid moderator container having outer shields.
Wegen seiner gedrängten Bauart und seiner hohen mechanischen Festigkeit kann der erfindungsgemäße Sammelbehälter ein wichtiges strukturelles Bauelement des Reaktors bilden ; er kann beispielsweise als Trag-oder Stützelement für den festen Moderator oder das Gefäß für einen flüssigen Moderator, für die Reflektoren, die Schutzabschirmung usw. dienen. Trotz seiner gedräjen Bauart bringt er in den Kreislauf des Kühlmediums dank der großen, für den Durchfluß des Kühlmediums zur Verfügung stehenden Querschnitte, nur einen geringen Druckverlust hinein. Because of its compact design and its high mechanical strength the collecting container according to the invention can be an important structural element form the reactor; it can be used, for example, as a support or support element for the solid moderator or the vessel for a liquid moderator, for the reflectors, the protective shield, etc. are used. Despite its slender design, it brings into the Circuit of the cooling medium thanks to the large, for the flow of the cooling medium to Available cross-sections, only a small pressure loss into it.
Die hohe mechanische Festigkeit ist anderseits auch vorteilhaft, weil sie es gestattet, durch den Sammelbehälter diejenigen Kräfte aufnehmen zu lassen, die infolge des Druckes des Kühlmediums im Reakbr auftreten und über die Druckrohr der Reaktorkanäle auf die rohrförmigen Einsatzstücke übertragen werden, welche ihrerseits fest mit den in Richtung zum Reaktorherzen angeordneten Sammelbehälter-Wänden verbunden sind. Die'zwischen die Druckrohr und die Wand eingeschalteten rohrförmigen Einsatzstücke verbessern außerdem die Möglichkeit für den Aus-und Einbau der Druckrohr sie gestatten schließlich die bequeme Anordnung von efestigungs-oder Tragorganen unterschiedlicher Bauelemente, wie es oben bereits für das Anbringen der Wärme-Isolation gezeigt wurde ; diese Funktion fällt insbesondere den rohrförmigen Einsatzstücken zu, die an der vom Herzen des Reaktors abgewandten Seite des Sammelbehälters sitzen. On the other hand, the high mechanical strength is also advantageous, because it allows the collecting container to absorb those forces which occur as a result of the pressure of the cooling medium in the reactor and via the pressure pipe the reactor channels are transferred to the tubular inserts, which in turn firmly connected to the collecting container walls arranged in the direction of the reactor heart are. The tubular inserts inserted between the pressure pipe and the wall to enhance Finally, they also allow the removal and installation of the pressure pipe the convenient arrangement of fastening or supporting elements of different structural elements, as shown above for attaching the heat insulation; these Function falls in particular to the tubular insert pieces that are attached to the heart the side of the collecting tank facing away from the reactor.
In der soeben gegebenen ausführlichen Beschreibung des neuerungsgemäßen Kühlmedium-Sammelbehälters wurde als Ausführungsbeispiel ein an der Ablaufseite liegender bzw. unterer Sammelbehälter gewählt, der für einen Reaktor. mit vertikalen Kanä-1. es verwendet werden kann. Es dürfte jedoch selbstverständlich sein, daß auch der an der Zulaufseite liegende Sammelbehälter bzw. der'obere Sammelbehälter einen grundsätzlich gleichen oder ähnlichen Aufbau hat und sich nur in wenigen Einzelheiten von dem unteren Sammelbehälter unterscheidet, die durch andere Lage des Sammelbehälters relativ zu dem Reaktorherzen bedingt sind. In the detailed description of the innovation according to the just given As an exemplary embodiment, the cooling medium collecting tank was one on the discharge side Lying or lower collecting tank selected, the one for a reactor. with vertical Kanä-1. it can be used. It should be understood, however, that also the collecting container located on the inlet side or the upper collecting container basically has the same or a similar structure and only differs in a few details differs from the lower collecting container by the different position of the collecting container relative to the reactor heart.
Weiterhin dürfte es klar sein, daß ein erfindungsgemäßer Sammelbehälter, wie er im Zusammenhang mit einem Reaktor mit senkrechten Kanälen beschrieben wurde, auch in entsprechender Weise bei Reaktoren mit waagerechten Kanälen Verwendung finden kann.Furthermore, it should be clear that a collecting container according to the invention, as described in connection with a reactor with vertical channels, can also be used in a corresponding manner in reactors with horizontal channels can.
Sämtliche Teile des Sammelbehälters können aus den jeweils geeigneten Baustoffen hergestellt werden, beispielsweise aus Stahl, nichtrostendem Stahl usw., deren beliebige Auswahl stets im Rahmen der vorliegenden Neuerung bleibt. All parts of the collecting container can be taken from the appropriate one Building materials are made, for example steel, stainless steel, etc., any selection of which always remains within the scope of the present innovation.
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