DE2058158C3 - Kugelhaufenreaktor - Google Patents

Description

Bei einem Kugelhaufenreaktor, bei dem die Brenn- 45 Sprüchen beschrieben.

elemente kugelförmig ausgebildet und aufeinander- In den Figuren sind zwei Ausführungsbeispiele der

geschüttet sind, ergibt sich zweifellos eine gleichmä- Erfindung dargestellt. In F i g. 1 besitzt die kugelförßige Verteilung des Brennmaterials als bei zylinder- mige perforierte Umhüllung 3 nach innen gerichtete förmig ausgebildeten Brennstäben, da hierbei sowohl Einkerbungen 4, die räumlich um je 120° versetzt in senkrechter als auch waagerechter Richtung die 5° sind rnd so das Brennelement zentriert in der perfogleiche Brennstoffdichte pro Längeneinheit erzielt rierten Umhüllung 3 halten. Eine derartige Anordwird. Ein Vorteil der zylinderförmigen Ausbildung nung hat den Vorteil, daß die Richtung des Kühlmitvon Brennelementen gegenüber der Kugelschüttung telstromes beliebig gewählt werden kann, ohne daß ist im obengenannten Aufsatz auf S. 100 beschrie- ungleichmäßige Verteilungen des Brennstoffs im ben, wo nachgewiesen ist, daß man mit sehr hohen 55 Reaktor zu befürchten sind, und daß weiterhin eine Spaltgasdrücken bei kugelförmiger Ausbildung der gleichmäßige Kühlung des Brennelementes 1 dadurch Brennelemente rechnen muß, wenn diese mit einem erfolgen kann, daß die Berührungsfläche zwischen gasdichten Hüllmantel umgeben sind, da außerhalb der Umhüllung 3 und dem Hüllmantel 2 des Brennder aktiven Zone kein Raum zur Aufnahme des elementes 1 kleingehalten und gleichmäßig über desSpaltgases (Plenum) zur Verfügung steht. Ein derar- 6* _sen Umfang verteilt ist. Die einzelnen Kugeln sind jetiger Raum wäre zwar vorhanden, wenn der Brenn- weils aus Halbschalen zusammengesetzt, die an stoffkern kleiner gemacht würde als der gasdichte Schweißnähten 5 miteinander verschweißt sind. Der Hüllmantel; allerdings ist eine solche Anordnung we- gasdichte Hüllmantel 2 des Brennelementes 1 weist gen des schlechten Wärmeüberganges vom Brenn- Abweichungen von der Kugelform auf, indem er dort stoffkern zum gasdichten Hüllmantel nicht mehr ⁶:i durch Ausweiten mit nach außen gerichteten Warzen wirtschaftlich. Jedes Anbringen von Räumen zur versehen ist. Das Innere dieser Warzen dient zur Aufnahme des Spaltgases zwischen Brennstoffkern Aufnahme des entstehenden Spaltgases, so daß der und gasdichtem Hüllmantel an bestimmten Stellen Hüllmantel 2 für das Brennelement 1 gegenüber ku-

Srmigen Brennelementen ohne Spaltgasraum me-, lisch scbwlcber «»gebildet sei» kann. In Fig. I EJd diese Warzen kleiner jawlhtt als die Etokerbun-14 in der perforierte» Umhüllung 3_t die nach ini gerichtet sind und an dem gasdichten HöUraanf Z anliegen. Auf diese Weise kommt man unabhtovon der Anzahl der vorgesehenen Warzen nach ι vor mit nur vie? Berührungsstellen zwischen dem sdicbten Hüllmantel unnl der perforierten UrahtU-ng aus.

ί Eine weitere vorteübaftei Ausbildung der gesamten ilementanordnung ergibt sieb dann, wenn man die Höbe der necb außen gerichtetenJfmeafat

sni—» w» »^ irTFig.2 dergeswm ist EJe necb Sel^riebtete» Warzln des gasdichten Httmnan-Ss2 slhaffen so gleichzeitiE Spaltgasraum, dieraen zur Zentrierung des Brennelementes und unterstBt-Sn STperforflrte UmhuUung mechamscb. Bei dieser Ausffinrung können die nach mnen gerichteten i^rbungTm der perforierten UmhöllungS wegfaOen, und an die Biegesteifigkeit des Materials werden geringere Anforderungen gestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. 2 051158 3

   der Kugel würde jedoeb die Kugelform verändern

   Patentansorttche· wnd damit ta?! einfacher Schttttung der Kugeln im

   roentansprucne. Reaktor gleichmißlge Verteilung der Brennelemente

   .. Mit einem gasdichten H&Hnwratei versehe- im Raum verändern, was zu örtUctan Überhitzungskugeiförmiges Brennelement fur einen Ku- δ erscheraungen im Realttor führen könnte, .uufenreaktor, das in einer kugelförmig ausge- Aus der britischen Patentschrift 1084 999 ist eine leten, perforierten, für das Kühlmittel durch- Anordnung mit kugelförmigen Brennelementen beigen Umhüllung zentriert gelagert ist, da- kennt, bei denen die mit einem gasdichten Hullmanh gekennzeichnet, daß der gas- tel versehenen Brennelemente im Innern einer mit HüUraamel (2) des Brennelementes an be- xo öffnungen für das Kühlmittel versehenen Umhül'ung ~„en SteHen nach außen vorstehende Warzen gehalten sind. Hierdurch besteht die Möglichkeit, ratzt, an denen die Innenwand des Hüllmantels fer Beibehaltung einer Kugelbaufenscnüttung den an der Oberfläche des Brennstoffkeraes an- Durchflußquerschnttt für das Kühlmittel gegenüber , so daß zusätzlicher Raum für die Aufnahme einem Kugelhaufenreaktor mit Brennelementen onne „Spaltgasen entsteht (F tg.1). »5 solch; Umhüllung zu vergrößern. Um einen gleich-
2. 2. Brennelement nach Anspruch 1, dadurch ge- mäßigen Abstand der Brennstoffkugeln voneinander jennzeidraet, daß die nach außen votstehenden zu gewährleisten^ sind diese mit Hilfe von Abstands-

   Jfarzen des gasdichten Hüllmantels (2) an der haltern in der perforierten Umhüllung zentriert Bei

   Innenwand der perforierten Umhüllung (3) anlie- dieser Anordnung ist der Nachteil des zu ers^rtengen und damit da^ Brennelement (1) zentrieren ao deu sehr hohen Spaltgasdruckes in einem kugelformi-

   (F i g. 2). gen Brennelement jedoch nach wie vor gegeben.
3. 3. Brennelement nach Anspruch 1 oder 2, da- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein durch gekennzeichnet, daß die perforierte Um- Brennelement für einen Kugelhaufenreaktor zu hüllung (3) aus einem Maschendraht besteht. schaffen, bei dem unter Beibehaltung der Kugelform

   »5 zusätzlicher Spaltgasraum in jedem Brennelement

   vorhanden ist, ohne daß eine Verschiebung des

   Brennstoffkernes nach cer einen oder anderen Richtung möglich ist, wie sie sich z.B. bei Anordnung

   Bei der Anordnung von Brennelementen in einem eines Spaltgasraumes im Innern der einzelnen Brenn-Reaktor muß mit Rücksicht auf eine gleichmäßige 30 stoffkugeln ergeben könnte. Würde man nämlich Erwärmung der Brennelemente und des sie umspü- einen Spaltgasraum im Innern der Kugel vorsehen, lenden gasförmigen oder flüssigen Küb- .nittels darauf so könnten selbst geringe Temperaturdifferenzen geachtet werden, daß eine möglichst gleichmäßige dazu führen, daß das im Innern der Kugel nicht mehr Verteilung der Brennelemente in dem dafür vorge- feste Material von einer Seite auf die andere gelangt, sehenen Raum vorhanden ist. 35 wie dies z. B. durch Verdampfen von Material und

   Wie unter anderem aus dem Aufsatz »Der Einfluß Niederschlagen desselben an einer anderen Stelle zu des Spaltgasdruckes auf die Konstruktion von Kern- erwarten ist.

   reaktorbrennelementen mit metallischer Umhüllung« Die Erfindung betrifft damit ein kugelförmiges

   von J. H. Eisner, veröffentlicht in »Atompraxis«, Brennelement für einen Kugelhaufenreaktor, wie es im 16, Heft 2, 1970, S. 96 bis 100 hervorgeht, sind im 40 Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben ist. wesentlichen kugelförmige und zylinderförmige Das Neue besteht dabei darin, daß das Brennelement Brennelementformen geeignet, um eine gleichmäßige mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufVerteilung des Brennelementvolumens im Reaktor geführten Merkmalen versehen ist. Vorteilhafte zu erzielen. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran-