DE2323584C3 - Kernmodul für einen Atomkernreaktor - Google Patents

Description

2. Kernmodul nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstabeinheit aus einem am Antriebsstutzen (26) angeordneten zentralen Steuerstabschaft (21) besteht, an dem ein Steuerstabjoch (20) angeordnet ist, auf dem in der Brennstoffkassette verschiebbare Absorberfinger (19) ruhen, und daß das Steuerstabjoch an den Abstellrohren (15 bis 18) entlang verschiebbar ist.

3. Kernmodul nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Abstellrohre (15 bis 18) Leitrohre für das Kühlmittel zu den Brennstoffkassetten (11 bis 14) bilden.

4. Kernmodul nach Anspruch 3, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß in den oberen Teilen der Abstellrohre 30 den sein, der genauso hoch ist wie der Kern

(15 bis 18) Drosselvorrichtungen (40, 47) für den "

Kühlmittelfluß angeordnet sind.

In einem Reaktor mit in Leitrohren laufenden Absoi bersteuerstäben sollte die Drosselung zu dem Brem element auf der Abwärtsströmungsseite des Einluufs / den Steuerstableitrohren placiert sein, um eine ausrechende Kühlung der Absorberfinger zu erhalten. Win die Einlaufdrosselung im Brennelement placiert, si wird die Hubkraft jedoch so groß, daß ein komplizier ter Sperrmechanismus erforderlich wird, um die Brenn elemente in ihrer Lage zu fixieren.

Aus der deutschen Offenlegungsschrifi 16 14 064 is ein schneller Reaktor bekannt, bei dem zur Verniei dung von Verformungen des über dem halbkugelförnii gen Boden vorhandenen Traggitters für die Brennstoff kassetten das Traggitter mit Führungslöchern verseher ist, durch welche sich die Brennstoffkassetten über Stützstäbe gegen den Boden des Kernmantels abstützen. Bei einem solchen schnellen Reaktor sind keine von unten her-in den Kern einzuführende Steuerstabe vorhanden. Vielmehr werden die Steuersfabe bei einem solchen Reaktor von oben eingeführt. Der Raum /wischen der Gitterplatte, durch die die Stützen der Brennsioffkassetten geführt sind, und dem halbkunelförmigen Kernmantelboden ist mit Kühlmittel aus\.vfüllt, und die Zuführung des Kühlmittels kann am unteren Ende der hohlen Stützen vorgenommen werden. Für einen Siedewasserreaktor, bei dem die Steuerst übe· von unten in den Kern eingeführt werden, ist diese Konstruktion nicht verwendbar. Bei einem solchen Reaktor muß unterhalb des Kernes ein Raum vorhanden sein, der genauso hoch ist wie der Kern, damit die Steuerstäbe voll aus dem Kern herausgezogen werden können. Ferner müßte für jeden Steuerstab ein Loch in der Gitterplatte vorgesehen werden, was zu einer Kühlmittelleckage führen würde, da es außerordentlich schwer ist, den Spalt zwischen den beweglichen Steuersläben und der Gitterplatte gegenüber dem unter Druck stehenden Kühlmittel zuverlässig zu dichten Eine solche Undichtigkeit für das Kühlmittel würde die Temperaturverteilung im Reaktor beeinflussen und daunkontrollierbarer

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kernmodul für einen Atomkernreaktor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. icmpuami verteilung im rceaKK

In bekannten Ausführungen von Aufstellanordnun- 40 mit den Betrieb des Reaktors in gen für die Brennstoffkassetten eines Atomkernreak- Weise gefährden, tors im Reakiordruckbehälter ruhen vier Brennstoffkassetten auf einer gemeinsamen Abstellplatte, die an die Leitrohre der Steuerstäbe angeschweißt ist, die auf den Steuerstabstutzen im Druckgefäßboden stehen. 45 Das Kühlwasser zu den Brennstoffkassetten wird dabei auf der Außenseite der Leitrohre der Steuerstäbe über Drosseln in den Abstellplatten zu den Kassetteneingängen geführt. Da die Abstellplatte sowohl zum Aufstel-

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Reaktor der eingangs genannten An eine Konstruktion zu finden, bei der die Abstellplatte mechanisch fest und in ihrem Aufbau einfach ist. bei der der Steuerstab leicht ausbaubar ist und die Brennelemente nicht den Druckkräften des Kühlmittels am Einlauf der Drosselstellen ausgesetzt sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe bei einem Kernniodul

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_K,_ul.. _wwu„, zum /Miisiei- ^ur Losung dieser Aulgabe bei einem Kernmodul

fen der Brennstoffkassetten, als auch für deren Einlauf- 50 der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. diedrosseln und für die Passage der Sleuerstäbe Platz bie- nen erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des ten muß, bekommt sie eine komplizierte und hinsieht- ⁴ '

lieh ihrer Festigkeit schwache Form.

Außerdem besteht eine wichtige Forderung bei Reaktorkernen darin, daß der .Steuerslab — und besonders das Steuerstabjoch bei Absorbersteuerstäben — sowie der Stcucrstabschaft leicht auswechselbar sind.

Um eine ausreichende hydromechanische Stabilität

in einem in eine Brennstoffkassette eingehenden Brennelement eines Reaktors des l.eichtw nssertyps zu erhalten, muß der Kühlniiitelaiislaiif /u den Brennelementen gedrosselt werden. In einem üblichen Siedewasserreaktor, tier mit kreuzförmigen Sicuersiäben 'wischen ilen Brennsioffkasseiten versehen ist. kann liese Drosselung in der Abstellplatte für die Brenn-,toffkassetten angeordnet werden. Dadurch werden die irennelcmcnte nicht den Strom- und Druckkräften nisgeseizt. die man am Einlauf der Dro.sselstelle erhält.

Anspruchs I genannten Merkmale.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Bei dem Kernmodul nach der Erfindung wird das Kühlmittel durch das zugehörige Abstellrohr jeder Brennstoffkassette geleitet, wodurch es zu dem Platz geführt wird, wo es erforderlich ist. Fine Leckage tritt hierbei dank der festen Verbindung /wischen der Abstellplatte und dem Abstellrohr nicht auf.

An Hand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

I" ι g. 1 einen Kernmodul gemäß tier Erfindung,

F ι g. 2 einen Schnitt durch einen Teil eines Kernmoduls gemäß F i g. 1. der sich in dem Reaktordruckgefäß befindet.

I-i t^T. 3 Schnitte längs den Linien Il und 11-11 in |." i .τ ·>

Fig.4, 5 und 6 verschiedene Ausfuhrungsformen /on Einlaufdrosselungen zu den Brennstoffkassetten.

Der Kernmodul in F i g. 1 ist längs seiner axialen Ausdehnung in zwei nebeneinander dargestellten Teilabschnitten abgebildet, die man sich län^s der Linie A-A aneinandergesetzt denken muß. Der Kernmodul 10 besteht aus Brennstoffkassetten 11 bis 14. die auf Abstellrohren 15 bis 18 ruhen. In den Brennstoffkassetten 11 bis'14 sind einschiebbare Absorberfinger 19 angeordnet. Die Absorberfinger 19 sind in einem an den Abstellrohren 15 bis 18 verschiebbaren Steuerstabjoch 20 verankert.

An dem Steuerstabjoch 20 ist ein Steuerstabschaft 21 angeordnet, der dui ch den Boden 22 des Reaktordruckgefäßes läuft und an die Antriebsvorrichtung 23 des Steuerslabes angeschlossen ist.

Die Abstellrohre 15 bis 18 werden an ihrem unteren Ende durch eine Abstellplatte 24 zusammengefaßt.

F i g. 2 zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht von zwei Brennstoffkasseiten 11 und 14 und der Abstellplatte 24. Das Antnebsrohr 25 des Steiierstabes läuft durch den Boden 22 des Reaktordruckgcfäßcs und ist aufgehiingi und ruht auf einem Stutzen 26 im Boden 22 des Reakiordruekgefäßes.

Die Abstellplatte 24 ruht ihrerseits auf dem Antriebsrohr 25.

Auf und an der Abstellplatte 24 sind die vertikalen Abstellrohre 15 und 18 angebracht. Zwischen diesen Abstellrohren und um sie herum läuft das Steuersiabjoch 20 mit seinen Absorberfingern 19.

Das Steuerstabjoch 20 ist vorzugsweise mit Leitrollen 27 versehen, die an den Mantelwanden der Abstellrohre laufen, so daß die Abstellrohre als rühruugen für das Steuerstabjoch 20 dienen.

Die Abstellrohre 15 bis 18 sind über einen Stüizrahmen 28 miteinander verbunden, der am oberen l'nde der Abstellrohre oder in einer geeigneten anderen 1 lohe relativ zu den Abstellrohren angebracht ist.

Im oberen Teil der Abstellrohre 15 bis 18 ist eine erforderliche Drosselung für das Kühlmittel zu den Brennstoffkassetien 11 bis 14 angeordnet, da das Kühlmittel, im Gegensatz zu bekannten Anordnungen, durch die Abstellrohre 15 bis 18 nach oben geleitet wird (s. die Pfeile 29 in F i g. 2).

Die Absorberfinger 19 laufen in Leitrohren 30 in den Brennstoffkasseaen 11 bis 14 und sind an ihren oberen Enden mit Hebeorganen 31 versehen. Die Brennstoffkassetten 11 bis 14 können hierbei mit oder ohne Steuerstäbe angehoben werden.

Beim Demontieren von Stcuerstabcmheitcn wird das Steuerstabjoch 20 und der obere Teil des Steuerstabschaftes 21 nach oben herausgenommen, und zwar durch ein zentral zum Steuerstab angeordnetes Hebeorgan 32. Der obere Teil des Steuerstabschaftes 21 ist hierbei mit dem unteren Teil des Stenersiabschaftes 21 mittels eines nicht dargestellten Bajonettverschlus ses verbunden, so daß eine Drehung des Steuerstabschaftes 21 relativ zum Steuerstabjoch 20 erforderlich ist, um den oberen Teil des Steuerstabschaftes 21 zu lösen. Dies wird durch eine nicht gezeigte mechanische Anordnung ermöglicht.

Eine Dichtung gegenüber den an die Abstellplatte 24 angrenzenden anderen Abstellplatten 33 und 34 erreicht man vorzugsweise durch eine Labyrinthdichtung 35 od. dgl.

Zwischen der Abstellplatte 24 und dem Antriebsrohr 25 sind Sicherungsringe 36 und Dichtungen 37 angeordnet.

F 1 g. i zeigt einen Schnitt längs der Linie l-l in F i g. 2 und läßt erkennen, wie die Abstellrohre 15 bis 18 mittels Bolzen 38 mit einer Abstellplatte 24 verbunden sind. Schnitt l-l zeigt außerdem das Steuerstabjoch 20 mit Absorberfingern 19.

Rechts unten in F i g. 3 ist ein Schnitt durch eine ßrenn.stoffkassette 14 längs der Linie 11-11 in F i g. 2 dargestellt. Dieser Schnitt zeigt die Verteilung der Absorberfinger 19 im Verhältnis zu den Brennelementen 39. die in dem Schnitt nur teilweise angedeutet sind.

Die dort gezeigte Verteilung zwischen Absorberfingern 19 und Brennelementen 39 ist sehr vorteilhaft, da man einen guten Formfaktor erhält, da jedem -\bso; berfingcr 19 eine gleiche Anzahl »eigener.. Brenneiemente 39 zugeteilt worden ist.

Die F i g. 4 bis b zeigen einige verschiedene Ausluhrungsl'ormen der F.inlaufdrosselung zu den Brennstottkassetten.

F 1 g. 4 zeigt eine Ausführungsform im Schott. :vi .¹Cf die Eiplaufdrnsselung 40 im Abstellrohi i "> Ur Brennstoffkassette 11 placiert ist. die Bre:ine!i.'iv:etr.·. :H auf einer Bodenplatte 41 enthalt. Hierbei ruht *ne Brennstoffkassette 11 mittels eines Anschlages 42 a.i! dem Abstellrohr 15. Die Druckbeanspri.chimg .ml (jruiid der Kühlmiitelzirkulation liegt hierbei ganz .ur dem oberen Teil des Abstellrohres 15. Der Einlauf ζ i¹ Spalt 43 zwischen Leitrohr 30 und Absorberfinger 1^L ist mit Hilfe einer gedrosselten Kanalverbinduntr 44 ,\-\ geordnet.

F i g. 5 zeigt dieselbe Drosselung wie in F i g. 4 im der Besonderheit, daß der obere Teil 45 des Abstellroh res 15 von dem restlichen Rohr 15 durch einen Schnit 46 getrennt ist. Der obere Teil 45 ist mit der Brenn stoffkassetie 11 verbunden. Dies bedeutet, daß di Druckbeanspruchting ganz auf die Brennstoltk.i^i·!! 11 übergeführt ist.

F 1 g. b zeigt eine weitere Alternative, bei der u Schnitt 46 durch das Rohr 15 verläuft, bei der aber di Form der Drosselung 40 so geändert ist. dall diese ai einer in der Brennstoffkasseite 11 horizontal a;igeoi\ neten Drosselscheibe 47 besteht.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

η. 25 23 584 Patentansprüche:

1. Kernmodul für einen Atomkernreaktor der mehrere Brennstoffkassetten ,mit zugehöriger von unten in den Kernmodul einfahrbarer Steuerstabeinheit sowie eine an die Steuerstabeinheit angeschlossene Antriebsvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Brennstoffkassette (11 bis 14) des Moduls in an sich bekannter Weise auf einem separaten Abstellrohr (15 bis 18) ruht und daß sämtliche Abstellrohre des Moduls auf ein und derselben Abstellplatte (24) fixiert sind, die auf dem Antriebsstutzen (26) der Steuerstabeinheit im Bodenteil (22) des Reaktordruckgefäßes ruht.