DE2742940A1

DE2742940A1 - Kernreaktorcoreaufbau

Info

Publication number: DE2742940A1
Application number: DE19772742940
Authority: DE
Inventors: Kunitoshi Kurihara; Takanori Shimoshige; Renzo Takeda; Sadao Uchikawa; Masaaki Yamamoto; Junichi Yamashita; Michiro Yokomi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-09-25
Filing date: 1977-09-23
Publication date: 1978-03-30
Also published as: US4244784A; JPS5340181A; JPS5829877B2; SE7710680L; DE2742940C2; SE432844B

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Kernreaktorcoreaufbau bzw. eine spezielle Bauweise der Spaltzone eines Kernreaktors.

Aufgrund einer ungleichförmigen axialen Verteilung des Leerraums bzw. der Blasen bzw. des Dampfanteils wird die Leistungsverteilung zur unteren Seite des Reaktorcores bei einem Siedewasserreaktor verzerrt. Gleichzeitig ist der Leistungsverlauf bzw. die Leistungsspitze relativ steil und hoch.

Um zu verhindern, daß diese Leistungsspitze übermäßig steil und hoch wird, hat man bereits verschiedene Versuche unternommen. Einer dieser herkömmlichen Versuche besteht darin, die Stellungen aller Brennstoffanordnungen zum Zeitpunkt der Brennstofferneuerung zu verschieben, um so die radiale Leistungsspitze des Reaktorcores zu reduzieren. Ein anderer Versuch besteht darin, eine Anzahl von Regelstäben, die im folgenden als flache Stäbe bezeichnet werden, von der unteren Seite des Reaktorcores aus einzuführen.

Die zuerst genannt Gegenmaßnahme, nämlich das Verschieben der Stellungen aller Brennstoffstäbe, hat sich als nachteilig erwiesen, da dadurch die für die Brennstoffneubeladung erforderliche Zeit beträchtlich verlängert wird. Die Verwendung von flachen Stäben hat den Nachteil, daß die Leistung in einem Bereich nahe den Enden dieser flachen Stäbe abrupt geändert wird und daß es schwierig ist, die Tiefe einzustellen, bis zu der die flachen Stäbe vorgetrieben werden. Außerdem haben konventionelle Reaktorcores viele andere Nachteile. Beispielsweise ist die Planung des Reaktorcorebetriebs schwierig.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Reaktorcoreaufbau für einen Siedewasserreaktor zu schaffen, der eine relativ gleichförmige axiale Leistungs-

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verteilung auch bei einer ungleichförmigen axialen Leerraumbzw. Dampf- bzw. Blasenverteilung hat, ohne daß ein Verschieben aller Brennstoffanordnungen zum Zeitpunkt der Brennstoffneubeladung erforderlich ist, und der ohne Verwendung flacher Stäbe sicher betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Reaktorcoreaufbau gelöst, der eine Vielzahl von Brennstoffanordnungen hat, von denen einige einen Vermehrungsfaktor für unendlich ausgedehntes Medium bzw. einen Vermehrungsfaktor der unendlich ausgedehnten Anordnung haben, der in ihren oberen Bereichen größer als in ihren unteren Bereichen ist, so daß der effektive Vermehrungsfaktor des gesamten Reaktorcores im oberen Bereich größer als im unteren Bereich unter gleichen Bedingungen ist.

Die Differenz der Vermehrungsfaktoren für unendlich ausgedehntes Medium zwischen den oberen und unteren Bereichen kann durch jede der nachstehend beschriebenen drei Methoden oder durch eine Kombination davon erreicht werden.

Die erste Methode beruht auf der axialen Verteilung der Brennstoff anreicherung. Die Brennstoffanordnung ist so gebaut, daß sie im oberen und unteren Breich verschiedene mittlere Anreicherungen in Ebenen senkrecht zu ihrer Achse hat. Der Ausdruck Anreicherung bezieht sich hier auf Uran und Plutonium.

Die zweite Methode beruht anstatt auf der mittleren Anreicherung auf der radialen Anreicherungsverteilung. Die Brennstoffanordnung ist insbesondere so gebaut, daß ihr oberer Bereich eine andere radiale Anreicherungsverteilung als ihr unterer Bereich hat, obwohl die mittlere Anreicherung in Ebenen senkrecht zur Achse der Anordnung über der gesamten Länge der Anordnung nahezu konstant gehalten wird.

Das Muster der Anreicherungsverteilung über dem Querschnitt der Brennstoffanordnung ist insgesamt gesehen derart, daß die

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Anreicherung im mittleren Abschnitt gegenüber dem Umfangsabschnitt relativ hoch ist. Dies macht man, um das Auftreten einer übermäßig großen lokalen Leistungsspitze am Umfangsabschnitt der Anordnung zu verhindern, die sich aufgrund der überführung der Neutronen in den thermischen Zustand bzw. aufgrund der Neutronenthermalisierung in diesem Abschnitt wegen des Vorhandenseins des Umgebungswasserspaltes von nahezu Sättigungstemperatur einstellen würde.

In der Praxis wird die Brennstoffanordnung so ausgelegt, daß die Leistungsspitze in die Umfangsabschnitte der Anordnung gelegt wird, wobei der Pegel der lokalen Leistungsspitze am Umfang innerhalb eines zulässigen Bereiches liegt, da der Neutroneneinfluß im Umfangsabschnitt größer ist als im Mittelabschnitt. Dadurch ist es möglich, die Position der Leistungsspitze zum Mittelabschnitt zu verschieben, indem die Differenz der Anreicherung zwischen dem Mittelabschnitt und dem Umfangsabschnitt der Anordnung vergrößert wird, so daß der Vermehrungsfaktor für unendlich ausgedehntes Medium etwas abgesenkt wird, ohne daß die mittlere Anreicherung über dem Querschnitt der Anordnung geändert wird. Die Brennstoffanordnung, die Abschnitte mit unterschiedlichen Vermehrungsfaktoren für unendlich ausgedehntes Medium hat, kann dadurch hergestellt werden, daß das beschriebene Muster der radialen Anreicherungsverteilung für den unteren Bereich verwendet wird, während der obere Bereich eine radiale Anreicherungsverteilung hat, die der einer herkömmlichen Anordnung ähnlich ist, um so eine geringe lokale Leistungsspitze am Umfang zuzulassen.

Die dritte Methode besteht darin, daß Brennstoffstäbe eingeschlossen werden, die ein brennbares Gift enthalten. Es ist möglich, einen Vermehrungsfaktor für unendlich ausgedehntes Medium zu erhalten, der im oberen Bereich höher als im unteren Bereich der Anordnung ist, und zwar durch stärkeres Anreichern des brennbaren Giftes im unteren Bereich, verglichen

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mit dem oberen Bereich. Als brennbares Gift wird vorteilhafterweise Gadoliniumoxyd verwendet.

Diese drei Methoden können für sich allein oder in Kombination für den genannten Zweck verwendet werden.

Die Grenze zwischen dem oberen und dem unteren Bereich liegt vorzugsweise zwischen 1/3 und 7/12 der gesamten Höhe der Anordnung, gemessen vom Boden der Anordnung aus, da eine derartige Höhe das Muster der axialen Leistungsverteilung wirksam abflacht.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Siedewasserreaktor,

Fig. 2 eine Stirnansicht einer Brennstoffanordnung,

Fig. 3 die Installierung der Brennstoffanordnungen im Viertel eines Querschnitts eines Reaktorcores,

Fig. 4A und 4B schematisch im Querschnitt die Anordnung der Brennstäbe der Brennstoffanordnungen,

Fig. 5 in einem Diagramm die axiale Leistungsverteilung in Reaktorcores,

Fig. 6 schematisch im Querschnitt durch ein Reaktorcore die Position für das Einführen von Regelstäben,

Fig. 7 schematisch im Querschnitt durch ein herkömmlichen Reaktorcore die Position für das Einführen von Regelstäben,

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27429U)

Fig. 8 schematisch im Querschnitt die Anordnung der Brennstäbe einer zweiten Ausfuhrungsform einer Brennstoffanordnung und

Fig. 9 schematisch im Querschnitt die Anordnung der Brennstoffstäbe einer dritten Ausführungsform einer Brennstoffanordnung .

Fig. 1 zeigt eine Siedewasserreaktoranlage mit einer thermischen Leistung von 24oo MW, bei der ein erfindungsgemäßes Reaktorcore verwendet wird. Bei der Anlage ist das Reaktorcore 11 in dem Druckbehälter 1o aufgenommen. In dem Reaktorcore 11 sind im Abstand voneinander und parallel zueinander eine Anzahl von Brennstoffanordnungen vorgesehen, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind. Das Reaktorcore 11 hat bei dieser Ausführungsform eine Höhe von 3,7 m (146"). Es werden 56o Brennstoff anordnungen verwendet. Die Regelstäbe 12 mit einem kreuzförmigen Querschnitt sind so angeordnet, daß sie zwischen aneinandergrenzende Brennstoffanordnungen eingeführt werden können. Der Druckbehälter 1o ist mit einem Kühlmittel gefüllt, das durch eine Pumpe 14 umgewälzt wird. Das Kühlmittel wird durch die Brennstoffanordnungen erhitzt. Ein Teil des Kühlmittels wird in Dampf umgewandelt, der an eine Turbine 16 für deren Antrieb abgegeben wird. Der in der Turbine 16 expandierte Dampf wird in einem Kondensator 17 kondensiert und in den Druckbehälter 1o mittels einer Kondensatpumpe 18 zurückgeführt.

Die Brennstoffanordnung 2o hat ein rohrförmiges Teil 21 mit einem rechteckigen Querschnitt, welches eine Anzahl von Brennstoff stäben 22 aufnimmt, die sich zwischen einer oberen Platte 23 und einer unteren Platte 24 des rohrförmigen Teils 21 erstrecken.

Das Reaktorcore hat zwei Arten von Brennstoffanordnungen A

Fig. 3. gezeigten

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und B, die in der in Fig. 3. gezeigten Weise angeordnet sind.

DA-14 194 - β -

Wie aus Fig. 4A zu ersehen ist, hat die Brennstoffanordnung A 8 χ8 Brennstoffstäbe, die in Form eines quadratischen Gitters angeordnet sind. Es sind sechs Arten von Brennstoffstäben mit den Bezugszeichen 1, 2, 3, 4, 5 und 6, insgesamt 62, und zwei Wasserstäbe 7 vorhanden. Die sechs Arten von Brennstoffstäben haben unterschiedliche Anreicherungen an Uran, wie sich dies aus Tabelle 1 ergibt.

TABELLE 1

Bezugszeichen der 1074c: c Brennstoffstäbe ^Δ * * ^{3 b}

Oberer

Bereich

über 11/24 2,5 2,1 1,7 1,7 +

Anreiche- ^{der Stab}"

Uran in , .

Gew.-% ²'⁵

unterer Bereich

unter 11/24 2,1 1,7 1,4 der Stablänge von unten

Anzahl der Brennstoff- -> rici? stäbe pro Anordnung ^⁰ 0 id iz

Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, sind die Brennstoffstäbe 1, die eine Anreicherung von 2,5 Gew.-% haben, im Mittelabschnitt der Brennstoffanordnung A angeordnet, während die Brennstoffstäbe 2, 3 und 4 im Umfangsabschnitt der Brennstoffanordnung angeordnet sind und Anreicherungen haben, die im oberen und unteren Bereich variieren. In diesen am Umfang befindlichen Brennstoffstäben haben die oberen Bereiche, die sich über einer Höhe von 11/24 der Gesamthöhe, gemessen von unten, befinden, Anreicherungen, die größer sind als die der unteren

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2 7 Λ 2 9 Λ Ο

Bereiche, welche sich unter dem Niveau von 11/24 der Gesamthöhe, gemessen von unten, befinden.

Die Brennstoffstäbe 6 enthalten Gadoliniumoxyd Gd₂O^. Die Wasserstäbe 7 sind in dem Mittelabschnitt der Anordnung vorgesehen. Die Brennstoffanordnung mit der vorstehend beschriebenen Brennstoffstabanordnung hat eine Anreicherungsverteilung an Uran, wie sie in Tabelle 2 gezeigt ist.

TABELLE 2

Mittlere Anreicherung in Gew.-%

Anreicherungsverteilung über dem Querschnitt in Gew.-%

Mittlerer Umfangs- unterschied Abschnitt Abschnitt ^unterscniea

Oberer Bereich	2,15	2,39	1 ,83	o,56
Unterer Bereich	1,93	2,39	1,53	o,86
Unter schied	o,22

Die Werte für den mittleren Abschnitt, wie sie in Tabelle angegeben sind, sind Mittelwerte der 14 mittleren Brennstoffstäbe, ausschließlich der beiden Wasserstäbe, während die Werte für die Umfangsabschnitte Mittelwerte der 28 am Umfang befindlichen Brennstoffstäbe sind.

Wie weiter aus Fig. 2 zu ersehen ist, hat der obere Bereich der Brennstoffanordnung A eine mittlere Anreicherung, die größer ist als die des unteren Bereichs. Die Differenz der Anreicherungen zwischen dem mittleren Abschnitt und dem Umfangsabschnitt ist im oberen Bereich kleiner als im unteren Bereich. Demzufolge ist die Brennstoffanordnung A so ausgelegt,

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daß sie einen Vermehrungsfaktor für unendlich ausgedehntes Medium hat, der im oberen Breich größer als im unteren Bereich ist.

Bei der Brennstoffanordnung B sind die Brennstoffstäbe 1, 2', 3·, 4', 5 und 6, die eine gleichförmige axiale Anreicherungsverteilung haben, die in Tabelle 3 gezeigt ist, so angeordnet, wie dies in Fig. 4B gezeigt ist. Somit hat die Brennstoffanordnung B eine axial gleichförmige Verteilung des Vermehrungsfaktors für unendlich ausgedehntes Medium.

TABELLE 3

Bezugszeichen der

Brennstoffstäbe ' ² 3' 4' 5 6

Oberer

Bereich

über 11/24

Anreiche- der Stab-

rung an länge von 17 +

Uran in unten -^# _ «

Gew.-% 2,5 2,5 2,1 1,7 1,4 ^₀'

Unterer ^{2 3}

Bereich
unter 11/24
der Stablänge von
unten

Anzahl der Brennstoff- , «ιλιο λ ο stäbe pro Anordnung ^ΔΌ ^{ö ιο} ^ΧΔ * *

Die Brennstoffanordnung A ergibt eine Differenz des effektiven Vermehrungsfaktors zwischen dem oberen und dem unteren Bereich des Reaktorcores unter sonst gleichen Bedingungen. Insbesondere ist der wirksame Vermehrungsfaktor im oberen Bereich des Reaktorcores größer als im unteren Bereich. Wenn ein solches Reaktorcore verwendet wird, kann man eine relativ gleichförmige

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Leistungsverteilung erhalten, weil der genannte Unterschied des effektiven Vermehrungsfaktors vorteilhaft durch die axial ungleichförmige Leerraum- bzw. Dampfverteilung kompensiert wird. Der Leerraumfaktor bzw. der Dampfanteil ist bekanntlich bei Siedewasserreaktoren im oberen Bereich des Reaktorcores größer als im unteren Bereich.

Fig. 5 zeigt die axiale Leistungsverteilung in dem Zustand, in dem alle Regelstäbe voll herausgezogen sind, und zwar in einem Reaktorcore der beschriebenen Ausführungsform und in einem herkömmlichen Reaktorcore, das nur Brennstoffanordnungen B aufweist. Die Kurven 31 und 32 zeigen die Leistungsverteilung gemäß der Erfindung bzw. gemäß dem Stand der Technik. Man sieht, daß das Muster gemäß Kurve 31 der axialen Leistungsverteilung im Reaktorcore nach der Erfindung stark abgeflacht ist, d. h. stark verbessert ist, verglichen mit dem Muster gemäß der Kurve 32 beim herkömmlichen Reaktorcore, das keine axial lokale Anreicherung an Uran im Gegensatz zur Erfindung hat.

Man kann eine im wesentlichen gleichförmige axiale Leistungsverteilung erhalten, wenn das Reaktorcore gemäß der Erfindung verwendet wird, ohne daß eine Anzahl von Regelstäben erforderlich wird. Zusätzlich kann das Reaktorcore gemäß der Erfindung mit einem einfachen Muster für das Einführen von Regelstäben betrieben werden, wobei die Regelstäbe bis zu einer gleichen Tiefe eingeführt werden.

Fig. 6 zeigt ein Muster für das Einsetzen von Regeletäben unter der Bedingung einer Exponierung von null.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch das Reaktorcore längs einer horizontalen Ebene sowie eine Anzahl von Quadraten, von denen jedes vier Brennstoffanordnungen und einen Regelstab darstellt, der in der Mitte des Quadrates, d. h. zwischen den Brennstoffanordnungen, vorgesehen ist. Die Zahlen

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in den Quadraten zeigen den Einführungswert der Regelstäbe. Der Einführungswert zeigt die Tiefe, bis zu welcher der Regelstab eingeführt wird. So bedeutet die Zahl 19, daß der Regelstab vom Boden des Cores bis zu der Höhe des neunzehnten Abschnittes von axial 24 Abschnitten des Reaktorcores eingeführt ist. Je größer die Zahl wird, desto tiefer ist der Regelstab in das Reaktorcore eingeführt. Die weißen, nicht beschrifteten Quadrate bedeuten, daß der Regelstab darin voll herausgezogen ist. Man sieht, daß die Regelstäbe bis zur gleichen Tiefe eingeführt sind, so daß man ein sehr einfaches Muster für das Einführen der Regelstäbe erhält. Trotz dieses vereinfachten Musters wird die maximale lineare Wärmeerzeugung im Reaktorcore auf einem Wert von 38 kW/m gehalten.

Fig. 7 zeigt ein Muster für das Einführen der Regelstäbe bei einem herkömmlichen Reaktorcore. Man sieht, daß bei einem solchen Core ein Einführungsmuster für die Steuerstäbe erforderlich ist, das verglichen mit dem des erfindungsgemäßen Reaktorcores wesentlich komplizierter ist, jedoch noch ein Maximum von 4o kW/m gestattet. Somit kann bei dem Reaktorcore gemäß der Erfindung die maximale lineare Wärmeerzeugung um etwa 2 kW/m reduziert werden, wobei das Muster für das Einführen der Regelstäbe erheblich vereinfacht ist.

Im Gegensatz dazu ist das beil?, herkömmlichen Reaktor im Reaktorcore unerläßliche Verschieben der Brennstoffanordnung zum Zeitpunkt der Brennstoffneubeladung nicht mehr erforderlich. Demzufolge kann die für die Brennstoffneubeladung erforderliche Zeit stark reduziert werden. Schließlich erleichtert das vereinfachte Einführungsmuster der Regelstäbe die Steuerung des Reaktors beträchtlich.

Bei der beschriebenen Ausführungsform liegt die Grenze zwischen dem oberen und unteren Bereich auf einer Höhe von 11/24 der

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Gesamthöhe des Cores, gemessen von unten. Dies ist jedoch nicht bindend. Die Grenze kann sich auch auf anderen Pegeln befinden, solange diese innerhalb des Bereichs von 1/3 bis 7/12 der Corehöhe, gemessen vom Boden des Reaktorcores aus, liegen, um das Muster der axialen Leistungsverteilung wirksam abzuflachen.

Die Brennstoffanordnung A kann auf verschiedene Weisen modifiziert v/erden.

Fig. 8 zeigt eine Modifizierung der Brennstoffanordnung A, bei welcher die Brennstoffstäbe Anreicherungen haben, wie sie in Tabelle 4 gezeigt sind. Die Wasserstäbe sind mit 7 bezeichnet.

TABELLE 4

Bezugszeichen der _{41 4 44 45 46} Brennstoffstäbe

Oberer

Bereich

über 11/24 2,ο 1,5

der Stab- 1 ,5 +

Anreiche- länge von 5 Gew.-%

rung an unten Gd_O

Uran in 2,5 2,ο 1,5 *

^Gew--^% Unterer
Bereich

unter 11/24 1,5 1,3

der Stablänge von
unten

Anzahl der Brennstoff- _{o/l Q} ~ . . _o

.... , 24 ö ZO 4 4 2

stäbe pro Anordnung

Die Brennstoffanordnung mit Brennstoffstäben gemäß Tabelle in der Anordnung von Fig. 8 hat eine Urananreicherungsverteilung, wie sie in Tabelle 5 gezeigt ist.

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TABELLE 5

Anreicherung über dem Querschnitt Mittlere in Gew.-%

Anreicherung

in Gew.-%

Mittlerer Umfangs-Abschnitt abschnitt

Unterschied

Oberer Bereich	2,	11	2	,31	1	,86	o,45
Unterer Bereich	1,	94	2	,31	1	,47	o,84
Unter schied		17

Die mittlere Anreicherung des oberen Bereichs ist größer als die des unteren Bereiches. Die Differenz der Anreicherungen zwischen dem mittleren Abschnitt und dem Umfangsabschnitt ist kleiner im oberen Bereich als im unteren Breich. Bei dieser Brennstoffanordnung ergibt sich somit ein Vermehrungsfaktor für unendlich ausgedehntes Medium, der im oberen Bereich größer als im unteren Breich der Brennstoffanordnung ist. So erhält man für den oberen Bereich einen Vermehrungsfaktor für unendlich ausgedehntes Medium von 1,126 und für den unteren Bereich der Brennstoffanordnung von 1,o92 bei einem Kühlmitteldampfanteil von 4o %.

Fig. 9 zeigt eine weitere Modifizierung der Brennstoffanordnung A, bei der die Brennstoffstäbe die in Tabelle 6 aufgeführten Anreicherungen haben.

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TABELLE 6

Bezugszeichen ,. _{co c}, ^. ^c der Brennstoffstäbe ^{51 52 53 54 55}

Oberer

Bereich

über 11/24 2,7 2,4 2,4 2,o 1,6 1,6 +

Anreiche- ^{der Stab}~ ⁵'° ^Gew-"^%

Jung an «nge von Gd₃O₃

Uran in ^unten

Gew.-%

Unterer

Bereich

unter 11/24 3,3 3,ο 1,8 1,5 1,2 1,2 +

der Stab- 5,ο Gew.-%

länge von ^Gt*2°3

unten

Anzahl der Brennstoff- 0-54? d λ ·» stäbe pro Anordnung ^J * °

Die Brennstoffanordnung hat die in der Tabelle 7 beschriebene Anreicherungsverteilung.

TABELLE 7

Anreicherung über dem Querschnitt Mittlere in Gew.-% Anreicherung

in Gew.-% Mittlerer Umfangs- _Unterschied Abschnitt abschnitt ^Unterscnied

Oberer Bereich	2,37	2,46	2,17	o,29
Unterer Bereich	2,33	2,85	1,63	1,22
Unter schied	o,o4

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Bei dieser Ausführungsform hat der obere Bereich eine Anreicherung von 2,37 Gew.-%, der untere Bereich eine Anreicherung von 2,33 Gew.-%. Die Anreicherungen können somit als gleich angesehen werden.

Der obere und der untere Bereich haben verschiedene Anreicherungsverteilungen über dem Querschnitt der Brennstoffanordnung. Die Differenz der Anreicherung zwischen dem mittleren Abschnitt und dem ümfangsabschnitt ist im oberen Bereich klein, während die Differenz im unteren Bereich groß ist. Die Umfangsanreicherung ist im oberen Abschnitt größer als im unteren Abschnitt.

Trotz der axial gleichförmigen mittleren Anreicherungsverteilung hat somit die Brennstoffanordnung einen Vermehrungsfaktor für unendlich ausgedehntes Medium, der im oberen Bereich um etwa 2,2 % größer als im unteren Bereich ist, da der Neutroneneinfluß am ümfangsabschnitt höher als im Mittelabschnitt ist.

Man sieht, daß der gleiche vorteilhafte Effekt wie bei der zuerst genannten Ausführungsform erreicht ist, wenn die Brennstoffanordnungen gemäß Fig. 8 und 9 anstelle der Brennstoff anordnungen A des Reaktorcores von Fig. 3 verwendet werden.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen haben zwei Arten von Brennstoffanordnungen A und B. Es läßt sich jedoch ein ähnlicher Effekt erreichen, wenn nur Brennstoffanordnungen A über dem gesamten Bereich des Reaktorcores verwendet werden, die einen Vermehrungsfaktor für unendlich ausgedehntes Medium haben, der im oberen Bereich größer als im unteren Bereich ist. Eine solche Modifizierung wird von der Erfindung ebenfalls umfaßt.

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DA-T4 194 - 17 - 27 A 29 A O

Gegenstand der Erfindung ist somit der Aufbau eines Reaktorcores eines Siedewasserreaktors, der eine Vielzahl von Brennstoff anordnungen aufweist. Einige der Brennstoffanordnungen haben einen Vermehrungsfaktor für unendlich ausgedehntes Medium, der in den oberen Bereichen der Brennstoffanordnungen größer als in ihren unteren Bereichen ist, so daß der effektive Vermehrungsfaktor des Reaktorcores im oberen Abschnitt größer als im unteren Abschnitt unter gleicher Bedingung ist. Demzufolge stellt sich auch bei einer ungleichförmigen axialen Leerraum- bzw. Blasen- bzw. Dampfverteilung eine relativ flache axiale Leistungsverteilung ein.

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L e

e r s e i f e

Claims

Patentansprüche

( 1.,)Kernreaktorcoreaufbau mit einer Vielzahl von Brennstoffanordnungen, die in einem Reaktordruckbehälter angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß ein Teil der Brennstoffanordnungen aus ersten Brennstoffanordnungen besteht, die eine solche Anreicherungsverteilung haben, daß sich ein Vermehrungsfaktor für unendlich ausgedehntes Medium ergibt, der in den oberen Bereichen größer als in den unteren Bereichen der ersten Brennstoffanordnungen ist, wodurch der effektive Vermehrungsfaktor des axial oberen Abschnittes eines Reaktorcores größer als der des axial unteren Abschnittes ist, wenn diese Abschnitte den gleichen Zustand haben.

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2. Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffanordnungen zweite Brennstoffanordnungen haben, von denen jede eine im wesentlichen gleichförmige axiale Verteilung des Vermehrungsfaktors für unendlich ausgedehntes Medium hat.
3. Aufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenze zwischen dem oberen und dem unteren Bereich des Reaktorcores auf einer Höhe zwischen 1/3 und 7/12 der gesamten Corehöhe, gemessen von dem Boden des Reaktorcores aus, liegt.
4. Aufbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten Brennstoffanordnungen eine mittlere Anreicherung hat, die in ihrem oberen Bereich größer als in ihrem unteren Bereich ist.
5. Aufbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten Brennstoffanordnungen eine axial gleichförmige Verteilung der mittleren Anreicherung hat.
6. Aufbau nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten Brennstoffanordnungen eine Differenz der Anreicherungen zwischen dem mittleren Abschnitt und dem Umfangeabschnitt in Ebenen senkrecht zur Achse hat, die in oberen Bereich der Brennstoffanordnung kleiner als in ihrem unteren Bereich ist.
7. Aufbau nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten Brennstoffanordnungen Brennstoffstäbe aufweisen, welche ein brennbares Gift enthalten, wobei die Konzentration des brennbaren Giftes im unteren Bereich ein·· jeden der Brennstoff stäbe größer als im oberen Bereich ist.

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