DE1932915A1 - Control rod for nuclear reactors - Google Patents
Control rod for nuclear reactorsInfo
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- G21C—NUCLEAR REACTORS
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- G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
- G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
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Description
Priorität vom 11 . Juli". I969 auf grund, der 5Priority from 11. July ". 1969 on reason, the 5th
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Steuerstange für Kernreaktoren, iiusbe sondere schnelle Kornrealctoren, Die Steuerstango kann eine Siclierlxoitsstange oder Regulierstange sein. Stangen dieser Art bestellen gewöhnlich aus Absorptions-Material, daö i'ui-r gGifölmliclies oder angoi^eichortes Bor· oder ein Resonazizatisorptioiismittel sein kann, z.D» Cadmium, Silboi", Indium oder Tantal, wobei auch möglicherweise verschiedene dieser vereinigt sein lcönnou, Dio Sicherheitsstangoii sind gewöhnlich so angeordnet, daß sio von außerhalb des Ueaktorkernes schnell in den lCeru zwecks Abschaltung des Reaktorbetriebes oinfülirbar sind.. Die liegullerstangeii werden dazu angezogen, die Reaktionsfähigkeit während doo Betriebes zu regulieren, und. dio Lage der Elojnexitei kann norm ale rweiue gleichzeitig veränd.ert werden. Die ReaktionbfUliigkelt ist e.in Na 13 dee Gleichgovlchtos des Roalctoraystems, auügohond von dein IJoutroiiennbgloich und sowit von ύον The present invention relates to an improved control rod for nuclear reactors, iiusbe special fast grain reactors. The control rod can be a safety rod or regulating rod. Poles of this type are usually made of absorption material, which can be made of an absorbent material such as "cadmium, silboi", indium or tantalum, and possibly several of these may also be combined Safety s stangoii are usually arranged in such a way that they can be infilled quickly from outside the reactor core into the lCeru for the purpose of switching off the reactor operation The reaction is complete, e.g. in Na 13 dee Gleichgovlchtos of the Roalctor system, except from your IJoutroiiennbgloich and from ύον
009835/1 187009835/1 187
SAD ORiGlNAUSAD ORiGlNAU
Leistung» Tienn. die Reaktionsfähigkeit0 betrügt» ±&t dio - ReaktorIeistim^ konstant. Ist die Reakikvnsfähigkeit positiv oder negativ, dann steigt .oder fällt die Leistung entsprechend ab. In beiden Fällen können-die Ständen ontwedoar ■""-".".-"-. • direkt in den Moderator oder· das Kühlmittel zwischen den Brennstäben eingeführt oder in einer Führungsröhre, dio innerhalb des Reaktors angebracht ist, bewegt werden.» Die rolirförmigen Steuerstangen sind, zur Verwendung mit S.chwerwasser gekühlten und moderierten Reaktoren bekannt, bei denen die Stangen in das liasser eingetaucht sind und wenn si« aa ihrem Boden offen sind, sind sie mit schwerem Yasser gefüllteService »Tienn. the Reaktionsfähigkeit0 cheating »± t dio - ReaktorIeistim ^ constant. If the ability to react is positive or negative, then the performance increases or decreases accordingly. In both cases, the stands ontwedoar ■ "" - "." .- "-. • introduced directly into the moderator or · the coolant between the fuel rods or moved in a guide tube installed inside the reactor.» The roller-shaped control rods are known for use with heavy water cooled and moderated reactors in which the rods are immersed in the water and when their bottom is open they are filled with heavy water
Aufgabe d.er Erfindung ist es, Sicherheits- od.er SteuerstangeuThe object of the invention is to provide safety or control rods
-re-re
zu schaffen, die, obwohl sie geringo^Mengen tfeuren Absorp-to create which, although they produce small amounts of absorption
tionsmateriales als gewöhnlich enthalten, wirkungsvoller sind.» Die Steuerstange nach der iirfliidung kennzeichnet sich dadurch, daß sie aus einem äußeren rohrfönn^gen Teil aus Absorptions— material und. einem inneren Kern besteht, der vollständig oder teilweise aus einem Moderatar-Workstoff hergestellt ist, der P aus einem wasserstof fhaltigeu Matex^iaL besteht, Der äußeretion material than usually contained, are more effective. " The control rod after inflation is characterized by that they consist of an outer tubular part made of absorption material and. an inner core that is completely or is partially made of a moderate material that P consists of a hydrogen-containing matex ^ iaL, the outer
rohrförmige Teil sollte verschlossene Enden aufweisen, so daß. das Absorptionsmittel und, der Hodoator von d.em Kernrauni des- " Reaktors dichtend abgetrennt sind.. Der Hohlraum des Rohre s ist mehr oder weniger mit Moderator-material gefüllt. Das Modej ratormaterial i3t als Feststoff ausgebildet und, füllt den rohrförmigen Körper nicht gaila ausy es kann entlang der länge destubular part should have closed ends so that. the absorbent and, the Hodoator of the core space of the- " The reactor is sealed off .. The cavity of the tube s is more or less filled with moderator material. The Modej ratormaterial i3t formed as a solid and fills the tubular body not gaila ausy it can be along the length of the
Stabes verteilt sein und gestattet z.B» die Bildung von Kanä~ '■ . ■ !en in dem Kernteil, Es kann auch, an einem Ende des rohrförmigen Körpers, wie im Falle eines flüssigen Moderatormaterialo3 angehäuft sein. Daa Moderatormaterial besteht vor- 'Staff and allows e.g. »the formation of canals '■. ■! En in the core part, It can also, at one end of the tubular Body, as in the case of a liquid moderator material o3 be piled up. The moderator material exists
00 9835/1187 -;>-."00 9835/1187 -;> -. "
jf. BAD ORIGINALj f . BATH ORIGINAL
^ugSTtrcis-e aus einex- organischen Sulistniis, die 17a ss er stoff,, ::*JX. Siikoniumlry-drlde oder ein llntex-iai derart ontliul L, die als; llüklir-ittel in lleaktoren, die ihrerseits von οιχο- :ii seilen Stoffen gol-Iiiilt i;exd,G3, Verwendung finden, so^;ie bei Si-1XGlsi/eisc Doijthe ixi ü oder- uJmlieliß » Das Ifeutxonoii noderiex-cnd.c Ilai:GxLal "venninidoit die Ge scliwindiglceix de r lioclieiier-ge-fciseilen ircutroiieai . ^rodurcli die TTalai'sclieinliclLlieit ilurex> JVb so χρ ti on in dem lieutroiien a1:isox";bieinenden liaterial^ ugSTtrcis-e from einx- organic Sulistniis, the 17a ss he stoff ,, :: * JX. Siikoniumlry-drlde or an llntex-iai such ontliul L, which as; llüklir-ittel in lleactors, which in turn find use of οιχο-: ii rope materials gol-Iiiilt i; exd, G3, so ^; ie at Si -1 XGlsi / eisc Doijthe ixi ü or- uJmlieliß »Das Ifeutxonoii noderiex-cnd .c Ilai: GxLal "venninidoit die Ge scliwindiglceix de r lioclieiier-ge-fciseilen ircutroiieai. ^ rodurcli die TTalai'sclieinliclLlieit ilurex> JVb so χρ ti on in the lieutroiien a1: isox"; biei n Ends liaterial
Die Steuer-staiiüe "bestellt vorzugsweise aus zwei koiizentriseilen diimiirandigen Zyliiiilexai aus Stahl odejr einem älmliclitui Verlis to ff, de3? iTiit dea tmgetiendeii Mateiial., wie beispielsweise.. ersclnnolaenen iiat-rium, vextränlicli ist, welclies ein ^Treckmäßigen liülilungsjnittel in sclmelleii Ileali.toren'daxstcllt, Der· Zwischenraum sfisclien den Zylindern ist zu einem ßirössereii oder geriiigorcn Haß mit Atisoxptionsmaterial gefüllt und der innere Zylind.er ist ebenso meni- oder weniger nit ho de rat ο rma t exia1 gefüllt.The control staiüe "orders preferably from two koiizentriseile diimiirandigen Zyliiiilexai made of steel or an älmliclitui Verlis to ff, de3? iTiit dea tmgetiendeii Mateiial., such as .. ersclnnolaenen iiat-rium, vextränlicli is, welclies a ^ trekiform liülilungsjnittel in sclmelleii Ileali.toren'daxstcllt, The space between the cylinders has become a small one or little hatred filled with absorption material and the inner cylinder is also meni- or less nit ho de rat ο rma t exia1 filled.
Die vorliegende Erfindung betrifft aucli einen .scline.llen IZeanreaktor, der eine Vielzalil Steuerstangen, die ein Keutronen absOr-bierendes llaterial entlialten,, "aufweist,, und Einrichtungen zur Bewegung dea- Stouerstangcn in den Bealctorlcern und aus diesem heraus, um die Hoaktionsfähigkeit des Reaktors zu steuern. Die Verbesserung nach der .Erfindung besteht darin, daß das Neutronen absorbierende Ilaterial die Form eine·, ρ r-ohr— fürjnigen TelJ.es nufwelRt und daß ein Jeutroneii iuociThe present invention also relates to a .scline.llen IZeanreaktor, which has a plurality of control rods which release a neutron-absorbing material "", and devices for moving the control rods in and out of the reactor in order to increase the ability of the cylinder to act to control the reactor. the improvement according to the .The invention is that the neutron absorbing Ilaterial the form of a · ρ r-ear fürjnigen TelJ.es nufwelRt and that a Jeutroneii iuoci
009835/1167009835/1167
HatGrial in. dem Hohlraum des rohrförmigen Teilen vorgesehenHasGrial provided in the cavity of the tubular member
Vereleiclien.de Versuche wurde niriLt rohrförmigen im "Querschnitt quadratisclien Stangen ausgeführt, die .Borkabide als Absorptionsmaterial aif wiesen, Alle diese Stangen bestanden aus einer äußeren Ktipferröhre quadratischen Querschnittes mit jtußenabmaßen von ^2 mm und, im der erfindungsgeiiiäßen Ausführung s form bestanden sie atis eiitrweiteren inre ren im Quei^scliiiitt quadratiscken iLupferrÖlire mit einer Seitenati~ messung von 28 ram. Drei Stangen wurden erstellt, nämlieaj Die Stange I war vollständig mit 900 g Borkarbid gefüllt, die Stange Il nit dem Spalt zwischen de η r.oliron wurde mit ^7^ g Borkarbid und mit Luft in der inneren Röhre gefüllt, und die Stange III mit einem Spalt zwischen den ^ohreu wurdo mit ^t7^l g Borkarbid und die innere Röhre wurde mit Polyäthylen aufgefüllt. Das Reaktionsäquivalent, das ein direktes Maß für die Ab scha It ef ähigkoit einer Steuerst ange ist, wurd.e eriiiibtelt und, in der folgenden Tabelle ist das Reaktionsäquivalent (llequ. ) in Prozenten urid das spezifische Reaktionsäquivalent (Spec. Requ. ) in Prozent pro Kilogram^ Box' für dio voiv schiedenen Stangen aufgefühxi; ψ Vereleiclien.de experiments was niriLt tubular "cross section quadratisclien rods executed aif had the .Borkabide as absorption material, all these bars consisted of an outer Ktipferröhre square cross section with jtußenabmaßen mm of ^ 2 and consisted of the erfindungsgeiiiäßen execution s form ATIS eiitrweiteren they Inside the quei ^ scliiiitt squares iLupferrÖlire with a side measurement of 28 ram.Three rods were created, namely the rod I was completely filled with 900 g of boron carbide, the rod II with the gap between the η r.oliron was with ^ 7 ^ g boron carbide and filled with air in the inner tube, and the rod III with a gap between the ^ ohreu was made with ^ t7 ^ lg boron carbide and the inner tube was filled with polyethylene. The reaction equivalent, which is a direct measure of the ab scha It was determined whether a control rod is able to function and, in the following table, the reaction equivalent (ll e qu.) Is given in percent ducks urid the specific reaction equivalent (Spec. Requ. ) in percent per kilogram ^ box 'for the different bars listed; ψ
.1 2,8 3,1.1 2.8 3.1
ii 1,9ii 1.9
f ' » l'1 f '»l' 1
Aus der Tabelle ist ersieht lieh, daß d,er Keaktionswert einer Stange nach d,er Aus führung sform III 25 fa größer ist als der nach Aus führung s form I unbeschadet dessen, daß die Menge an Bor in Stange ΙΙΪ nur ungefähr etwas üb or ^>fo der in Stange 1 beträgt. Ein Vergleich zwischen den Verteil füx" die Stangen II und III zeigt., daß der Zusatz des Moderatprmateriales praktisch die Re aiet ions leistung verdoppelt. Die- letzte Spalte öbt' Tabelle offenbart darübe rhinausgehend., daß die Uirlcsanikeit pro kg Bor mehr alsFrom the table it can be seen that the reaction value of a rod according to d, embodiment III is 25 fa greater than that according to embodiment I, irrespective of the fact that the amount of boron in rod ΙΙΪ is only approximately slightly above ^> fo which is 1 in rod. A comparison between the distributions for bars II and III shows that the addition of the moderate material practically doubles the reaction performance. The last column also reveals that the urgency per kg of boron is more than
- des- of
sweinal so groß ist, wenn ungefähr die Hälfte/Bores durch Polyäthylen ersetzt wird. Demzufolge ist es nach der Erfindung möglich, die gleiche Reaktionsleistung mit halb so viel Bor zu erhalten, wie mit homogenen Borstangen, was außerordentlich wichtig ist, da B verhältnismäßig teuer ist. Es sollte auch, möglich sein, durch Bestimmung des Optimalverhäl fcniases zTrischen dem Bor und. d,em Mod.eratoi" eine so lohe;vSte ige rung in der Reaktionswirkuiig pro Stange zu erhalten, daß die Anzahl d.er Stangen, die in einem spezifischen Reaktor sys tem notwendig sind, vermind.er t werden kann» Da "der Ma.ch.ani sraus und die andere "Ausrüstun-g für Steuers tang ©χι Icomplizieirt und außörord.ent lida teuer ist, ist -dies von giroßem Vorteil, -.*sweinal is so big when about half / bores through Polyethylene is replaced. Hence it is according to the invention possible the same responsiveness with half as much to get a lot of boron like with homogeneous boron rods what is extremely important because B is relatively expensive is. It should also, be possible, by determining the Optimal relationship between the boron and. d, em Mod.eratoi " such a slight increase in the reaction effect per rod to obtain that the number of rods required in a specific reactor system is reduced can "Da" the Ma.ch.ani sraus and the other "equipment for Tax tang © χι Icomplizieirt and außörord.ent lida is expensive, - this is of great advantage, -. *
Die "Erfindung wird, nun unter «Boaü^nahme auf die ZeichnungThe "invention will, now under" Boaü ^ take on the drawing
des Reaktorkernos eine©-goiltxelleii Reaktors iiaöli cley Erfindung«of the reactor core a © -goiltxelleii reactor iiaöli cley invention «
υ 17υ 17
Fig» 2: zeigt in-. vergrößerten! Maßstab einen Schnitt entlang.Fig »2: shows in-. enlarged! Scale along a section.
der Linie II-II in Fig·» 1 .the line II-II in Fig · »1.
. ' Der Reaktorkern 1 in Fig. 1 hat eiie η kreisförmigen. The reactor core 1 in FIG. 1 has a circular shape
schnitt und, enthält.spaltbaren Kernbrennstoff, der in bekannter Weise angeordnet isto Der Brennstoff ist nicht dargestellt, da er für d.ie Erfindung, nicht von Bedeutung ist. Aus d.em gleichen Grund sind, andere- Teile des Reale-' ^ tors nicht gezeigt, beispielsweise der Reaktorkessel und. die Einrichtung zur Kühlung des Kernbrennstoffes. Der Keim •wird von einer sogenannten Decke 2 umgeben, welche vorzugsweise natürliches Uran enthält, wie jederFachmann -weiß»cut and, contains fissile nuclear fuel, which is arranged in a known manner o The fuel is not shown because it is not important for the invention. For the same reason, other parts of the reactor are not shown, for example the reactor vessel and. the device for cooling the nuclear fuel. The germ • is surrounded by a so-called cover 2, which preferably contains natural uranium, as every specialist knows "
' Mehrere Führungsrohre für die Steuerstangen erstrecken sich durch den Ken und die Declce. Aus Grüiiden der Übersichtlichkeit ist nur ein Führungsrohr gezeigt« Das Führungsrohr enthält eine Steuerstahge 4, die an einer Stange 5 aufgehängt ist, die über ein Hebezeug angehoben oder abgesenkt .-werden kann*- .'' Extend several guide tubes for the control rods through the Ken and the Declce. For reasons of clarity only one guide tube is shown «The guide tube contains a control rod 4 which is suspended from a rod 5 that can be raised or lowered using a hoist * -.
■ Die Steuerstange besteht aus einer äußeren Röhre 7 und. einer j inneren Röhre 8, die,koaxial zu der äußeren Röhre verlauft« ; Die RÖlißn sind am oberen und. unteren^^ Ende vsrschlossou, Der Raum zwischen den Röhren enthält ein Neutronen absorbierend.es■ The control rod consists of an outer tube 7 and. one j inner tube 8, which is coaxial with the outer tube " ; The RÖlißn are at the top and. lower ^^ end vsrschlossou, the Space between the tubes contains a neutron absorbent
Material 9· Die innere RBlire ©nthäit ein Neutronen moderie- ; rendes Material IQ. · V '-SMaterial 9 · The inner RBlire © nthäit a neutron moderie- ; rende material IQ. · V '-S
Ist die Stouöx'ötange ^u kiUilon» lcann ein Kühlmittol d,itjroh den zwischen d.em Koto 3 Und, der^ St euer stange k duroliseledöetIf the stouöx'ötange ^ u kiUilon »lcann a coolant d, itjroh the between the koto 3 And, the ^ St your rod k duroliseledöet
•werdeix» Das Kühlmittel ist vorzugsweise das* daß zur Kühlung des Kernbrennstoffes Verw"endung findet^ z«B. geschmolzenes Natrium. Wenn diese Kühlung der St euei-stange nickfc ausreicht,. kann ein sictLasdLal erstreckender Eaiial in dem Moderator 10 vorgeseiieia vierden, durch, den dann das liulilraittel leitbar ist. : The coolant is preferably that which is used to cool the nuclear fuel, e.g. molten sodium. If this cooling of the steering rod is sufficient, a sictLasdLal extending Eaiial can be provided in the moderator 10, by which the liulilraittel be conducted then.:
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9594/68A SE324415B (en) | 1968-07-11 | 1968-07-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1932915A1 true DE1932915A1 (en) | 1970-08-27 |
Family
ID=20277047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19691932915 Pending DE1932915A1 (en) | 1968-07-11 | 1969-06-28 | Control rod for nuclear reactors |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1932915A1 (en) |
| FR (1) | FR2012731A1 (en) |
| SE (1) | SE324415B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4025388A (en) * | 1973-12-27 | 1977-05-24 | British Nuclear Fuels Limited | Shutting down gas cooled nuclear reactors |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4652424A (en) * | 1985-05-09 | 1987-03-24 | Combustion Engineering, Inc. | Extended life nuclear control rod |
| US4751041A (en) * | 1986-01-15 | 1988-06-14 | Westinghouse Electric Corp. | Burnable neutron absorber element |
-
1968
- 1968-07-11 SE SE9594/68A patent/SE324415B/xx unknown
-
1969
- 1969-06-28 DE DE19691932915 patent/DE1932915A1/en active Pending
- 1969-07-08 FR FR6923210A patent/FR2012731A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4025388A (en) * | 1973-12-27 | 1977-05-24 | British Nuclear Fuels Limited | Shutting down gas cooled nuclear reactors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2012731A1 (en) | 1970-03-20 |
| SE324415B (en) | 1970-06-01 |
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