DE2242933A1 - Brutreaktor - Google Patents

Description

Die Erfindung "betrifft einen Brutreaktor mit einem Reaktorkern, der einen Brutmantel umfaßt und in mehrere Zonen unterteilt ist, und mit einer auf die Zonen aufgeteilten Strömung eines Kühlmittels, die mit Hilfe von Drosseln einstellbar ist.Bei solchen Reaktoren, insbesondere bei gasgekühlten Reaktoren, hat die Drosselung der Strömung in den einzelnen Zonen den Zweck, eine gleichmäßige Kühlmitteltemperatur zu erhalten. Die bekannten Drosseln sind zumeist betriebsmäßig verstellbar. Dies erfordert einen relativ hohen Aufwand» Andererseits sind die verstellbaren Querschnitte verhältnismäßig klein. Sie eignen sich nicht für große und schnelle Änderungen der Strömungsverteilung.

Die Erfindung bezweckt demgegenüber eine Verbesserung der Kühlung für den Fall, daß in einzelnen Zonen nach dem Abschalten des Reaktors die Nachzerfallswärme stark ungleiche Temperaturen hervorruft. Eine solche ungleichmäßige Erwärmung, die z.B. im Brutmantel eines Brutreaktors wesentlich höhere Temperaturen als im eigentlichen Kern zur Folge hat, tritt nur bei außergewöhnlichen Betriebsverhältnissen auf, z.B. dann, wenn der Massenstrom des Kühlmittels bei einem Leck oder dem Ausfall von Pumpen unter dem normalen Wert sinkt. Mithin muß der Aufwand für eine als Abhilfe vorgesehene zusätzliche Strömungssteuerung möglichst klein sein.

Die Erfindung besteht darin, daß die Brutelemente zusätzliche Drosseln aus einem sich temperaturabhängig verformenden Stoff aufweisen. Auf diese Weise kann man selbsttätig, aber dennoch mit geringem Aufwand und vor allem zuverlässig die Verteilung des Kühlmittels variieren und einer örtlichen Überhitzung entgegenwirken.

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Der sich temperaturabhängig verformende Stoff ist insbesondere ein Metall, das bei der gewünschten Temperatur schmilzt. Der Drosselkörper wird dann vom Kühlmittel bei Beginn des Schmelzens beiseite gedrückt, sofern er nicht sofort unter dem Einfluß der Schwerkraft abtropft. Man erhält dadurch einen größeren Austrittsquerschnitt und eine entsprechende Intensivierung der Kühlung der durch Überlastung bedrohten Kernzonen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.

In Fig. 1 ist der Einfachheit halber von einem gasgekühlten Brutreaktor nur ein kleiner Teil des aus Beton bestehenden Reaktordruckbehälters 1 dargestellt, an dem mit einer Halteeinrichtung 2 über ein Halterohr 3 ein Brutelement 4 befestigt ist. Das Brutelement 4 gehört zum äußeren Brutmantel des Kernreaktors. Es ist in einer Gitterplatte 6 geführt, die den seitlichen Abstand der Brutelemente und der Brennelemente zueinander einstellt.

Im Bereich der Gitterplatte 6 ist, wie die Pig. 2a in größerem Maßstab zeigt, das Brutelement 4 mit Dichtungen 8 in ein Rohr 9 eingesetzt, durch das in Richtung der Pfeile 10 kaltes Gas, z.B. CO₂ oder Helium, als Reaktorkühlmittel zugeführt wird. Der Zustrom des Gases kann mit einer sogenannten Stelldrossel 12 verändert werden, deren feststehender äußerer Drosselkörper einen engsten zylindrischen Bereich 16 mit zwei anschließenden sich erweiternden konischen Teilen 14 und 13 aufweist. Der feststehenden Verengung 16 ist ein beweglicher Drosselkörper 13 zugeordnet. Verstellt man die Lage des beweglichen Drosselkörpers 13 gegenüber der Verengung 16, so ergibt sich ein unterschiedlicher Gaszusatz.

Die vorstehend beschriebene Stelldrossel 12 dient zur Regelung der Temperatur. Sie erfordert einen im einzelnen nicht näher dargestellten Antrieb, dessen Betätigungsstange 18 durch

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das Halterohr 3 bis zu einem Antriebskolben in der Halteeinrichtung 2 geführt werden sniß.

Die erfindungsgemäße zusätzliche Drossel 19 ist dagegen auf der Ausströmseite am.unteren Ende 20 des Brutelementes 4 vorgesehen (Fig. 2b). Sie besteht aus einem als Blende wirkenden konischen Bleehkörper 21 z.B. aus Messing mit einer Schmelztemperatur von etwa 900°. Erreicht bei starken Überhitzungen, wie sie beim Ausfall von Kühlimittelpumpen vorkommen können, die Gastemperatur schließlich die Erweichüngs- und Schmelztemperatur des Stoffes des Drosselkörpers 21, dann wird der Drosselkörper 21 beiseite gedruckt oder er tropft unter der Einwirkung der Schwerkraft ab, so daß der ganze lichte Querschnitt des unteren Endes 20 des Brutelementes für. den Gasaustritt zur Verfugung steht. Der Gasdurchsatz in Richtung der Pfeile 22 wird dadurch für die Brutelemente vergrößert, so daß eine thermische Überbeanspruchung der Hüllrohre durch die beim Abschalten des Reaktors für die örtliche Temperatur maßgebende größere Nachzerfallswärme vermieden wird.

4 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims (4)

- 4 - VPA 72/9472 Patentansprüche:

1.) Brutreaktor mit einem Reaktorkern, der einen Brutmantel umfaßt und in mehrere Zonen unterteilt ist und mit einer auf die Zonen aufgeteilten Strömung eines Kühlmittels, die mit Hilfe von Drosseln einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brutelemente zusätzliche Drosseln (19) aus einem sich temperaturabhängig verformenden Stoff aufweisen.

2. Brutreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff ein Metall ist, das bei der gewünschten Temperatur schmilzt.

3. Brutreaktor nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Brutzone, dadurch gekennzeichnet, daß die sich temperaturabhängig verformende Drossel (19) der Brutzone zugeordnet und auf der Austrittsseite (20) des Kühlmittels angeordnet ist.

4. Brutreaktor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Brutelement (6) eine mechanisch verstellbare Drossel (12) am Kühlmitteleingang und eine sich temperaturabhängig verformende Drossel (19) am Kühlmittelausgang (20) aufweist.

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