DE2010233A1 - Moderator assembly for gas cooled reactors - Google Patents
Moderator assembly for gas cooled reactorsInfo
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Abstract
Description
Kernreaktor-Moderatoraufbau Die Erfindung betrifft einen Kernreaktor-Moderatoraufbau aus mehreren in einer Schicht oder Lage angeordneten Moderat;orbausteinen, die untereinander mit ihren Außenumfangsflächen durch Feder-Nut-Verbindungen verkeilt sind, wobei Jeweils jede Feder in in der Außenumfangsfläche der Moderatorbausteine vorgesehene Nuten eingreift. Üblicherweise besteht ein derartiger Coreaufbau aus mehreren derartigen übereinandergeschichteten Lagen, wobei die einzelnen Moderatorbausteine jeder Lage mit den gleichartigen Moderatorbausteine in der darüber und/oder darunter befindlichen Lage ausgerichtet sind, derart daß die einzelnen Moderatoi.0bausteine in vetikalen Säulen angeordnet sind, welche vertikale Kanäle zur Aufnahme von Brennstoffelementen, Steuerstäben und anderen Anlageteilen des Kernreaktors bilden. Nuclear reactor moderator assembly The invention relates to a nuclear reactor moderator assembly of several moderate modules arranged in one layer or layer, one below the other are wedged with their outer circumferential surfaces by tongue and groove connections, wherein Each spring is provided in the outer circumferential surface of the moderator building blocks Engages grooves. Such a core structure usually consists of several such stacked layers, with the individual moderator modules of each layer with the moderator modules of the same type in the one above and / or below Position are aligned in such a way that the individual moderatoi.0 building blocks in vetical Columns are arranged, which vertical channels for receiving fuel elements, Form control rods and other plant parts of the nuclear reactor.
Es ist bekannt, daß in Kernresaktor-Coreaufbauten dieser Art, die beispielsweise in "Magnox" - und "Fortgeschrittanen gasgekühlten" Kernreaktoren eingehaut sind, die Moderdatorbausteine, wenn sie aus Graphit hergestellt sind, unter den normalen Betriebstemperaturen des Coreaufbaus eine Schrumpfung mit zunehmender Bestrahlungsdosis zeigen. Dies hat eine Verzerrungsverformung bzw. Verwerfung der Nuten zur Folge.It is known that in nuclear reactor core structures of this type, the for example in "Magnox" and "Advanced Gas Cooled" nuclear reactors are embedded, the moderator blocks, if they are made of graphite, under the normal operating temperatures of the core structure a shrinkage with increasing Show radiation dose. This has a distortion deformation respectively. Rejection of the grooves as a result.
Falls beispielsweise die vertikalen Kanäle für die Brennstoffalemente durch Bohrungen bzw. Ausnehmungen in bestimmten Moderatorbausteinen gebildet werden, so ist in diesen Moderatorhausteinen die Bestrahlungsdosis an den Innenwandungsflächen größer als an den Außenumfangsflächen. Derartige Moderatorbausteine verden daher einen Ringzugspannung druckspannung an ihren Außenumfangsseiten ausgesetzt. Dies bewirkt eine Verzerrung bzw. Verformung der Nuten in der Weise, daß sie sich an ihrer Außenumfangsseite verengan, d. h.If, for example, the vertical channels for the fuel elements are formed by bores or recesses in certain moderator modules, so is the radiation dose on the inner wall surfaces in these moderator house stones larger than on the outer peripheral surfaces. Such moderator modules are therefore used A hoop tensile stress subjected to compressive stress on their outer peripheral sides. this causes a distortion or deformation of the grooves in such a way that they adhere to their outer peripheral side narrows, d. H.
daß die Nuten allgemein eine Schwalbenschwanzform annehmen.that the grooves generally assume a dovetail shape.
Umgekehrt ist bei anderen Moderatorbausteinen, die keine Brennstoffelemente enthalten (wanngleich sie in ähnlicher Weise mit Bohrungen bzw. Ausnehmungen versehen soin können, die zur Aufnahme von Steuerstäben oder anderen Coreanlageteilen dienen können) und die deher von außen her statt aus ihrem Inneren her bestrahlt werden, die Bestrahlungsdesis an Stellnin ihrem Inneren niedriger als an ihren Außenusfangsflächen; daher werden diese Moderatorbausteine inneren L@@ckkräfton undan ihren Außenumfangsoberflächen Ringzugspanangen ausgesetzt, mit der Folge, daß die in den Außenumfangeflächen vorgesehenen Nuten sich im Sinne einer nach innen fortschreitenden Verjüngung verformen, d. h. daß ihre Breite in Rich tung auf das Innere des betreffenden Moderatorbaustein@ abnimmt.The opposite is true for other moderator modules that do not have fuel elements included (although they are provided with holes or recesses in a similar way soin, which are used to hold control rods or other core system parts can) and which are therefore irradiated from the outside instead of from within, the irradiation desis is lower in its interior than in its outer peripheral surfaces; therefore, these moderator building blocks become inner L @@ ckkräfton and on their outer peripheral surfaces Annular tension clamps exposed, with the result that the provided in the outer peripheral surfaces Grooves deform in the sense of an inwardly progressive taper, d. H. that their width in the direction of the interior of the relevant moderator module @ decreases.
Im Hinblick auf diese im Betrieb auftretenden Nut Verformungen war es hinbar notwandig, swischen den Nuten und Federn ein Splel zur Koppen mtion @ di@@ Nut@orformung @onzuschen.With regard to this groove deformations occurring during operation was it is necessary to wipe the grooves and tongues with a rinse for coupling @ di @@ Nut @ orformung @onzuschen.
Dies hot @och @ur Fole. d@ß @es @rsaufhau @ie zeringei@ F@@tlgkeit @hält @@@@@@@ @ie @wi@chen d@@ Nut., und Federn vorgesehen zu werden brauchte.This hot @och @ur Fole. d @ ß @es @rsaufhau @ie zeringei @ F @@ tlgkeit @ holds @@@@@@@ @ie @ wi @ chen d @@ Nut., and springs to be provided needed.
Zur Behebung dieser Nachteile ist bei einem Kernreaktor-Moderatoraufbau der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung vorgesehen, daß jeweils in jeder mit einer Nut versehenen Außenumfangsfläche der Bausteine benachbart zu der Nut und in Abstand von dieser und in Längsrichtung der Nut verlaufend wenigstens ein Schlitz vorgesehen ict.To remedy these disadvantages is a nuclear reactor moderator structure of the type mentioned provided according to the invention that in each case grooved outer peripheral surface of the building blocks adjacent to the groove and at a distance therefrom and running in the longitudinal direction of the groove at least one Slot provided ict.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann die Anordnung .o getroffen sein, daß jede an einer Außenumfangsfläche eines Moderatorbausteine vorgesehenen Nut jeweils 2 in Abstand von dieser und an ihren beiden Seiten in Längsrichtung verlaufende Schlitze zugeordnet sind.According to a preferred embodiment, the arrangement can be made .o be that each provided on an outer peripheral surface of a moderator building blocks Groove in each case 2 at a distance from this and on both sides in the longitudinal direction extending slots are assigned.
Es hat sich ergeben, daß sich mit einer derartigen Anordnung die Verzerrung bzw. Verformung der Nuten ii Bestrahlungszustand der Moderatorbausteine ganz erheblich verringern läßt, ohne daß hierdurch die Festigkeit der Nuten nennenswert herabgesdzt würde; desweiteren hat Bich ergeben, daX infolge der geringeren Nutverformung von ilaus aus nur ein geringeres Spiel zwischen den Nuten und Federn vorgesehen zu werden braucht, wodurch für den Coreaufau eine größere Anfangs- $oder Eigenfestigkeit erreichbar ist.It has been found that with such an arrangement, the distortion or deformation of the grooves ii irradiation state of the moderator modules quite considerably can be reduced without significantly reducing the strength of the grooves would; Furthermore, Bich has shown that daX as a result of the lower groove deformation of ilaus to be provided from only a smaller clearance between the grooves and tongues needs, whereby a greater initial $ or intrinsic strength can be achieved for the core construction is.
Vorzugsweise ist der Abstand zwischen jeweils jeder Nut und dem bzw. den zugeordneten Schlitz bzw. Schlitzen im wesentlichen gleich der Breite der betreffenden Nut; die Schlitze weisen eine Tiefe zwischen der halben und der vollen Tiefe der zugehörig en ut auf; die Breite der Schlitze Ist so ausreichend, daß die durch die Ringspannungen bewirkten Verformungen aufnchmen können.Preferably, the distance between each groove and the or the associated slot or slots substantially equal to the width of the relevant Groove; the slots have a depth between half and the full depth of the belonging en ut on; the width of the slots is so sufficient that the through the Deformations caused by ring stresses can be absorbed.
Es können einzelne, gesonderte Federelemente vorgesehen sein, derart daß jeweils jedes Federelement in Eingriff mit Nuten in zwei benachbarten Moderatorbausteinen einer Schicht steht; alternativ kann vorgesehen sein, daß die Federn jeweils einst@ckig mit einem Moderatorbaustein ausgebildet sind und an dessen Außenumfangs-Oberfläche zum Eingriff in eine entsprechande Nut in der Außenumfangs-Oberfläche eines benachbarten Moderatorbausteins überstehen.Individual, separate spring elements can be provided in this way that each spring element in engagement with grooves in two adjacent moderator modules one layer stands; alternatively it can be provided that the springs are each integral are formed with a moderator module and on its outer circumferential surface for engaging a corresponding groove in the outer peripheral surface of an adjacent one Survive the moderator module.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen': Fig. 1 in shcematischer Draufsicht einen Kernreaktor-Corsaufbau gemäß der Erfindung Fig. 2 in perspektivischer Ansicht einen in dem Kernreakor-Coreaufbauaus Figur 1 verwendeten Graphitziegel, die Pigo 3 und 4 Schnittansichten von verzerrtan Nuten, ur Erläuterung der Erfindung.In the following an embodiment of the invention is based on the Drawing described; These show: FIG. 1 in a schematic top view Nuclear reactor structure according to the invention Fig. 2 in a perspective view Graphite brick used in the core reactor-core construction of Figure 1, the Pigo 3 and 4 sectional views of distorted grooves, to explain the invention.
Der in Figur 1 gezeigte Kernreskor-Goreaubau weist mehrere gleichartige Schichten aus Graphitziegeln auf; jede Schicht besteht, wie aus Figur 1 ersichtlich aus Ziegeln 10 mit achteckigem Querschnitt, in kombinierter Anordnung mit Ziegel 11 von quadratischen Querschnitt. Die Ziegel 10 weisen Öffnungen bzw. Ausnehmungen 12 zur Aufnahme von Brennstoffelezenten, und entsprechend die Ziegel 11 Ausnehwungan bzw. Löcher 13 zur Aufnahme von Steuerstäben und/oder anderen Core-Anlageteilen auf. Die einzelnen über einander angecrdne'tsn Schichten sind alle von gleicher Art, derart daß jeweils jeder Ziegel 10 bzw. 11 einer Schicht mit einem gleichartigen Ziegel 10 bzw.The nuclear rescor gore structure shown in FIG. 1 has several similar structures Layers of graphite bricks on; each layer consists, as can be seen from FIG of bricks 10 with an octagonal cross-section, in a combined arrangement with bricks 11 of square cross section. The bricks 10 have openings or recesses 12 to accommodate fuel elements, and correspondingly the tiles 11 Ausnehwungan or holes 13 for receiving control rods and / or other core system parts on. The individual layers arranged one above the other are all of the same Kind in such a way that each brick 10 or 11 of a layer with a similar Brick 10 resp.
11 in der darüber und/oder daruter befindlichen Schicht ausgerichtet ist; die Ziegel des Cores sind somit in vertikalen achteckigen bzw. uadratischen Säulen angeordnet, die mit ihren au fe inander ausgerichteten Öffnungen 12 bzw. 13 vertikale Kanäle bilden.11 aligned in the layer above and / or below it is; the tiles of the core are thus in vertical octagonal or u-square Arranged columns with their aligned openings 12 or 13 form vertical channels.
Die Graphitziegel 10 und 11 sind miteinander mitteln Vorsprüngen bzw. Federn 14 verkeilt, , welche in Nieten 15 in der Außenoberfläche der Ziegel eingreifen. Und zwar ist im gezeigten Ausführungsbeispiel Jeweils eine Nute 15 in jeder Außenobrfläche.The graphite bricks 10 and 11 are mutually centered projections or Wedges 14, which engage rivets 15 in the exterior surface of the brick. In the exemplary embodiment shown, there is one groove 15 in each outer surface.
der Ziegel, die mit einer entsprechenden Oberfläche eines anderen Ziegels zusammenwirkt, vorgesehen; die einselsen huten verlaufen Jeweils in Längsrichtung der betreffenden Ziegel; ihre Mitten liegen jeweils in durch die Län treffenden Ziegel verlaufenden Radialebenen. Aufgrund dieser Anordnung ist jeweils jede Nut mit der in der anliegenden Außenoberfläche der betreffenden benachbarten Ziegels vorgesehenen Hut ausgerichtet.the brick that has a corresponding surface of another Brick cooperates, provided; guard the lone islands get lost In each case in the longitudinal direction of the brick concerned; their centers are each in Radial planes running through the bricks that meet the Län. Because of this arrangement is each groove with the one in the adjacent outer surface of the relevant one adjacent tile provided hat aligned.
Die Nuten verlaufen dabei zwischen benachbarten Ziegetschichten kontinuierlich, derart daß die Nuten auch daz@ dienen, die Ziegel benachbarter schichten miteinander ausgerichtet zu hal ten. Vorzugsweise sind die Nuten jeweils nur an den stirnseitigen Enden der einzelnen Ziegel vorgesehen.The grooves run continuously between adjacent drawing layers, in such a way that the grooves also serve as the bricks of adjacent layers with one another aligned to keep th. The grooves are preferably only on the end faces Ends of each brick provided.
In Figur 2 ist die Charseite eines Ziegels 10 mit näheren Einzelheiten dargestellt.In Figure 2, the character side of a brick 10 is in greater detail shown.
Die Ziegel sind aus Graphit hergestellt, der lie Eigsnschaft hat, bei den Temperaturen, welchen er im normalen Betrieb ausgesetzt ist, mit zunehmender Bestrahlungsdosis zu schrumpfen.The bricks are made of graphite, which has the property at the temperatures to which it is exposed in normal operation, with increasing Radiation dose to shrink.
Die Ziegel 10 unterliegen der einer Ringzugspannung an ihrS Innenumfang und entsprechanden Ringdruckspannungen an ihrem Außenumfang; dies hat eine Verzerrung der Nuten in der Welse zur Folge, daß sie sich an ihrem äußeren Ende verengen, d. h.The bricks 10 are subject to a hoop tensile stress on their inner circumference and corresponding ring compressive stresses on their outer periphery; this has a distortion the grooves in the catfish cause them to narrow at their outer end, d. H.
eine schwalbenschwanförmige Querschnittskonfiguration annehmen, wie in Figur 3 etwas übertrieben dargestellt. Umgekehrt werden die Ziegel 11 an ihrer Innenseite einer Ringdruckspannung und entsprechend an ihrer Außenseite einer Ringzugspannung ausesetzt, was eine Verzerrung der Nuten in der Weise zur Folge hat, daß diese sich einwärts verjüngen, d. h. in Richtung auf das Innere der Ziegel 11 eine zunehmend geringere Breite besitzen; die verzerrte Form dieser Nuten ist in Figur 4 in etwas ühertriebener Darstellung gezeigt.adopt a dovetail cross-sectional configuration, such as shown somewhat exaggerated in FIG. Conversely, the bricks 11 are at their Inside a ring compressive stress and correspondingly on its outside a ring tensile stress exposes, which has a distortion of the grooves in such a way that they become taper inwards, d. H. towards the inside of the brick 11 one increasing have a smaller width; the distorted shape of these grooves is somewhat in Figure 4 shown exaggerated representation.
Zur Verring@ ung dieser Ver@oirngen d @ auten @ is gemäß @er @rfind @g jeveils neben deier at in @er betr@flenden Umfangsfläche eines Ziegels 10 oder 11, in welcher die Nut vorgesehen ist, jeweils wenigstens ein Schlitz 16 in Abstand von der betreffenden Nut 15 und in Längsrichtung der Nutverlaufend vorgesehen. Vorzugsweise sind, wie be1 der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform, jeder Nut 15 zwei Schlitze 16 zugeordnet, und zwar je eine zu b beiden Seiten der Nut in Abstand von dieser. Die beiden Schlitze 16 verlaufen parallel zu der zugehörigen Nut 15. Die beiden Schlitze jedes derartigen Schlitzpaars sind wie gesagt zu beiden Seiten der betreffenden Nut angeordnet. Im Betrieb des Kernreaktors haben die Schlitze 16 die Wirkung, daß sie die Nuten Wenigstens teilweise gegenüber den Auswirkungen der ringspannungen in den Außenoberflächen der Ziegel absperren, wodurch die Verzerrung der Nuten 15 verringert wird Der Abstand zwischen den Nuten und den zugehörigen Schlitzen ist vorzugsweise im wesentlichen gleich der Breite der Nuten; die Tiefe der Schlitze ist vorzugsweise etwa gleich der halben Tiefe der Nuten; ihre Breite ist so ausreichend gewählt, daß sie die von den Ringsannungen verureachte Verzerrung aufnehmen können.To reduce these delays, d @ auten @ is according to @er @rfind @g jeveils next to deier at in @er concerned circumferential area one Brick 10 or 11 in which the groove is provided, each at least one slot 16 at a distance from the relevant groove 15 and running in the longitudinal direction of the groove intended. Preferably, as in the embodiment shown in the drawing, each groove 15 has two slots 16 assigned to it, one on both sides of the b Groove at a distance from this. The two slots 16 run parallel to the associated one Groove 15. The two slots of each such slot pair are, as I said, to both Sides of the groove in question arranged. In the operation of the nuclear reactor, the slots have 16 the effect that they have the grooves at least partially against the effects shut off the ring tensions in the exterior surfaces of the brick, eliminating the distortion of the grooves 15 is reduced The distance between the grooves and the associated Slotting is preferably substantially equal to the width of the grooves; the depth the slot is preferably about half the depth of the grooves; their width is chosen so sufficiently that it eliminates the distortion caused by the hoop stresses be able to record.
Es hat sich ergeben, daß durch diese erfindungsgemäße Maßnahme die Verzerrung der Nuten ganz beträchtlich verringert werden kann, ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Festigkeit der Xuten.It has been found that by this measure according to the invention Distortion of the grooves can be reduced quite considerably without being significant Impairment of the strength of the Xuten.
Selbstverständlich eignet sich die Erfindung auch zur Anwendung bei Kernreaktor-Coreaufbauten, bei welchen die Moderatorbausteine einen anderen als achteokigen oder quadratischen Querschnitt haben. Beispielsweise kann der Coreaufbau aus Ziegel oder Blöcken von etwa sechseckigem oder kreisförmigem Querschnitt bestehen.Of course, the invention is also suitable for use in Nuclear reactor core structures in which the moderator modules are different from have an octagonal or square cross-section. For example, the core structure consist of bricks or blocks of approximately hexagonal or circular cross-section.
Des weiteren brauchen die Federelemente 14 wie bereits erwähnt, nicht notwendigerweise getrennte, selbständige Elemente zu sein; vielmchr können gegebauenfalls einige oder samtliche Federn einstückig mit den Ziegeln ausgebildet sein.Furthermore, as already mentioned, the spring elements 14 do not need necessarily to be separate, independent elements; much more can if necessary some or all of the springs may be formed in one piece with the bricks.
P a t e n t a n s p r ü c h e :P a t e n t a n s p r ü c h e:
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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GB1275269 | 1969-03-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE2010233A1 true DE2010233A1 (en) | 1970-11-05 |
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ID=10010476
Family Applications (1)
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DE19702010233 Pending DE2010233A1 (en) | 1969-03-11 | 1970-03-04 | Moderator assembly for gas cooled reactors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2010233A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2365862A1 (en) * | 1976-09-25 | 1978-04-21 | Hochtemperatur Kernkraftwerk | SIDE REFLECTOR FOR HIGH TEMPERATURE NUCLEAR REACTORS |
-
1970
- 1970-03-04 DE DE19702010233 patent/DE2010233A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2365862A1 (en) * | 1976-09-25 | 1978-04-21 | Hochtemperatur Kernkraftwerk | SIDE REFLECTOR FOR HIGH TEMPERATURE NUCLEAR REACTORS |
US4199405A (en) * | 1976-09-25 | 1980-04-22 | Hochtemperatur-Kernkraftwerk Gmbh (Hkg) Gemeinsames Europaisches Unternehman | Side reflector for a high-temperature nuclear reactor |
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