DE2150340C - Druckwasserreaktor mit offenem Kern - Google Patents

Description

einen vollständigen Abschluß ermöglichen, weil in ihr regelbare Ventile sitzen, die bei einer Anordnung, in Prallblechen weitgehend wirkungslos wären.

Auch bei dem aus »Proceedings of the Third Int. Conf. on the Peaceful Uses of Atomic Energ>«, Vol. 5, 1965, Seite 176, bekannten Druckwasserreaktor dürfte eine andere Strömung vorliegen. Don sind zwar quer zur Längsachse des Reaktorkerns

Aus der britischen Palentschrift 1 241 269 ist /wai bei einem gasgekühiicn Kernreaktor eine zwischen dem Kern und der Druckbehältern and angeordnete Trennwand bekannt, in der Ventile als Beipaß vor äußeren Brennelemente (10) des Kerns abstützen. 15 gesehen sind. Diese Trennwand soll aber im Gegen

2. Druekwasse;reaktor nach Anspruch 1, da- sa^ _/u den Prallblechen nach der Gründung offenbu· durch gekennzeichnet, daß sich auf jeden Abstandshalter (17) der äußeren Brennelemente (10)

ein Pral!Uech (19) abstützt.

3. Druckwasserreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Führungen (21) für den Kern (2) angeordnet sind, die parallel zur Längsachse des Kerns verlaufen.

4. Druckwasserreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dnß die Führungen (21) 25 verlaufende Wandteile vorhanden. Da diese aber leistenartig ausgebildet sind. außerhalb eh?es den Kern umgebenden Deflektors

liegen, können sie sicher keine Durchmischung des Kühlmittels im Sinne der Erfindung bewirken. Vorzugsweise stützt sich auf jeden Abstandshalter

30 der äußeren Brennelemente ein Prallblech ab. Hs

können Führungen für den Kern angeordnet sein, die parallel zur Längsachse des Kerns verlaufen. Diese Führungen können leistenartig ausgebildet sein.

Die Erfindung betrifft einen Druckwasserreaktor Mit dem Aufbau gemäß der Erfindung werden die

mit offenem Kern, bei dem der Kern in einen Kern- 35 Kühlverhältnisse im Reaktorkern bei gleichzeitiger behälter eingesetzt ist, die Brennelemente des Kerns Vereinfachung der bekannten konstruktiven Ausführung verbessert. Durch die Prallbleche wird der freie Strömungsquerschnitt im Kanalverlauf zwischen Kerneintritt und Kernaustritt mehrfach verändert und 40 man erhält eine bessere Durchmischung des Kühlmittels. Die dichte Kernumfassung, die wirtschaftlich äußerst aufwendig ist, ist eingespart und die Beipaßströmung ist vermieden. Es wird daher das gesamte Kühlmittel durch den Kern geführt und es ist bei diesem Reaktortyp wird der Reaktorkern von einer 45 gleichem Kühlmittelgesamtdurchsatz eine Erhöhung geschlossenen dichten Kemumfassung umgeben, mit der Heizflächenbelastung möglich oder es kann bei denen die Brennelemente dicht umhüllt sind. Das Verminderung des Kühlmittelgesamtdurchsatzes der primäre Kühlmittel wird duich die Brennelemente Eigenbedarf des Reaktors reduziert werden. Wegen des offenen Kerns und in einem Beipaß durch den der strömungstechnischen Veränderungen wird die Zwischenraum zwischen der Kemumfassung und dem 50 Kühlung des Kefnbehälters verbessert. Schließlich Kernbehälter geführt. Das im Beipaß fließende Kühl- entfällt die Gefahr der Langzeitdehnung und Vermittel wird zur Kühlung des Kernbehälters benötigt
und dient gleichzeitig als Reflektor. Die gewünschte
Beipaßmenge wird durch Drosseln eingestellt Das im
Beipaß fließende Kühlmittel geht für den Kerndurch- 55
satz verloren und erniedrigt den Kühlmittelgesamtdurehsatz. Außerdem ist die Konstruktion der Kernumfassung äußerst aufwendig und kostspielig.

Eine ähnliche Konstruktion ist z.B. aus der briti-

sehen Patentschrift 902 823 bekannt. Hier ist in 60 ter besteht aus dem zylindrischen Unterteil 1, das den einem Siedewasserreaktor zur Beeinflussung der Strö- eigentlichen Reaktorkern! aufnimmt, dem KOhI-mung oberhalb des Kerns eine Reihe von »Kaminen« mitteleintrittsstutzen 3, dem Kühlmittelaustrittsstutangeordnet. Diese mögen zwar, wie beabsichtigt, die zen 4, dem Deckelflansch 5 sowie dem Druckbehäl-Konvektionsrate vergrößern. Eine zur Vergleich- terdeckel 6, der sphärisch gewölbt ist. In das Untermäßigung der Kühlmitteltemperatur geeignete Ver- 65 teil 1 des Druckbehälters ist der Kernbehälter 7 mischung ist damit aber nicht zu erhalten. eingehängt, der den Reaktorkern 2 trägt Der Kern-

Aufgabe der Erfindung ist ein Druckwasserreaktor behälter 7 ist dabei oberhalb der Kühlmitteleintrittsder eingangs genannten Art, bei dem die Kühlmittel- und -austrittsstutzen 3 und 4 aufgehängt und bildet

Abstandshalter aufweisen und der Kernbehälter vom primären Kühlmittel durchströmt ist. Der Kernbehälter kann ein Teil des Reaktorbehälters sein oder gesondert in den Reaktorbehälter eingesetzt sein.

Druckwasserreaktoren mit offenem Kern sind beispielsweise aus einem Artikel von W. E. Abbott, »New Design-Features for Large PWR« in Combustion, Februar 1970, Seiten 8 bis 14, bekannt Bei

spannung sowie des Aufblähens der Bleche der dichten Kernumfassung beim GAU. Die Störanfälligkeit des Reaktor wird daher vermindert.

folgenden wird der erfindungsgemäße Druckwasserreaktor an Hand der F i g. 1 bis 3 beispielhaft näher erläutert:

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Druckbehälter eines Druckwasserreaktors. Der Druckbehäl-

Ji

Ji 150 340

8 ⁷ ί ^^Μ\^Ϊ^Ι!ί?Γ*!"^Ιί!

mil dem Druckhehülterunlertei! I einen Ringspalt 8 V"« ⁷. ""ίί ^^Μ\^ΪΗ|^Ι|!ί?Γΐβ*ΐ!ϊ"^Ιιί!·.-Ηί abgeschlossen.

zur Zuführung des über die Stutzen 3 eingeleiteten 10 durch die iiJ" ^ ^ ^^ ^ _{das dcn Kcrn}

Kühlmittels in den unteren Sammclraum 9, von wo Aus den f ' t· _du,_c|_islrömende Kühlmittel in

das Kühlmittel nach oben durch die Brennelemente von unten nach ο no.^ _{durch die Pra}llbleche

10«, 10 6, 10 < usw. des Reaktorkems 2 wieder zu 5 der Hohe üer /v . ^^ vollständig in den Ken.

den Kühlmittelaustrittsstutzen 4 streunt. Dabei durch- 19 gezwungen , ^^,^,.gung des Kühlmittel,

strömt das Kühlmittel vor dem Eintritt in die Brenn- einzutreten ^U|^^L _{h in dcn} Randbrennclc

cleme.ue 10 eine Stauplatte Il und die untere Trag- bew.rkt f^utc., °_r ' ^ ^ dem Abstand der I .allblechc

platte 12. »^{n d}" ^T_n, die Tiefe der Kühlmitteldurch

Den Kernbehälter 7 schließt oben die obere Gitter- .o 19 voneinander k_{; (};_cs._imlkorns beeinflußt wcr-

platte 13 und die obere Tragplatte 14 ab. zwischen mischung he/u_olKli ι . ^ ^^ _7wisdu.„ _d,„

denen Stützen !5 angeordnet sind und die als obere den 'Vi>r/:ufcsvu. - ^ ^ _Finwirkung auf da*

Tragkonstruktion für das Kerngerüst dient. ' "",'., '■„,' der" äußeren Brennclcmenlreili,

In dem Reak-.orbehalterdeckel 6 sind Durchfüh- Kühlmittel ηJr '"£,,,, _daU der Kühlmittel

runden 16 angeordnet, über die Zugrilf /u den ,₅ bewirkt Dan >'^'^^ _Kcrns 2 im Vergleich

Stouerstabführungcn besteht und die für die Kern- durchsalz du cn u. · _führuni,_sfornu._n mit dicht,.

,nsuumenuerung vorgesehen sind. In der F ι g. 1 sind ^^"^^""^j _Bcipali nicht versdüechtert w ird,

einige dieser Durchführungen 16 angedeutet. Regel- Kernumfassung unu _v ^J _ühln!;_tlddurchsatz durch den

stäbe und Steuerstabführungen und Zuleitungen für sondern dalu siui -^ _{bekannlen A}usführunes-

die Kerninstrumentierung wurdi-.i in oie Figur nicht 20 Kern imv«6 Überschlagsrechnung zeigt, daß

eingezeichnet, um die Übersichtlichkeit zu wahren. ^fo™^e":-^rh"^h'_egebenen Bedingungen sich eine etwi

Der offene Kern 2 ist aus Brennelementen 10 in unter den ™&&™™ _des ^uhlmitteldurchsatzcs

E df hi auf ⁴P^ro^'f ^I S i Bi

Der offene Kern 2 ist aus Brenne _des ^uhlmitteldur

bekannter Weise zusammengesetzt. Es darf hierzu auf ⁴P^ro^'f _Ke^I „Sen läßt. Eine weitere Becin-

die F ig. 2 verwiesen werden. Jedes Brennelement IU durch den Kern„^ⁿ _hä„_{nisse ist} durch die zuist aus Abstandshaltern 17, Brennstäben und Regel- ,5 flussung ^^Γ _ρ^Γ^₂₀ möglich, die bei Bedarf

stabtührungsrohren aufgebaut. Um die Übersicht- satzl.chen P™Ublcche ZU "> 8 _{können die}

lichkeit zu wahren, sind in F i g. 1 nur die Abstands- «^"ÄnisiTaS noch dadurch verändert

17 fü di Blt 10 eingezeichnet ^^""^Jf Abdhalter 17

haltegitter 17 für die Brennelemente 10 eingezeichnet. Stromungsverha.tns, " _{dje AbstandshaIler I7}

Der genaue Aufbau der Brennelemente II» kann bei- ^"'^^^2 picht dicht umschließen. Damit

spielsweise der eingangs genannten LUeraturstelle 30 ?" ^enneh^iente^ η ^ Strömungsverhält-

entnommen werden. In der Figur sind lediglich die steine °Ρ£™>« * _p .^^ ^ ^

linken und die rechten äußeren Begrenzungen 18 a ™ψ™'^™ ^Γ^_η vergrößerten Teilbereich des

und 18 b des Kerns 2 eingezeichnet, die Brennstabe F 1 g. J zeigt u b _{dcr Rcaktordrl;CK}.

oder Regelstabführungsrohre sein können. S^U.

Am Kernbehälter? sind in den Ebenen der Ab- 35 behalte » ^ggc'a» _{M 2|} ,, _{und 2}, ,. Standshalter 17 der Brennelemente 10 Formstege 19 Fs sind die nmr g Brennelemente des befestigt. Diese Formstege 19, die als Prallbleche fur dargcstell ^ denen;ii Herausnehmen geführt das von unten nach oben strömende Kühlmittel die- Kerns ^^"^„n _lci_{sten 2}i laufen parallel zur nen, liegen an den Abstandshaltern 17 jeder Ab- j"* f^ Führungsleisten 21 standshalterebene an und stützen den Kern 2 ab 4<> f-^jngsachse ^^s _{des Kcrns} vorgesehen Zwischen den zwei Blechen 19, die in der Ebene der ^k("^{nen fur} f ^ι\ξ£^η££ _vcf_schiedene Formen von Abstandshalter 17 der Brennelemente IO hegen, kon- ^s""' ^In ^_n'!"/ dargestellt. Führungsleisten 21 a nen weitere Prallbleche 20 angeordnet scm, die eben- ^FuJ™"^g,^sle'i'^e"_{n Ecken} ^b _von Brennelementen 10 anfalls am Kernbehälter 7 befestigt sind und in einer und -1 b die an^tcke _{22 auf}. Ebene liegen, die senkrecht zur Langs achse des 45 gLordnel^sind »e« _{en21 c} ^e _{übcrbrückcn dic} Stoß-Kerns 2 ist. Zwischen der Innenkante dieser Prall- ^^a^^_nder stehender Brennelemente 10. bleche 20 und den äußeren Begrenzungen 18 des kanun ^ne^ⁿ^^ae _{leisten 21 wird} mit einfachen Kerns braucht keine Berührung vorhanden zu sein M solchen FührungJ« ^ _beim -:- In Fig. 2 ist ein Schmu längs der Linie I-II der ^'ⁿ r'"^e _R3_{elemente des} Kerns ermöglicht

Kerns br g gJ ^

In Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Lime IMI der Mit ein -'^{ne s}^"^e _{d Kerns} ermöglicht. Die

F ig. 1 dtrgestellt. Dieser Figur ist zu entoehnien, wie 50 fuhren der ^R^de^ⁿ^ _{der auftre}tenden

in bekannter Weise die Brennelemente 10, deren Ab- Gefahr^ des Verspa 8 Hervorzuheben

Standshalter 17 in der Figur sichtbar sind zum ^mischen_BJ™g ^^lohncbeson-

Kern 2 zusammengesetzt sind. Die Abstandshalter 17 ist noch JB mt den r ^ _{Aufwand auf}. sind von dem Prallblech 19 umgeben. Im Ausfuh- f«^ ^JSS_n"ausgewichen werden können. rungsbeispiel ist der Raum zwischen dem Kernbehal- 55 tre-nde loieranzen _B β

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. strömung mit einfachen Mitteln, das heißt, ohn^ dall eine besondere Kernumfassung benötigt wird, ge steuert ist. .

   , ._. Diese Aufgabe wird dadurch gelost, daß edm

   dem der Kern in einen Kernbehälter eingesetzt 5 dungsgemäß in an sieh bekannter Weise zwischen

   Patentansprüche:
   Druckwasserreaktor mit offenem Kern, bei

   ist, die Brennelemente des Kerns Abstandshalter aufweisen und der Kernbehälter vom primären Kühlmittel durchströmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter

   Kern und Kernbehälter Prallbleche vorgesehen sind, die senkrecht zur Längsachse des Kerns liegen und den Kern längs einer Umfangslinie umhüllen, un.i dall sich die Prallbleche auf Ab>tandshalter der

   Weise zwischen Kern (2) und Kernbehälter (7) io äußeren Brennelemente des Kerns abstützen.

   Prallbleche (19) vorgesehen sind, die senkrecht zur Längsachse des Kernes liegen und den Kern längs einer Umfangslinie umhüllen, und daß sich die Prallbleche auf Abstandshalter (17) der