DE2013586C3 - Flüssigkeitsgekühlter Kernreaktor - Google Patents

Flüssigkeitsgekühlter Kernreaktor

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DE2013586C3
DE2013586C3 DE2013586A DE2013586A DE2013586C3 DE 2013586 C3 DE2013586 C3 DE 2013586C3 DE 2013586 A DE2013586 A DE 2013586A DE 2013586 A DE2013586 A DE 2013586A DE 2013586 C3 DE2013586 C3 DE 2013586C3
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Description

Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsgekühlten Kernreaktor, bestehend aus einem ortsfesten Reaktorbehälter mit darin befindlicher Spaltzone und aus einem ortsfesten Komponenteribehälter mit darin befindlichen Wärmetauschern und Kühlmittelumwälzpi'mpe, wobei der Komponentenbehälter mit dem Reaktorbehälter durch ein koaxiales Rohr verbunden ist, in welchem das Kühlmittel von der Spaltzone zu den Wärmetauschern und zurück strömt.
Bei flüssigkeitsgekühlten, insbesondere bei mit flüssigem Natrium gekühlten Kernreaktoren unterscheidet man zwischen zwei verschiedenen Systemen:
das »Pool«-System, in dem sämtliche wichtigen Reaktorkomponenten in einem einzigen Reaktorbehälter zusammengefaßt sind, und das »Loop«-System, bei welchem alle größeren und wichtigen Reaktorkomponenten in einem vom Reak-
tor getrennten Behälter angeordnet und mit ihm durch ein Röhrensystem verbunden sind.
Im folgenden werden die beiden. Systeme hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile bei besonderen Eigenschaften untersucht.
1. Kühlmittelverlust
Bei der »Pool«-Konzeption ist der Druckteil des primären Kreislaufs komplett innerhalb des untei niedrigem Druck stehenden Kühlmittels angeordnet und infolge davon hat die äußere Behälterwanduni nur dem niederen Druck des Kühlmittels und dei Schutzgases zu widerstehen. Aus diesem Grund kön nen kleine Lecks in dem Druckteil hingenommei werden, und daher ist auch ein Verlust des Kühl mittels in dem System durch weiterlaufende Pumpei unmöglich. Darüber hinaus kann ein Leckwerdei aus dem Pool dadurch verhindert werden, daß eil
knappsitzendes Containment so um den Behälter angeordnet wird, daß der Kühlmittelspiegel im Behälter nicht auf ein gefährliches Niveau absinken kann. Zusätzlich dazu ist die Wahrscheinlichkeit von Lecks sehr gering bei solchen Niederdruckkesseln, die frei 5 von irgendwelchen Anbauten und Roh ;durchbrüchen
Die »Loop«-Konzeption hingegen bietet vergleichbar positive Eigenschaften nur, falls zumindestens in der Drucksektion eine Doppelwandung vorgesehen :o ist. Jedoch wird diese Konzeption nicht angewendet, da sie große Schwierigkeiten in der Konstruktion und in der Bauausführung bringt. Daher ist bei einem Leck in der Drucksektion des Kreislaufes sofort ein Pumpenstop oder ein Ansprechen der Schnellschußventile erforderlich, um zusätzlich mit der Reaktorschnellabschaltung einen übermäßigen Verlust von Kühlmittel zu verhindern.
2. Abführung der Nachwärme
In dieser Hinsicht erweisen sich die beiden Systeme als nahezu gleichwertig, vorausgesetzt, daß ein übermäßiger Verlust von Kühlmittel verhindert werden kann. Jedoch kann der Übergang vom Vollastbetrieb auf die Notkühlung, vor allem im Fall eines größeren Lecks, leichter bei der »Pool«-Konzeption durchgeführt werden, da die Hauptpumpen in Betrieb bleiben und die große Natriumkapazität die Wirkung von Wärmeschocks vermindert. Darüber hinaus genügt eine kleinere Kapazität für das Notkühlsystem, da überschüssige Wärme in der ersten Periode nach der Reaktorschnellabschaltung zeitweise im Natrium-Pool zurückgehalten werden kann.
3. Einschränkung der benachbarten Aggregate durch die Komzeption
35
Beim »Loop«-Konzept werden die Einrichtungen über dem Reaktor, speziell die Brennelementwechseleinrichtungen, praktisch nicht beeinträchtigt, da die Komponenten des Primärkreislaufes in genügender Entfernung vom Reaktorkern angeordnet sind. Im Gegensatz dazu werden beim »Pool«-System diese Teile beeinflußt, speziell dann, wenn eine Heiße Zelle für den Brennelcmentwechsel erforderlich ist.
4. Technisches Risiko
In dieser Hinsicht ist das »Loop«-System zweifellos dem »Pool«-oystem überlegen, da es wesentlich weniger neue Probleme bringt als dieses. Die speziellen, im Zusammenhang mit dem »Pool «-Konzept diskutierten Probleme sind: Auf der Baustelle zu fertigender Reaktoikessel, Abdichtung von abgeschirmten Kesseln großer Durchmesser, die Wärmeisolierung, die im Natrium gelegene Neutronenabschirmung, die beweglichen Dichtungen, die Instrumentierung usw. Zusätzlich dazu erlaubt die »Loop«-Konzeption ein besseres Arbeiten beim Aufbau, da unter relativ sauberen Bedingungen vorfabrizierte Einbauten eingesetzt werden können.
5. Wartungsfähigkeit
In bezug auf die Wartungsfähigkeit ist das »Loop«- System ebenfalls dem »Pool«-System überlegen, da sämtliche Komponenten leichter erreichbar sind. Daneben kann die Kühlmittelaktivität während des Betriebes in einem separaten Loop bei reduzierter Last abklingen, und einzelne Loops können außerdem abgeschaltet werden, wenn Reparaturarbeiten notwendig sind. Dieses ist nicht möglich beim »Pools-System. Darüber hinaus enthält der »Pool«-Reaktor eine Vielzahl von Einzelkomponeni-n, z. B. verschiebliche Dichtungen, die schlecht zugänglich sind.
Wie aus diesen Vergleichen hervorgeht, spricht nun eine Zahl von Gründen für das »Loop«-Konzept. Jedoch bietet der »Pook-Reaktor entscheidende Vorteile im Hinblick auf die Frage der Lecksicherheit, da keine schnell ansprechenden Sicherheitseinrichtungen notwendig sind. Daher sollten diese Vorteile bei anderen Konstruktionen möglichst beibehalten werden.
Es ist nun ein Kernreaktor bekannt (USAC-Report ANL-7520, part. II), bei dem die Zwischenv.'ärmetauscher und die Kühlmittelpumpen in einer Einheit zusammengefaßt sind. Bei dieser Konstruktion ist jedoch die äußere Behälterwandung mit dem vollen Kühlmitteldruck beaufschlagt.
Aus der Zeitschrift »Nuclear Engineering«, Februar 1963, S, 60, Fig. 1, ist ein flüssigkcitsgekühlter Kernreaktor bekanntgeworden, der aus einem ortsfesten Reaktorbehälter mit darin befindlicher Spaltzone und aus einem ortsfesten Komponentenbehälter mit darin befindlichem Wärmelauscher und Kühlmittel umwälzpumpe besteht, wobei der Komponentenbehälter mit dem Reaktorbehälter durch ein koaxiales Rohr verbunden ist, in welchen das Kühlmittel von der Spallzonc zu dem Wärmetauscher und zurück strömt.
Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, ausgehend von diesem Stande der Technik, einen Kernreaktor zu schaffen, der die Vorzüge des »Pool«-Reaktor-Typs (z. B. Leckdichtigkeit und Unempfindlichkeit gegen Kühlmittelverluste) mit denen des »Loop«-Reaklors (z. B. gute Wartungsfahigkeit und niederes technisches Risiko) möglichst weitgehend vereinigt und dabei trotzdem eine sehr raumsparende, mit einfachen konstruktiven Mitteln zu verwirklichende ökonomische Bauweise erlaubt. Außerdem soll der Reaktor in bezug auf die Sicherheit bei Störungsfällen hinsichtlich seiner Komponenten und seines Betriebes hohen Anforderungen genügen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgernäß dadurch gelöst, daß zumindest während des Reaklorbetriebes die Kühlmitlelmengc so auf die Reaktor- und Komponcntenbehälter aufgeteilt ist, daß der Komponentenbehälter nur im unteren Bereich mit Kühlmittel gefüllt ist und der Kühlmittelspiege! in diesem Behälter außerhalb des Wärmetauschers unter dem Kühlmiüelspiegel des Reaktorbchälters gehalten ist. Dabei ist der Innenraum des Komponentenbehiilters in seinem oberen Bereich durch eine den Wärmetauscher schließende, bis zum Deckel reichende, gasdichte Schale in zwei Raumbereichc unterteilt, wobei der Raum oberhalb des Kühlmittelspiegels außerhalb des Wärmetauscherbereiches über eine mit einer Druckhalteanlage ausgerüstete Rohrleitung mit dem Raum über dem Kühlmittelspiegel im Reaktorbehälter in Verbindung, steht. Des weiteren ist der Raum oberhalb des Kühlmittelspiegcls im Wärmetauschcrbereich über eine Druckausgleichsleitung mit dem Raum über dem Kühlmittelspiegel im Reaktorbehälter und über Ausgleichsrohre mit dem Gehäuse der Kühlmiltelpumpe ober- und unterhalb des Kühlmittelspiegels verbunden. Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung mündet die die Behälter
der Einmundungs solle cn Wc»^^^^ 6> 4. Um auch Wärmedehnungen innerhalb des
eschen dem Außenroh,.^u ^xuc U η und | 'oncntenbchäiters aufnehmen zu können, sind der Außenwand des Kompt m ntcnbcha*£ vo bewegliche Schiebemuffcn 10 an einigen Punkten des
die Schale des ZwischcnwarmUauscncrs gasaicni ^^ ^χ ^^ ^^ voUsüindigc Abdichtung ist
mündet. !,rfind.ini» werden im fol- jedoch an diesen Punkten nicht erforderlich.
anBeschl»Sencm KompoTOn.in-Bchallcr und gasraumcs, während das nüssige Kühlmittel auf einen
emen
in Fig. 1 gc- *o pensatoren 9 und in ihren Befestigungstei.en weitt
4 ^vri^anUd,;;= ε ^sss^. *«-*
Re.^tof?alT« 1 d ein oder mSe stationäre /.wischen Wärmetauscher /H*. V MX korrcspon-
axiale Rohre 4 6 sind cn der mehrere s ation u ^ dem ^ ^ Reaktorbehäter
«rTrbSen1 eder KÖmpo"entenbehaVter CP * SJRP. Lediglich der geringe Druckabfall Δ* zwimLrd1eK?mponenter n des primären Kühlsystem, sehen dem Reaktorbehälter RP und dem Zwschennimmi aie ^OI"1J""^ .. ' , hcr lHX un(j wärmetauscher MX verursacht einen geringen Unter-Γ KüehTkre;:.aZu7; m" T17. CzwShenwärme- schied. Diese Küh.mittelspiegelcharakteristik ist dem Suschcr /S und die Kühlkreislaufpumpe 2 sind etwas höheren Schutzgasdruck Δ A, im KomponenaWfcststehende Komponenten an den oberen Ab- 30 tenpool CP angemessen. Aus diesem Grund enthalt Si mSckel 19 des Komponentenbehälters ange- das Schutzgassystem eine Druckerhohungsemnch-St äe Außenschale 21 des Zwischenwärmelau- tung 11 zusätzlich zu Ausgleichsrohren 12 welche baut. Die· AuBcnscnai : ^ ^ K nentcnbehälter CP mit Schale des Zwischen, //«ist dabei gasdicM mit schenwärmetauschers /HAf verbinden. Jedoch kann "Z^'^tS^*?™**™- V« 35 der höhere Schutzgasdruck im Komponentenbehälter Pumpe äugt das Kühlmittel aus dem Komponenten- CP auch durch spezielle Druckkontrolleinnchtungen behäher CP und drückt es durch ein Zwischenrohr aufrechterhalten werden, d,c einen Teil der Schutz-27 in das Innenrohr 4 der Koaxialleitung zum Re- gasaufbewahnmgs- oder des Reinigungssystems biliktorkcrn 1 Zum Wärmeausgleich ist das Rohr 27 den können ,.,.,.,... ,
■t onWikipen Komocnsatoren 5 versehen. Das 4o Diese KühlmiUelspiegcldruckbedingungen werden
SlÄfinSSuiniSlnal der koaxialen Vcr- durch die folgenden Gleichungen bestimmt: bindungsleitung. Es ist mit einer nicht näher darge-
stellten Wärmeisolierung versehen. Das mi Reaktor- yRP~ \/lHX - Δh
hchältcr RP erhitzte Kühlmittel fließt durch die \/IHX - \/CP = Ah2+Ah3
Sciwerkraft zurück in den Komponentenbehälter CP 45 V*P ~ VCP = Δ*, +Δ*2 +■ Ah3 über den ringförmigen Kanal 6 der koaxialen Lei-
tune Den Querkanal 7 und die Überlaufkante 8 wobei Δ''2 der Druckabfall im Zwischenwarme-
passierend tritt es in die Außenschale 21 des Zwi- tauscher IHX ist.
schenwärmetauschers /tf* ein. Die besondere Aus- Dieses System arbeitet selbstreguherend. Falls die ^,,'or1„ Ouerkanals 7 und der Überlaufkante 8 50 Kühlmitteldurchflußrate durch die Pumpe 21 erhöht
SiS." dazu den Einlauf des Kühlmittels in den wird, fällt VO> ab, und \JRP steigt an. Infolge
Wärmeaustauscher IHX zu beruhigen und ein Mit- davon, falls Ah3 konstant bleibt wird die KuM-
SeT von Gasblasen aus dem Schutzgas zu ver- mitteldurchflußrate vom Restebehälter RP zum
hindern Das Kühlmittel strömt dann durch den Komponentenbehälter CP so lange erhöht, bis dei Zwischenwärmetauscher IHX abwärts gerichtet hin- 55 Druckanstieg Δ*, + ΔA, den oben angeführter
SS1 und sammelt sich im Verteil 22 des Korn- Be^j^gnjL ^» —£
Ρ°Α-Γ\Τ der Druckröhre 6 4 auftretenden Wärme- ab, bis die Spiegeldifferenz Ah3 entspricht Gleich
HpEinSen zwischenX Pumpe 2 und dem Eintritts- zeitig fallen die Durchflußrate und Ah1 + AK au: ίΓΓ dcTSSorterns 1 werden ausgeglichen 60 Null. Um jedoch die Kühlmittelspiegeländerunge!
Sber die oben s 1 on eSmen, gelenkig angfbrach- auf einen akzeptablen Wert bei konstant bleibenden
?en Kompcnsatoren 5. Die äußere Schale 23 der ko- ΔΛ, zu begrenzen wird ^vergleichsweise kleine
Säten Lcitunc wird lediglich in der Wandung des Wert für ΔA3 und Δ A2 gewählt
axiaieii Li-IiUi t, t» Die Zwischenwannetauscherschale 21 und da
A^S™Ä?duÄ.t^lSSlpen. 65 Pumpengehäuse 24 sind durch das Kühlmittel ™
I,rcn 9 er c cht Diese Wellrohrkompensator über das Überlaufrohr 5 miteinander verbunden. Des
S in dnc' Weise angebracht, daß sie leicht aus- halb korrespondiert der Kuhlmittelsp.egel de
"bau wenden können und daß eine mögliche Pumpe 2 mit dem Spiegel m dem Zwischenwarme
f.
1 902
(ο
7 8
tauscher IHX. Außerdem kann die Stopfbuchsen- innerhalb des Kühlmittelbereiches füllt das Kühlmitdichtung 13 der Pumpenwelle unter Niederdruck- tel den Ringspalt zwischen der Behälterwandung und bedingungen arbeiten. dem Containment bis zu einer Höhe, die durch die
Der Reaktorbehälter RP und der Komponenten- Druckdifferenz zwischen dem Schutzgas im Reaktorbehälter CP sind in einzeln abgeschirmten Gewölben 5 kessel und dem Inertgas in dem Abschirmgewölbe 14 angeordnet. Eine eng darum liegende Contain- bestimmt wird. Der resultierende Abfall des Kühlment-Hülle 15 umgibt den Kessel CP und die ko- mittelspiegels kann hingenommen werden,
axialen Leitungen 6. Die Containment-Hülle ist Bei einem Leck im Schutzgasbereich des Kompowärmeisoliert und wird gekühlt durch Inertgas an nentenbehälters kann die austretende Gasmenge ihrer äußeren Oberfläche. Die Halterung der Con- ίο durch die folgende Reihe von Operationen im getainment-Hülle 15 erfolgt mittels spezieller Auf- störten Komponentenbehälter begrenzt werden:
hängevorrichtungen 25, so daß eine differentielle Die Pumpe wird ausgeschaltet,
thermische Ausdehnung ausgeglichen wird, während Der Schutzgasdruck im Zwischenwärmeaustauder horizontal verlaufende Rohrabschnitt als Zug- scher wird auf solch einen Wert erhöht, daß der Kühldruckstab wirkt. 15 mittelspiegel im Querkanal zwischen dem äußeren
Die F i g. 2 zeigt eine größere Reaktoranlage, bei Raum der koaxialen Rohre und der Schale des Zwi-
welcher drei Komponenten-Behälter an einen Reak- schenwärmeaustauschers unter die Überlaufkante S
torbehälter angeschlossen sind. Jeder Komponenten- absinkt.
Behälter CP enthält zwei Zwischenwärmetauscher Der Druck im Schutzgasraum des Komponenten- IHX und eine Kühlmittelpumpe 2. Der eine Korn- 20 behälters wird erniedrigt und ausgeglichen durch eine ponentenbehälter, der in offener Darstellung gezeich- Schutzgasdruckerhöhung im abgeschirmten Gewölbe, net ist, zeigt Details des Einbaues der axialen Well- In jedem der oben angeführten Störfälle ist die rohrkompensatoren und der Anordnung der Kühl- Abfuhr der Nachwärme in den verbleibenden Untermittelleitungen, speziell der zwei Querkanäle 7. Zu- systemen durch niedrige Pumpgeschwindigkeit sichersätzlich zu den Durchbrüchen für die beiden Zwi- 25 gestellt. Es ist jedoch auch möglich, separate Hilfsschenwärmetauscher IHX und die Pumpe 2 im Ab- kühlsysteme 16 im Reaktorbehälter RC, wie sie in schirmdeckel enthält der Komponentenbehälter CP F i g. 1 mit gestrichelten Linien dargestellt sind, voreine Klappe 17, die durch einen abgeschirmten Ein- zusehen. Solch ein Hilfssystem 16 kann mit Natursatz verschlossen ist und eine leichte Zugänglichkeit konvektion auf der Primär- und auf der Sekundärzu den inneren Bauelementen erlaubt. Eine Heiße 30 seite arbeiten und stellt die erforderliche Kühlung Zelle 18 für den Brennelementwechsel und alle War- auch dann sicher, wenn ein kompletter Pumpenaustungsoperationen im Reaktorbehälter kann leicht in fall in allen Kreisläufen eintritt. Während des norden Zwischenräumen zwischen den Komponenten- malen Betriebes wird ein Rückschlagventil 26 in der behälterdeckeln eingebaut werden. Primärseite des Hilfskühlkreislaufes durch den Pum-
Der Ausfall einer Kühlmittelpumpe bewirkt eine 35 pendruck geschlossen gehalten.
Änderung im Kühlmittelspiegel und wird begleitet Die besonderen Vorteile der Erfindung beruhen von einem Absinken der Durchflußrate in dem ge- darin, daß ein mit Kühlmittel gefüllter Kühlkreislauf störten primären Unterkühlsystem, wie schon oben auch dann aufrechterhalten wird, wenn die Umwälzbeschrieben. Das Rückschlagventil am Pumpenein- pumpe abschaltet, dadurch, daß ein Naturumlauf des gang wird durch den Kühlmitteldruck geschlossen, 40 Kühlmittels möglich ist. Weiterhin wird der Kühlweicher durch die laufenden Pumpen der übrigen mittelspiegel im Zwischenwärmetauscher wenig ge-Unterkühlsysteme erzeugt wird. Der Betrieb der An- stört, so daß die Gefahr des Mitreißens von Schutzlage kann daher bei reduzierter Last weitergeführt gas in dem Wärmetauscher nicht besteht. Der Zulaufwerden, druck zur Umwälzpumpe wird erhöht, d. h. die An-
Beim Bruch eines Sekundärkreislaufes steigt die 45 Saugbedingungen verbessert, so daß eine kompaktere
Kühlmitteltemperatur in dem Komponentenbehälter, Pumpe mit höherer Drehzahl eingesetzt werden kann
in dem das gestörte Kühlsystem untergebracht ist. Außerdem kann die Stopfbuchsendurchführung dei
Jedoch wird der resultierende thermische Schock in- Pumpenwelle unter niedrigem Druck arbeiten,
folge des relativ großen Kühlmittelvolumens gering Diese und die weiteren Vorteile charakterisierer
sein. 50 die Erfindung als optimale Konstruktion für flüssig-
Bei dem Verlust von Schutzgasdruck Δ'ΐ3 wächst metallgekühlte Reaktoren. Insbesondere die deir
V CP, und y/?P fällt ab, bis die Druckdifferenz »Pool«-keaktor vergleichbare Lecksicherheit sowu
Δ A, + ΛΑ2 entspricht. Unter diesen Bedingungen die kompakte Anordnung, die Herabsetzung der FoI
kommen die" axialen Wellrohrkompensatoren in Be- gen von Wärmeschocks, die Möglichkeit der Still
running mit flüssigem Natrium. 55 legung einzelner Primärunterkühlsysteme, die gut«
Kleine Lecks in den Druckrohren können toleriert Wartungs- und Reparaturfähigkeit von Komponen
werden. Bei größeren Lecks, z. B. beim Bruch eines ten im Primärkühlsystem, das einfache Vorerhitzer
gesamten Rohres, ist ein Schnellabschalten des Re- system und letztlich der über dem Reaktor zur Ver
aktors erforderlich. fügung stehende freie Raum für den Brennelement
Bei einem Leck in der äußeren Behälterwandung 60 wechsel erweisen sich als äußerst vorteilhaft.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
/f QA9

Claims (12)

20 i3-5.86 Patentansprüche:
1. Fiüssigkeitsgekühlter Kernreaktor, bestehend aus einem ortsfesten Reaktorbehälter, mit darin befindlicher Spaltzone und aus einem ortsfesten Komponentenbehälter mit darin befindlichem Wärmetauscher und Kühlmittelumwälzpumpe, wobei der Komponentenbehälter mit dem Reaktorbehälter durch ein koaxiales Rohr verbunden ist, in welchem das Kühlmittel von der Spaltzone zu dem Wärmetauscher und zunick strömt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während des Reaktorbetriebes die Kühlmittehnenge so auf die beiden Behälter (RP, CP) aufgeteilt ist, daß der Komponentenbehälter (CP) nur im unteren Bereich mit Kühlmittel gefüllt ist und der Kühlmittelspiegel (V CP) in diesem Behälter (CP) außerhalb des Wärmetauschers (IHX) unter dem Kühlmittelspiegel (SJ RP) des Reaktorbehälters (RP) gehalten ist.
2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Komponentenbehälters (CP) in seinem oberen Bereich durch eine den Wärmetauscher (IHX) umschließende, bis zum Deckel (19) reichende gasdichte Schale (21) in zwei Raumbereiche unterteilt ist, wobei der Raum oberhalb des Kühlmittelspiegels (VCP) außerhalb des Wärmetauscherbereiches (IHX) über eine mit einer Druckhalteanlage (11) ausgerüstete Rohrleitung mit dem Raum über dem Kühlmittelspiegel (V RP) im Reaktorbehälter (RP) in Verbindung steht.
3. Kernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum oberhalb des Kühlmittelspiegels (SJIHX) im Wärmetauscherbereich (IHX) über eine Druckausgleichsleitung (12) mit dem Raum über dem Kühlmittelspiegel (SJRP) im Reaktorbehälter (RP) verbunden ist.
4. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum innerhalb des Wärmetauschers (IHX) mit dem Innenraum des Gehäuses (24) der Kühlmittelpumpe (2) ober- und unterhalb des Kühlmittelspiegels (SJIHX) mittels Ausgleichsrohren (12) verbunden ist.
5. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Behälter (RP, CP) verbindende koaxiale Rohrleitung über dem Kühlmittelspiegel (SJCP) in den Komponentenbehälter (CP) mündet und daß an der Einmündungsstelle ein Wellrohrkompensator (9) zwischen dem Außenrohr (23) der Koaxialleitung und der Außenwand des Komponentenbehälters (CP) vorgesehen ist.
6. Kernreaktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rohr (6) der Koaxialleitung im Komponentenbehälter (CP) oberhalb des Kühlmittelspiegels (SJCP) nach oben in einen Querkanal (7) führt, der seinerseits in der Höhe des Kühlmittelspiegels (SJIHX) in die Schale (21) des Zwisclienwärmctauschers gasdicht einmündet.
7. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe (2) aus dem unteren Bereich (22) des Komponentenbehälters (CP) ansaugt und über ein nach oben führendes Zwischenrohr (27) an das Innenrohr (4) der Koaxialleitung angeschlossen ist, wobei das Zwischenrohr (27) innerhalb des Komponentenbehälters (CP) in mehrere Zwischenstücke unterteilt ist, welche miteinander durch Gelenkkomponenten (S) verbunden sind.
8. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Reaktorbehälter (RP) eine zusätzliche Notkühlanlage (16, 26) vorgesehen ist.
9. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an einen Reaktorbehälter (RP) mehrere Komponentenbehälter (C?) angeschlossen sind.
10. Kernreaktor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Komponentenbehälter (CP) mehreie Wärmetauscher (IHX) und Kühlmittelpumpen (2) angeordnet sind.
11. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 9 und 10, gekennzeichnet durch eine Heiße Zelle (18) für den Brennelementwechsel, die über dem Reaktorbehälter (RP) zwischen den Deckeln (19) der Komponentenbehälter (CP) angeordnet ist.
12. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelspiegel im Behälter (RP) über der Ablauföffnung des Koaxialrohres (6, 4) steht.
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3956063A (en) * 1971-05-28 1976-05-11 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Emergency core cooling system for a fast reactor
DE2240067C3 (de) * 1972-08-16 1981-11-12 Interatom Internationale Atomreaktorbau Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach Kernenergie-Anlage in dezentralisierter Kompaktbauweise
DE2241426C3 (de) * 1972-08-23 1980-12-04 Hochtemperatur-Reaktorbau Gmbh, 5000 Koeln Kernkraftwerk mit geschlossenem, mehrsträngig ausgeführtem Gaskühlkreislauf
US4038134A (en) * 1973-08-31 1977-07-26 Siemens Aktiengesellschaft Pressurized water-cooled reactor system
CH592352A5 (de) * 1974-03-20 1977-10-31 Commissariat Energie Atomique
US3951738A (en) * 1974-05-10 1976-04-20 Westinghouse Electric Corporation Nuclear reactor coolant and cover gas system
US4069101A (en) * 1974-06-10 1978-01-17 Westinghouse Electric Corporation Self-compensating level control for sump suction pumps
NL7500450A (nl) * 1975-01-15 1976-07-19 Neratoom Nucleaire reactorinstallatie van het snelle type.
FR2321750A1 (fr) * 1975-08-22 1977-03-18 Commissariat Energie Atomique Perfectionnement apporte aux circuits secondaires d'un reacteur nucleaire
US4087323A (en) * 1976-12-09 1978-05-02 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Pipe connector
US4265066A (en) * 1977-04-21 1981-05-05 T. Y. Lin International Prestressed concrete pressure vessels
FR2397046A1 (fr) * 1977-07-05 1979-02-02 Commissariat Energie Atomique Reacteur nucleaire a eau legere pour la production d'eau chaude
DE2812124A1 (de) * 1978-03-20 1979-09-27 Interatom Kernenergieanlage in loop-anordnung
FR2429478A1 (fr) * 1978-06-23 1980-01-18 Commissariat Energie Atomique Chaudiere nucleaire a neutrons rapides et a metal liquide caloporteur
JPS6054640B2 (ja) * 1980-05-06 1985-11-30 株式会社東芝 原子炉
FR2486296B1 (fr) * 1980-07-04 1986-06-06 Electricite De France Reacteur nucleaire refroidi par un metal liquide
GB2090042B (en) * 1980-12-22 1984-04-26 Westinghouse Electric Corp Improved configuration for loop-type liquid metal fast breeder reactor
EP0071326B1 (de) * 1981-06-09 1985-10-09 Ivor Taylor Rowlands Kernkraftwerk
FR2538156A1 (fr) * 1982-12-17 1984-06-22 Commissariat Energie Atomique Circuit de refroidissement d'un reacteur nucleaire refroidi par un metal liquide
US4909981A (en) * 1984-02-21 1990-03-20 Stone & Webster Engineering Corporation Nuclear reactor
EP0162956A3 (de) * 1984-02-21 1988-01-07 Stone & Webster Engineering Corporation Modularer Flüssigmetallkernreaktor
US4786462A (en) * 1984-02-21 1988-11-22 Stone & Webster Engineering Corp. Support structure for a nuclear reactor
GB8609068D0 (en) * 1986-04-14 1986-05-21 Nat Nuclear Corp Ltd Coolant-pumping system
US4737338A (en) * 1986-05-07 1988-04-12 Stone & Webster Engineering Corp. Nuclear reactor containing connecting means for connecting a reactor vessel and at least one receiver vessel
US5158741A (en) * 1991-08-16 1992-10-27 General Electric Company Passive cooling system for top entry liquid metal cooled nuclear reactors
JP2978732B2 (ja) * 1994-12-12 1999-11-15 核燃料サイクル開発機構 原子炉機器の共通床方式上下免震構造
US9773574B2 (en) * 2013-11-04 2017-09-26 The Regents Of The University Of California Systems and methods for enhancing isolation of high-temperature reactor containments
IT201600069589A1 (it) * 2016-07-05 2018-01-05 Luciano Cinotti Reattore nucleare munito di scambiatore di calore rialzato
CN113130096B (zh) * 2021-03-05 2022-07-19 安徽中科超核科技有限公司 一种用于车载运输的液态金属反应堆

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL130597C (de) * 1962-08-23 1900-01-01
BE638823A (de) * 1962-10-17
GB1092107A (en) * 1963-11-12 1967-11-22 Atomic Energy Authority Uk Nuclear reactor
GB1141294A (en) * 1965-06-22 1969-01-29 Babcock & Wilcox Ltd Improvements in nuclear reactors
NL6512195A (de) * 1965-09-20 1967-03-21
FR1458624A (fr) * 1965-09-30 1966-03-04 Commissariat Energie Atomique Procédé perfectionné de régulation de pression et pressuriseur en comportant application
US3395076A (en) * 1966-02-23 1968-07-30 Westinghouse Electric Corp Compact nuclear reactor heat exchanging system

Also Published As

Publication number Publication date
DE2013586B2 (de) 1975-04-17
FR2083482B1 (de) 1975-02-21
GB1343639A (en) 1974-01-16
US3793143A (en) 1974-02-19
FR2083482A1 (de) 1971-12-17
DE2013586A1 (de) 1971-10-14

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