DE2647459A1

DE2647459A1 - Kernumfassung fuer kernreaktoren

Info

Publication number: DE2647459A1
Application number: DE19762647459
Authority: DE
Inventors: Robert Thomas Berringer; Octavio Jorge Machado
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1975-11-25
Filing date: 1976-10-21
Publication date: 1977-05-26
Also published as: ATA787476A; ES453569A1; AT358676B; SE412137B; FR2333326A1; JPS5266197A; SE7612870L; JPS5547839B2; IT1064839B; US4080257A; CH611065A5; FR2333326B1; GB1513997A; BE848761A; DE2647459C2; CA1075381A

Description

Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Pennsylvania 15222, V.St.A₀

Kernumfassung für Kernreaktoren

Die Erfindung betrifft eine Kernumfassung für Kernreaktoren, deren Reaktorkern von einem im Reaktorbehälter angeordneten Kerngefäß umschlossen ist und eine Vielzahl von Brennelementen enthält, welche ihrerseits jeweils eine Vielzahl von Brennstäben enthalten, die in bestimmten Axialabständen durch Haltegitter gehalten werden, wobei die Kernumfassung eine Vielzahl von nahe am Reaktorkernumfang angeordneten Umfassungsplatten aufweist, die mittels einer Anzahl von am Kerngefäß befestigten

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Formplatten gehalten werden.

Ein typischer flüssigkeitsgekühlter Kernreaktor weist einen den wärmeerzeugenden Reaktorkern beherbergenden Reaktorbehälter und eine Anzahl von Kühlschleifen auf, durch welche das Reaktorkühlmittel zirkuliert wird. In jeder Kühlschleife wird das im Reaktorkern erwärmte Kühlmittel in Wärmeaustausch mit zu verdampfendem Wasser gebracht, dessen Dampf einen Turbinen-Generator-Satz antreibt. Sodann wird das Kühlmittel in den Reaktorbehälter zurückgeleitete

Innerhalb des Reaktorbehälters befindet sich die Reaktorinnenkonstruktion, zu deren Aufgaben die Halterung der ReaktorkernbauteiIe, beispielsweise der Brennelemente, die Führung der Reaktorkühlmittelströmung und die Halterung der Kernüberwachungsapparatur gehören. Der größte Teil der Tragkraft wird über die Wand des den Reaktorkern umschließenden massiven Kerngefäßes übertragen. Das Reaktorkühlmittel strömt nach seinem Eintritt in den Reaktorbehälter in einem zwischen dem Reaktorbehälter und dem Kerngefäß gebildeten Ringraum zunächst nach unten, ändert dort seine Strömungsrichtung um 180 und strömt dann nach oben durch den Reaktorkern hindurch, wonach es wieder aus dem Reaktorbehälter austritt. Zwischen dem Kerngefäß und dem Reaktorkern

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befindet sich typischerweise eine aus einer Anordnung von Kernumfassungsplatten und Formplatten gebildete Kernumfassung, die vom Kerngefäß getragen wird. Diese Kernumfassung leitet die Kühlmittelströmung und beschränkt sie auf den Kernbereich und bildet auch einen die Kerngefäßwand vor übermäßiger Strahlenbelastung schützenden Ring. Die Umfassungsplatten sind am Kernumfang aneinandergestoßen, so daß sich zwischen den Umfassungsplatten infolge von unterschiedlichen Wärmedehnungen in den Bauteilen der Reaktorinnenkonstruktion Zwischenräume bilden können. Durch die Kernumfassung hindurchströmendes Kühlmittel kann deshalb in unerwünschter Weise durch diese Zwischenräume hindurchtreten und trifft dann auf Brennelemente auf, was zu schädlichen örtlichen Beanspruchungen dieser Brennelemente führen kann.

Manche bekannte Konstruktionen basieren auf einer abwärts gerichteten Strömung in dem von der Kernumfassung gebildeten Ringraum, wobei das Kühlmittel im oberen Bereich dieses Ringraumes eintritt, durch öffnungen in den Formplatten nach unten strömt und schließlich nach einer 18O°- Drehung durch den Reaktorkern hindurchtritt. Diese Konstruktionen haben den Vorteil, daß eine den Reaktorkern umgehende Kühlmittelnebenströmung nicht vorhanden ist,

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welche den thermischen Wirkungsgrad des Reaktors herabsetzen würde. Jedoch kann eine gewisse Leckströmung infolge des großen Druckgefälles zwischen dem Kernumfassungsbereich und dem Reaktorkern durch die Zwischenräume zwischen benachbarten Umfassungsplatten hindurch in den Reaktorkern hineinlecken und in unerwünschter V/eise in Form einer Querströmung auf die Brennelemente auftreffen. Eine solche Querströmung kann eine unzuläßige Schwingung der Brennelemente verursachen.

Bei neueren Konstruktionen ist deshalb im Kernumfassungsringraum eine aufwärtsgerichtete Strömung vorgesehen, so daß zusätzlich zu dem durch den Reaktorkern nach oben hindurchtretenden Hauptkühlmittelstrom eine verhältnismäßigkleine Nebenströmung parallel dazu durch den Kernumfassungsringraum strömt. Dadurch wird das Druckgefälle herabgesetzt und die Neigung des Kühlmittels zum Hindurchlecken zwischen den Umfassungsplatten verringert,, Diese Konstruktion wirft jedoch Probleme hinsichtlich der durch den Kernumfassungsringraum strömenden Kühlmittelmenge auf. Es ist wünschenswert, diese Strömung klein zu halten, da diese den Reaktorkern umgeher.de Nebenströmung zu einem geringeren thermischen Wirkungsgrad des Reaktors führt. Ist der Kernumfassungsringraum infolge eines großen Durchtrittquerschnitts der

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in den Porrnplatten gebildeten öffnungen verhältnismäßig stark offen, so kann sich eine unzuläßig große Nebenströmung ergeben, die größer als 1 % oder 2 % der Gesamtströmung sein kann«, Die Beschränkung der Nebenströmungsmenge auf ein Maß im Bereich von 0,5 % der Gesamtströmung im normalen Reaktorbetrieb, das gerade noch eine ausreichende Kühlung der Umfassungsplatten, der Formplatten und des Kerngefäßes gewährleistet, führt jedoch bei als Konstruktionsbasis angenommenen Unfallbedingungen zu Schwierigkeiten« In dem unwahrscheinlichen Falle des Bruches der Hauptkühlmittelleitung in einer der Kühlschleifen ergibt sich ein rascher Druckabfall im Reaktorkühlsystem, der als "Blow-down" bezeichnet wird. Unter solchen Umständen fällt der Druck des Kühlmittels in Teilen des Reaktorbehälters, einschließlich des im Kernumfassungsringraum befindlichen Kühlmittels, ab und geht durch Entspannungsverdampfung in Dampf über. Bei einem wirksamen Strömungsquerschnitt im Kernumfassungsringraum, der zur Erhöhung des Reaktorwirkungsgrades beschränkt worden ist, findet der Druckabfall im Reaktorkern schneller als in diesem Ringraum statt und das durch Entspannung verdampfende Kühlmittel könnte dann im Ringraum übermäßig große Drücke aufbauen. Dieser Überdruckaufbau kann zur Beschädigung der Kernumfassung und auch der benachbarten Brennelemente und möglicherweise zur Zerstörung

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der Brennstäbe führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kernumfassung der eingangs dargelegten Art so zu gestalten, daß die eben genannten Schwierigkeiten überwunden werden und trotzdem die Vorteile einer nach oben gerichteten Strömung im Kernumfassungsringraum zur Geltung kommen, daß weiter die durch eine Kleinhaltung der den Reaktorkern umgehenden Nebenströmung erzielbaren wirkungsgradmäßigen Vorteile erhalten bleiben und trotzdem die bei angenommenen ünfal!bedingungen auftretenden Überdruckprobleme beseitigt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine solche Kernumfassung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Formplatten jeweils in Höhe der genannten Haltegitter der Brennelemente angeordnet sind und die Umfassungsplatten öffnungen aufweisen, die stromauf, jedoch nahe neben den Formplatten angeordnet sind und den Raum zwischen den Umfassungsplatten und dem Kerngefäß mit dem stromauf der jeweils benachbarten Haltegitterebene befindlichen Reaktorkernbereich verbinden, derart, daß in diesem Raum ein dem gerade stromauf der betreffenden Haltegitterebene im Reaktorkern herrschenden Kühlmitteldruck gleicher Kühlmitteldruck erzeugt wird.

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Vorzugsweise wird eine Kühlmittelnebenströmung durch den Kernumfassungsrxngraum parallel zu der nach oben gerichteten Kerndurchströmung mit Hilfe von öffnungen in den Formplatten aufrechterhalten, um die Umfassungsplatten, die Formplatten und das Kerngefäß ausreichend zu kühlen, wobei diese Nebenströmung den thermischen Wirkungsgrad des Reaktors nicht wesentlich beeinträchtigte Die Größe und die Lage der Durchtrittsöffnungen in den Umfassungsplatten sind so gewählt, daß über den Umfassungsplatten möglichst kleine Druckdifferenzen auftreten und folglich Querströmungen durch diese öffnungen klein gehalten werden. Möglicherweise auftretende Querströmungen aus dem Kernumfassungsringraum sollen vorzugsweise an oder nahe einer Haltegitterebene auftreten, da an einer solchen Stelle kaum eine Schwingung der Brennstäbe hervorgerufen werden kann.

Außerdem wird ein bei angenommenen Unfallbedingungen auftretender Druckaufbau durch den Austritt von Kühlmittel durch die öffnungen der Umfassungsplatten abgeschwächt, wodurch die Festigkeit der Kernumfassungskonstruktion erhalten bleibt»

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben,

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in welchen zeigen:

Pig. 1 eine schematische isometrische Dar

stellung des Primärkühlsystems eines Kernreaktors,

Pig. 2 einen Schnitt durch einen Reaktor

behälter und die Reaktorinnenkonstruktion, die eine Kernumfassung nach der Erfindung enthält,

Pig. 3 einen Schnitt in der Ebene IH-III in

Fig. 2,

Fig. 4 eine isometrische Darstellung eines

Brennelements,

Pig. 5 eine auseinandergezogene Ansicht der

ein Viertel des Reaktorkerns um-,
schließenden Umfassungsplatten nach der Erfindung, und

Pig. 6 ein Diagramm, welches den Druck (Ordi

nate) im Reaktorkern und im Kernum-

2
fassungsringraum in kp/cm über der

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Höhe (Abszisse) über der unteren Kerntragplatte zeigt.

Fig. 1 zeigt ein typisches Primärkühlsystem eines flüssigkeitsgekühlten Kernreaktors, dessen Hauptkomponenten der Reaktorbehälter 10, Dampferzeuger 12, Kühlmittelumwälz-" pumpen 14 und diese Komponenten in der dargestellten Weise miteinander verbindende Hauptkühlmittelleitungen 16 sind. Das Primärkühlsystem weist typischerweise eine Mehrzahl von mit dem Reaktorbehälter verbundenen Kühlschleifen auf, die jeweils eine Umwälzpumpe 14 und einen Dampferzeuger 12 enthalten«, Die Ausgangsleistung ist typischerweise bei Anlagen größer, die mehrere, beispielsweise 3 oder 4 Kühlschleifen aufweisen_o Das dargestellte System umfaßt 2 Kühlschleifen„ In jeder Kühlschleife 'strömt das Kühlmittel aus dem Reaktorbehälter zum Dampferzeuger 12, von dort zur Umwälzpumpe 14 und schließlich in den Reaktorbehälter 10 zurück»

Im Reaktorbehälter 10 befindet sich die innere Reaktorkonstruktion und der Reaktorkern 18. Das Kühlmittel nimmt beim Durchströmen des Reaktorkerns 18 Wärme auf und überträgt diese Wärme im Dampferzeuger 12 auf in einem Sekundärsystem enthaltenes Wasser, welches dadurch verdampft wird und einen Turbinen-Generator-Satz antreibt. Das Primärkühlsystem arbeitet

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typischerweise unter Drücken von etwa 16O kp/cm · Es gibt jedoch auch unter geringeren Drücken arbeitende Reaktoren«

In Fig. 2 sind die Reaktorinnenkonstruktion und der Reaktorkern 18 im Reaktorbehälter 10 dargestellt· Der Reaktorkern 18 weist typischerweise eine Vielzahl von länglichen Brennelementen 30 auf, die parallel nebeneinander so angeordnet sind, daß der Reaktorkern etwa die Form eines senkrechten Kreiszylinders hat, wie am besten in Fig. 3 sichtbar ist. Ein typisches Brennelement 30 ist in Fig. 4 gezeigt und weist ein oberes Mundstück 32, ein unteres Mundstück 34 und eine Vielzahl von länglichen, etwa zylindrischen Brennstäben 36 auf, die zwischen den Mundstücken 32 und 34 verlaufen und jeweils eine Vielzahl von gestapelten Brennstofftabletten aus angereichertem Urandioxid oder anderen Kernbrennstoff enthalten. Die Brennstäbe 36 werden entlang des Brennelements durch eine Anzahl von Haltegittern 40 seitlich abgestützt, die jeweils eierkistenartig ausgebildet sind und eine axiale Dehnung der Brennstäbe gestatten. Die Haltegitter 40 sind typischerweise jeweils aus einer Vielzahl von Schleifen 44 zusammengesetzt, von denen die äußersten die Berührungsflächen für eine Berührung zwischen benachbarten Brennelementen bieten. Die Haltegitter 40 sind deshalb bei allen Brennelementen des Reaktorkerns 18 jeweils auf gleicher Höhe angeordnet. Bei den in Fig. 2 gezeigten Brennelementen 30 sind in acht Höhenpositionen längs der Brennelementenlänge Haltegitter 40

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angeordnet. Jedoch Ist die Erfindung bei jeder beliebigen Unzahl ViKi Halteglttera 40 anwendbar. Bei dera In FIg. 4 dargestellten Brennelement Ist außerdem eine Steiüerstabanordnung 42 gezeigt, welche In einigen ausgewählten Brennelementen des Reaktorkerns 18 zur Steuerung des Spaltvorgangs herausnehmbar eingetaucht Ist.

Zum Zwecke der Besehreibung können die Komponenten der Reaktorinnenkonstruktion In das untere Kerntraggeriist 50 und das obere Kerntraggerüst 52 unterteilt werden. Zu den Aufgaben der Reaktorinnenkonstruktion gehört die Halterung» das Ausrichten und die Führung der Reaktorkernkcxsponenten, weiter die Führung der KtihliilttelstrSHrang In die Reaktorkerakaosponenten hinein und aus diesen heraus, und die Halterung und Führung der Kerninstrumentlerung, die Anzeigen der Reaktorkernzustände liefert. Das obere Kemtraggerüst 52 haltert den Reaktorkern 18 an seiner Oberseite oder bildet eine Kemnlederhaltung und dient zur Führung von Komponenten wie beispielsweise den Steuerstabanordnungen 42.

Der Hauptbestandteil und der tragende Teil der Reaktorlnnenkonstuktlott Ist das untere Kemtraggerüst 50. Es umfaßt ein Kerngefäß 56» Kemumfassumgsplatten 58, Formplatten 59* eine untere Kerntragplatte 60 und Tragstützen 62,

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HeiEfcPOEienabschirmplatten 64 und eine untere Tragplatte 66. Ber üblichste Konstruktionswerkstoff flä? das untere Kerntraggerüst ist rostfreier Stahl« Bas untere Kerntraggerüst ist an einem oberen Plansch 68 des Keragefäßes 56 aufgehängt, der auf einem an einem Flausen ?2 des Reaktorbehälters 10 gebildeten Auflager 70-ausfliegt. Der Behälterflansch 72 trägt auch den Behälterdeekel 7*t» der mit dem Reaktorbehälter 10 verschraubt ist. Ber untere Teil des unteren Kerntraggerüsts 50 wird durch eine an der Behälterwand befestigte radiale Stützkonstruktion in seiner seitlichen Bewegungsiaöglichkeit beschränkte Die Meu.tronenabschirmplatten 64 sind am Außenumfang des Kerngefäßes 56 befestigt und schützen den Reaktorbehälter inn Kembereich gegen Meutronen. Zwischen den Neutronenafosehinaplatten 64 und dem Kerngefäß 56 ist ein Ringraum gebildet, durch welchen Kühlmittel über die Kemgefäßaußenflache strömen kann. ■ .

Innerhalb des Kerngefäßes 56 sind Formplatten 59 an diesem befestigt, welche die vertikalen ümfassungsplatten tragen, welche den Außenumfang des Reaktorkerns 18 umschließen. Die ümfassungsplatten 58 werden von den Formplatten 59 in. ihrer Lage gehalten und sind so aneinandergestoßen, daß sie, wie die Draufsicht in Fig. 3 zeigt, eine geschlossene Kernumfassung bilden. Die Formplatten 59

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und die Umfassungsplatten 58 bilden außerdem einen Kühlmittelnebenströmungspfad durch einen Ringraum I30 zwischen dem Kerngefäß und den Umfassungsplatten, um das Kerngefäß, die Umfassungsplatten und die Pormplatten zu kühlen. Der Ausdruck Ringraum bezieht sich hier auf einen abgegrenzten Bereich, der nicht notwendigerweise einen kreisrunden Querschnitt zu besitzen braucht. Die untere Kerntragplatte 60 wird ebenfalls vom Kerngefäß 56 getragen und trägt und orientiert ihrerseits die Brennelemente Die untere Kerntragplatte 60 ist mit Durchbrüchen für den Durchtritt von Kühlmittel versehen und weist Mittel, beispielsweise Zapfen, zur genauen Ausrichtung der Brennelemente 30 auf.

Im Betrieb tritt das Reaktorkühlmittel durch eine Anzahl von Kühlmitteleinlaßstutzen 20 in den Reaktorbehälter 10 ein, strömt sodann entlang des Außenumfangs des Kerngefäßes 56 und über die Neutronenabschirmplatten nach unten, wo es unter der unteren Tragplatte 66 in einer unteren Kühlmittelkammer 22 seine Strömungsrichtung um l80° ändert und durch öffnungen in der unteren Tragplatte und der unteren Kerntragplatte 60 nach oben durch die Brennelemente 30 und um diese herum weiterströmt, wobei es Wärme vom Reaktorkern aufnimmt und diesen dadurch kühlt«

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Sodann tritt das Kühlmittel durch öffnungen in der oberen Kerntragplatte 92 hindurch, ändert seine Stömungsrichtung um 90° und tritt durch eine Anzahl von Kühimittelauslaßstutzen 2k wieder aus dem Reaktorbehälter 10 aus und gibt die aufgenommene Wärme in den Dampferzeugern 12 wieder ab.

Eine verhältnismäßig kleine Kühlmittelnebenströmung im Größenbereich von etwa einem halben Prozent der durch den Reaktorkern 18 hindurchströmenden Strömungsmenge tritt unterhalb des unteren Endes der Umfassungsplatten 58 in den Ringraum 130 ein. Sodann strömt diese Nebenströmung durch in den Pormplatten 59 gebildete Durchtrittsöffnungen 13^ etwa nach oben_o Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Pormplatten 59 jeweils in den gleichen Höhenpositionen wie die Haltegitter 40 der Brennelemente 30 angeordnete Dadurch werden die Bereiche hohen Strömungswiderstandes in den nach oben gerichteten Kühlmittelströmungen im Ringraum 130 und im Reaktorkern 18 jeweils in den gleichen Höhenpositionen parallel nebeneinander angeordnet. Die Haltegitter kO der Brennelemente bieten einen höheren Strömungswiderstand als die übrigen Bereiche der Brennelementenlänge, und die Pormplatten 59 stellen einen größeren Strömungswiderstand als der übrige Ringraum 130 dar.

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In den Unifassungsplatten 48 sind Durchtrittsöffnungen vorzugsweise unmittelbar unterhalb der gewählten Formpia ttenhöhenpositionen, also jeweils im Bereich hohen Strömungswider Standes bzw. hohen Druckgefälles angeordnete Eine bevorzugte Anordnung ist in Fig. 5 gezeigt» Die dort auseinandergezogen dargestellten Umfassungsplatten 58a bis 58g umschließen ein Viertel des Reaktorkerns 18 ₃ wie aus Fig„3 entnehmbar ist. Die einzelnen Umfassungsplatten sind aneinandergestoßen und werden von den Formplatten 59 in ihrer Lage gehalten. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Umfassungsplatten eine Höhe von etwa 400 cm und Breiten im Bereich von 20 cm bis 150 cm auf. Die aus rostfreiem Stahl bestehenden Platten sind etwa 2,2 cm dick. Die Durchtrittsöffnungen 136 weisen jeweils einen Durchmesser von 5 cm auf. Die in Fig. 5 eingezeichneten kleinen Kreuzchen zeigen jeweils die Lage von Befestigungselementen in Höhe der Formplatten 59. Wie in Fig. 5 dargestellt, sind die Durchtrittsöffnungen 136 nur unterhalb der mittleren fünf Formplatten vorgesehen, deren Höhenpositionen mit 3 bis 6 bezeichnet sind.

Der Zweck der Bemessung und Positionierung der Durchtrittsöffnungen 136 ist die Kleinhaltung der Druckdifferenzen und folglich von Querströmungen durch diese Durchtrittsöffnungen hindurch. Das mit der Anordnung nach Fig. 5 erzielte

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Ergebnis ist in Pig. 6 dargestellt. Es ist an dieser Stelle zu bemerken, daß, da die Kühlmittelnebenströmung durch den Ringraum 130 hindurch verhältnismäßig klein ist, der vertikale Druckgradient durch einen gegebenen Reaktorkern 18 unabhängig von der Gestalt der im Ringraum 130 vorhandenen Strömungswxderstände fest ist. Mit anderen Worten, der Druckabfall durch den Reaktorkern ist im wesentlichen eine Konstante und die Querströmung durch die Umfassungsplatten 58 hindurch kann durch die erfindungsgemäße Anordnung minimal gehalten werden.

In Fig. 6 stellt die Kurve "A" den analytisch bestimmten Druck im Ringraum 130 für den beispielsweise dargestellten Reaktor dar. Die Nummern 1 bis 8 bezeichnen die Höhenpositionen der Formplatten 59 und der Haltegitter 40. Wie dargestellt, tritt bei jeder Höhenposition eine stufige Druckänderung auf. Die Kurve ¹¹B" stellt den Druck im Kernbereich dar. Mit Ausnahme des schraffierten Bereiches zwischen den Höhenpositionen 1 und 2 ist der Druck im Reaktorkern 18 stets größer als der Druck im Ringraum 130. Durch Anordnung der Durchtrittsöffnungen 136 in den Umfassungsplatten unterhalb der Höhenpositionen 3, 4, 5 und 6 strömt eine auftretende Querströmung aus dem Reaktorkern 18 in den Ringraum 130, wodurch die Möglichkeit einer Beschädigung von Brennstäben 36 herabgesetzt ist, wie sie infolge des Auftreffens einer durch

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•Zwischenräume zwischen benachbarten Umfassungsplatten in den Reaktorkern 18 hinein gerichteten Querströmung auf Brennstäbe auftreten könnten. Durchtrittsöffnungen I36 können auch an weiteren oder anderen Höhenpositionen unterhalb bestimmter Formplatten angeordnet werden, obwohl die Bereiche, in welchen die Zustände der Kühlmittelströmung und des Druckabfalls weniger gewiß sind, an den Grenzen, etwa im Bereich der einlaßseitigen Höhenposition 1 und der auslaßseitigen Höhenposition 8 liegen. Analytische Untersuchungen haben gezeigt, daß die Anwendung der Erfindung auch die maximale Druckdifferenz zwischen dem Reaktorkern 18 und dem Ringraum bei angenommenen Unfallbedingungen um etwa den Paktor 4 herabsetzt.

Es leuchtet also ein, daß die Anordnung der Formplatten in gleichen Höhenpositionen wie die Haltegitter der Brennelemente und die Anordnung von Durchtrxttsöffnungen in den Umfassungsplatten unterhalb bestimmter Formplattenhöhenpositionen zu einer Herabsetzung von auf die Brennelemente auftreffenden Querströmungen sowie zu einer Verhinderung eines überdruchaufbaus im Ringraum bei schwereren Unfallzuständen führt. Außerdem gestattet die Erfindung die ausreichende Kühlung des Kerngefäßes, der Umfassungsplatten und der Formplatten.

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Es ist klar, daß im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abwandlungen möglich sind. Beispielsweise sind Größe und Anzahl der Durchtrittsöffnungen in den Umfassungsplatten veränderlich, solange diese Durchtrittsöffnungen alle etwa in der gleichen Höhenposition zwischen zwei Formplatten angeordnet sind. Es können auch in oberen und unteren Höhenpositionen Durchtrittsöffnungen hinzugefügt werden und/oder Durchtrittsöffnungen aus den mittleren Höhenpositionen weggelassen werden. Das Grundprinzip besteht darin, die Formplatten, die Formplattendurentrittsöffnungen und die Durchtrittsöffnungen der Umfassungsplatten so zu bemessen und anzuordnen, daß im normalen Betrieb und bei angenommenen Unfallbedingungen nur minimale Druckdifferenzen auftreten. Außerdem sind die Abstände der Formplatten bzw. der Haltegitter veränderlich, vorzugsweise jedoch mit der Einschränkung, daß zwischen benachbarten Höhenpositionen der Durchtrittsöffnungen in den Umfassungsplatten jeweils nur ein Haltegitter liegt. In gleicher Weise ist es zu bevorzugen, daß nur in einer Höhenposition Durchtrittsöffnungen in den Umfassungsplatten zwischen zwei benachbarten Haltegitterebenen liegt.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

(Iy KernUmfassung für Kernreaktoren, deren Reaktorkern von einem im Reaktorbehälter angeordneten Kerngefäß umschlossen ist und eine Vielzahl von Brennelementen enthält, welche ihrerseits jeweils eine Vielzahl von Brennstäben enthalten, die in bestimmten Axialabständen durch Haltegitter gehalten werden, wobei die Kernumfassung eine Vielzahl von nahe am Reaktorkernumfang angeordneten Umfassungsplatten aufweist, die mittels einer Anzahl von am Kerngefäß befestigten Formplatten gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Formplatten (59) jeweils in Höhe der genannten Haltegitter (40) der Brennelemente (30) angeordnet sind und die Umfassungsplatten (58) öffnungen (136) aufweisen, die jeweils stromauf der Formplatten, jedoch nahe neben diesen angeordnet sind und den Raum zwischen den Umfassungsplatten und dem Kerngefäß (56) mit dem stromauf der jeweils benachbarten Haltegitterebene befindlichen Reaktorkernbereich verbinden, derart, daß in diesem Raum ein dem gerade stromauf der betreffenden Haltegitterebene im Reaktorkern (18) herrschenden Kühlmitteldruck gleicher Kühlmitteldruck erzeugt wird.
2. Kernumfassung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Formplatten (59) mit Durchtrxttsöffnungen (134) versehen sind, so daß durch den Raum (130) zwischen dem Kerngefäß (56) und den Umfassungsplatten (130) eine bestimmte, zur Kühlmittelströmung durch den Reaktorkern (18) parallele Kühlmittelnebenströmung vorhanden ist.

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