DE1901783C - Behälter für schweres Wasser zum Kühlen von rohrförmigen Brennelementen eines Atomkernreaktors - Google Patents

Description

Bei den bekannten Behältern dieser Art tritt das schwere Wasser mit etwa einem Druck von 5 Atmosphüren in den Bodenraum ein und strömt von dort in die in den Führungsbüchsen sitzenden unteren Enden der rohrförmigen Brennelemente. Durch die

Brennelemente wird dann das schwere Wasser mit 15 durch die dann zwischen dem den Ventilsitz bildenden Innenbund und dem Verschlußkörper liegenden radialen öffnungen in das Brennelement einströmen. Muß das Brennelement aus der Führungsbüchse entfernt werden, so wird der Verschlußkörper durch die ao Ventilverschlußfeder an den den Ventilsitz bildenden Innenbund gedrückt und damit ein Austreten des unter Druck im Verleilerboden befindlichen schweren Wassers verhindert. Dadurch, daß der Verschlußkörper aus zwei teleskopartig gegeneinander ver-

großer Geschwindigkeit hindurchgeführt und strömt in den Behälter, von wo aus es dann abgeleitet wird, so daß dauernd ein Kreislauf des schweren Wassers erzeugt wird, durch den die Brennelemente gekühlt werden.

Beim Auswechseln eines Brennelementes wird dies aus seiner Führungsbüchse herausgezogen, so daß nunmehr das schwere Wasser aus dem Verteilerboden durch die Führungsbüchse ausströmen kann.

Dies hat zur Folge, daß der Druck im Verteiler- 25 schiebbaren Teilen besteht, die durch die Kraft der boden stark abfällt, so daß die Kühlung der übrigen Ventilverschlußfeder auseinandergedrückt werden,

wird erreicht, daß die Ventilverschlußfeder innerhalb der beiden Verschlußkörperteile, also völlig abgeschlossen, angeordnet werden kann. Dies hat den

Brennelemente nicht mehr so wirksam ist und dadurch der thermische Wirkungsgrad des Kernreaktors herabgesetzt wird.

Durch die britische Patentschrift 1 081 188 ist ein 30 Vorteil, daß, wenn von der Feder ein Teil abbricht,

Graphit-Gas-Atomkernreaktor bekannt, bei dem dieser nicht in das frei strömende schwere Wasser

in einem vertikalen Kanal übereinandergestapdte gelangen kann, mit dem er in die Pumpen für das

Brennstoffelemente durch einen von unten in den schwere Wasser mitgerissen werden könnte, wodurch

Kanal mit großer Geschwindigkeit einströmenden die Pumpen für das schwere Wasser beschädigt Gasstrom gekühlt werden. Um zu vermeiden, daß 35 wurden.

bei nicht voller Besetzung des Kanals mit Brennstoff- Dadurch, daß das Ventilgehäuse gemäß der Frclementen der Gasstrom diese aus dem Kanal heraus- findiing lösbar in der Führungsbüchse verriegelt ist, schleudert, ist bei dem bekannten Atomkernreaktor kann das Ventilgehäuse jederzeit für Reparaturunter dem Kanal ein Drosselventil vorgesehen, dessen zwecke od. dgl. aus der Führungsbüchse heraus-Ventilgehäuse als oben offene Büchse ausgebildet ist, 40 genommen werden. Hierbei ist es zweckmäßig, zum die als Ventilsitz einen über radialen, für den Zu- Verriegeln des Ventilgehäuses in der Führungsbüchse strom des Gases vorgesehenen öffnungen ange- einen Bajonettverschluß oder einen Verschluß durch ordneten Innenbund aufweist, zwischen dem und in radialen Bohrungen der Führungsbüchse sitzende einem Anschlag ein Drosselkörper axial verschieb- Rastkörper vorzusehen, auf die von außen eine bar gelagert ist, der bei Anlage an dem Ventilsitz 45 Druckfeder einwirkt und die mit ihrem inneren Ende den Durchflußquerschnitt für das Gas auf eine vor- in Rasiaussparungen des Ventilgehäuses eingreifen, gegebene Mindestgröße verringert. Durch das nach Dadurch kann dann das Ventilgehäuse über das oben strömende Gas wird der Drosselkörpcr ent- gleiche Montagerohr, durch das das Brennelement gegen dem Gewicht der in den vertikalen Kanal ein- herausgenommen wird, durch Fernbedienung herausgeführten Brennstoffelemente nach oben gedrückt, so 50 gezogen werden, indem mittels einer durch das daß sich dadurch der Durchflußquerschnitt in Ab- Montagerohr einführbaren stangenförmigen Vorrichhängigkcit von dem Gewicht der Brennstoffelemente
ändert. Dadurch wird bei diesem bekannten Atomkernreaktor erreicht, daß beim Herausnehmen von
Brennstoffelementen ein Herausschleudern derselben 55
durch das Gas vermieden wird.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, bei einem Atomkernrcaklor der eingangs
genannten Art diesen so auszubilden, daß beim Herausziehen eines Brennelementes aus einer Führungs- 60 maß der Erfindung,
büchse diese selbsttätig verschlossen wird, so daß Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt

tung das Ventilgehäuse bei einem Bajonettverschluß gedreht und dann gezogen oder bei einem Rastverschluß nur mit genügender Kraft gezogen wird.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Diametralschnitt einer Führungsbüchse eines Ausführungsbeispiels des Behälters ge-

das schwere Wasser aus tier leeren FUhrungsbüchse des Verteilerbodens nicht mehr in den Behälter ausströmen kann.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als dichtende Führung für das Brennelement ein in die Führungsbüchse einsetzbares und
dort lösbar verriegelbares Ventilgehäuse vorgesehen

einer Abwandlung einer Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln des Ventilgehäuses nach F i g. 1 in der Führungsbüchse.

Von dem Ausführungsbeispiel eines Behälters für schweres Wasser zum Kühlen von rohrförmigen Brennelementen eines Kernreaktors ist in Fig. 1 nur ein Teii des Behälterbodens 1 und eines über dem

Claims (4)

Bolilllterboden angeordneten Verlcilerbodens 2 zu sehen, Der Vertellerbodcn 2 begrenzt von oben einen Bodenraum 3, der mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Zufluß für schweres Wasser verbunden Ist, das dem Bodenraum 3 mit einem Druck von etwa 5 Atmosphürcn zugeführt wird. Im Vcrtcilerboclcn 2 sind viele öffnungen 4 vorgesehen, durch die das schwere Wasser den unteren Ed von rohrförmigen Brennelementen, von denen büchse 6 in dor Arbeitsstellung durch eine Verriegelungseinrichtung verriegelt. Diese Verriegelungseinrichtung weist in radialen Gewindebohrungen 21 der FUhrungsbüehse 6 sitzende Hülsen 22 auf, in denen Rasikugcln 23 angeordnet sind, die durch die Kraft von mittels Schrauben 24 einstellbaren Schraubenfedern 25 radial in den Innenraum der FUhrungsbüehse 6 gedrückt werden. Hierbei ist die tinueii vuii iiiiiiiuiiiiigwii uiciiiiuiuiiiviiiuu, vuii uuiiuii dem Innenraum 8 der FUhrungsbüehse 6 zugekehrte in I· i g. I ein Brennelement 5 gestrichelt dargestellt io Öffnung der Hülse 22 so verengt, dall die Kugel 23 ist, zugeführt wird. Durch die Brennelementes wird nicht aus der Hülse 22 herausgedrückt werden kann, dünn das schwere Wasser hindurchgeführt und fließt Am oberen Rand des VentilgehUuses 9 ist eine umdnnn in den über dem Vcrteilcrboden 2 liegenden laufende äußere Nut 26 vorgesehen, in die nach dem Raum des Behälters aus, von wo es abgeleitet wieder Einsetzen des Ventilgehäuses 9 in die FUhrungsuntcr Druck dem Bodenraum 3 zugeführt wird, so i5 büchse 6 die Rastkugeln 23 eingreifen und dadurch daß durch diesen dauernden Kreislauf die Brenn- ' ..—..-!.«..-η :.. α.. γ;.··,ι, „ehitrhwA Γικί- elcniente 5 gekühlt werden. Jede der Öffnungen 4 im Verteilerboden 2 ist von einer FUhrungsbüehse 6 eingefaßt, die mit dem »Wl..~. .... ~..., —„ . .. „ -. . . Boden I und dem Verteilerboden 2 zusammen- ao tung dargestellt. An Stelle der Kugeln 23 sind dort geschweißt ist. Zu diesem Zweck greift die unten Rastbolzen 123 vorgesehen, die an den freien Ende veisi-hlossenc Führungsbüchse 6 durch eine Öffnung von Bandfedern 125 befestigt sind, die über den des Bodens 1 hindurch und ist mit dem Rand des radialen Bohrungen 121 in der Führungsbüchse 6 Bodens 1 verschweißt. In der gleichen Weise ist die mittels Schrauben 127 befestigt sind. Alle Band-Verbindung zwischen der FUhrungsbüehse 6 und dem as federn 125 sind von einem gemeinsamen, aus zwei Vciieilerboden 2 hergestellt. Die Führungsbüchse 6 Teilen zusammengeschraubten, ringförmigen^ Geist mit radialen Öffnungen 7 versehen, durch die das häuse 122 umschlossen, so daß auch beim Bruch ■ - · -· - - einer Feder 125 kein Bruchstück in das stromende Wasser gelangen kann. Bei dem oben beschriebenen Behälter kann das schwere Wasser aus dem Bodenraum 3 einwandfrei den dichten, in die Ventilgehäuse 9 eingreifenden, rohrförmigen Brennelementen 5 zugeführt werden. Muß jedoch ein Brennelement, z. B. zu Reparatur- IHICIISC Il UIU rVUMIVUgklll *..» V-Hi0.^..w.. ...— das Ventilgehäuse 9 in der FUhrungsbüehse 6 festhalten. Bei dem in F i g. 2 dargestellten AusfUhrungS: beispiel ist eine abgewandelte Verricgelungseinrich- schwere Wasser aus dem Bodenraum 3 in den Innenraum 8 der Führungsbüchse 6 einströmen kann. AK dichtende Führung für das Brennelements ist in tier FUhrungsbüehse 6 ein Ventilgehäuse 9 angeordnet, das zur Aufnahme des Brennelementes 5 als nath oben offene Büchse ausgebildet ist und als Ventilsitz einen über radialen öffnungen 11 ange- Venilisii/. einen uuti ιαυκιιι;ιι vjiiiiuugcii u angw- iviuu jtuuni wn »^n-i...-.-...-..-, -. —. -~ ordneten Innenbund 12 aufweist, unter dem ein Ver- 35 zwecken, entfernt werden, dann schließt sich beim schliißkörper 13 axial verschiebbar gelagert ist. Unter Herausheben des Brennelementes das Ventil dadem Verschlußkörper 13 ist eine einen Anschlag 14 durch, daß das kegelstumpfförmige linde 18 des Verbildende, sich diametral durch den Hohlraum des sehlußkörpers 13 durch die Ventilfeder 17 an den Ventilgehäuses erstreckende Stange vorgesehen. An Innenbund 12 gedrückt wird. Dadurch wird die Stelle der Stange 14 kann auch ein durchbrochener 40 Kühlung der anderen Brennelemente nach dem Entodcr durcliloehter Boden vorgesehen sein, um eine fernen eines oder mehrerer Brennelemente 5 nicht axiale Verschiebbarkeit des Verschlußkörpers 13 zu beeinträchtigt. Muß ein Ventilgehäuse 9, z. B. M gewährleisten. Dieser Verschlußkörper 13 besteht aus Reparaturzwecken, entfernt werden, dann kann dies zwei Teilen 15 und 16, die telcskopartig gegen- einfach dadurch geschehen, daß es über das gleiche einander verschiebbar sind. In dem von den beiden 45 Montagerohr, durch das das Brennelement heraus-Teilen 15 und 16 umschlossenen gemeinsamen Hohl- genommen wurde, durch Fernbedienung herausraum ist eine Ventilfeder 17 angeordnet, die die gezogen wird, indem mittels einer durch das beiden Teile 15 unci 16 auseinanderdrückt, so daß Montagerohr einführbaren stangenlörmigen Vorrichbei der Anlage des unteren Teils 16 an dem An- tung das Ventilgehäuse mit genügender Kraft geschlag 14 der obere Teil 15 mit seinem kegelstumpf- 50 zogen wird, so daß es gegen die Haltekraft der fönnigen F.nde 18 an eine entsprechend kegelstumpf- Kugeln 23 oder der Rastbolzen 126 herausgezogen förmi'ge Fläche des Innenbundes 12 gedruckt wird werden kann, und dadurch den unter dem !nnenbund 12 liegenden, durch die Radialbohrungen 11 mit dem Bodenraum 3 verbundenen Raum des Ventilgehäuses 9 von dem 55 das Brennelement 5 aufnehmenden, über dem Innen- Paientansprüchc: bund 12 liegenden Raum dichtend trennt. Das kegelstumpfförmige Ende 18 geht in einen Anschlagzapfen 19 für das Brennelement 5 über, der so lang ist, daß, wenn das Brennelement 5 von oben in das Ventilgehäuse 9 eingeführt wird, der obere Teil 15 des Verschlußkörpers 13 gegen die Kraft der Feder 17 so weit nach unten gedruckt wird, daß das schwere Wasser aus dem Hohlraum 8 durch die radialen Öffnungen 11 in den über dem Innenbund 12 liegenden Hohlraum des Ventilgehäuses 9 und damit in die rohrförmigen Brennelemente 5 einströmen kann. Das Ventilgehäuse 9 ist innerhalb der Führungs-

1. ßehälier für schweres Wasser zum Kühlen von rohrförmigen Brennelementen eines Atomkernreaktors mit einem über dem Behälterboden angeordneten Verteilerboden, der einen Bodenraum von oben begrenzt, der mit einem Zufluß für das schwere Wasser verbunden ist, das den Brennelementen unter Druck zugeführt wird, die von oben in Führungsbüchsen einführbar sind, die in öffnungen des Verteilerbodens angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß als dichtende Führung für das Brennelement (5) ein

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in die Führungsbüchse (6) einsetzbares und dort lösbar vcrriegelbarcs Ventilgehäuse (9) vorgesehen ist, wobei in an sich bekannter Weise das Ventilgehäuse (9) als oben offene Büchse ausgebildet ist, die als Ventilsitz einen über radialen öffnungen (11) angeordneten Innenbund (12) aufweist, zwischen dem und einem Anschlag (14) ein Verschlußkörper (13) axial verschiebbar gelagert ist, und daß der Verschlußkörper (13) aus zwei teleskopartig gegeneinander versehiebbaren Teilen (15,16) besteht, die durch die Kraft einer Ventilfeder (17) auseinandergedrückt werden.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verriegeln des Ventilgehäuses

(9) in der Führungsbüchse (6) ein Bajonettverschluß vorgesehen ist.

3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verriegeln des Ventilgehäuses (9) in der Führungsbüchse (6) in radialen Bohrungen (21,121) derselben sitzende Rastkörper (23,123) vorgesehen sind, auf die von außen eine Druckfeder (25,125) einwirkt und die in eine Rastaussparung (26) des Ventilgehäuses (9) eingreifen.

4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Führungsbüchse von außen umgebendes ringförmiges Gehäuse (122) für die Druckfedern (125) und die Rastkörper (123) vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen