DE2629737A1 - Neutron flux reduced at projecting corners of reactor core - by absorbent segmental plates to shield vessel wall - Google Patents

Neutron flux reduced at projecting corners of reactor core - by absorbent segmental plates to shield vessel wall

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Abstract

A device for reducing the neutron flux acting on the inner wall of a reactor press. vessel comprises segmental plates of neutron-absorbing material mounted inside the vessel and adjacent to the corner regions of the reactor core, where the external shape of this core, as viewed in plan, comprises a series of steps. Used for any reactor with a stepped external shape to the core, but particularly where uranium plutonium fuel elements of increased enrichment near the periphery of the core, resulting in increased neutron flux at the periphery, are used. The provision of neutron-absorbing plates in these regions reduces the flux at the reactor wall.

Description

Einrichtung zur Reduzierung des NeutronenflussesDevice to reduce the neutron flux

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Reduzierung des auf die Reaktordruckbehälterinnenwand einwirkenden Neutronenflusses bei Kernreaktoren mit treppenförmig abgestufter Kernperipherie die an mehreren Eckbereichen abgeflacht ist.The invention relates to a device for reducing the on Reactor pressure vessel inner wall with acting neutron flux in nuclear reactors Stepped core periphery which is flattened at several corner areas is.

Zur Vermeidung der Neutronenversprödung des Reaktordruckbehälters im Bereich der Kernzone soll eine bestimmte Neutronendosis nicht überschritten werden. Gemäß den Leitlinien der Reaktorsicherheitskommission (RSK) vom 24.4.74 wird zum Beispiel für Druckwasserreaktoren eine maximale Dosis von 1 x 1019 cm2 (E>1Mev) für die Lebensdauer vorgeschlagen.To avoid neutron embrittlement of the reactor pressure vessel In the area of the core zone, a certain neutron dose should not be exceeded. According to the guidelines of the Reactor Safety Commission (RSK) from April 24th, 1974, Example for pressurized water reactors a maximum dose of 1 x 1019 cm2 (E> 1Mev) suggested for life.

Zur Erfüllung dieser Forderung bietet sich beispielsweise bei wassergekühlten Reaktoren die Vergrößerung des Wasserspaltes zwischen Peripherie des Kerns und Reaktordruckbehälterinnenwand an, da eine dickere Wasserschicht bekanntlich mehr Neutronen abbremst. Eine derartige Maßnahme würde jedoch zwangsläufig zu einer Vergrößerung des Reaktordruckbehälters und somit zu einer erheblichen Verteuerung desselben führen. Messungen der Neutronendosis haben außerdem ergeben, daß bei der aufgrund der Kreisform des Reaktordruckbehälters treppenförmig abgestuften Kernperipherie die der Druckbehälterwand näher liegenden, abgeflachten Peripherie-Eckbereiche des Kerns dort eine erhöhte Neutronendosis verursachen. Diese Tendenz wird bei einem Einsatz von Uran/ Plutonium-Brennelementen noch verstärkt, da die höher angereicherten Brennelemente dieses Typs vornehmlich an der Peripherie des Kerns angeordnet sind und somit dort zu einer Erhöhung des Neutronenflusses beitragen.In order to meet this requirement, there is, for example, water-cooled Reactors the enlargement of the water gap between the periphery of the core and the inner wall of the reactor pressure vessel because a thicker layer of water is known to slow down more neutrons. Such a one However, the measure would inevitably lead to an enlargement of the reactor pressure vessel and thus lead to a considerable increase in the price of the same. Neutron dose measurements have also shown that due to the circular shape of the reactor pressure vessel stepped core periphery which is closer to the pressure vessel wall, Flattened peripheral corner areas of the core cause an increased neutron dose there. This tendency is intensified when uranium / plutonium fuel elements are used, because the more highly enriched fuel elements of this type are mainly at the periphery of Core are arranged and thus there to an increase in the neutron flux contribute.

Die Erfindung macht sich zur Aufgabe, den Neutronenfluß an den den Eckbereichen der Kernperipherie gegenüberliegenden Wandabschnitten des Reaktordruckbehälters zu reduzieren.The invention makes the task of the neutron flux to the Corner areas of the core periphery opposite wall sections of the reactor pressure vessel to reduce.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Reaktordruckbehälterinnenwand mittels segmentförmiger Platten aus neutronenabsorbierendem Material gegenüber den Eckbereichen abgeschirmt ist.The object is achieved in that the reactor pressure vessel inner wall by means of segment-shaped plates made of neutron-absorbing material against the Corner areas is shielded.

Das neutronenabsorbierende Material ist vornehmlich ein Edelstahl, eine Borverbindung oder eine Kombination dieser Materialien. Dies hat den Vorteil, daß die verschiedenen Absorber-Materialien optimal genutzt werden können.The neutron absorbing material is primarily a stainless steel, a boron compound or a combination of these materials. This has the advantage that the various absorber materials can be used optimally.

Eine vorteilhafte Befestigung der segmentförmigen Platten besteht darin, daß dieselben über Laschen mit der Reaktordruckbehälterinnenwand oder dem thermischen Schild verbunden sind.There is an advantageous fastening of the segment-shaped plates in that the same over tabs with the reactor pressure vessel inner wall or the thermal shield.

Eine platzsparende und den Durchfluß des Kühlmittels kaum hemmende Anordnung ergibt sich dadurch, daß die segmentförmigen Platten unmittelbar an der Kernumfassung, dem thermischen Schild oder der Reaktordruckbehälterinnenwand befestigt sind.A space-saving and hardly restricting the flow of the coolant Arrangement results from the fact that the segment-shaped plates directly on the Core enclosure, the thermal shield or the inner wall of the reactor pressure vessel are.

Anhand der Fig. 1 - 6 werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und im folgenden näher erläutert.Various exemplary embodiments of the Invention shown and explained in more detail below.

Es zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Reaktordruckbehälter Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab Fig. 3 - 6 die verschiedenen Anordnungen der segmentförmigen Platten Nach der schematischen Darstellung der Fig. 1 durchströmt ein Kühlmittel den Reaktordruckbehälter 1 und den darin angeordneten Reaktorkern 2 in Pfeilrichtung 3. Der Reaktorkern ruht auf einem Traggestell 4 und ist von der Kernumfassung 5, dem Kernbehälter 6 und dem thermischen Schild 7 umgeben. Die erfindungsgemäße Platte 8 ist hier nur angedeutet und wird später eingehend erläutert.It shows: FIG. 1 a cross section through a reactor pressure vessel Fig. 2 is a section along the line A-A of Fig. 1 on an enlarged scale. 3 - 6 the different arrangements of the segment-shaped plates according to the schematic 1, a coolant flows through the reactor pressure vessel 1 and the ones arranged in it Reactor core 2 in the direction of arrow 3. The reactor core rests on a support frame 4 and is from the core enclosure 5, the core container 6 and the thermal shield 7 surrounded. The plate 8 according to the invention is here only indicated and will be explained in detail later.

Die Fig. 2 zeigt den Reaktorkern 2 mit der Kernumfassung 5, dem Kernbehälter 6 und dem thermischen Schild 7.2 shows the reactor core 2 with the core enclosure 5, the core container 6 and the thermal shield 7.

Wie aus der Fig. 2 weiter zu ersehen ist weisen die Brennelemente 9, 10, 11 der abgeflachten Eckbereiche 12 einen geringeren Abstand zur Reaktordruckbehälterinnenwand 14 auf als die an der treppenförmig abgestuften Kernperipherie angeordneten Brennelemente. Der daraus dort resultierende erhöhte Neutronenfluß wird von der segmentförmigen Platte 8 abgeschirmt, sodaß auch an diesen Eckbereichen die zulässige Neutronendosis für die Reaktordruckbehälterinnenwand 14 nicht überschritten wird.As can also be seen from FIG. 2, the fuel assemblies have 9, 10, 11 of the flattened corner areas 12 have a smaller distance from the inner wall of the reactor pressure vessel 14 than the fuel elements arranged on the stepped core periphery. The increased neutron flux resulting therefrom is of the segmental shape Plate 8 shielded, so that the permissible neutron dose also in these corner areas for the reactor pressure vessel inner wall 14 is not exceeded.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3, die den Ausschnitt "B" der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab zeigt, ist die aus heut tronenabsorbierendem Material wie beispielsweise Edelstahl oder einer Borverbindung bestehende Platte 8 über Laschen 15 mit der Reaktordruckbehälterinnenwand 14 oder (wie strichpunktiert dargestellt) dem thermischen Schild 7 verbunden. Besteht die Platte 8 aus einer Borverbindung, so dient als Einfassung eine Verkleidung aus Stahl. Die Laschen 15 sind über Bolzen 16 mit der Platte 8 und mit dem starr an Reaktordruckbehälterinnenwand 14 bzw.According to the embodiment of FIG. 3, which shows the detail "B" of Fig. 1 shows on an enlarged scale, is that from today's tronenabsorbierendem Material such as stainless steel or a boron compound existing plate 8 via tabs 15 with the reactor pressure vessel inner wall 14 or (as dash-dotted lines shown) the thermal shield 7 connected. If the plate 8 consists of a Boron compound, a cladding made of steel serves as a border. The tabs 15 are via bolts 16 to the plate 8 and rigidly to the inner wall of the reactor pressure vessel 14 or

thermischen Schild 7 befestigten Konsolen 17 verbunden.thermal shield 7 attached brackets 17 connected.

Nach Fig. 4, 5 und 6 wird die Platte 8 unmittelbar an der Kernumfassung 5, der Reaktordruckbehälterinnenwand 14 oder dem thermischen Schild 7 befestigt. Die Befestigung kann beispielsweise mittels Schweißen erfolgen.According to Fig. 4, 5 and 6, the plate 8 is directly on the core enclosure 5, the reactor pressure vessel inner wall 14 or the thermal shield 7 attached. It can be attached, for example, by means of welding.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung gelingt mit einfachen Mitteln bei allen flüssigkeitsgekühlten Kernreaktoren eine Reduzierung des auf die den Kernperipherie-Eckbereichen gegenüberliegende Reaktordruckbehälterwand einwirkenden Neutronenflusses.The device according to the invention succeeds with simple means in all liquid-cooled nuclear reactors a reduction in the area of the core periphery corner areas opposite reactor pressure vessel wall of the acting neutron flux.

Claims (6)

PatentansprXiche K %).Einrichtung zur Reduzierung des auf die Reaktordruckbehälterinnenwand einwirkenden Neutronenflusses bei Kernreaktoren mit treppenförmig abgestufter Kernperipherie die an mehreren Eckbereichen abgeflacht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktordruckbehälterinnenwand (14) mittels segmentförmiger Platten (8) aus neutronenabsorbierendem Material gegenüber den Eckbereichen (12) abgeschirmt ist. Device for reducing the pressure on the inner wall of the reactor pressure vessel acting neutron flux in nuclear reactors with a stepped core periphery which is flattened at several corner areas, characterized in that the reactor pressure vessel inner wall (14) by means of segment-shaped plates (8) made of neutron-absorbing material opposite the corner areas (12) is shielded. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das neutronenabsorbierende Material ein Edelstahl und/oder eine Borverbindung ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the neutron absorbing Material is a stainless steel and / or a boron compound. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die segmentförmigen Platten (8) über Laschen(15) mit der Reaktordruckbehälterinnenwand (14) oder dem thermischen Schild (7) verbunden sind. 3. Device according to claim 1, characterized in that the segment-shaped Plates (8) via tabs (15) with the reactor pressure vessel inner wall (14) or the thermal shield (7) are connected. l. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die segmentförmigen Platten (8) unmittelbar an der Kernumfassung (5) befestigt sind. l. Device according to Claim 1, characterized in that the segment-shaped Plates (8) are attached directly to the core enclosure (5). 5. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die segmentförmigen Platten (8) unmittelbar an dem thermischen Schild (7) befestigt sind. 5. Device according to claim 1, characterized in that the segment-shaped Plates (8) are attached directly to the thermal shield (7). 6. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die segmentförmigen Platten (8) unmittelbar an der Reaktordruckbehälterinnenwand befestigt sind. 6. Device according to claim 1, characterized in that the segment-shaped Plates (8) are attached directly to the inner wall of the reactor pressure vessel.
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