DE2112471A1

DE2112471A1 - Absorberstab

Info

Publication number: DE2112471A1
Application number: DE19712112471
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl-Ing Schweiger
Original assignee: Hochtemperatur Kernkraftwerk GmbH
Current assignee: Hochtemperatur Kernkraftwerk GmbH
Priority date: 1971-03-16
Filing date: 1971-03-16
Publication date: 1972-09-28
Also published as: IT952166B; FR2130146A1; NL154608B; BE780721A; FR2130146B1; GB1364207A; DE2112471B2; NL7203220A

Description

DipL-lng. H. Sauerland ■ Dr.-Ing. R. König Patentanwälte · 4ooo Düsseldorf·· Cecilienallee 7B -Telefon 43273a

Unsere Alcte: 26 516 12. Harz 1971

lüCG-Hochtemperatur-Kernkraftwerk GmbH, 4701 Uentrop/Unna

"Absorberstab"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Absorberstab für gasgekühlte Kernreaktoren mit kugelförmigen Brennelementen.

Bei derartigen Reaktoren werden die Absorberstäbe vorzugsweise pneumatisch in den das Core bildenden Kugelhaufen hineingedrückt. Aufgrund des Widerstandes des Kugelhaufens erfahren die Stäbe beim Einfahren eine durch seitliche Kräfte hervorgerufene Durchbiegung, die auch dann entsteht, wenn bei eingefahrenen Stäben einzelne Brennelementkugeln am unteren Ende des Core über eine Ausflußöffnung entnommen werden, wobei die übrigen im Core befindlichen Brennelementkugeln in Richtung der Flußlinien auf die zentrale Ausflußöffnung nachrücken' und die in das Core ragenden Absorberstäbe in Querrichtung auf Biegung beansprucht werden.

Die aus Stahl bestehenden Absorberstäbe sind dem Fluß der. schnellen Neutronen ausgesetzt, der ab einer Dosis

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von ca. 10 nvt aber eine merkbare Stahlversprödung bewirkt. Diese Stahlversprödung verursacht eine Verringerung der Biegefestigkeit der Absorberstähle, so daß die

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Absorberstäbe aufgrund der erwähnten Guerkräfte beim : Eindrücken und bei der Kugelentnahme brechen können» Ein Abbrechen der Absorberstäbe führt aber zu längerem, kostspieligem Betriebsausfall, um die abgebrochenen Stabteile aus dem Core zu entfernen.

Um diese erhebliche Beeinträchtigung weitgehend auszuschalten, wird bisher beim Betrieb der Reaktoren die zulässige Dosis des Neutronenflusses stark unterschritten, a ■ wodurch die mögliche Verfügbarkeit der Reaktoren allerdings stark eingeschränkt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mit bekannten Absorberstäben -verbundenen Nachteile zu beseitigen und einen Absorberstab zu schaffen, der auch .im gebrochenen Zustand aus dem Core herausgezogen werden kann. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß im Innern eines Absorberstabes eine am unteren und oberen Stabende befestigte Sicherungseinlage vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Einlage bewirkt, daß im Falle eines Bruches des Stabes die Stabteile miteinander verbunden bleiben und der gebrochene Stabteil leicht aus dem Core φ herausgezogen werden kann.

Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Sicherungseinlage aus einem schlaffen Seil besteht, so daß das Seil jeder Biegung des Stabes folgen kann, ohne selbst gespannt oder durch Biegung beansprucht zu werden, was auf die Befestigungsstellen des Seiles am Stab schädliche Auswirkungen.haben könnte. Obwohl auch das Seilmaterial durch den Iieutronenfluß eine gewisse Versprödung ■erfahren kann, behält es bei allen im Betrieb und bei einem eventuellen Bruch auftretenden Auslenkungen die

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erforderliche Zugfestigkeit. Vorteilhafterweise besteht die Einlage aus einem hitzebeständigen Material, so daß die innerhalb des Gore herrschenden hohen Temperaturen die Festigkeit der Sicherungseinlage bzw. des Seiles nicht negativ beeinflussen können.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Sicherungseinlage im Bereich des im Stabinnern achsparallel verlaufenden Kühlmittelkanals angeordnet, so daß hinsichtlich des für die Einlage zu verwendenden Materials die Temperatureinflüsse im wesent- " liehen außer Betracht bleiben können.

Je nach den Stababmessungen sowie seines Aufbaus und seiner Verwendung, die den Austausch gewisser Stabteile als Möglichkeit einschließen könnten, ist die Sicherungseinlage nach einem weiteren Merkmal der Erfindung entweder am oberen, kalten und unteren, heißen Stabende lösbar befestigt oder verschweißt.

Anhand des in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.

Der dargestellte Absorberstab 1 ist doppelwandig ausgeführt und besteht aus einer oberen Schubstange 2 und einem unteren Absorberteil 3. Das Absorberteil 3 besitzt zwei konzentrisch zueinander angeordnete Wandungen 4 und 5, zwischen denen sich die eigentliche Absorberschicht 6 aus einem die eindringenden Neutronen absorbierenden Material befindet.

Im Stabinnern befindet sich ein axial verlaufender Kühlmittelkanal 7, der durch die am oberen Stabende befind-

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lichen Öffnungen 8 mit Kühlgas beaufschlagt wird, das an der abgerundeten Stabspitze 9 durch Schlitze 1Q in ein aus Brennelementlcugeln 11 bestehendes Core 12 austritt.

Die Kühlung des Absorberstabes 1 ist.deshalb notwendig, da die Brennelementkugeln 11 eine Oberflächentemperatur . yon ca. 1OUO⁰C besitzen, und sich der Absorberstab 1 bei dieser Temperatur ohne Kühlung zumindest plastisch verformen würde. Innerhalb des hohlen Absorberstabes 1

w ■ ist erfindungsgemäß ein schlaffes Seil 13 beispielsweise aus Stahl als Sicherungseinlage angeordnet. Dieses die Schubstange 2 mit dem Absorberteil 3 verbindende Seil ist durch die an seinen beiden Enden befestigten Schraubbolzen 14 mit dem Absorberstab 1 verbunden. Ebenso ist es möglich, das Seil 13 durch Schweißen an dem Absorberstab 1 zu befestigen. Das durch den Hohlraum 7 verlaufende Seil 13 wird von dem Kühlgas gekühlt, so daß eine schädliche Überhitzung des Seilmaterials verhindert wird. Sollte ein durch das Seil 13 gesicherter Absorberstab 1 beim Einfahren in das Core 12 brechen, so bleibt die untere, abgebrochene Stabspitze des Absorberteils 3

m weiterhin mit dem oberen Stabende, der Schubstange 2, verbunden und kann mit dieser zusammen aus dem Core 12 in einfacher l/eise herausgezogen werden.

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Claims

inCG-Hochtemperatur-Kernkraftwerk GmbH, 4701 Uentrop/Unna

Patentansprüche:

Absorberstab für gasgekühlte Reaktoren mit kugelförmigen Brennelementen, gekennzeichnet durch eine im Stabinnern angeordnete, am oberen und unteren Stabende befestigte Sicherungseinlage.

2. Absorberstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Sicherungseinlage aus einem schlaffen Seil (13) besteht.

5. Absorberstab nach Anspruch 1 oder 2, dadur-ch gekennzeichnet , daß die Sicherungseinlage im Bereich des im Stabinnern achsparallel verlaufenden Kühlmittelkanals (7) angeordnet ist.

4. Absorberstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungseinlage am oberen und unteren Stabende lösbar befestigt ist.

5. Absorberstab nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Enden des Seils (13) am oberen, kaljten bzw. unteren, heißen Stabende verschweißt sind.

6. Absorberstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, da du ir ch gekennzeich-

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net, daß im Falle eines aus Schubstange (2) und Absorberteil (3) bestehenden Stabes das eine Ende der Sicherungseinlage im Innern der Schubstange (2) und das andere Ende der Sicherungseinlage im Bereich der abgerundeten Spitze (9) des Absorberteils (3) befestigt ist.

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