DE2828975A1 - Pebble bed reactor having hollow absorber rods - with gas cooling by central passage and annular outer passage between coaxial shells - Google Patents

Pebble bed reactor having hollow absorber rods - with gas cooling by central passage and annular outer passage between coaxial shells

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Abstract

Gas-cooled, high-temp. reactor of pebble-bed type has downward coolant flow and absorber rods introduced directly into the bed from above. Each absorber rod consists of three concentric tubes the space between the two inner tubes is filled with absorber material, while the annular space between the central and outer tubes is empty; gas blows downwards both through this annular space and down the central passage of the absorber rod. Used for a pebble-bed reactor, where the absorber rods are not guided by any surrounding duct as they enter the core. The core can be operated at a higher temp., e.g. above the previous limit of 750 degrees C, permitting higher output rating.

Description

Gasgekühlter Hochtemperaturreaktor mit einer Gas-cooled high temperature reactor with a

Schüttung kugelförmiger Brennelemente und direkt in die Schüttung einfahrbaren Absorberstäben Die Erfindung betrifft einen gasgekühlten Hochtemperaturreaktor mit einer Schüttung kugelförmiger Brennelemente, die von oben nach unten von dem Kühlgas durchströmt wird, und mit direkt in die Schüttung einfahrbaren Absorberstäben, die aus zwei koaxial zueinander angeordneten Hüllrohren aus Stahl und einem gasdicht von den beiden Hüllrohren umschlossenen Absorberteil bestehen, wobei durch den zentralen Innenraum der Absorberstäbe ein Kühlgasstrom geleitet wird. Bulk of spherical fuel elements and directly into the bulk retractable absorber rods The invention relates to a gas-cooled high-temperature reactor with a bed of spherical fuel elements, which from top to bottom of the Cooling gas is flowed through, and with absorber rods that can be inserted directly into the bed, the two coaxially arranged steel ducts and one gas-tight from the two ducts enclosed absorber part exist, with the central Inside the absorber rods a cooling gas flow is passed.

Es ist bekannt, die Regelung bzw. Abschaltung von sogenannten Kugelhaufenreaktoren mit Hilfe von Absorberstäben vorzunehmen, die ohne eine besondere Führung wie Rohre, Nasen oder dgl. direkt in die Brennelement-Schüttung eingefahren werden.It is known to control or switch off so-called pebble bed reactors with the help of absorber rods, which without a special guide such as pipes, Noses or the like. Be retracted directly into the fuel assembly bed.

Wie in der DE-OS 12 63 939 beschrieben, bestehen derartige Absorberstäbe aus einer äußeren Stahlumhüllung, dem neutronenabsorbierenden Material und einem inneren Tragrohr, das die Tragfunktion und die Kraftübertragung bei Stabbewegungen in der Brennelement-Schüttung übernimmt. Zur Kühlung der Absorberstäbe wird ein Teilstrom des Kühlgases aus dem Bereich oberhalb der Spaltzone durch das Innere der Tragrohre geleitet, der durch Öffnungen in den Stabspitzen wieder austritt.As described in DE-OS 12 63 939, such absorber rods exist of an outer steel casing, the neutron absorbing material and a inner support tube, which has the support function and the power transmission during rod movements takes over in the fuel element bed. A is used to cool the absorber rods Partial flow of the cooling gas from the area above the gap zone through the interior the support tube, which exits through openings in the rod tips.

Die äußere Umhüllung jedes Absorberstabes wird direkt von dem durch die Brennelement-Schüttung strömenden Kühlgas benetzt und ist somit einer höheren Temperatur ausgesetzt als das Tragrohr. Infolge der Wärmeproduktion in den Absorberstäben durch Neutronen- und t -Einfang liegt die Temperatur der äußeren Umhüllung grundsätzlich über der des umgebenden Kühlgases in der Brennelement-Schüttung. Der Einsatz der bekannten Stabkonstruktion ist daher durch die Temperaturgrenzwerte des verwendeten Hüllrohrmaterials auf Kernreaktoren mit mäßig hohen Kernaustrittstemperaturen (ca. 7500C) beschränkt.The outer covering of each absorber rod is directly from the through the fuel element bed wets the flowing cooling gas and is thus a higher one Exposed to temperature than the support tube. As a result of the heat production in the absorber rods due to neutron and t capture, the temperature of the outer shell is basically above that of the surrounding cooling gas in the fuel element bed. The use of the known rod construction is therefore used by the temperature limits of the Cladding tube material on nuclear reactors with moderately high core outlet temperatures (approx. 7500C).

Bei Verwendung der bekannten Absorberstäbe in Kernreaktoren mit höheren Kernaustrittstemperaturen des Kühlgases (ca. 8500 bis 9500C) müßten die zulässigen Stabeinfahrtiefen reduziert werden, wodurch sich erhebliche Einschränkungen bei der Realisierung verfahrenstechnisch einfacher Abschaltkonzepte ergeben würden.When using the known absorber rods in nuclear reactors with higher Core outlet temperatures of the cooling gas (approx. 8500 to 9500C) should be the permissible Rod entry depths are reduced, which results in considerable restrictions the implementation of procedurally simple shutdown concepts would result.

Bei Kernreaktoren mit blockförmigen Brennelementen ist es bekannt, die Außenfläche der Absorberstäbe mit Hilfe des umlaufenden Kühlmittels zu kühlen. Die Absorberstäbe sind bei diesen Kernreaktoren verschiebbar in vertikalen, den Reaktorkern durchsetzenden Führungsrohren angeordnet, die fest installiert sind. Die Führungsrohre sind ständig strömungsmäßig parallel zu den in dem Reaktorkern befindlichen Kühlkanälen geschaltet und werden in ihrer ganzen Länge von dem Kühlmittel durchströmt. In den DE-AS 11 21 240 und 12 48 823 sind derartige Absorberstabkühleinrichtungen beschrieben.In the case of nuclear reactors with block-shaped fuel assemblies, it is known to cool the outer surface of the absorber rods with the help of the circulating coolant. In these nuclear reactors, the absorber rods can be moved in vertical directions Reactor core penetrating guide tubes arranged, which are permanently installed. The guide tubes are always fluidly parallel to those in the reactor core located cooling channels and are switched in their entire length by the coolant flows through. In DE-AS 11 21 240 and 12 48 823 such absorber rod cooling devices are described.

Aus der DE-OS 18 03 067 ist eine weitere Anordnung zur Kühlung von Regelelementen bekannt, die ebenfalls in fest angeordneten Führungsrohren bewegt werden. Die Führungsrohre weisen einen hexagonalen Querschnitt auf, und in jedem Führungsrohr ist ein Bündel von Absorberstäben installiert, das von einer Umhüllung mit ebenfalls hexagonalem Querschnitt umgeben ist.From DE-OS 18 03 067 is another arrangement for cooling Known control elements, which also moves in fixed guide tubes will. The guide tubes have a hexagonal cross section on, and a bundle of absorber rods is installed in each guide tube, the is surrounded by a casing with a likewise hexagonal cross-section.

Das gas- oder dampfförmige Kühlmittel wird zunächst in einem Spalt zwischen der Umhüllung und dem Führungsrohr nach oben geleitet, tritt oben in das Bündel der Absorberstäbe ein und strömt dann zwischen den Absorberstäben des Bündels nach unten.The gaseous or vaporous coolant is first in a gap guided upwards between the casing and the guide tube, enters the Bundle of absorber rods and then flows between the absorber rods of the bundle downward.

Zum Stand der Technik gehört ferner die Kühlung einer Regelgruppe für einen Kernreaktor, bei der eine aus Brennstoffelementen und eine aus Absorberelementen gebildete Sektion untereinander in einem Gehäuse angeordnet sind, das in einer fest in der Spaltzone installierten Hülse verschiebbar ist. Das Kühlmittel durchströmt nacheinander die Sektion der Brennstoff- und der Absorberlemente sowie den ringförmigen Spalt zwischen dem bewegbaren Gehäuse und der ortsfesten Hülse, wie in der DE-PS 24 23 027 dargestellt. Um den thermischen Wirkungsgrad des Kernreaktors zu erhöhen, wird ein Teil des Kühlmittelstromes nach Durchtritt durch die Sektion der Brennstoffelemente aus dem bewegbaren Gehäuse abgeleitet und dem ringförmigen Spalt um dieses Gehäuse zugeführt.The prior art also includes the cooling of a control group for a nuclear reactor, one made of fuel elements and one made of absorber elements formed section are arranged one below the other in a housing that is fixed in a is slidable sleeve installed in the crevice zone. The coolant flows through one after the other the section of the fuel and the absorber elements as well as the annular ones Gap between the movable housing and the stationary sleeve, as in DE-PS 24 23 027 shown. To increase the thermal efficiency of the nuclear reactor, becomes part of the coolant flow after passing through the section of the fuel elements derived from the movable housing and the annular gap around this housing fed.

Von diesem Stand der Technik wird bei der Erfindung ausgegangen, wobei ihr die Aufgabe zugrunde liegt, einen gasgekühlten Hochtemperaturreaktor der eingangs beschriebenen Bauart so auszugestalten, daß die thermische Belastung der Absorberstäbe erheblich reduziert wird, um den Einsatz dieser Stäbe auch bei Kernreaktoren höherer Leistung zu ermöglichen.The invention is based on this prior art, wherein it is based on the task of creating a gas-cooled high-temperature reactor of the initially introduced design described so that the thermal load on the absorber rods is considerably reduced to the use of these rods also in nuclear reactors higher Enable performance.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß um jeden Absorberstab ein zusätzliches Hüllrohr aus Stahl angeordnet ist, wobei zwischen dem zusätzlichen (äußeren) Hüllrohr und dem mittleren Hüllrohr ein Ringspalt vorgesehen ist, und daß durch diesen Ringspalt ebenfalls ein Kühlgasstrom geführt wird.According to the invention the object is achieved in that to each absorber rod an additional cladding tube made of steel is arranged, with between an annular gap is provided for the additional (outer) cladding tube and the middle cladding tube is, and that a cooling gas stream is also passed through this annular gap.

Wie bei dem bekannten Absorberstab für Kugelhaufenreaktoren wird das Absorbermaterial gasdicht von zwei Hüllrohren umschlossen, von denen das innere Hüllrohr mit Hilfe des den zentralen Innenraum durchströmenden Kühlgases gekühlt wird. Das den Absorberteil außen umgebende Hüllrohr -im.folgenden mittleres Hüllrohr genannt - wird gemäß der Erfindung durch den Kühlgasstrom gekühlt, der in dem Ringspalt zwischen diesem Hüllrohr und dem zusätzlichen Hüllrohr - dem äußeren Hüllrohr -nach unten geführt wird. Beide Kühlgasstrome durchströmen den Absorberstab auf Grund der treibenden Druckdifferenz der nach unten gerichteten Hauptkühlgasströmung im Reaktorkern. Die im Absorberteil des Stabes erzeugte Wärme wird radial zu den beiden Kühlgasströmen abgeleitet und bewirkt eine geringe Aufheizung dieser Gasströme bei ihrem Durchgang durch den Stab.As with the well-known absorber rod for pebble bed reactors, this is Absorber material enclosed in a gastight manner by two ducts, the inner one of which Cladding tube cooled with the aid of the cooling gas flowing through the central interior will. The cladding tube surrounding the absorber part outside - in the following middle cladding tube called - is cooled according to the invention by the cooling gas flow in the annular gap between this cladding tube and the additional cladding tube - the outer cladding tube - after is guided below. Both streams of cooling gas flow through the absorber rod on the ground the driving pressure difference of the downward main cooling gas flow im Reactor core. The heat generated in the absorber part of the rod becomes radial to the two Derived cooling gas flows and causes a slight heating of these gas flows their passage through the staff.

Es ist vorteilhaft, für die Kühlung der Absorberstäbe einen Teil des Kühlgasstromes zu verwenden, der durch die Brennelement-Schüttung geführt wird. Dieser Teilstrom wird oberhalb der Brennelement-Schüttung abgezweigt und sowohl durch den zentralen Innenraum der Absorberstäbe als auch durch den Ring spalt dieser Stäbe geführt. Der Teilstrom wird also einem Bereich entnommen, in dem relativ niedrige Kühlgastemperaturen herrschen.Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Gas zur Kühlung der Absorberstäbe von außen zuzuspeisen, d. h. einem Gasspeicher zu entnehmen.It is advantageous to use part of the for cooling the absorber rods To use cooling gas stream, which is passed through the fuel bed. This partial flow is branched off above the fuel element bed and both through the central interior of the absorber rods as well as through the ring it splits Rods led. The partial flow is therefore taken from an area in which relatively low Another possibility is to supply the gas To supply cooling of the absorber rods from the outside, d. H. to be taken from a gas storage tank.

Dieses Gas wird ebenfalls oben in die zentralen Innenräume und die Ringspalte der Absorberstäbe eingeleitet.This gas is also fed into the central interiors and the top Annular gaps of the absorber rods initiated.

Der durch den Ringspalt strömende Kühlgasstrom kühlt auch das äußere Hüllrohr, dessen Temperatur somit zwischen der Gastemperatur in dem Ringspalt und der Temperatur des die Brennelement-Schüttung durchströmenden Kühlgases liegt. Die Temperatur des äußeren Hüllrohres ist daher grundsätzlich niedriger als diejenige des Kühlgases im Reaktorkern in der Umgebung des Absorberstabes. Bei geeigneter Parameterwahl lassen sich somit hinreichend niedrige Materialtemperaturen des inneren und auch des äußeren Hüllrohres erreichen. Es ist daher möglich, die erfindungsgemäß ausgebildeten Absorberstäbe auch bei Hochtemperaturreaktoren mit hohen Kühlgasaustrittstemperaturen zum Einsatz zu bringen, beispielsweise bei mit Gasturbomaschinen gekoppelten Kernreaktoren. Bei derartigen Kernreaktoranlagen mit geschlossenem Kühlgaskreislauf (Einkreisanlagen) erreicht die Gastemperatur im Reaktorkern bereits in 1,50 m Tiefe Werte von 750 bis 8000C, da das Kühlgas mit einer Temperatur in den Reaktorkern eintritt, die um ca. 2000C höher liegt als die Kühlgaseintrittstemperatur bei sogenannten Zweikreisanlagen. Die angegebenen Werte gelten für den Fall, daß bei einer solchen Einkreisanlage ein Beschickungsverfahren angewandt wird, bei dem die Brennelemente nach einmaligem Durchlauf durch den Reaktorkern den gewünschten Endabbrandzustand erreicht haben (was auf Grund der sich einstellenden Leistungsdichteverteilung zu einem steilen Anstieg der Kühlgastemperatur im oberen Drittel des Reaktorkerns führt).The flow of cooling gas flowing through the annular gap also cools that outer Cladding tube, the temperature of which is thus between the gas temperature in the annular gap and the temperature of the cooling gas flowing through the fuel assembly bed. the The temperature of the outer cladding tube is therefore basically lower than that of the cooling gas in the reactor core in the vicinity of the absorber rod. With suitable Parameter selection can thus be sufficiently low material temperatures of the inner and also reach the outer cladding tube. It is therefore possible according to the invention trained absorber rods even in high-temperature reactors with high cooling gas outlet temperatures to be used, for example in nuclear reactors coupled with gas turbine engines. In such nuclear reactor systems with a closed cooling gas circuit (single circuit systems) the gas temperature in the reactor core reaches values of 750 at a depth of 1.50 m up to 8000C, since the cooling gas enters the reactor core at a temperature that is around 2000C higher than the cooling gas inlet temperature in so-called two-circuit systems. The specified values apply in the event that with such a single-circuit system a charging process is used in which the fuel elements after one time Pass through the reactor core have reached the desired final burn-up state (which, due to the resulting power density distribution, leads to a steep Increase in cooling gas temperature in the upper third of the reactor core).

Zweckmäßigerweise sind zwischen dem äußeren und dem mittleren Hüllrohr jedes Absorberstabes radiale Führungsrippen angeordnet, deren Größe und Anzahl in gewissen Grenzen variabel sind.Appropriately, are between the outer and the middle cladding tube each absorber rod arranged radial guide ribs, their size and number in certain limits are variable.

Sie dienen gleichzeitig zur Verbesserung der Wärmeübertragung vom äußeren oder mittleren Hüllrohr oder beiden Hüllrohren an das Kühlgas. Je nach vorgesehener Einsatzart und Betriebsweise der Absorberstäbe hat in Verbindung mit der Breite des Ringspaltes eine Optimierung der Größe und Anzahl der Führungsrippen zu erfolgen, da eine Veränderung der Geometrie starken Einfluß auf die Strömungsverhältnisse in dem Ringspalt und damit auch auf die Wärmeübergangsverhältnisse hat.They also serve to improve the heat transfer from outer or middle cladding tube or both cladding tubes to the cooling gas. Depending on the intended Use and mode of operation of the absorber rods has in connection with the width of the annular gap to optimize the size and number of guide ribs, since a change in the geometry has a strong influence on the flow conditions in the annular gap and thus also on the heat transfer conditions.

Die Tragfunktion kann für jeden Absorberstab gemeinsam von mehreren der drei Hüllrohre oder auch von einem Hüllrohr allein übernommen werden, was sich je nach den gestellten Anforderungen und nach übergeordneten konstruktiven Gesichtspunkten richtet. Vorzugsweise besitzt jedoch das äußere Hüllrohr keine tragende Funktion, sondern es trennt lediglich den Kühlgasteilstrom, der der Kühlung des Absorberstabes dient, von dem Hauptkühlgasstrom. Das die Tragfunktion übernehmende Hüllrohr weist diesem Zweck entsprechende Abmessungen auf.The support function can be shared by several for each absorber rod of the three cladding tubes or even one cladding tube alone, whatever depending on the requirements and the overriding structural aspects directs. However, the outer cladding tube preferably has no load-bearing function, it only separates the partial flow of cooling gas that is used for cooling the absorber rod serves, from the main cooling gas flow. The cladding tube, which takes on the supporting function, has appropriate dimensions for this purpose.

Wie bereits erwähnt, können die erfindungsgemäß ausgebildeten Absorberstäbe auch bei Gasturbinenanlagen mit geschlossenem Gaskreislauf eingesetzt werden, die als Wärmequelle einen Hochtemperaturreaktor haben. Eine solche Gasturbinenanlage ist beispielsweise aus der DE-OS 26 39 877 bekannt. Sie besteht aus dem Kernreaktor, der in der mit einem Liner ausgekleideten Kaverne eines Druckbehälters untergebracht ist, mindestens einer Turbine mit HD- und gegebenenfalls ND-Verdichter sowie einer Anzahl von Rekuperatoren, Vorkühlern und gegebenenfalls Zwischenkühlern. Die genannten Kreislaufkomponenten sind im gleichen Druckbehälter wie der Kernreaktor installiert. Der Liner der den Kernreaktor enthaltenden Kaverne wird bei dieser Anlage mit Kreislaufgas niedriger Temperatur - im folgenden Kaltgas genannt - gekühlt, wobei das gesamte aus dem HD-Verdichter austretende Gas vor seinem Eintritt in die Rekuperatoren an der Oberfläche des Liners vorbeigeleitet wird. Die Temperatur dieses "Kaltgases" beträgt ca. 110.°C.As already mentioned, the absorber rods designed according to the invention can can also be used in gas turbine systems with a closed gas cycle, the have a high temperature reactor as a heat source. Such a gas turbine plant is known for example from DE-OS 26 39 877. It consists of the nuclear reactor, housed in the liner-lined cavern of a pressure vessel is, at least one turbine with HP and possibly LP compressor and one Number of recuperators, pre-coolers and, if necessary, intercoolers. The mentioned Circuit components are installed in the same pressure vessel as the nuclear reactor. In this system, the liner of the cavern containing the nuclear reactor is supplied with circulating gas low temperature - hereinafter referred to as cold gas - cooled, with the entire gas emerging from the HP compressor before it enters the recuperators is bypassed the surface of the liner. The temperature of this "cold gas" is approx. 110 ° C.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung wird bei einer derartigen Anlage ein Teil des Kaltgases durch die zentralen Innenräume und die Ringspalte der Absorberstäbe geführt.According to an advantageous further development of the invention, at such a system a part of the cold gas through the central interiors and out the annular gaps of the absorber rods.

Das Kaltgas wird in an sich bekannter Weise nach Austritt aus dem HD-Verdichter in einer Gasleitung, die koaxial zu der seitlich unten aus dem Kernreaktor austretenden Heißgasleitung verläuft, in die Reaktorkaverne geführt und strömt in einem Ringraum zwischen dem thermischen Seitenschild und dem Liner nach oben. Darauf gelangt es in einen zwischen dem thermischen Deckenschild und dem Liner befindlichen Raum, von dem aus das Kaltgas den einzelnen Absorberstäben zugeleitet wird.The cold gas is in a known manner after exiting the HP compressor in a gas line that is coaxial with the bottom side of the nuclear reactor exiting hot gas line runs, guided into the reactor cavern and flows into an annulus between the thermal side shield and the liner to the top. Thereon it gets into one located between the thermal ceiling shield and the liner Space from which the cold gas is fed to the individual absorber rods.

Die Absorberstäbe weisen vorteilhafterweise in ihrem oberen Teil um den Umfang verteilt eine Anzahl von Schlitzen für den Kühlgaseintritt auf, und an ihrem unteren Ende sind weitere Schlitze für den Kühlgasaustritt vorgesehen. Sind die Absorberstäbe unten konisch zugespitzt, so befinden sich die Schlitze für den Austritt des Kühlgases aus dem zentralen Innenraum direkt in der Stabspitze.The absorber rods advantageously have their upper part around a number of slots for the cooling gas inlet are distributed around the circumference, and on Further slots for the cooling gas outlet are provided at its lower end. Are the absorber rods are conically pointed at the bottom, so are the slots for the The cooling gas exits from the central interior directly at the tip of the rod.

Steht bei dem erfindungsgemäßen Hochtemperaturreaktor Kaltgas von ca. 1100C zur Kühlung der Absorberstäbe zur Verfügung, so ist vorteilhafterweise an jedem Absorberstab eine Einrichtung zur Steuerung des Kaltgaseintritts in Abhängigkeit von der Einfahrtiefe des Absorberstabes in die Brennelement-Schüttung vorgesehen. Diese Maßnahme verfolgt den Zweck, die auf Grund der Verschlechterung des Rekuperator-Austauschgrades unvermeidbaren (wenn auch nur geringen) Wirkungsgradeinbußen so niedrig wie möglich zu halten. Gemäß der Erfindung wird daher Kaltgas nur im Bedarfsfall, d. h. wenn die Absorberstabspitzen sich unterhalb einer konstanten Einfahrtiefe in der Brennelement-Schüttung befinden, in die Absorberstäbe eingeleitet. Auf diese Weise wird eine ständige Bypaß-Strömung des Kaltgases in den Reaktorkern vermieden.If cold gas is present in the high-temperature reactor according to the invention about 1100C is available for cooling the absorber rods, so it is advantageous a device for controlling the cold gas inlet as a function of each absorber rod provided by the penetration depth of the absorber rod in the fuel element bed. This measure pursues the purpose, which is due to the deterioration in the degree of recuperator exchange unavoidable (even if only minor) losses in efficiency as low as possible to keep. According to the invention, therefore, cold gas is only used when necessary, i. H. if the absorber rod tips are below a constant depth in the fuel element bed are introduced into the absorber rods. This creates a constant bypass flow of the cold gas avoided in the reactor core.

Die Steuereinrichtung kann als Schiebersteuerung ausgebildet sein, bei der der Absorberstab selbst die Funktion des Schiebers übernimmt. Mittels einer entsprechend angebrachten Dichtung wird erreicht, daß der Kaltgasstrom erst ab einer bestimmten Einfahrtiefe in den Absorberstab eintreten kann.The control device can be designed as a slide control, in which the absorber rod itself takes over the function of the slide. By means of a appropriately attached seal ensures that the cold gas flow only from one can enter the absorber rod at a certain depth.

Eine weitere Dichtung verhindert das ständige Einströmen des Kaltgases außen an den Absorberstäben entlang in den Reaktorkern Die Steuereinrichtung kann auch aus einer verstellbaren Kühlgasdrossel bestehen. Diese ist zweckmäßigerweise innerhalb des von dem Kavernen-Liner und dem thermischen Deckenschild begrenzten Raumes um den jeweiligen Absorberstab angeordnet.Another seal prevents the constant inflow of cold gas outside along the absorber rods in the reactor core The control device can also consist of an adjustable cooling gas throttle. This is expedient within the bounded by the cavern liner and the thermal ceiling shield Space around the respective absorber rod.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein Hochtemperaturreaktor mit geschlossenem Gaskreislauf und an den Reaktor angekoppelter Gasturbine schematisch dargestellt. Es handelt sich hier um eine 1-Loop-Anlage mit Zwischenkühlung und zwei Heißgasleitungen; die Schaltung der wärmetauschenden Apparate ist ebenfalls zweisträngig ausgeführt. Die Figuren zeigen im einzelnen: Fig. 1 einen Horizontalschnitt nach der Linie I - I der Fig. 2, Fig. 2 einen Vertikalschnitt nach der Linie II - II der Fig. 1, Fig. 3 einen einzelnen Absorberstab im Vertikalschnitt, Fig. 4 einen Abschnitt eines anderen Absorberstabes, ebenfalls im Vertikalschnitt, vergrößert dargestellt, Fig. 5 einen Horizontalschnitt nach der Linie V - V der Fig. 4, Fig. 6 einen Absorberstab mit einer Steuereinrichtung für den Kühlgaseintritt, Fig. 7 einen Absorberstab mit einer anderen Steuereinrichtung für den Kühlgaseintritt, Fig. 8 eine weitere Variante dieser Steuereinrichtung.In the drawing, a high-temperature reactor is shown as an exemplary embodiment with a closed gas circuit and a gas turbine coupled to the reactor, schematically shown. This is a 1-loop system with intermediate cooling and two hot gas lines; the circuit of the heat-exchanging apparatus is also executed in two strands. The figures show in detail: FIG. 1 a horizontal section along the line I - I of FIG. 2, FIG. 2 shows a vertical section along the line II - II of FIG. 1, FIG. 3 shows an individual absorber rod in vertical section, FIG. 4 a section of another absorber rod, also in vertical section, enlarged Fig. 5 is a horizontal section along the line V - V of Fig. 4, Fig. 6 shows an absorber rod with a control device for the cooling gas inlet, FIG. 7 an absorber rod with another control device for the cooling gas inlet, 8 shows a further variant of this control device.

Die Figuren 1 und 2 lassen einen Spannbetondruckbehälter 1 erkennen, der zylindrisch ausgeführt und zentral im Inneren eines (nicht dargestellten) ebenfalls zylindrischen Sicherheitsbehälters aus Stahlbeton angeordnet ist. Innerhalb des Spannbetondruckbehälters 1 sind ein Hochtemperaturreaktor 2 und die weiteren Komponenten des Primär- oder Kühlgaskreislaufs untergebracht. Diese umfassen einen Gasturbosatz sowie je zwei Rekuperatoren, Vorkühler und Zwischenkühler.Figures 1 and 2 show a prestressed concrete pressure vessel 1, which is cylindrical and centrally located inside a (not shown) as well cylindrical containment made of reinforced concrete is arranged. Within the Prestressed concrete pressure vessel 1 are a high temperature reactor 2 and the other components the primary or cooling gas circuit housed. These include a gas turbine set as well as two recuperators, pre-coolers and intercoolers.

Der Hochtemperaturreaktor 2, der in einer Kaverne 3 eingebaut ist, ist als graphitmoderierter, heliumgekühlter Reaktor ausgeführt, dessen Brennelemente kugelförmig ausgebildet sind.The high-temperature reactor 2, which is installed in a cavern 3, is designed as a graphite-moderated, helium-cooled reactor, its fuel elements are spherical.

Unterhalb des Bodens des Reaktorkerns befindet sich ein Heißgassammelraum 4 zur Aufnahme des aus dem Kern austretenden erhitzten Gases. Über dem Reaktorkern ist ein Warmgassammelraum 5 vorgesehen, der das aus dem Hauptkreislauf zurückströmende Gas aufnimmt, bevor es wieder dem Reaktorkern zugeleitet wird. Der Reaktorkern ist von einem zylindrisch ausgebildeten thermischen Schild 6 sowie einem thermischen Deckenschild 6 a umgeben.A hot gas collecting space is located below the bottom of the reactor core 4 for receiving the heated gas emerging from the core. Above the reactor core a hot gas collecting chamber 5 is provided, which flows back from the main circuit Absorbs gas before it is fed back to the reactor core. The reactor core is of a cylindrical thermal shield 6 and a thermal Surrounding the ceiling sign 6 a.

Die Kaverne 3 weist zur Abdichtung einen Liner 7 auf, der reaktorseitig keine Wärmeschutzeinrichtung wie Isolierung oder Kühlsystem besitzt. Zwischen dem thermischen Schild 6 und dem Liner 7 befindet sich ein Ringraum 8. Ein weiterer Raum 8 a ist zwischen dem thermischen Deckenschild 6 a und dem Liner 7 vorgesehen.The cavern 3 has a liner 7 for sealing, which is on the reactor side does not have a thermal protection device such as insulation or cooling system. Between the thermal shield 6 and the liner 7 is an annular space 8. Another Room 8 a is between the thermal ceiling shield 6 a and the Liner 7 provided.

Durch die Decke des Spannbetonbehälters 1 erstrecken sich Panzerrohre 30, in denen Absorberstäbe 31 bewegbar angeordnet sind, die unmittelbar in die Schüttung der kugelförmigen Brennelemente eingefahren werden. Durch ein Zugaberohr 32 können die Brennelemente in den Hochtemperaturreaktor 2 eingegeben werden. Die Entfernung der Brennelemente aus dem Kern erfolgt durch ein Abzugsrohr 33. In den Figuren 3, 4 und 5 sind die Absorberstäbe 31 genauer dargestellt.Armored pipes extend through the ceiling of the prestressed concrete container 1 30, in which absorber rods 31 are movably arranged, which directly into the bed the spherical fuel assemblies are retracted. Through an addition tube 32 can the fuel elements are entered into the high-temperature reactor 2. The distance the fuel elements from the core takes place through a flue pipe 33. In Figures 3, 4 and 5, the absorber rods 31 are shown in more detail.

Durch zwei seitlich unten an dem Hochtemperaturreaktor 2 angebrachte Austrittsstutzen 9 und ebensoviele seitlich oben angebrachte Eintrittsstutzen 10 ist der Hochtemperaturreaktor 2 mit den übrigen Komponenten des Hauptkreislaufes verbunden.By two laterally attached to the bottom of the high-temperature reactor 2 Outlet nozzles 9 and the same number of inlet nozzles 10 attached laterally at the top is the high-temperature reactor 2 with the other components of the main circuit tied together.

Senkrecht unter dem Hochtemperaturreaktor 2 ist ein horizontaler Stollen 11 in dem Spannbetondruckbehälter 1 gearbeitet, in dem in getrennten Gehäusen eine einwellige Gasturbine 12, ein ND-Verdichter 13 und ein HD-Verdichter 14 installiert sind. Die Verdichter sitzen mit der Gasturbine auf einer gemeinsamen Welle. Ein (nicht dargestellter) Generator, der im Sicherheitsbehälter aufgestellt ist, ist mit der Gasturbine 12 gekoppelt.A horizontal tunnel is located vertically below the high temperature reactor 2 11 worked in the prestressed concrete pressure vessel 1, in which one in separate housings single-shaft gas turbine 12, a LP compressor 13 and a HP compressor 14 installed are. The compressors sit on a common shaft with the gas turbine. A Generator (not shown) installed in the containment is coupled to the gas turbine 12.

Zwei vertikale Gasführungsstollen 15 erstrecken sich seitlich neben der Gasturbine 12 nach oben bis in Höhe des Bodens des Reaktorkerns, und in jedem dieser Gasführungsstollen ist eine Heißgasleitung 16 installiert. Jede Heißgasleitung 16 ist mit einem der Reaktoraustrittsstutzen 9 und mit einem Turbineneintrittsstutzen verbunden. Im oberen Teil des Spannbetondruckbehälters 1 befinden sich zwei weitere vertikale Gasführungsstollen 17, die jeweils mit einem der Gasführungsstollen 15 fluchten. In ihnen ist je eine Waringasleitung 18 angeordnet, und jede Warmgasleitung 18 ist an einen der beiden Reaktoteintrittsstutzen 10 angeschlossen.Two vertical gas ducts 15 extend laterally next to of the gas turbine 12 up to the level of the bottom of the reactor core, and in each A hot gas line 16 is installed in this gas duct. Any hot gas line 16 is with one of the reactor outlet connection 9 and with a turbine inlet nozzle tied together. In the upper part of the prestressed concrete pressure vessel 1 there are two more vertical gas guiding lugs 17, each with one of the gas guiding lugs 15 cursing. In each one Waringasleitung 18 is arranged, and each hot gas line 18 is connected to one of the two reactor inlet nozzles 10.

Auf einem Teilkreis um die Reaktorkaverne 3 sind sechs vertikale Pods 19 vorgesehen, die mit berstsicheren Deckeln 20 abgeschlossen sind. Die Pods 19 dienen zur Aufnahme der wärmetauschenden Apparate, wobei in symmetrischer Anordnung zu dem Turbinenstollen 11 zwei Rekuperatoren 21, zwei Vorkühler 22 und zwei Zwischenkühler 23 untergebracht sind. Alle wärmetauschenden Apparate sind in gleicher Höhe wie die Reaktorkaverne 3 installiert. Außer den Pods 19 sind noch drei weitere vertikale Pods 29 vorhanden, die zur Aufnahme eines Nachwärmeabfuhrsystems dienen.There are six vertical pods on a pitch circle around the reactor cavern 3 19 are provided, which are closed with rupture-proof lids 20. The pods 19 serve to accommodate the heat-exchanging apparatus, in a symmetrical arrangement to the turbine tunnel 11 two recuperators 21, two precoolers 22 and two intercoolers 23 are housed. All heat exchanging apparatus are in the same amount as the reactor cavern 3 installed. In addition to the pods 19, there are three more vertical ones Pods 29 are available, which are used to accommodate a residual heat removal system.

In Höhe des Turbinenstollens sind in dem Spannbetondruckbehälter 1 mehrere horizontale Gasführungen vorgesehen, die die wärmetauschenden Apparate eines Stranges miteinander bzw.At the level of the turbine tunnel are in the prestressed concrete pressure vessel 1 several horizontal gas ducts are provided, which the heat exchanging apparatus of a Strand with each other or

mit dem Gasturbosatz verbinden. Der Gasleitung zwischen Rekuperator und Vorkühler jedes Stranges dient eine Gasführung 24, während die Verbindung zwischen den beiden Rekuperatoren 21 und den Turbinenaustrittsstutzen jeweils durch eine Gasführung 25 hergestellt ist. Von den Vorkühlern 22 zu den beiden Eintrittsstutzen des ND-Verdichters 13 wird das Gas jeweils durch eine Gasführung 26 geleitet, und zwischen den ND-Verdichter-Ausgängen und den beiden Zwischenkühlern 23 ist jeweils eine Gasführung 27 vorgesehen. Auf einer etwas tieferen Ebene befinden sich noch zwei Gasführungen 28, die die beiden Zwischenkühler 23 mit den Eingängen des HD-Verdichters verbinden.connect to the gas turbine set. The gas line between the recuperator and precooler of each strand serves a gas guide 24 while the connection between the two recuperators 21 and the turbine outlet nozzle each by one Gas guide 25 is made. From the pre-coolers 22 to the two inlet nozzles of the LP compressor 13, the gas is passed through a gas duct 26, and between the LP compressor outputs and the two intercoolers 23 is in each case a gas duct 27 is provided. There are still on a slightly deeper level two gas ducts 28, which the two intercoolers 23 with the Connect the inputs of the HP compressor.

Von dem HD-Verdichter 14 zu den beiden Rekuperatoren 21 wird das Gas auf einem großen Teil seines Strömungsweges durch die vertikalen Gasführungsstollen 15 und 17 geleitet, wobei -es außen an den Heißgasleitungen 16 und den Warmgasleitungen 18 entlangströmt, die als koaxiale Gasführungen ausgebildet sind.The gas is transferred from the HP compressor 14 to the two recuperators 21 on a large part of its flow path through the vertical gas guide tunnels 15 and 17, with -es on the outside of the hot gas lines 16 and the hot gas lines 18 flows along, which are designed as coaxial gas guides.

Auf seinem Weg von dem Gasführungsstollen 15 zu dem Gasführungsstollen 17 wird das Gas, das eine Temperatur von ca. 1100C aufweist, koaxial zu den Reaktoraustrittsstutzen 9 in die'Reaktorkaverne 3 geführt und tritt hier in den Ringraum 8 zwischen dem thermischen Schild 6 und dem Liner 7 ein. In diesem Ringraum strömt es nach oben in den Raum 8 a, wobei es den Liner 7 im Bereich des Ringraumes 8 und des Raumes 8 a kühlt.On its way from the gas duct 15 to the gas duct 17 the gas, which has a temperature of approx. 1100C, is coaxial with the reactor outlet nozzle 9 in die'Reaktorkaverne 3 and occurs here in the annular space 8 between the thermal shield 6 and the liner 7 a. In this annulus it flows upwards in the space 8 a, where there is the liner 7 in the area of the annular space 8 and the space 8 a cools.

Gemäß der Erfindung wird ein Teil des Kaltgases in die Absorberstäbe 31 eingeleitet, die es von oben nach unten in einem zentralen Innenraum 40 und einem Ringspalt 41 durchströmt, wie in der Fig. 3 dargestellt ist. Darauf tritt das Kaltgas am unteren Ende der Absorberstäbe 31 wieder aus und vermischt sich mit dem Hauptkühlgasstrom, der die Schüttung der kugelförmigen Brennelemente durchströmt.According to the invention, a part of the cold gas is in the absorber rods 31 initiated, which it from top to bottom in a central interior 40 and a Flows through annular gap 41, as shown in FIG. 3. The cold gas then steps on it at the lower end of the absorber rods 31 and mixes with the main cooling gas flow, which flows through the bulk of the spherical fuel elements.

Die Fig. 3 zeigt einen einzelnen Absorberstab 31, der zylinderförmig ausgebildet ist und eine kegelstumpfartige Spitze 34 besitzt. Diese weist eine der Form der Brennelemente angepaßte Ausnehmung 35 auf. Der Absorberstab 31 besteht aus drei koaxial zueinander angeordneten Hüllrohren aus Stahl, von denen das innere Hüllrohr 36 und das mittlere Hüllrohr 37 gasdicht ein Absorberteil 39 (B4C) umschließen.Fig. 3 shows a single absorber rod 31, which is cylindrical is formed and has a frustoconical tip 34. This has one of the Recess 35 adapted to the shape of the fuel assemblies. The absorber rod 31 consists of three steel ducts arranged coaxially to one another, the inner one of which Cladding tube 36 and the middle cladding tube 37 enclose an absorber part 39 (B4C) in a gas-tight manner.

Das innere Hüllrohr 36 stellt das Tragrohr dar, das die Tragfunktion und die Kraftübertragung bei Stabbewegungen übernimmt. Es besitzt eine entsprechende Wanddicke. In seinem Inneren ist ein freier Raum 40 vorgesehen. Zwischen dem mittleren Hüllrohr 37 und dem äußeren Hüllrohr 38 befindet sich ein Ringspalt 41. An dem mittleren Hüllrohr 37 sind Kühlrippen 42 angebracht, die sich in den Ringspalt 41 hinein erstrecken.The inner jacket tube 36 represents the support tube that the Carrying function and takes over the power transmission during rod movements. It has a corresponding Wall thickness. A free space 40 is provided in its interior. Between the middle one Cladding tube 37 and the outer cladding tube 38 is an annular gap 41. On the middle Cooling fins 42 are attached to the cladding tube 37 and extend into the annular gap 41.

Im oberen Teil des Absorberstabes 31 sind mehrere Schlitze für den Eintritt des kalten Kühlgases vorhanden (hier nicht dargestellt.) Die Stabspitze 34 besitzt Austrittsöffnungen 43, die mit dem Innenraum 40 in Verbindung stehen. Weitere Schlitze 44 für den Kaltgasaustritt sind in dem unteren Ende des äußeren Hüllrohres 38 vorgesehen.In the upper part of the absorber rod 31 are several slots for the Entry of the cold cooling gas present (not shown here.) The tip of the rod 34 has outlet openings 43 which are in communication with the interior 40. Further slots 44 for the cold gas outlet are in the lower end of the outer one Cladding tube 38 is provided.

Ein Teil des den Raum 8 a (vgl. Fig. 2) durchströmenden Kaltgases wird abgezweigt und in jeden der Absorberstäbe 31 eingeleitet. In der Fig. 3 ist der Strömungsweg des Kaltgases durch den Absorberstab 31 durch Pfeile angedeutet. Das durch den Innenraum 40 strömende Kaltgas kühlt das innere Hüllrohr 36, während das mittlere Hüllrohr 37 und das äußere Hüllrohr 38 von dem durch den Ringspalt 41 strömenden Kaltgas gekühlt werden.Part of the cold gas flowing through the space 8 a (see FIG. 2) is branched off and introduced into each of the absorber rods 31. In Fig. 3 is the flow path of the cold gas through the absorber rod 31 is indicated by arrows. The cold gas flowing through the interior 40 cools the inner cladding tube 36, while the middle cladding tube 37 and the outer cladding tube 38 from the one through the annular gap 41 flowing cold gas are cooled.

Die Figuren 4 und 5 zeigen ausschnittsweise eine Variante des Absorberstabes 31. Auch dieser Absorberstab weist drei koaxial zueinander angeordnete Hüllrohre auf; die Tragfunktion wird hier jedoch von dem äußeren Hüllrohr 47 übernommen, das gegenüber dem Hüllrohr des eben beschriebenen Absorberstabs eine größere Wanddicke besitzt. Das innere Hüllrohr 45 und das mittlere Hüllrohr 46 umgeben gasdicht das aus B4C bestehende Absorberteil 48. Das oben in den Absorberstab eindringende Kaltgas durchströmt auch hier einen freien Innenraum 49 und einen zwischen mittlerem und äußerem Hüllrohr befindlichen Ringspalt 50. In dem Ringspalt 50 sind Führungsrippen 51 angeordnet, die den Abstand zwischen den beiden Hüllrohren 46 und 47 konstant halten und die Wärmeübertragung verbessern.Figures 4 and 5 show sections of a variant of the absorber rod 31. This absorber rod also has three cladding tubes arranged coaxially to one another on; however, the support function is assumed here by the outer cladding tube 47, which a greater wall thickness compared to the cladding tube of the absorber rod just described owns. The inner cladding tube 45 and the middle cladding tube 46 surround the gas-tight absorber part 48 consisting of B4C. The one penetrating into the absorber rod at the top Cold gas Here, too, flows through a free interior space 49 and one between the middle and the middle Annular gap 50 located in the outer cladding tube. In the annular gap 50 there are guide ribs 51 arranged, which keeps the distance between the two cladding tubes 46 and 47 constant hold and improve heat transfer.

Die in dem Absorberteil 48 erzeugte Wärme wird durch die beiden Kühlgasströme radial nach innen und nach außen abgeleitet, wobei sich die Kühlgasströme geringfügig aufheizen. In der Fig. 4 ist der Temperaturverlauf durch die Absorberstabwand schematisch dargestellt. Wie daraus ersichtlich, liegt die Temperatur des äußeren Hüllrohres 47 zwischen der des Kühlgases in dem Reaktorkern und derjenigen des Kühlgases in dem Ringspalt 50; d. h. sie nimmt grundsätzlich einen Wert an, der niedriger als die Kern-Temperatur in der Umgebung des Absorberstabes 31 ist.The heat generated in the absorber part 48 is generated by the two cooling gas flows radially inwards and outwards, whereby the cooling gas flows slightly Warm up. The temperature profile through the absorber rod wall is shown schematically in FIG. 4 shown. As can be seen from this, the temperature of the outer cladding tube is 47 between that of the cooling gas in the reactor core and that of the cooling gas in the annular gap 50; d. H. it basically takes a value lower than is the core temperature in the vicinity of the absorber rod 31.

Die Figuren 6, 7 und 8 zeigen drei Ausführungsvarianten einer Steuereinrichtung 52 zur Regelung des Saltgaseintritts in einen Absorberstab 31 in Abhängigkeit von seiner Einfahrtiefe in die Schüttung 53 der kugelförmigen Brennelemente 54. Der Absorberstab 31 ist bewegbar in dem Panzerrohr 30 angeordnet, das in der Decke des Spannbetondruckbehälters 1 installiert ist, wie bei Fig. 1 und 2 beschrieben.Figures 6, 7 and 8 show three design variants of a control device 52 for regulating the entry of salt gas into an absorber rod 31 as a function of its depth into the bed 53 of the spherical fuel elements 54. The Absorber rod 31 is movably arranged in the armored tube 30, which is in the ceiling of the Prestressed concrete pressure vessel 1 is installed, as described in FIGS. 1 and 2.

Das Kaltgas steht in dem Raum 8 a zwischen dem Liner 7 und dem thermischen Deckenschild 6 a an. Zwischen dem thermischen Deckenschild 6 a und dem Deckenreflektor 55 befindet sich der Warmgassammelraum 5, von dem aus Kühlgas von 4680C durch nicht gezeigte öffnungen in dem Deckenreflektor 55 in die Brennelement-Schüttung 53 eintritt. Der Absorberstab 31 weist in seinem oberen Teil auf seinen Umfang verteilt eine Reihe von Eintrittsschlitzen 56 für das Kaltgas auf. Die Austrittsschlitze 43, 44 sind in der Stabspitze 34 vorgesehen. Der Absorberstab 31 wird mittels eines Antriebs 57 bewegt, der innerhalb eines Antriebszylinders 58 angeordnet ist . Der Antrieb 57 arbeitet pneumatisch.The cold gas is in the space 8 a between the liner 7 and the thermal Ceiling sign 6 a. Between the thermal ceiling shield 6 a and the ceiling reflector 55 is the hot gas collecting space 5, from which cooling gas from 4680C does not pass The openings shown in the ceiling reflector 55 enter the fuel element fill 53. The absorber rod 31 has in its upper part to its circumference distributes a series of entry slots 56 for the cold gas. The exit slots 43, 44 are provided in the rod tip 34. The absorber rod 31 is by means of a Drive 57 moved, which is arranged within a drive cylinder 58. Of the Drive 57 works pneumatically.

Bei dem in den Figuren 6 und 7 gezeigten Absorberstab 31 ist die Steuereinrichtung 52- als Schiebersteuerung ausgebildet, bei welcher der Stab selbst die Funktion des Schiebers übernimmt. An einer Verlängerung des Antriebszylinders 58 ist eine Dichtung 59 vorgesehen, die bewirkt, daß das Kaltgas erst ab einer bestimmten Einfahrtiefe des Stabes in die Brennelement-Schüttung 53 in die Eintrittsschlitze 56 des Absorberstabes 31 einströmen kann. Die Position der Dichtung 59 wird von den Eintrittsschlitzen 56 bestimmt, die bei höchster Stabstellung nicht innerhalb des Antriebszylinders 58 liegen dürfen.In the absorber rod 31 shown in FIGS. 6 and 7, the control device is 52- designed as a slide control, in which the rod itself does the function of the slide takes over. On an extension of the drive cylinder 58 is a Seal 59 is provided, which causes the cold gas only from a certain depth of the rod into the fuel element bed 53 into the inlet slots 56 of the absorber rod 31 can flow in. The position of the seal 59 is determined by the entry slots 56 determined that at the highest rod position not within the drive cylinder 58 may lie.

Innerhalb des Raumes 8 a, aus dem das Kaltgas abgeleitet wird, ist um den Absorberstab 31 ein Zylinder 60 angeordnet, der mit Schlitzen 61 für den Kaltgasdurchtritt versehen ist. Um einen ständigen Bypaß des Kaltgases in die Brennelement-Schüttung 53 zu verhindern, ist eine Absperrung des von dem Zylinder 60 umschlossenen Raumes zur Schüttung 53 und zum Warmgassammelraum 5 hin erforderlich.Within the space 8 a, from which the cold gas is derived, is a cylinder 60 is arranged around the absorber rod 31, with slots 61 for the Cold gas passage is provided. A constant bypass of the cold gas in the fuel element bed 53 is to block off the space enclosed by the cylinder 60 to the bed 53 and to the hot gas collecting space 5 required.

Bei dem in der Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist-zu diesem Zweck einmal innerhalb des Deckenreflektors 55 eine Dichtung 62 vorgesehen, und zum anderen befindet sich in dem Warmgassammelraum ein weiterer um den Absorberstab 31 angeordneter Zylinder 63.In the embodiment shown in FIG. 6, this is the case Purpose once a seal 62 is provided within the ceiling reflector 55, and on the other hand, there is another one around the absorber rod in the hot gas collecting space 31 arranged Cylinder 63.

Die Fig. 7 zeigt eine andere Lösung zur Verhinderung eines Kaltgas-Bypasses in die Brennelement-Schüttung 53. Hier weist der Antriebszylinder eine Verlängerung 64 auf, die bis in den Deckenreflektor 55 hinein fortgeführt ist, wobei sie dicht an dem in dem thermischen Seitenschild 6 a befindlichen Durchbruch für den Absorberstab 31 anliegt. Am unteren Ende der Verlängerung 64 ist innen eine Dichtung 65 angeordnet.7 shows another solution for preventing a cold gas bypass into the fuel element bed 53. Here the drive cylinder has an extension 64, which is continued into the ceiling reflector 55, where it is tight at the breakthrough for the absorber rod located in the thermal side plate 6 a 31 is present. A seal 65 is arranged on the inside at the lower end of the extension 64.

Bei dem in der Fig. 8 dargestellten Absorberstab 31 besteht die Steuereinrichtung 52 aus einer verstellbaren Kühlgasdrossel 66, die innerhalb des den Absorberstab 31 umgebenden Zylinders 60 installiert ist. Ihre Betätigung erfolgt in Abhängigkeit von der Einfahrtiefe des Absorberstabes 31. Es tritt also nur dann Kaltgas in den von dem Zylinder 60 umschlossenen Raum ein, wenn die Absorberstabspitze 34 eine vorgegebene Tiefe erreicht hat. Eine Abdichtung zur Brennelement-Schüttung 53 hin ist hier daher nicht erforderlich. Der Warmgassammelraum 5 wird durch einen um den Absorberstab 31 angeordneten Zylinder 63 gegen das Kaltgas abgesperrt. In der Fig. 8 ist auf der linken Seite des Absorberstabes 31 die Kühlgasdrossel 66 in geöffnetem Zustand dargestellt; rechts neben dem Absorberstab 31 wird die geschlossene Kühlgasdrossel 66 gezeigt.In the absorber rod 31 shown in FIG. 8, there is the control device 52 from an adjustable cooling gas throttle 66, which is located within the absorber rod 31 surrounding cylinder 60 is installed. Their actuation takes place in dependence from the penetration depth of the absorber rod 31. So only then occurs cold gas in the by the cylinder 60 enclosed space when the absorber rod tip 34 a has reached the specified depth. A seal towards the fuel element fill 53 is therefore not required here. The hot gas plenum 5 is through a to the Absorber rod 31 arranged cylinder 63 blocked against the cold gas. In Fig. 8, the cooling gas throttle 66 is open on the left side of the absorber rod 31 State shown; to the right of the absorber rod 31 is the closed cooling gas throttle 66 shown.

Claims (11)

Patentansprüche ============================= Gasgekühlter Hochtemperaturreaktor mit einer Schüttung kugelförmiger Brennelemente, die von oben nach unten von dem Kühlgas durchströmt wird, und mit direkt in die Schüttung einfahrbaren Absorberstäben, die aus zwei koaxial zueinander angeordneten Hüllrohren aus Stahl und einem gasdicht von den beiden Hüllrohren umschlossenen Absorberteil bestehen, wobei durch den zentralen Innenraum der Absorberstäbe ein Kühlgasstrom geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß um jeden Absorberstab (31) ein zusätzliches Hüllrohr (38, 47) aus Stahl angeordnet ist, wobei zwischen dem zusätzlichen (äußeren) Hüllrohr (38, 47) und dem mittleren Hüllrohr (37, 46) ein Ringspalt (41, 50) vorgesehen ist, und daß durch diesen Ringspalt (41, 50) ebenfalls ein Kühlgasstrom geführt wird. Claims ============================== Gas-cooled high temperature reactor with a bed of spherical fuel elements, which from top to bottom of the Cooling gas is flowed through, and with absorber rods that can be inserted directly into the bed, the two coaxially arranged steel ducts and one gas-tight from the two ducts enclosed absorber part exist, with the central Inside the absorber rods a flow of cooling gas is passed, characterized in that that an additional cladding tube (38, 47) made of steel is arranged around each absorber rod (31) is, between the additional (outer) cladding tube (38, 47) and the middle Cladding tube (37, 46) an annular gap (41, 50) is provided, and that through this annular gap (41, 50) a stream of cooling gas is also passed. 2. Gasgekühlter Hochtemperaturreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des in die Brennelement-Schüttung (53) einzuleitenden Kühlgasstromes oberhalb der Schüttung (53) abgezweigt und sowohl durch den zentralen Innenraum (40, 49) der Absorberstäbe (31) als auch durch den Ringspalt (41, 50) dieser Stäbe geführt wird.2. Gas-cooled high-temperature reactor according to claim 1, characterized in that that part of the stream of cooling gas to be introduced into the fuel element bed (53) branched off above the bed (53) and both through the central interior (40, 49) of the absorber rods (31) and through the annular gap (41, 50) of these rods to be led. 3. Gasgekühlter Hochtemperaturreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den zentralen Innenraum und den Ringspalt der Absorberstäbe geleitete Kühlgasstrom einem Gasspeicher entnommen wird.3. Gas-cooled high-temperature reactor according to claim 1, characterized in that that the passed through the central interior and the annular gap of the absorber rods Cooling gas flow is taken from a gas storage tank. 4. Gasgekühlter Hochtemperaturreaktor nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem äußeren (47) und dem mittleren Hüllrohr (46) radiale Führungsrippen (51) angeordnet sind.4. Gas-cooled high-temperature reactor according to claim 1, 2 or 3 thereby characterized in that between the outer (47) and the middle cladding tube (46) radial Guide ribs (51) are arranged. 5. Gasgekühlter Hochtemperaturreaktor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der drei Hülirohre jedes Absorberstabes (31) gemeinsam die Tragfunktion für diesen Absorberstab übernehmen.5. Gas-cooled high temperature reactor according to claim 1, 2 or 3, characterized characterized in that several of the three casing tubes of each absorber rod (31) together take over the support function for this absorber rod. 6. Gasgekühlter Hochtemperaturreaktor nach Anspruch 1, 2 oder .3, dadurch gekennzeichnet, daß eines der drei Hüllrohre (36, 47) jedes Absorberstabes (31) allein die Tragfunktion für diesen Absorberstab übernimmt.6. Gas-cooled high-temperature reactor according to claim 1, 2 or .3, characterized in that one of the three cladding tubes (36, 47) of each absorber rod (31) alone takes on the support function for this absorber rod. 7. Gasgekühlter Hochtemperaturreaktor nach Anspruch 2, der in einer mit einem Liner ausgekleideten Druckbehälterkaverne untergebracht und mit mindestens einem im gleichen Druckbehälter installierten Gasturbosatz gekoppelt ist, wobei der Liner der Druckbehälterkaverne mit Kreislaufgas niedriger Temperatur (Kaltgas) gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Kaltgases durch die zentralen Innenräume (40, 49) und die Ringspalte (41, 50) der Absorberstäbe (31) geleitet wird.7. Gas-cooled high temperature reactor according to claim 2, which is in a housed with a liner lined pressure vessel cavern and with at least is coupled to a gas turbine set installed in the same pressure vessel, wherein the liner of the pressure vessel cavern with low-temperature cycle gas (cold gas) is cooled, characterized in that part of the cold gas through the central Interiors (40, 49) and the annular gaps (41, 50) of the absorber rods (31) will. 8. Gasgekühlter Hochtemperaturreaktor nach Anspruch 1, 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorberstäbe (31) in ihrem oberen Teil um den Umfang verteilt eine Anzahl von Schlitzen (56) für den Kühlgaseintritt aufweisen und daß am unteren Ende der Absorberstäbe (31) weitere Schlitze (43, 44) für den Kühlgasaustritt vorgesehen sind.8. Gas-cooled high temperature reactor according to claim 1, 2 or 7, characterized characterized in that the absorber rods (31) are distributed around the circumference in their upper part have a number of slots (56) for the cooling gas inlet and that at the lower At the end of the absorber rods (31) further slots (43, 44) are provided for the cooling gas outlet are. 9. Gasgekühlter Hochtemperaturreaktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Absorberstab (31) eine Einrichtung (52) zur Steuerung des Kaltgaseintritts in Abhängigkeit von der Einfahrtiefe des Absorberstabes (31) in die Brennelement-Schüttung (53) vorgesehen ist.9. Gas-cooled high-temperature reactor according to claim 7, characterized in that that on each absorber rod (31) a device (52) for controlling the cold gas inlet depending on the penetration depth of the absorber rod (31) into the fuel element bed (53) is provided. 10. Gasgekühlter Hochtemperaturreaktor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (52) als Schiebersteuerung ausgebildet ist, bei der der Absorberstab (31) die Funktion des Schiebers übernimmt.10. Gas-cooled high-temperature reactor according to claim 9, characterized in that that the control device (52) is designed as a slide control in which the Absorber rod (31) takes over the function of the slide. 11. Gasgekühlter Hochtemperaturreaktor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (52) aus einer verstellbaren Drossel (66) besteht.11. Gas-cooled high-temperature reactor according to claim 9, characterized in that that the control device (52) consists of an adjustable throttle (66).
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