DE2727853C2

DE2727853C2 -

Info

Publication number: DE2727853C2
Application number: DE2727853A
Authority: DE
Inventors: Alain Gif-Sur-Yvette Fr Paziaud
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1976-06-23
Filing date: 1977-06-21
Publication date: 1988-03-31
Also published as: ES459712A1; FR2356244A1; IT1083360B; SE7706846L; BE855385A; JPS6337357B2; GB1582195A; DE2727853A1; FR2356244B1; SE431692B; US4172012A; JPS53395A; NL7706674A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen und Lokalisieren eines Brennelementlecks in einem Schnell neutronen-Kernreaktor mit Hilfe einer Neutronen-Detektor- Einrichtung, wobei innerhalb eines Reaktorbehälters der Reaktorkern in einem Flüssigmetallkühlmittel angeordnet ist, wobei weiterhin die Neutronen-Detektor-Einrichtung gegen die vom Reaktorkern abgegebenen Neutronen durch das Flüssigmetallkühlmittel selbst sowie durch in das Flüssigmetallkühlmittel eingebaute Trennwände geschützt ist, und wobei schließlich die Neutronen-Detektor-Einrichtung die verzögerten Neutronen der Spaltprodukte nachweist, die von einem Brennelementleck ausgehen und mit dem Kühl mittel mitgeführt werden.

Eine derartige Vorrichtung zeigt die US-PS 33 93 126. Dabei wird eine Messung der verzögerten Neutronen aufgrund von bei einem Brennelementleck freigesetzten Spaltprodukten dadurch durchgeführt, daß der Kühlmittelstrom oder ein Teil von ihm im Inneren des Reaktorbehälters so nahe wie möglich an einem Neutronen detektor vorbeigeführt wird, der seinerseits außerhalb des Reaktorbehälters angeordnet ist.

Die GB-PS 14 18 938 betrifft einen Kernreaktor, bei dem mehrere Neutronendetektoren innerhalb des Kerns angeordnet sind. Diese Detektoren dienen jedoch nicht zur Lokalisierung eines Bruchs der Hülle zur Erfassung von verzögerten Neutronen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art dahingehend zu verbessern, daß die Empfindlichkeit der Erfassung der von den Spalt produkten abgegebenen Neutronen wesentlich erhöht und eine sichere Lokalisierung von Schadstellen ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Anspruch 1 gekenn zeichneten Merkmale. Die Empfindlichkeit wird bei der Erfindung dadurch erhöht, daß der Neutronendetektor in allen Richtungen vom die Spaltprodukte enthaltenden Kühlmittel umgeben ist.

Die Unteransprüche enthalten zweck mäßige weitere Ausbildungen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung dargestellt, dessen einzige Figur schematisch im Längsschnitt einen Schnellneutronen-Kernreaktor zeigt, der mit einer Neutronen-Detektor-Einrichtung für verzögerte Neu tronen versehen ist.

In der Figur ist ein Reaktorbehälter 1 eines Schnell neutronen-Kernreaktors dargestellt, der insbesondere zur Aufnahme eines Volumens 2 eines Flüssigmetall-Kühl mittels versehen ist, insbesondere Natrium. Der Boden des Reaktorbehälters 1 trägt ein Stützglied 3 für einen Träger 4, auf dem der Kern 5 des Reaktors ruht. Der Kern 5 ist vollständig in dem Natrium-Volumen 2 eingetaucht und überbaut von einem Deckel 6 des Kerns, der eine Reihe von zum Betrieb der Anordnung notwendigen Meßge räten und Instrumenten trägt. Der Kern 5 ist seitlich umgeben von einer Schutzanordnung 7, wobei der Reaktor behälter 1 in zwei Teile geteilt ist durch eine Trenn wand 9 eines Innenbehälters, der das Natrium-Volumen 2 in zwei Zonen aufteilt.

Wie allgemein üblich, weist der dargestellte Reaktor Umwälzpumpen 10 und Wärmetauscher 11 auf, die um den Kern 5 in dem Reaktorbehälter 1 verteilt sind, wodurch das Volumen 2, das aus dem Kern 5 austritt und im Innenbehälter gesammelt wird, die Wärmetauscher 11 durchströmen kann und aus diesen wieder austritt im zwischen den beiden Behältern gebildeten Raum, in dem es von den Umwälzpumpen 10 aufgenommen wird, die es schließlich unter dem Träger 4 zurückführen zur neuer lichen Durchströmung des Kerns 5.

Der Wärmetauscher 11 besteht im wesentlichen aus einer Zylinder-Hülle 12 mit vertikaler Achse, die ein Wärmetausch- Rohrbündel 13 enthält, wobei die Hülle 12 ihrerseits in ihrem Oberteil von einem Ring 14 umgeben ist. Die Hülle 12 weist Eintrittsfenster oder -öffnungen 15 auf, durch die das aus dem Kern 5 in Pfeilrichtung austretende Natrium in den Wärmetauscher 11 eintreten kann zur Berührung mit dem Wärmetausch-Rohrbündel 13, wobei das abgekühlte Natrium, das aus dem Wärmetauscher 11 durch (Austritts-)Fenster oder Öffnungen 16 austritt, unter der Trennwand 9 des Innenbehäl ters angeordnet ist.

Die verzögerten Neutronen, die von den Spaltprodukten abgegeben werden, die vom im Reak torbehälter 1 umgewälzten Natrium mitgeführt werden, werden bei einem Brennelementleck eines Brennelementbündels im Kern 5 mittels mehrerer Detektoren 17 gemessen, die jeweils im Inne ren von handschuhfingerartigen Rohren 18 befestigt sind, die unter den Pegel des Natriums eintauchen. Diese Detektoren 17 sind in einem Bereich des Reaktorbehälters 1 angeordnet, in dem sie gegen direkte Neutronenstrahlung geschützt sind, die vom Kern 5 abgegeben wird. Daher können die die Detek toren 17 aufweisenden Rohre 18 entweder zwischen dem Wärmetauscher und der Innenwand des Reaktorbehälters 1 oder im Inneren der Hülle 12 des Wärmetauschers 11 zwischen dem Wärmetausch-Rohrbündel 13 oder auch innerhalb des Rings 14 oder oberhalb der Öffnungen 15 angeordnet sein. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mehrere um die vertikale Achse des Wärmetauschers 11 geeignet verteilte Detektoren 17 aufweisen. Auf diese Weise können um jeden Wärmetauscher 11 drei Neutronen-Detektoren 17 angeordnet werden, die regel mäßig beabstandet um den Wärmetauscher 11 auf einem Kreis bogen angeordnet sind. Dadurch kann von den Detektoren ein Signal erhalten werden, das sich ändert abhängig vom Ort des Brennelementlecks im Kern 5, wodurch eine weitere Lokalisie rung des Orts dieses Lecks möglich ist. Vorteilhaft beste hen die verwendeten Detektoren 17 aus Spaltungskammern, insbesondere zylindrischen Kammern, für U₂₃₅, die eine axiale positive Elektrode und einen Uranniederschlag ge ringer Dicke aufweisen, der an der Innenwand der Detektor kammer vorgesehen ist, wobei diese mit einer Atmosphäre eines neutralen Gases, beispielsweise Argon oder Helium, ge füllt ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Erfassen und Lokalisieren eines Brenn elementlecks in einem Schnellneutronen-Kernreaktor mit Hilfe einer Neutronen-Detektor-Einrichtung, wobei inner halb eines Reaktorbehälters der Reaktorkern in einem Flüs sigmetallkühlmittel angeordnet ist, wobei weiterhin die Neutronen-Detektor-Einrichtung gegen die vom Reaktorkern abgegebenen Neutronen durch das Flüssigmetallkühlmittel selbst sowie durch in das Flüssigmetallkühlmittel einge baute Trennwände geschützt ist, und wobei schließlich die Neutronen-Detektor-Einrichtung die verzögerten Neutronen der Spaltprodukte nachweist, die von einem Brennelement leck ausgehen und mit dem Kühlmittel mitgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutronen-Detektor-Einrichtung (17) im Inneren des Reaktorbehälters (1) in das einer Umwälzung unterliegende Kühlmittel (2) eingetaucht ist und mehrere Neutronen-De tektoren (17) aufweist, die den um den Reaktorkern (5) verteilt angeordneten Wärmetauschern (11) zugeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Wärmetauscher (11) im Reaktorbehälter (1) drei Neutronen-Detektoren (17) zugeordnet sind, die um den Wär metauscher (11) auf einem Kreisbogen gleichmäßig beabstan det sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutronen-Detektoren (17) U₂₃₅-Spaltungskammern sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutronen-Detektoren (17) vor dem Eintritt des Kühlmittels (2) in die Wärmetauscher (11) im Kühlmittel (2) angeordnet sind.