DE2320146C3 - Atomkernreaktor - Google Patents

Description

Bei Atomkernreaktoren, deren Brennelemente mit ihrem unteren Ende an einer Gitterplatte abgestützt sind und mit einer Brennelementwechselmaschine nach oben abgezogen werden könne, sind lösbare Abstützungen, z.B. durch die DD-PS 43 923 und die DE-OS 19 48 020, bekannt

Die Erfindung bezieht sich demgegenüber auf einen Atomkernreaktor mit im Kern hL>igend befestigten Brennelementen, die also von unten abziehbar sind. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die Si herheit solcher Kernreaktoren zu vergrößern. Dies ist insbesondere für gasgekühlte schnelle Brutreaktoren wichtig, die eine sehr hohe Leistungsdichte haben.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einem Atomkernreaktor mit im Kern hängend befestigten Brennelementen dadurch gelöst, daß außer der Aufhängung eine an sich bekannte lösbare Abstützung als zweite Befestigungsmöglichkeit zusätzlich vorgesehen ist Auf diese Weise wird vermieden, daß ein Versagen der normalen Brennelementbefestigung zu schwerwiegenden Schäden führt. Ein Herausfallen der hängenden Brennelemente aus dem Reaktorkern ist ausgeschlossen, weil dann die erfindungsgemäße zweite Befestigung wirksam wird. Das Spiel, das zwischen der normalen Aufhängung und der lösbaren Abstützung vorliegt, die als zweite Befestigungsmöglichkeit dient, kann so klein sein, daß bei einem Bruch der Aufhängung die Kühlung des Elementes gewährleistet bleibt.

Die lösbare Abstützung umfaßt vorteilhaft eine Klinke. Die Klinke kann für jedes einzelne Brennelement vorgesehen sein. Dies gilt besonders für den Fall, daß die Klinke an einer jedes Brennelement längs durchsetzenden Stange angreift. Es können aber auch mehrere Klinken an einem einzigen Brennelement angreifen. Diese Ausführung empfiehlt sich für Klinken, die in mindestens ein benachbartes Brennelement eingreifen, weil man dadurch eine gleichmäßige Kräfteverteilung um den Umfang der Brennelemente erhalten kann.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden zwei Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. Darin zeigen unter Fortlassung der zum Verständnis nicht wesentli

chen Teile:

F i g. I in einem Axialschnitt den unteren Teil des Brennelementes eines gasgekühlten schnellen Brutreaktors in der linken Hälfte der Figur bei freigegebener Klinke, in der rechten bei arretierter Klinke,

Fig.2 das zweite Ausführungsbeispiel, ebenfalls im Axialschnitt, mit gegenseitiger Verriegelung einander benachbarter Brennelemente.
Der nicht dargestellte Reaktorkern ist in bekannter Weise aus sechseckigen Brennelementen zusammengesetzt und in einem vorzugsweise aus Beton bestehenden Reaktordruckbehälter untergebracht

In F i g. 1 sieht man von dem Brutreaktor nur das untere Ende eines Brennelementes 1, dessen sechseckige Hülle 2 die einzelnen Brennstäbe 3 umschließt In der Mitte dieses Brennelementes sitzt eine Haltestange 4, die auch rar Halterung eines nicht dargestellten Thermoelementes dienen kann, mit dem die Temperatur des durch das Brennelement strömenden Gases gemessen wird. Am oberen Ende des Brennelementes 1 ist eine nicht gezeichnete Aufhängung, z. B. eine Verschraubung vorgesehen, die das Gewicht des Brennelements auf eine da rüberliegende Kernstruktur überträgt

Wie man sieht, durchsetzt die Stange 4 mit ihrem unteren Ende einen Haltekörper 6, an dem eine mit der Brennelementhülle 2 verbundene Düse 7 befestigt ist Die Düse 7 kann z. B. über Rippen 8 an einem Ring 9 befestigt sein, der auf ein Gewinde 10 des Haltekörpers 6 aufgeschraubt ist

In eine Ausnehmung 12 der Stange 4 greift eine aus einzelnen Segmenten zusammengesetzte, weitgehend rotationssymmetrische Klinke 13, deren Nasen 14 in Nuten 15 eines Klinkenkörpers 16 greifen, der in das untere Ende des Haltekörpers 6 bei 17 eingeschraubt ist Auf den Segmenten der Klinke 13 sitzt ein Sperrkörper 20. Dieser nimmt auf der rechten Seite der Figur die untere Sperrstellung ein. Die Klinke 13 ist hierdurch einmal mit der Stange 4 verbunden, rwa anderen mit dem Klinkenträger 16 und über diesen mit dem Haltekörper 6, der seinerseits mit dem Brennelement 1 als Ganzes in Verbindung steht

Wird der Sperrkörper 20 angehoben, wie auf der linken Seite der Figur zu sehen ist, so gibt sein unteres Ende die Klinke 13 so weit drei, daß sie nicht mehr in die Ausnehmung 12 der Stange 4 greift Mithin kann die Stange 4 aus dem Halteköirper 6 herausgezogen, oder das Brennelement selbst nach unten gezogen werden. Damit ist die normale entnahme des Brennelementes 1 möglich, wenn ein Brennelementwechsel erforderlich ist.

In der F i g. 2 ist als weiteres Ausführungsbeispiel eine Verbindung zwischen zwei benachbarten Brennelementen 1 gezeichnet, die im Bereich der Düsenkörper 7 vorgenommen wird. Zu diesem Zweck ist in eine Ausnehmung 25 des einen Brennelementes 1 eine Klinke 26 mit der aus der Figur sichtbaren Gestalt eingesetzt Die Nase 27 dieser Klinke greift in der Sperrstellung in eine Ausnehmung 28 des benachbarten

μ Brennelementes. Diese Ausnehmung 28 ist durch eine Auflage 29 auf der Außenseite der Düse 7 gebildet Die Auflage 29 kann aus einem besonders festen Material bestehen, um die Kräfte aufnehmen zu können, die beim Halten eines sich lösenden Brennelementes durch die benachbarten Brennelemente entstehen. Außerdem ist eine gewisse Härte deshalb vorteilhaft, weil dadurch ein Verschleiß vermieden wird, der sonst bei mehrfachem Einrasten und Lösen der Kliiiike 26 entstehen könnte.

Auch der Klinke 26 ist wiederum ein Sperrkörper zugeordnet. Er ist mit 30 bezeichnet und hält in der gezeichneten Sperrstellung die Klinke in Eingriff mit dem benachbarten Brennelement Aus der Fig.2 wird jedoch ohne weiteres deutlich, daß beim Ausheben des Sperrkörpers 30 aus der gezeichneten Lage ein Ausweichen der Klinke 26 zu der strichpunktierten Achse 32 des Brennelementes hin möglich ist. Dann kann die Verbindiiog zum benachbarten Brennelement gelöst werden.

Die in der Fig,2 dargestellte Klinke kann zur gleichmäßigen Belastung um den Umfang eines jeden Brennelementes mehrfach angeordnet sein, sie kann ferner für jedes Brennelement gleich ausgebildet werden. Es ist aber auch denkbar, eine Klinke, die ohnehin jeweils zwei Brennelemente verbindet, als wechselseitige zusätzliche Abstützung für beide Brennelemente vorzusehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Atomkernreaktor mit im Kern hängend befestigten Brennelementen, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Aufhängung eine an sich bekannte lösbare Abstützung (13, 26) als zweite Befestigungsmöglichkeit zusätzlich vorgesehen ist

2. Atomkernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Befestigungsmöglichkeit unterhalb der Aufhängung angeordnet ist.

3. Atomkernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Abstützung eine Klinke (13,26) umfaßt

4. Atomkernreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (13) an einer jedes Brennelement (1) längs durchsetzenden Stange (4) angreift

5. Atomkernreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (26) in mindestens ein benachbartes Brennelement eingreift