DE1960211A1

DE1960211A1 - Kernreaktor mit modulaufgebautem Kern

Info

Publication number: DE1960211A1
Application number: DE19691960211
Authority: DE
Inventors: Van Santen Aart; Soedergard Bengt Martin
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1968-12-02
Filing date: 1969-12-01
Publication date: 1970-12-03
Also published as: US3713971A; SE324019B; FR2025050A1; JPS5116594B1; FR2025050B1

Description

. HELMUT MISSLING 63giessen, <?8.11.1969-

DlPU-ING. RICHARD SCH LEE bismarckstrasse »3

^~ ' TELEFON: tOe«1)73il9O

PATENTANWÄLTE " Kl/lL 10.185

Allmrinna Svenaka Elektriska Aktiebolaget V"ateras/Schweden

Kernreaktor mit modulauf^ebautem Korn

Ein idealer Kerntyp für große leichtwaasermoderierte und nicht- " moderierte Reaktoren besteht theoretisch aus einer großen Menge paralleler, vertikaler BrennstJibe mit gleichmäßigem Verteilungsabstand. Ein zweckmäßig ausgebildeter Kern muß Platz zum Einsetzen von Steuerst^:iben haben und die Brennst be müssen eine Art Halter haben. Der jetzt übliche Kern für Iieichtwassersiedereaktoren ist aus Brennstoffkassetten aufgebaut, von denen jede Halter für 25 bis 144 Brennstäbe sowie einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt hat. Diese Brennstoffkassetten sind mit dazwischenliegenden Spalten angeordnet, in denen die Steuerstäbe verschoben werden kön- | nen. Jeder Steuerstab kann aus seinem Spalt heraus- und in ein Leitrohr unter dem Kern hineingezogen werden.

Die schwedisohe Patentschrift 227 146 beschreibt eine Ausführung, bei der jedes Steuerstableitrohr «inen separaten Block trägt, in den vier Brennatoffkassetten so eingesetzt werden können, daß sich ein kreuzförmiger Spalt für einen zentralen Steuerstab mit kreuzförmigem fuerechnitt bildet. Jede Brennstoffkassette hat an ihrem oberen Ende

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vier Leitfedern, die die Kassette seitwärts gegen eine Gitterplatte stützen, die für jede Brennstoffkassette eine quadratische Masohe hat. Es ist daher notwendig, d β jede Brennstoffkassette von einem Spalt umgeben ist, dessen Mindestbreite von dem Kerngitter bestimmt wird. Um einem idealen Kern so nahe wie möglich zu kommen, müssen Breite und Anzahl der Spalten so klein wie möglich gehalten werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kernreaktor mit einem Reaktorkern, der von einem Reaktordruckgefäß mit einem Bodenteil umgeben ist und eine Anzahl durch den Bodenteil hindurchgehende Rohre hat, die sich zu dem Kern hinaufstrecken und an ihren oberen Teilen Leitrohre für Steuerstäbe sind, wobei der Kern aus einer Anzahl Kerneinheiten zusammengesetzt ist, die jede für sich eine Brennstoffkasset te und einen der genannten Steuerstäbe enthalten, die in derselben Längsrichtung wie die Steueretableitrohre angeordnet sind, wobei die Brennstoffkassetten einen im wesentlichen polygonalen Querschnitt haben und in polygonaler Gitterform angeordnet sind. Ein Ziel der Erfindung ist, in einem Reaktor dieser Art einen Kern aufzubauen, in dem Anzahl und Breite der Spalten so klein wie möglich sind. Das wird dadurch möglich, daß jede Brennstoffkassette auf einem eigenen Steuerstableitrohr ruht und daß die Brennetoffkassetten so dicht angeordnet sind, daß zwischen ihnen nur ein kleiner oder gar kein Spalt ist und daß sie seitlich von angrenzenden Brennstoffkassetten und den dazugehörigen Steuerstableitrohren gestützt werden. Ein« Gitter· platte ist also bei dieser Konstruktion nicht erforderlich* was zur

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Folgt hat, daß man bti der Dimtneionierung der Spaltt swisohtn swti •inandtr nahtlitgtndtn Brennetoffkaeettttn nur zu berücksichtigen braucht, daß dit Kerneinheiten ausgewechselt wtrdtn tollen.

Außerdem sind βohmalt Kunetruktionstltmtntt wit Brtnnetoffkaetttttn wit bekannt nitmale vollkommen gtradt, sondtrn tint gewisse von dtr Htreteilung htrsultittndt Abwtiohung von vollständiger Geradheit

iet immer vorhanden. Der btrtitt unbedeutende Spalt swisohen dtn Brennatoffkaeeetten wird daher etellenweise to reduziert, daß die Brennetoffkassetten sumindest in einen arbtittndtn Staktor gegeneini.nder liegen und t inandtr etütztn. Das Mo dt rat orgt faß hat ewtckmüßigtrweiee, aber nicht unbedingt, tintη rundtn Qutrechnitt, ua durch miniaalt Dtformitrung dit Druckdifftrtnitn «wiechtn Inntn- und Außenseite aufnehmen su könntn. Vm culatetn iu könntn, daß eich dit äußtren Brennstoffkaeeetten des Kerns Bumindeetene bti arbtittndtm Htaktor gtgtn dit Inntnwand dte lirkulartn Modtratorgtfäite etütetn könntn, wird ditttt mit tlnem dtn Brtnnttoffkaeeetten tut* ( gtgtnragtndtn Stüteorgan vtrtthtn, «s.B. im Fora tinti Bingtt, dttttn Inntnk'-nte dtr Quereohnittekontur dee Kernt angtpait iet, oder in Form von nach innen ragtndtn Bltchtn, dit la wteentlichen axial odtr in βehragta Winkt1 su dtn Brtnnetoffkaeettttn laufen. Diese Formen ron Stüteorgantn könntn auch koabinitrt wtrdtn.

Vm dit mtchanischt Stabilität dtt Ktrne weiter su trhöhen, ist et bti tintr Aueführung, btl dtr jtdt Brennttoffkasetttt tin Manttl-

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rohr mit einem im wesentlichen polygonalen Querschnitt hat, das ein Brennetebbündel mit einer Menge paralleler, in einem polygonalen Gitter angeordneter Brennetube umgibt, vorteilhaft, daß die Mantelrohrseiten eine Wellenform haben, die den Konturen der BrennstMbe im wesentlichen folgt, und daß die einandernaheliegenden Kerneinheiten so angeordnet sind, daß die Wellenform einer Mantelrohrseite in die Wellenform einer naheliegenden Mantelrohrseite ™ eingreift. Dadurch gewinnt man außerdem, daß die Störung in dem Kerngitter beim übergang von einer Brennstoffkassette zu einer anderen erheblich verringert wird, sowie daß die Biegungefestigkeit des Mantelrohrs inLängerichtung vorteilhaft erhöht wird. Die Biegefestigkeit in seitlicher Richtung nimmt ab, weshalb ein Überdruck in der Brennstoffkaseette im Vergleich mit der umgebenden Spalte leichter al3 vorher das Mantelrohr elastisch deformiert, so daß die bereite unbedeutende Spalte im großen und ganzen verschwindet.

fe Um die von den Steueretäben im Kerngitter verursachten Störungen weiter zu verringern, ist ββ zweckmäßig, einige der Brennet be aus einem hauptsächlich homogenen Stabgitter herauszunehmen und diese • nit Leitrohren für Abeorberfinger zu ersetzen sowie daß jeder Steuere tab ein Fingersteueretab iet, der eine Anzahl paralleler vertikaler Abeorberfinger von gleicher Länge enthält, die unten von ti» nem BefestLgungehalter, z.B. einer Befestigungsplatte, zusammengehalten werden, die ein «retee Kupplungeteil zum Zusammenkuppeln mit einem zweiten Kupplunge teil trägt, das von der Antriebeanordnung

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des Steuerstabs getragen wird. In üblichen LeichtwaBsersiedereaktoren mit von unten einsetzbaren Steuerst"ben mit kreuzförmigem Querschnitt wr.r dieee Kupplung eine Bajonettkupplung, deren Passung gelöst wurde, indem der Steuerstat) herumgedreht wurde, nachdem die vier uragebenden 3rennstoffkassetten entfernt worden waren. Bei Fingersteuerstäben ist es mit gewissen Schwierigkeiten verbunden, eine Bajonettkupplung zu verwenden, und statt dessen soll eine auf Abstand gesteuerte Kupplung zur Anwendung kommen. Dabei ist es zweck- \ nf'ßig, daß das eine der genannten Kupplungsteil im wesentlichen radial bewegliche Kupplungseleraente tr^:igt, daß das zweite der Kupplungsteile Gegenelemente trclgt, die in die radial beweglichen Kupplungseleniente eingreifen, und daß das Kupplungsteil des Befestigungshalters mit einer zentralen Stange versehen ist, deren oberes Ende bei ganz eingefahrenen Absorberfingern axial aus dem oberen Ende des Brennstabbündelβ herausragt und deren unteres Ende ein Sicherungsorgan für die radial beweglichen Kupplungselemente ist, wenn die3e in Greiflage sind, wobei die zentrale Stange eine untere Sioherungslage hat, von der die Stange axial nach oben bewegt werden kann, um die Kupplung freizugeben.

Es ist zweckmäßig, daß das untere Ende der zentralen Stange wie ein Sicherungskopf geformt ist, der nach unten zur Sicherungslage hin federbelastet ist, daß die Stange mit einem Anschlag versehen ist, der den Sicherungskopf daran hindert, länger nach unten geführt zu werden als in Sioherungalage, und daß das obere Ende der Stange mit mindesten· einer, zumindest teilweise nach unten gerichteten

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Schulter als Angriffspunkt für ein Heftwerkzeug zum Heben der Stange aus der Sicherungelage versehen ist. Ein weiteres Hinaufziehen der zentralen Stange führt zu« Anheben der Kerneinheit.

Es ist vorteilhaft, daß zumindest einsige der Absorberfinger obere Endteile haben, die bei ganz eingefahrenen Absorberfingern aus dem oberen Ende des Brennetabbündele herausragen und die mit mindestens einer, zumindestens teilweise nach unten gerichteten Schulter als Angriffspunkt für ein Hebewerkzeug zum Heben der Kerneinheit versehen sind. Dadurch wird die Hebebeanspruchung der zentralen Stange vermindert.

Um die Hebebeanspruchung auf die Absorberfinger zu verteilen, ist es zweckmäßig, daß die oberen Endteile axial federnd zu den eigentlichen Abeorberst ben angebracht sind.

Die zentrale Stange läuft innerhalb des Brennstabbündels in einem Leitrohr, das in einer zentralen Brennetabposition in dem Gitter angeordnet ist· Sowohl dieses Le. i tr ohr als auch die Leitrohrβ für die Abeorberfinger können mit Vorteil mit Binlaufdroβseiungen versehen aLn, die eine im wesentlichen konstante Kühlmediumdurchatrömung bewirken, unabhängig davon, wie weit die Abeorberfinger aus dem Brennstabbündel herausgefahren sind.

Die Absorberfinger können stab- oder rohrförmig sein. Bei der ersten Alternative, die am leichtesten herzustellen ist« erfolgt

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die Kühlung pane auf der soliden Außenseite dee Absorberfinhere, und der Kühlepalt Bum Leitrohr muß ein gewisses MindestmaB haben. Dleoec Kaß kann bei dem alternativen rohrförmigen Absorberfinger verringert werden, äo ein großer Teil des Kühlmediuma durch den AbscrberfInfer geleitet verden k~nn. Der Gewinn dabei let ein Abeorberfinper mit größerer Knickst<?bilitr;t.

Ut die Höflichkeiten der Erfindung voll auszunutzen und die störende™ Einwirkunf der Spalten zwirchen den Kassetten zu reduzieren und euch die Anzahl Antriebranordnunfen für ?teuerstäbe zu verringern, müssen die Brennrtoffkiesetten wesentlich großer als bisher angefertigt werden, s.B. mit einer drei- bis siebenmal oo großen Anzahl Brennrf'^:ben. Eine untere praktische Grenze wird von der radialen Ausdehnung der Fteueratibantriebe gesetzt und eine obere Grenze von dem Risiko für Str?<Tmrif,8instabilitHt bei großen Kaseettenquerschnitten. Wenn diese größen Brennetoffkassetten konventionell auegeführt wS-ren, würden sie schwer «u aeisternde Eeaktivitlteprobleme bei einem J Brennstoffwechsel mit eich bringen. In Ubereinetinmung mit konventioneller. Brennetcffkaseetten enthält aie Brennetoffkaseette in der Kerneinheit mehrere Abstandhalter, die in verschiedener Höhe an den das Brennetabbündel durchlaufenden Leitrohren befestigt sind, wobei die Abstandhalter elastirch nachgebende Organe« enthalten, die an jeden Brenne tab an nindeeitM* irei ioilagepunkten je Abstandhalter federnd anliegen. Weiterhin tnthält die Brennstoffkassette ein querliegendes Stützorgan, s.B* eine Bodenplatte, die in einer Höhe unmittelbar unter den unteren Enden der Brennetäbe gelegen und an dem

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Mantelrohr feet angebracht ist und das Passieren eines Kühlmediums zuläßt. Gemäß der Erfindung sind die Brennstäbe durch die Abstandhalter bis zum Kontakt mit der Oberseite des querliegenden Stutzorgane hineingeschoben und werden nur durch die Abstandhalter und das querliegende Stützorgan in den vorgesehenen Positionen gehalten. Außerdem hat jeder Brennstab ein oberes Endteil, das mit mindestens einer, zumindestens teilweise nach unten gerichteten

φ Schulter als Angriffspunkt fUr ein Hebewerkzeug zum Herausziehen dos Brennstabs versehen ist, wodurch jeder einzelne Brennstab sowohl separat als auch in Gruppen ausgewechselt werden kann. Dadurch kann eine beliebige Anzahl bestrahlter Brennstäbe, die vorzugsweise gleichmäßig übtr den Kassettenquerschnitt verteilt liegen, aus ihren Positionen herausgezogen und mit neuen ersetzt werden. Dieses System mit partiellem Brennetoffwechsel innerhalb der Brennstoffkassette bietet große Möglichkeiten, mit einem Minimum von Maßnahmen die auf einen Brennstoffwechsel folgenden, loka-

^ len Reaktiv! tat s zunähme Variationen in dem Raum zu vermindern.

Das querliegende Stützorgan besteht zweckmäßigerweise aus einer perforierten Bodenplatte, an der die das Brennetabbündel durchlaufenden Leitrohre fest .angebracht sind. Die Perforierung dient nur dem Zweck, das Kühlmedium paseieren zu lassen und keine genau poeitionsbeetiomte Löcher für die unteren Enden der Brennetäbe sind notwendig, da die Stabenden nur auf der Oberseite der Platt· rohen. Die in den konventionellen Brennstoffkaseetten übliche Oberplatt·

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ist durch einen Abstandhalter ersetzt worden, um den Auetauach eines beliebigen Brennstaba zu ermöglichen·

£0 ist vorteilhaft, eine langgestreckte Neutronenflußmeßaonde in einer Eckenposition in dem polygonalen Brennetabgitter innerhalb hauptsächlich jeder Brennstoffkassette anzuordnen. Alle Sonden sind im Verhältnis zu der entsprechenden Brennstoffkasaette gleich , gelegen, so daß die Sonden gleichmäßig über den Kern verteilt sind, und jede Sonde ist in und aus der Brennstoffkassette axial beweglich. Die Sonde wird von unten eingesetzt, wenn die Kassette an ihrem Platz ist.

Damit die Absorberfinger bei schnellem Einsetzen der Steuerstäbe hinreichend knicksicher sind, kann es in gewissen fällen vorkommen, daß sie eo grob sein müssen, daß ein Absorberfinger in einer Brennetabpoaition keinen Platz hat* Gemäß der Erfindung wird das dadurch vermieden, daß die Abaorberfinger jedes Steuerstabs beim Einfahren ' in die Brennstoffkasaette seitlich von mindestens einer Führung gestützt werden, die in dem Steueretableitrohr zwischen einer oberen und einer unteren Endlage beweglich angeordnet 1st. Dadurch braucht daa Knickrieiko bei der Wahl der Absorberfingerdurchleseer nicht beachtet zu werden. Die Führung besteht »weokmäßigerweiee aus einer gitterähnlichen Führungeplatte.

Wenn z.B. eine einzig· bewegliche Führungsplatte benötigt wird, wird diese so angeordnet, das ihre unter« Endlage ungefähr auf halber

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Höhe der HublÜnge unter der Brennstoff kassette ist. Beim Einfahren der Absorberfinger wird die Befestigungsplatte bis zum Kontakt mit der beweglichen Führungsplatte nach oben geführt, wobei die Führungsplatte beim weiteren Hineinschieben der Absorberfinger auf der Befestigungaplatte ruht und dieser nach oben folgt. Sie zentrale Stange und/oder ein oder mehrere Absorberfinger kann mit kleinen Anschlügen oder ihn liehen Mitteln für die bewegliche Führungeplatte versehen sein, um sicherzustellen, daß diese immer mit nach unten folgt. Um dit Stoßkraft zu vermindern, wenn die Befestigungsplatte beim Einfahren mit voller Geschwindigkeit zwecks Schnellabschaltung die bewegliche Führungsplatte trifft, ist te vorteilhaft, die Befestigungsplatte und die Führungsplatte mit einander ergänzenden» zusammenwirkenden Organen zu versehen, die zusammen eine einfach· hydraulische Bremse bilden. Alternativ kann die Befestigungsplatt· oder die Führungsplatte mit mindestens einem federnden Organ versehen werden.

Sin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung näher beschrieben, in dieser seigern

Fig. 1 den unteren Teil eines Leichtwassersiedereaktors in vereinfachtem längeneohaitt,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Kern entlang der Linie 11-I I in Fig. 1,

Fig. 3 «inen Querschnitt unterhalb des Kerne entlang der Linie III-III in Fig. 1,

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Fig. 4 tintn ttilwtiatn Längsschnitt tintr in tinta Sttutrstabltitrohr stthtndt Ktrntinhtit,

Fig. 5a-d in gröfltrta MaBstab tintn Längsschnitt durch dit in dta Sttutrstabltitrohr stthtndt Ktrntinhtit,

Fig. 6 tintn Qutrschnitt durch dit Brtnnetoffkasstttt dtr Ktrntinhtit nach dtr Linit TI-TI in Fig. 5b,

Fig. 7 tintn Querschnitt durch das Sttutrstabltitrohr und

dit Absorbtrfingtr sowie tint Übtrsicht übtr dit btwtglicht Führungsplatte nach dtr Linit TII-TII in Fig. 5c,

Fig. θ gleichfalle tintn Qutrschnitt durch das Sttutrstabltitrohr und dit Absorbtrfingtr und auStrdta «int Ansicht dtr Btftstigungsplattt nach dtr Linit TIII-TIII in Fig. 5c,

Fig. 9 tintn ttilwtistn Längtnschnitt tintr alternativen Ausführung dtr in Fig. 5d geseigten Kupplung,

Fig. 10 echtentisch in ttilwtistr Längsschnitt tint alttmatirt Kugelkupplung in gtsptrrttr Lagt und

Fig. 1i dieselbe Kugtlkupplung in geöffneter Lagt,

Fig. 12a-f Ansichten alttrnatirtr Ausführungsforatn dtr obtrtn Sndttilt dtr Absorbtrfingtr, dtr Brtnnetäbt odtr dtr ■tntrfcltn Stangt,

Fig. 13 in ttilwtistr Längtnstktion tintn rohrföraigtn Absorbtrfingtr,

Fig. 14 und 15 Ttrsohitdtnt Vtgt, Ablauföffnungen ren dt* Inntrtn dtr rohrförmigtn Absorbtrfingtr anmuordntn,

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Fig. 16 im Längsschnitt tint alternative Ausführung der in

Pig. 5c geζtigttn beweglichen Führung, Pig. 17 tint obere Indaneioht von drti zusammenstoßenden Brennstoffkaeestttneoken,

Fig. 18 tint Sndansioht tints Abetandhalttre und Fig. 19 im Längsschnitt dtn Abetandhalttr nach dtr Linie XIX-XIX in Fig. 18.

Dtr in dtn Fig. 1 - 3 gtztigtt Htaktor ist tin Ltichtwaestrsitdtreaktor mit Zwangsumwäleung und internem Dampfabscheider. Dtr Reaktorkern 1 ist von tintm Modtratorgtfäß 2 mit einem dopptlwandigtn Dtoktl 3 umgtbtn. Im Dtoktl 3 tind tint Ansah! Dampfstparatortn 4 btftätigt. Dtr Ktrnübtrbau ist hauptsächlich in dtr Art ausgtführt, wit si· in dtr franaötieohtn Pattntsohrift 1 ^i₁ 253 gtstigt ist. Bin Sptittwatttrring 5, dtr das sugtfUhrtt Sptietwaeetr vtrttilt, wird von tintm Sptietwasetrschirm 6 gttragtn, dtr mitttle tintr Anzahl radial geβteilttr Bitehe 7 an dtm Modtratorgtfäfi 2 verankert ist. Das Moderatorgtfäfl 2 wird stintrseite ron tintm RtaktordruokgtfäB 8 mit tintm Bodenttil 9 umgtbtn. Zwiaohtn dtm Moderatorgtfäfl 2 und dtm Reaktordruckgefäß 8 befindet eich tin Rüok-■tromraum 10, von dtm dat Xfawälzwaeeer dureh tint Anaahl Stutstn 11 zu nioht gtstigttn ürawälepumpen geleitet wird, von denen das Yatttr durch tint Anzahl Stutzen 12 surüek gefördert wird» Wenn gewünscht, können aueh reaktorinterne Umwälapumpen angewandt werden, die in diesem Fall vorzugsweise auf die Art angeordnet werden, die Ia der deutschen Patentanmeldung F 19 47 752.2 vom 20*9.1969

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und der französischen Patentanmeldung 6 952 569 beschrieben wird. Durch das Bodenteil 9 gehen mehrere parallele, vertikale Bohre, und zwar Durchführungsrohrβ 13 für den Antrieb 14 der Steuerstäbe und Durchführungsrohre 15 für die Heutronenflußmefleonde Die oberen Enden der Durchführungerohre oder Steuerantriebsetutzen 13 liegen in ein und derselben Sbene und tragen gleichlange Steueretableitrohre 17· Jede Antriebeanordnung 14 ist mit einem Elektromotor, Spindel und Mutter zum normalen Betätigen dee dazugehörigen Steuerstabe auegeführt und mit einer Schnellabeohaltungsanordnung versehen. Vorzugsweise wird eine Antriebeanordnung angewandt, die auf die in der schwedischen Auslegeschrift 314.749 angegebenen Weise ausgeführt ist.

Der Kern 1 ist aus vertikalen Kerneinheiten 18 aufgebaut, deren Anzahl gleich der der Steueretableitrohre 17 ist. Jede Kerneinheit

18 enthält eine Brennstoffkassette 19 mit einem im wesentlichen hexagonalen Querschnitt und einen Pingersteueretab 20, der in die Kassette 19 nach oben eingefahren und nach unten herausgefahren wird· Die Brennstoffkassetten 19 sind dioht nebeneinander mit nur unbedeutenden trennenden Spalten 21 (Fig· 17) angeordnet· Wie in Pig. 4 und 5b näher gezeigt wird, ist jede Brennstoffkaeeette 19 Bit einem nach unten axial heraueragenden, langgestreckten unteren Bndteil 22 versehen, das naoh dem Abeenken der Brennstoffkaeeette

19 in die im Kern 1 vorgesehene Lage mit einem in dem oberen Ende jedes Steueretableitrohres 17 angeordneten oberen Bndteil 23 der· art sueammtnwirkt, daß die Brennetoffkaseetten 19 nur in den Steu-

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erstableitrohren 17 stehen und seitlich nur von diesen Steueretableitrohren 17 und» zumlndestens bei arbeitendem Reaktor, voneinander gestützt werden. Sie dem Moderatorgefäß naheliegenden Brennstoff» kaseetten 19 werden zumindestens bei arbeitendem Reaktor, außerdem wenigstens indirekt von dem Moderatorgefäß 2 gestützt. Eine Gitterplatte zur Führung der oberen Enden der Brennstoffkaeaetten ist also in dem Aufbau des Reaktors nicht enthalten, wodurch es möglich wird, die Spalten 21 «wischen den Brennetoffkassetten äußerst sohmal zu halten.

Schmale Konstruktionselemente wie Brennstoffkassetten sind wie bekannt niemals vollkommen gerade, sondern eine gewisse mit der Herstellung bedingte Abweichung von einer vollständigen Geradheit ist immer vorhanden. Der bereite sehr kleine Spalt 21 zwischen den Brennstoffkaseetten 19 wird daher stellenweise so reduziert, daß die Brennetoffkassetten 19 zumindestens bei arbeitendem Reaktor ψ gegeneinander anliegen und einander stützen. Das Moderatorgef'iß 2 hat zweekmäßigerweise, aber nicht unbedingt, einen kreisförmigen Querschnitt, um bei kleinster Deformierung die Druckdifferenzen zwischen seineis Inneren und dem umgebenden Rückstromraum 10 aufnehmen zu können. Um zulassen zu können, daß eich die äußeren Brennstoffkaesetten 19 des Kerne 1 zumindesteng bei arbeitendem Reaktor, ge· gen die Innenwand dee kreisförmigen Moderatorgefägea 2 abstützen, wird dieses mit einem den Brennstoffkassdtten 19 ®ntgegenrageii&®n Stützorgan versehen, z.B. in Form eine« Ringes 103· dessen Innen·» kante der Quereohnittskontür des Kerne 1 angepaßt ist, tier in

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von nach innen ragenden Bleohen, die in wesentlichen axial oder in einem schrägen Winkel su den Brennstoffkaesetten 19 verlaufen. Diese Formen von Stüteorganen können auch kombiniert werden. Die Breite der Spalten ?1 ist sweckmäßigerweise kleiner ale ca. 2 mm, vorzugsweise ca. 0,5 mm. Eine untere Grense für die Spaltgrö*St wird in der Praxis von der Abweichung der Brennstoffkaseetten von vollstindiger Geradheit gesetst, da die Andruckkräfte «wischen Ewei Brennetoffkaasetten bei abgestelltem Reaktor nicht so groß sein ™ dürften, daß beim Heben einer Kerneinheit die öefahr besteht, daß eine benachbarte Kerneinheit mit herausgesogen wird.

Sie Brennetoffkaseette 19 besteht aus einen Mantelrohr 24 «it einem im wesentlichen hexagonalen Querschnitt, eines Brennstabbündel 25 mit mehreren parallelen, vertikalen Brennstäben 26, die in einem gleichseitigen, dreieckigen Gitter angeordnet sind, einem Leitrohr 27 für die Absorberfinger 51 des Steueretabe 20, einer Ansahl Abstandhalter, die auf verschiedenen Ebenen angeordnet sind, einer ( quergehenden perforierten Bodenplatte 29, einem Übergangsteil 50 für den Obergang von hoxagonalem sum runden Querschnitt sowie dem obengenannten, langgestreckten unteren Endteil 22.

Das Hantelrohr 24, das auch entbehrlich sein kann, kann eine Ringe von oa. 4 m und eine Wandstärke von ca. 0,2 - 2 mm haben, vorsugsweiee ea. 0,6 - 0,7 mm, und besteht aus einer Zirkoniumlegierung. Sein oberes Ende iet über das obere Ende dee Brennetabbündels ge-

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zogen, um die Einführung eines Hebewerkzeugs beim Auswechseln der Kerneinheit zu erleichtern. Die Seiten des Mantelrohres 24 sind wellenförmig und folgen den Konturen der Brennstäbe 26. Diese Wellenform erhöht die Biegefestigkeit des Mantelrohres 24 in Längsrichtung. Die Biegefestigkeit in seitlicher Richtung nimmt ab, deshalb wird bei einem überdruck in der Brennstoffkassette im Vergleich «um umgehenden Spalt 21 leichter als vorher das Mantelrohr 24 elastisch verfornt, so daß die bereits unbedeutenden Spalte 21 im großen und ganzen verschwinden· Ein Druckunterschied von einigen Zehnteln Bar genügt, um die Mantelrohre bis zum Anliegen aneinander "aufzublasen". Weiter greift die Wellenform einer Mantelrohreeite in die Wellenform der angrenzenden Mantelrohrseite (Siehe Fig. 17), aο daß sich die Brennstoffkaeeetten 19 teilweise gegenseitig absichern und die mechanische Stabilität des Kerns 1 zunimmt. Dies ist von besonderem Wert, da, wie erwähnt eine Gitterplatte bei diesem Kernaufbau nicht vorhanden ist. Die Steuerstableitrohre 17 haben einen kreisförmigen Querschnitt, der sich dem hexagonalen Querschnitt dee Mantelrohres 24 gut anpaßt, was eine gute Verteilung der Absorberfinger 31 über den Kassettenquerschnitt ermöglicht. 9atürlich kann auch ein Mantelrohr mit einen hauptsächlich quadratischen Querschnitt verwendet werden, wobei es zweckmäßig ist, daß auch die Steueretableitrohre 17 «inen ähnlichen Querschnitt haben.

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Daβ Brennetoffkasseitengitter umfaßt in dem gezeigten Pall drei« hunderteinunddreißig mögliche Brennstabpositionen. Von diesen enthalten dreihundertfünf Brennstäbe, fünfundzwanzig Leitrohre für Abaorberfinger und einer die Neutronenflußmeßsonde 16. Die Brennet be 26 bestehen aus angereicherten Urandioxydtabletten mit einem Durchmesser von ca. 10,5 mm, die in einem Hüllrohr aus einer Zirkoniumlegierung mit einer Wandstärke von ca. 0,8 mm gestapelt sind. Die Hüllrohre sind an den Enden mit unteren und oberen Endpfropfen 32 bzw. 33 verschlossen. Sie oberen Endpfropfen 33 haben einen Halsteil 34 und einen Kopfteil 35 mit einer naoh unten gerichteten Schulter 36, die einem Hebewerkzeug einen Angriffspunkt zum Herausziehen des Brennstabs 26 aus dem Brennstabbündel gibt. Ss ist selbstverständlich, daß viele verschiedene Typen von Sndpropfen Angriffspunkte haben können, in Fig. 12a-e werden einige davon gezeigt, die darin übereinstimmen, daß alle mindestens eine, zumindestens teilweise nach unten gerichtete Schulter haben. Die Brennstäbe 26 sind durch die Abstandhalter 28 bis zum Eontakt mit der Oberseite ( der perforierten Bodenplatte 29 hineingeschoben. Diese Platte 29 hat nur eine tragende Funktion und hat daher zum unterschied von üblichen Endplatten keine genau lagebestimmenden Löcher für die unteren Bndpfropfen 32 der Brennstäbe 26, da die positionsbestimmenden Funktion von den untersten der Abstandhalter 28 übernommen wird. Sie Leitrohre 27 für die Absorberfinger sind an dem perforierten Boden 29 befestigt und erstrecken sich von dort naoh oben, während an. der Unterseite der Bodenplatte 29 sich an den Leitrohren 27 koaxiale iinlaufdroeaelungen in Form von Bohritümpfen 37 mit kleinerem Innen-

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durchmesser als die Leitrohrβ Pl befinden. Biese Einlaufdroaseimigen ergeben einen so großen Strömungswiderstand, daß man eine im wesentlichen konstante Kühlmediunströmung in den Leitrohren 27 erhält, unabhängig davon, wie weit der Steueratab 20 aus dem Brennstabbündel 25 herausgezogen ist.

Jeder Abstandhalter 28 wird von einem Rahmen umgeben und enthält mehrere Abstandhalterelemente 38, von denen jedes einen Brennstab 26 umgibt. Das Abstandhalterelement 38, das in den Pig. 18 und 19 näher gezeigt ist, besteht aus zwei den Brennstab umgebenden und auf Abstand voneinander angeordneten, identischen zwölfkantigen Ringen 39» die miteinander mittels vier gleichmäßig umden Brennetab verteilte, langgestreckte bandförmige vertikale Abstandhalterfedern 40 mit variierender Bandbreite und dem Brennstab 26 zugewandten Auebuchtungen 41 miteinander verbunden sind. Per Abstandhalterrahmen hat eine trapezförmige Wellenform, so daß er drei aufeinanderfolgenden Seiten in jedem der äußeren zwölfkantigen Abstandhalterelemente 38 folgt, mit Ausnahm· der Eckenpositionen, in denen in einem hexagonalen Gitter der Abs tandhalt errahmen fünf aufeinanderfolgenden Seiten folgt und danach auf das nächstliegende Abs tandhalt er element 38 übergeht. Er kann mit Löchern versehen sein, aber in der Ausführung, in der di« Brennstoffkassette 19 kein Mantelrohr hat, ist es zweckmäßig, daß er ganz ist. Es ist dabei zweckmäßig, daß der Abs tandhalt errahmen höher ist als die Abstand«- halterelemente 38 und daß seine oberen und unteren Kanten dem Brennstabbündel entgegengebogen sind, Ao daß die Abatandhalterrahaen

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benachbarter Brennntoffkassetten holm Anheben und Heruntersenken einer Kerneinheit nicht ineinanderhaken. Ein hoher Abatandhalterrahmen dnrapft auch eventuelle strömungsindueierte Schwingungen in den Brennatoffkassetten, vorausgesetzt, daß die Abstandhalter in ein nder naheliegenden Brennetoffkaseetten auf gleicher Höhe angeordnet sind. Wenn zwei Abstandhalterrahmen auf gleicher Höht zusammengeführt werden, muB nämlich das Wasser in dem Spalt ?\ zwischen den Rahmen verdr'in£t,und wenn sie auseinander geführt werden, muß < Wasser angesaugt werden. Die DBmpfwirkung wächst mit zunehmender Höhe der Abstandhalterrahmen oder zunehmender Fläche eines oder mehreren auf dem Abstandhalterrahmen befestigten Bleche oder dergleichen. Auch für den Fall, daß einige Kassetten kein Mantelrohr haben, ist es vorteilhaft, einander benachbarte Brennstoffkassetten so anzuordnen, daß die Wellenform eines Abstandhalterrahmene in die Wellenform eines benachbarten Abstandhnlterrahmens oder Mantelrohrseite eingreift.

Die Abstandhalter ?8 sind an den Leitrohren 27 für die Absorberfinger befestigt. Ba die Leitrohre 27 dünnwandig sind, die Wandet HrIc β ist ca. 0,5 en, ist es zweekmäSig, daß die Abstandhalter 28 über einem Verstftrktmgsrohr 42 befestigt werden. Dieses kann aus einer oberen und einer unteren HMIfte, die verschieden hoch sein können, bestehen oder mit Aussparungen versehen sein, damit die Abstandhalterfedern 40 aus den Brennst«ben 26 heraus gegen das am Terstärkungsrohr 4? anliegende Abstandhalterelement 38 federn können. TTm das gewünschte nachgebende Pesthalten der Brennatäbe

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zu erhalten, ist es notwendig, daß man bei den Stapeln der Abetandhalterelemente 3G in seitlicher Richtung zu einem Abstandhalter darauf achtet, daß Jede Abstandhalterfeder 40 aus ihrem Brennstab 26 herausfedern kann, ohne auf ein Hindernis zu treffen, z.B. eine Abstandhalterfeder eines benachbarten Abstandhalterelements 38» ein Absorberfingerleitrohr 27 oder ein Verstärkungsrohr AP.· Eine Art, Abstr-ndhalterelemente 38 gleichmüßig zu stapeln, was in Kontrollhinsicht vorzuziehen iot, vrird in dem. unter en linken Teil der Pig. 6 gezeigt.

Die Fingersteuerstäbe 20 enthalten fünfundzwanzig vertikale, parallele Finger, von denen vierundzwanzig Absorberfinger 31 Bind und einer eine axial etwas bewegliche Zentralstange 43t die natürlich auch ein Abeorberfinger sein kann, aber Torzugeweise aus nichtrostendem Stahl beeteht. Aller Absorberfinger 31 sind gleich lang und hauptsächlich auf zwei zu der zentralen Stange konzentrischen Kreisen und auf solche Weise angeordnet, daß neun dem inneren und fünfzehn dem äußeren Kreis zugehören. Die unteren Enden der Abeorberfinger 31 sind in einer Befestigungeplatte 44 mit Fachwerkkonstruktion festgeschraubt. Die Befestigungsplatte 44 wird am deutlichsten in den Fig. 5c und 8 gezeigt. Ein zentraler Schaft 45 ragt vertikal nach unten aus der Befestigungsplatte 44 heraus und ist an seinem unteren Ende mit einen ersten Kupplungsteil 46 zum Kuppeln an einen zweiten Kupplungsteil 47 versehen, das von einer der Steuerstabantriefceaaordnung 14 zugehörigen Antriebsstange 48 getragen wird· Der Steueretabeohaft 45 ist lang, damit die Antriebestang· 48 keiner

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allzu starken Bestrahlung auegesetzt wird.

In Pig. 5d wird eine Aueführungsform gezeigt, bei der das Kupplungsteil 47 radial bewegliche Kupplungselemente in Form von auf horizontalen Wellen 49 schwenkbaren Haken 50 mit einem oberen gezahnten Seil 51 trägt. Sie Haken sind in Sichtung Nieht-Greiflange federbelastet 52. Der Kupplungsteil 46 ist mit Gegenelementen in Form von Nuten 53 für das Eingreifen des gezahnten Seil 51 der Haken 50 versehen. Sin aus dem Kupplungsteil 46 herausragender Rohrkragen 54 liegt bei der Auswechselung der Kerneinheit nach dem Herabsenken der Kerneinheit in Richtung des Kupplungsteils 47 auf den an den Haken 50 angeordneten Torsprüngen 55» wobei die Haken von Nicht-Greif lage in die in Pig. 5d gezeigte Greiflage schwenken und der gezahnte feil 51 der Haken in die Nuten 53 greift. Die zentaLe Stange 43 ist von solcher länge, daß ihr oberes Ende bei ganz eingefahrenem Steuerstab axial aus dem oberen Ende des Brennstabbündels 25 herausragt. Eine Feder 56, die aus Sicherheitsgründen doppelt sein sollte, preßt den unteren Teil der Stange, der wie ein Sicherungskopf 57 geformt ist, nach unten in eine Absicherungslage, in der die Haken 50 nicht aus der Greiflage gehen können.

Sin auf der zentralen Stange 43 angeordneter Anschlag 58 liegt normalerweise gegen die Befeetigungsplatte 44 und verhindert, daß die Stange 43 sieh weiter naoh unten bewegt. Sine auf der Antriebestange 48 angeordnete, mit Löchern versehene Kupplungefuhrungsplatte 59 führt die Antriebeetange in dae Steueretableitrohr 17 und trägt

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axial laufend· Sehtiben 6o zur Führung dta Kupplungsteils 46 zum Kupplungsteil 47.

In Fig. 9 ist eine Variant« der Kupplung in Fig. 5d gezeigt, die sich von dieser dadurch unterscheidet,daß die schwenkbaren Haken 50 hier zu dem Eupplungeteil 46 und die Nuten 53 hier zu dem Kupplungsteil 47 gehören und daß ein zentraler Zapfen 61 auf dem Kupplungsteil 47 den aus dem Kupplungsteil 46 herausragenden Rohrkragen 54 ersetzt.

In den Fig. 10 und 11 wird noch eine andere Kupplungsvariante gezeigt. Sie schwenkbaren Haken 50 können gegen Kugeln 62 ausgetauscht werden, die in durchgehenden, nach innen und unten geneigten Löchern 63 in dem rohrförmigen unteren feil des Kupplungsteile 46 beweglich sind. Auch der obere Teil des Kupplungeteils 47 ist rohrförmig und mit einer inneren runden Hute 53 versehen. Die Kugeln 62 werden daran gehindert, die Löcher 63 in Sichtung nach innen zu verlassen, in dem die Bewegung des Sicherungekopfes 57 nach oben durch die völlig zusammengedrückte Feder 56 oder einen Anschlag 64 begrenzt wird, der bei gehobenem Sicherungekopf am Kupplungsteil 46 anliegt. SeJ die Kugeln die löcher in Biohtung nach außen verlassen, wird duroh einen in das Kupplungsteil 46 eingesetzten Hing 65 mit einer Lippe 66 verhindert, der die Fläch· der Löcher 63 begrenzt. Die Endfläche 67 am rohrförmigen Teil des Kupplungsteils 46 ist abgeschrägt und dient teils als Führungeflache bei der Zuearaaenftüirung

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dtr Kupplungeteilt 46 und 47 und teils als Anlagefläch· zum Kupplungsteil 47ι um den Kupplungeteilen im Einkupplungemoment die richtige Höhenlage im Verhältnis cueinander zu geben.

Si· Abeorberfinger 31, die in Fig. 5 gezeigt sind, sind solide und bestehen aus Rohren mit einer Füllung aus Borkarbid. Sie werden durch einen Waeoeratrom in einem ringförmigen Spalt zwischen ihnen und dem umgebenden Leitrohr 27 gekühlt, und der Spalt muß deshalb tin gewiasee Mindestmaß haben, β.B. 2 mm. Die Absorberfinger 31 werden dadurch ao achmal, daß sie geknickt werden können. TJm die Knickungβ-neigung zu verringern, kann jeder Absorberfinger rohrförmig ausgeführt werden, was aus Fig. 13 hervorgeht. Borkarbid 68 ist hler zwischen konzentrischen Rohren 69 und 70 angeordnet, und der Zwischen raum zwischen den Rohren 69 und 70 ist durch hohle Xndpfropfen 71 und 72 mit einer rohrförmigen Verlängerung 73 und 74 verschlossen. Sie rohrförmig· Verlängerung 73 des unteren Endpfropfens 71 ist unten mit einem Gewinde sum Festschrauben an der Befestigungsplatt« 44 versehen. Ein großer Teil des Kühlwassers kann nun durch die Absorberfinger 31 geleitet werden,die gemäß Fig. 15 einen geraden Ablauf 75 odr z.B. gemäß Fig. 14 und 15 vier Seitenabläufe haben, wodurch die Kühlspalte mu den umgebenden Leitrohren 27 verkleinert werden können, was wiederum mit sich führt, dafi der Durchmesser der Absorberfinger vergrößert werden kann, die Abeorberfinger werden stabiler. Auch andere Ausführungen der Absorberfinger 31 und andere· Absorbermaterial als Berkarbid ist denkbar.

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Di· zentral· Stang· 43 und die Absorberfinger 31 haben je ein oberes Endteil 79t das einen Haieteil 80 und einen Kopfteil 81 mit einer nach unten gerichteten Schulter 82 hat. Die zentrale Stange 43 und die Absorberfinger 31 sind von solcher Länge, daß die Endteil· 79 bei ganz eingefahrenem Steueratab 20 aus dem oberen Ende des Brennetabbündels 25 herausragen. Die Schulter 82 auf der zentralen Stange 43 gibt einem Hebewerkzeug eine Greifmöglichkeit zum Freimachen der Kupplung, und die Schultern 82 auf den Absorberfingern 31 sind Angriffspunkte für ein Hebewerkzeug zum Heben der ganzen Kerneinheit 18. Es ist zweckmäßig, daß die Schulter 82 auf dem oberen Endteil 79 der zentralen Stange 43 auf einem Hlveau und die Schultern 82 auf den Endteilen 79 der Absorberfinger 31 auf einem anderen, höheren Niveau angeordnet sind und daß der dazwischenliegende Abstand größer ist als die für das Freimachen der Kupplung notwendige Hubstrecke für die zentrale Stange 43, aber kleiner als die der zentralen Stange 43 zugänglichen Hubs trecke ... zwischen der unteren Sicherungslage und der oberen Endlage. Dies ermöglicht die Anwendung eines einfachen Werkzeugs zum Heben der Kerneinheit, wobei dieses Werkzeug alle Greiforgane auf derselben Ebene haben kann. Bei einem auf ein Herabsenken des Werkzeuges folgenden Anheben folgt zuerst nur die Zentralstange 43 mit nach oben, aber wenn deren Schulter su dem ffiveau der Schultern 82 der Absorberfinger 31 kommt, hebt das Werkzeug an sämtlichen Andteilen 79·

Es ist selbstverständlich, daß viele verschiedene Typen von Sndteilen Mngriff»Möglichkeiten bieten können und in den Pig. 12a-e

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sind einige davon gezeigt» die darin übereinstimmen, daß alle mindestens eine zumindestens teilweise nach unten gerichtete Schulter 82 haben..In den Pig. 12a, b, c und e enthält der Endteil 79 einen Halsteil 80 und einen Kopftail 81. In Fig. 12a ist die Schulter B2 eben, ringförmig und nach unten gerichtet, in Mg. 12b ist sie abgestumpft konisch und nach unten und nach außen gerichtet, in Pig. 12c i3t der Kopfteil 81 sphärisch und die Schulter 82 besteht aus einer sphärischen Zone, in Pig. 12 β besteht der Kopfteil 81 aus einem querliegenden zylindrischen Stab, wodurch man zwei Schultern 82 erhält. In der Ausführungsform gemäß Pig. 12d enthält der Endteil 79 einen Rohrkragen 83 mit drei inneren runden Nuten 84» die somit drei nach unten und einwärts gerichtete Schultern 82 bilden. Um bei einem Heben der Kerneinheit 18 an den Absorberfingern 31 sicherzustellen, daß die Belastung auf den Absorberfingern 31 gleichmäßig ist, kann man für deren obere Endteile 79 die Ausführungeform wählen, die in Pig. 12f gezeigt ist. Bei dieser Ausführung federt die Schulter 82 im Vergleich zu dem Abeorberfinger 31 nach oben, dadurch daß das Endteil 79 einen Rohrkragen 85 mit einer oberen einwärts ragenden Plansche 86 sowie eine Feder 87 hat, die zwischen dem Plansch 86 und einer unten am Halsteil 80 angeordneten kolbenähnlichen Erweiterung 88 angeordnet ist.

Wie erwähnt, sind die Absorberfinger 31 im Verhältnis zu ihrer Läng· so schmal, daß sie bei einem schnellen Einfahren der Pinger-Bteueretäbe Gefahr laufen, geknickt au werden. TJm gegen solches

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Knioken hinreichende Sicherheit zu erhalten, müßten die Absorberfinger 3t in gewissen fällen einen solohen Durchmesser haben, daß sie in einer Brennstabposition keinen Platz hätten. Indem man in dem Steuerstableitrohr 1-7 mindestens eine, axial bewegliche Führung, m. 3. eine führungsplatte 89, für die Absorberfinger 31 anordnet, kann deren Burohmesser im wesentlichen beliebig gewählt werden, ohne ein Knicken zu riskieren. Die in Flg. 5o und 7 gezeigte bewegliche Führung 89 besteht aus einer Führungsplatte mit Faohwerkkonstruktion und ähnelt der Befestigungsplatte 44« kann aber eine kleinere Anzahl iuerriegel sowie eine größere Höhe als diese haben. Die bewegliche führungsplatte 89 ist genau wie die Befestigungeplatte 44 und die Kupplungeflihrungeplatte 59 auf der Antriebstange 48 mittels drei innenseitig in dem Steuerstableitrohr 17 laufenden Führungsleisten und deren Fortsetzung 91 auf dem unteren runden, langgestreckten Bndteil 22 auf der Innenseite der Brennstoffkassette 19 undrehbar geführt« Wenn eine einzige bewegliche Führungcplatte 89 erforderlieh 1st, wird diese in einer unteren Endlage ungefähr auf halber Höhe der Steuerstabhublänge unter der Brennstoffkassette 19.angeordnet, und wenn mehrere bewegliche Führung»- platten benötigt werden, werden diese so verteilt, daß maximale Knickeicherheit erreicht wird. Bei der Anwendung einer beweglichen Führungsplatte 89 liegt diese auf der Befestigungsplatte 44 und folgt deren Bewegungen, wenn der Steuerstab 20 über die halbe Hublänge eingefahren ist. Anderenfalls wird die be./egllohe Führungsplatte 89 von ihrem eigenen Gewicht in ihrer unteren. Endlage gehalten. Um sicherzustellen, daß die bewegliehe Püferungs-

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plattt 89 In ihr· unter· Endlage surüokgeführt wird, kann man di· «entrale Stange 43 und/oder die Abeorberflnger alt Anschlägen oder ähnlichen Mitteln rersehen, die in die Führungsplatte 89 einhaken und ei· herunterziehen. In Fig. 13 wird ein Absorberfinger 31 gezeigt, der alt Aneohlägen 77 in Fora τοη herausragenden Uhterkanten auf einen Stab 78 rereehen ist, der quer duroh den Absorberfinger 31 geht. Die Hubkraft auf Grund eines Druckabfalls des duroh das Steueretabl·itrohr etruaenden Kühlwassers ist bei d iweokaäiiger Konstruktion der Führungsplatte 89 wesentlich kleiner als das Gewicht der Führungοplatte 89. In Fig. So liegt die bewegliche Führungsplatte 89 in ihrer unteren Endlage auf Abeätsen 92 der Führungeleieten 90, aber ee ist selbetreretändlieh, dal solche Absätze direkt an der Innenwand de· Steueretableltrohree 17 angeordnet werden können. Die bewegliche Führungsplatte 89 kann auch auf Beinen stehen, die sieh gegen den unteren Teil des Steueretableitrohree 17 stütsen, oder an Führungsstangen τοη der Brennstoffkaeeette herunterhängen. Alle diese Anordnungen werden natürlich so ausgeführt, daß die Befestigungsplatte 44 fortwährend " entlang der ganzen Hublänge beweglich ist. Vm die Stofkraft iu reralndern, wenn die Befestigungsplatto 44 beia linfahren alt roller Geschwindigkeit die bewegliche Führungsplatte 89 trifft, können die Befeetigungsplatte 44 und die bewegliehe Führungeplatte 89 alt sussjBMHwlrkenden Organen rereehen werden, die geaeineaa eine hydraulische Breaee bilden. Auch Federn kennen für diesen Zweck angewendet werden. Ia Fig. 16 1st eine Aueführungefora g·- seigt, in der die bewegliche Führung 89 ein langes, entlang der Innenwand des Steverstableitrohres 17 laufend·· Bohr 93 enthält, das in der unteren ladlage der Ftthrusg 89 auf aea unteren feil

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dee Steueretableltrohres 17 steht* Bit Befestigungeplatte 44 1st mittels Zapfen 94 in der axialen Hute 95 der Innenwand dee Bohre β 93 drehge si chert, und das Bohr 93 wiederum wird mit Zap-, i*n 96 in der axialen lute 97 der Innenwand des Steueretableitrohres 17 drehgesichert*

Sas S teuere tabl· It rohr 17 hat einen unteren Übergänge teil 98 für den AnsohluB am Steueren triebsstutsen 13· 2>er Übergangsteil 98 ist mit Einlauf löchern 99 für das Kühlwasser rereehen, das der Brennstoffkassette sugefUhrt werden soll* Ein geschlitster Spannring 100 ist in swei entgegengesetzten Hüten 101 und 102 in dem Steuerantriebestutssn 13 bsw. dem Obergangsteil 98 angeordnet, um eine ferngesteuerte, lösbare Verbindung «wischen diesen Komponenten (13 und 98) «u erhalten· Die Hute 101 hat eine der halben Breite des Spannrings entsprechende liefe und die Hute 102 eine doppelt so groBe Tiefe· Haehdem die Kerneinheit abgehoben ist und die XupplungsfOhrungsplatte 59 der Antriebsstange 48 abmontiert, kann man mit einem ferngesteuerten Verkseug den Spannring 100 in die Hute 102 pressen, so dal das S teuere table it rohr 17 von dem Steuergerätetutcen 13 freigeht.

Die Heutronenflufmesssonden 16 sind langgestreckt und so schmal, daß sie auf einer Brennstabpoeition im Gitter Plats finden, eie sind ia lokenpositionea auf solche Weise in der Brennsteffkaesette 19 angeordnet, dafl alle im Terhältnls «t der ent-

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sprechenden Brennetoffkassette gleich gelegen sind, so daß sie sich gleichmäßig über den Kern 1 verteilen. Sie Sonde 16 verlißt die Brennstoffkassette 19 an dem unteren Ende des Hantelrohres 24 und läuft dann parallel mit dem Steuerstableitrohr 17 in dem Durohführungerohr 15» das hier die Sonde 16 führt. Die Sonde verläßt dann das Reaktordruckgefäß 8 durch dessen Bodenteil 9* Sie Sonden 16 sind azial beweglich. Beim Auswechseln einer Kerneinheit 18 werden die Sonden 16 eret nach unten aus der Brennstoffkassette 19 herausgezogen, wonach das Auswechseln erfolgen kann. Danach wird die Sonde wieder auf ihren Plats in der neuen Brennstoffkassette 19 surüokgeaetst·

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Claims

- 30 - . Patentansprücheι

1. Kernreaktor mit einem Reaktorkern, der von einem Reaktordruckgefäß mit einem Bodenteil umgeben ist und eine Anzahl durch den Bodenteil hindurchgehende Rohre hat, die eich zu dem Kern hinauf erstrecken und an ihren oberen Teilen Leitrohre für Steuerstäbe bilden und der aus einer Anzahl Kerneinheiten zusammengesetzt ist, die jede für sich eine Brennstoffkassette und einen der genannten Steuerstäbe enthalten, die in derselben Längsrichtung wie die Steueretableitröhre angeordnet sind, wobei die Brennstoffkaesetten einen im wesentlichen polygonalen Querschnitt haben und in polygonaler Gitterform angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Brennstoffkaasetten auf je einem Steueretabl@ita?öhr (17) naht, daß die Bxennstoffkaseetten (19) so dicht aage or fest sind, daß zwischen ihnen nur ein kleiner oder gar kein Spalt (21) ist, und dafi sie seitlich von angrenzenden Brennstoffkaesetten (19) und den dazugehörenden S teuer β table itrohren (17) gerfctttst werden.

2. Kernreaktor nach Anspruch 1, bei dem jede Brennst of fkaeset te ein Mantelrohr mit einem hauptsächlich polygonalen Querschnitt enthält, das ein Brennstabbundel mit einer Menge paralleler, in einem polygonalen Gitter angeordneter Brenne taue umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Selten des Mantelrohres (24) eine Wellenform halten, die im wesentlichen den Konturen der Bremstäbe

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(26) folgt, und daß die einander benachbarten Lerneinheiten so angeordnet sind, daß die Wellenform der einen Msntelrohr-■eite in die Wellenform der angrenzenden Mantelrohrseite eingreift.

3. Kernreaktor nach eines der Ansprüche 1 und 2, bei dem jeder Steuerstab ein ringersteuerstab mit mehreren parallelen Absorberfinger von gleicher Länge ist, die am unteren Ende von einem Befestigungshalter zusammengehalten werden, der ein erstes Kupplungstell sum Zusammenkuppeln mit einem weiten Kupplungsteil hat, das Ton der Antriebsanordnung für den Steuerstab getragen wird, und bei dsm jede Brennstoffkassettt sin Brennstabbündel mit einer Menge paralleler, in «insm polygonalen Sitter angeordneter Brennstäbe und für die Absorbsrflngsr an Brennstabpositionen in dem Gitter angeordnete Leitrohre hat, dadurch gekennzeichnet, daß das eine der Kupplungstelle (47) hauptsächlich radial bewegliche Kupplungeelemente (50, 62) trägt, dal das swsite Kupplungsteil (46) Oegeneleasnte (53) trägt, die in die radial beweglichen Xapplungselemente (50, 62) eingreifen, und daß der Kupplungstell (46) des Befestigungehaltere mit einer zentralen Stange (43) rereehen ist, deren oberes Ende bei gans hineingeschobenen Absorberf ingem axial aus dem oberen Ende des Brennetabbundels (25) herausragt und deren unteres Ende (57) ein Absicherungsorgan für die radial beweglichen Kupplungeelemente (50, 62) ist, wenn diese In Greiflage sind, wobei die sentrale Stange (43) sine untere Sicherungslage hat, von

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der die Stange axial nach oben bewegt werden kann, um die Kupplung freizugeben·

4· Kernreaktor nach inepruch 3, gekennzeichnet durch einen Sicherungekopf (57) an dem unteren Ende der zentralen Stange (43), eine Feder (56), die den Sicherungekopf (57) nach unten in Sicherungslage preßt, einen Anschlag (58), der verhindert, da£ der Sicherungekopf (57) länger nach unten geführt wird ale in Sicherungslage, und mindestens eine in dem oberen IeIl (79) der zentralen Stange (43) gelegene, zumindeetene teilweise nach unten gerichtete Schulter (82) als Angriffspunkt für ein Hebewerkzeug zum Heben der Stange aus Sicherungslage.

5. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Stange (43) Innerhalb dee Srennstabbündels (25) in einem Leitrohr (27) läuft, das in einer zentralen Brennetabpoeltion im Gitter angeordnet let und eine Einlauf drosselung (37) hat, die eine im wesentlichen konstante Kühlmediumdurchetrömung bewirkt, unabhängig davon, wie weit diese zentrale Stange (43) aus dem Brennstabbündel (25) herausgefahren let»

6. Kenreaktor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dafi suBlndestene einige der Abeorberflager (31) obere Endteile (79) haben, die bei ganz eingefahrenen Abaorbtrfingera

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axial aus dem oberen Ende des Brennstabbündels (25) herausragen, und daß jedes dieser Endteile (79) mit mindestens einer zumindestens teilweise nach unten gerichteten Schulter (82) als Angriffspunkt für ein Hebewerkzeug zum Heben der Kerneinheit hat.

7. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Absorberfingerle it rolir (27) mit einer Einlaufdrosselung (37) versehen ist, die eine hauptsächlich konstante Kühlmediumdur chströmung in dem Lei tr ohr (27) bewirkt, unabhängig davon, wie weit der Absorberfinger (71) aus dem Brennstabbündel (25) herausgefahren ist.

8. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Absorberfinger (31) einen inneren Strömungskanal für Kuhlmedium hat.

9. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 3 bis 8, Bei dem die Brennetoffkaesette eine Anzahl Abstandhalter enthält, die in verschiedener Höhe an den das Brennstabbündel durchlaufenden Leitrohren fest angebracht sind, wobei die Abstandhalter elastisch nachgebende Organe enthalten* die an jedem Brennstab an mindestens drei Anlagepunkten je Abstandhalterniveau federnd anliegen, und bei dem die Brennstoffkassette außerdem ein querliegendes Stützorgan enthalt, das in der Höhe unmittelbar

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unter den unteren Enden der Järennstäbe gelegen und an dem Mantelrohr fest angebracht ist und das Passieren eines Kühlmediums zuläßt» dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstäbe (26) durch die Abstandhalter (28) bis zum Kontakt mit der Oberseite des querliegenden Stützorgans (29) hineingeschoben sind und daß sie nur durch die Abstandhalter und das querliegende Stlitzorgan (29) in den vorgesehenen Positionen gehalten werden, und daß jeder Brennstab (26) ein oberes Endteil (⁷O hat, das mit mindestens einer zumlndestens teilweise nach unten gerichteten Schulter (36) als Angriffspunkt für ein Hebewerkzen^ zum Herausziehen des Brennstabes (26) versehen ist» wodurch jeder

einzelne Brenne tab (26) sowohl separat als auch in Gruppen ausgewechselt werden kann«

10. Kernreaktor nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das querliegende Stützorgan (29) aus einer perforierten Platte besteht und daß die das Brennstabbündel (25) durchlaufenden Leitrohre (27) in dieser Platte feet angebracht sind.

11. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet» daß eine langgestreckte Jfeutronenflußmeßsonde (16) in einer Sckenposition in des polygonalen Brennstabgitter innerhalt) hauptsächlich jeder Brextnstoffkaesette (19) angeordnet ist, daß alle Sonden (16) im Verhältnis su der entsprechenden Brennstoffkaesette (19) gleich gelegen sind» ßo daß die Sonden (16) gleichmäßig Über den Kern verteilt sind, und daß jede Sonde

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- 35 (16) in und aus der Brennetoffkaseette axial "beweglich ist.

12 Kernrealetor nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorberflnger (31) jedes Steuerstäbeβ beim Einfahren in die Brennstoffkassette (19) seitlich von mindestens einer Führung (89) gestützt werden, die in dem Steuerstableitrohr (17) zwischen einer oberen und einer unteren Endlage \ beweglich angeordnet ist.

13. Kernreaktor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Führung (89) in mindestens drei Führungsleisten läuft, die sich an der Innenwand des Steuerstablsitrohres entlangstrecken, wobei jede Leiste mit eine« Absatz versehen ist, auf dem die bewegliche Führung in ihrer unteren Endlage ruht.

14. Kernreaktor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

die bewegliche Führung (89) mindestens ein axial nach unten { herausragende β, langgestrecktes Organ (93) trägt, das von dem Steueretableitrohr (17) durch einen schmalen Spalt getrennt ist, wobei das Organ an der unteren Bndlage der beweglichen Führung (89) auf einem in dem unteren Ende des Steuerstableitrohres (17) angeordneten Absatz ruht.

15. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 9 bis 14« bei dem jeder Abstandhalter eine Menge Abstandhalterelemente enthält· von denen

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jedes einen Brennstab umgibt, dadurch, gekennzeichnet, daß jedes Abstandhalterelement (38) aus zwei,.die Brennstäbe umgebenden und auf Abstand voneinander angeordneten, identischen zwölfkantigen Ringen (39) besteht, die miteinander durch vier gleichmäßig um die Brennstäbe verteilte, langgestreckte, bandförmige vertikale .Haltefedern (40) mit variierender Bandbreite und an ägk die Brennstäbe anliegenden Ausbuchtungen (41) verbunden sind.

16. Kernreaktor nach Anspruch 15, bei dem die Brennstäbe in einem gleichseitigen dreieckigen Gitter angeordnet sind und bei dem Jedes das Brennst abblinde 1 durchlaufende Leitrohr sechs umgebende Abstandhalterelemente auf jedem Abstandhalterniveau stützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandhalterelemente (38) seitwärts auf solche Welse gestapelt sind, daß auf jedem Abstandhalterniveau «mriaal eine Haltefeder auf einer geraden Linie zwischen dam Zentrum einer Brennstabposition im Sitter

™ und dem Zentrum einer naheliegenden Brennstabposition vorkommen kann und daß die Haltefedern (40) Seile besitzen, die entlang dieser geraden Linie eine gewisse Bewegungsfreiheit im Verhältnis zu einer Hormallage haben.

17. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Endteil (79) eines jeden Absorberfingers (31) in axialer Richtung federnd (86, 87, 38) an dem eigentlichen Absorber stäbchen angebracht 1st.

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18. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 6 "bis 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (82) auf dem oberen Endteil (79) der zentralen Stange (43) auf einem gewissen Niveau und die Schultern (82) der oberen Endteile (79) der Absorberfinger (31) auf einem anderen, höheren Niveau angeordnet sind, und daß der Abstand swischen ihnen größer ist ale eine zum Freigeben der Kupplung notwendige Hubstrecke für die zentrale Stange, aber kleiner als die der zentralen Stange zugängige Hubstrecke zwischen der unteren Sicherungslage und einer oberen Endlage.

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L e e r s e i t e