DE2923639A1 - Verfahren zum wiederbeladen der kaverne eines reaktordruckbehaelters mit kugelfoermigen betriebselementen - Google Patents

Verfahren zum wiederbeladen der kaverne eines reaktordruckbehaelters mit kugelfoermigen betriebselementen

Info

Publication number
DE2923639A1
DE2923639A1 DE19792923639 DE2923639A DE2923639A1 DE 2923639 A1 DE2923639 A1 DE 2923639A1 DE 19792923639 DE19792923639 DE 19792923639 DE 2923639 A DE2923639 A DE 2923639A DE 2923639 A1 DE2923639 A1 DE 2923639A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
loading
operating elements
feed pipe
reactor
circles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19792923639
Other languages
English (en)
Other versions
DE2923639C2 (de
Inventor
Siegfried Dipl Ing Dr Brandes
Uwe Dipl Phys Dr Gutsch
Henri-Emile Dipl Ing Pesch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Original Assignee
Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hochtemperatur Reaktorbau GmbH filed Critical Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority to DE19792923639 priority Critical patent/DE2923639A1/de
Priority to US06/157,383 priority patent/US4356145A/en
Priority to JP7789480A priority patent/JPS561394A/ja
Publication of DE2923639A1 publication Critical patent/DE2923639A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2923639C2 publication Critical patent/DE2923639C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/20Arrangements for introducing objects into the pressure vessel; Arrangements for handling objects within the pressure vessel; Arrangements for removing objects from the pressure vessel
    • G21C19/202Arrangements for handling ball-form, i.e. pebble fuel
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00Reactor types
    • G21C1/04Thermal reactors ; Epithermal reactors
    • G21C1/06Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated
    • G21C1/07Pebble-bed reactors; Reactors with granular fuel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

7 8 5
HOCHTEMPERATUR-REAKTORBAU GmbH
Hansaring 53 - 57
5000 Köln
Verfahren zum Wiederbeladen der Kaverne eines
Reaktordruckbehälters mit kugelförmigen Betriebselementen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederbeladen der entleerten, allseitig von einem Reflektor umschlossenen Kaverne eines zylindrischen Reaktordruckbehälters mit den Kern eines Hochtemperaturreaktors bildenden Betriebselementen, für deren Zugabe in dem Deckenreflektor ein zentrales Beschickungsrohr und eine Anzahl von auf mehreren Kreisen konzentrisch um das zentrale Beschickungsrohr angeordneten weiteren Beschickungsrohren vorgesehen sind, wobei die Beschickungsrohre Einrichtungen zum Begrenzen der Austrittsgeschwindigkeit der kugelförmigen Betriebselemente aufweisen, und für deren Abzug aus der Kaverne mindestens ein Entladerohr in dem Bodenreflektor angeordnet ist.
Beim Aufschütten des Kerns eines Hochtemperaturreaktors mit
kugelförmigen Betriebselementen in der Reaktordruckbehälter-Kaverne muß die Aufprallgeschwindigkeit der Betriebselemente auf den Bodenreflektor bzw. auf bereits eingefüllte Betriebselemente begrenzt werden, um einerseits Bodenreflektor und
Betriebselemente zu schonen und andererseits ein unerwünschtes Springen der Betriebselemente zu vermeiden. Dies läßt
/4,
030051/0245
sich einmal dadurch erreichen, daß in den Beschxckungsrohren Einrichtungen installiert werden, die die Austrittsgeschwindigkeit der Betriebselemente herabsetzen (so kann beispielsweise ein Abschnitt der Beschickungsrohre als Wendel ausgebildet sein, oder es kann ein den Betriebselementen entgegenströmendes Bremsgas verwendet werden). Zum anderen können die Beschickungsrohre so ausgestaltet werden, daß sich ihre Länge an die jeweilige Schütthöhe anpassen läßt; d.h. die beispielsweise teleskopartig ausgebildeten Rohre werden zunächst bis dicht an den Bodenreflektor und darauf jeweils bis an die Oberfläche der Betriebselementschüttung herangeführt.
Für den Normalbetrieb eines mittelgroßen Hochtemperaturreaktors mit kugelförmigen Betriebselementen werden ca. 40 Beschickungsrohre benötigt. Diese werden mit den oben beschriebenen Einrichtungen zum Abbremsen der Betriebselemente ausgerüstet. Für die Erstbeladung des Kerns, bei der eine größere Fallhöhe zu überwinden ist als beim Normalbetrieb, müssen weitere Einrichtungen installiert werden, die von der bereits geschilderten Art sein können. Da die Reaktorkaverne zu diesem Zeitpunkt noch nicht kontaminiert ist, lassen sich die genannten Einrichtungen leicht handhaben sowie wieder ausbauen, da sie normalerweise nur einmal benutzt werden.
Es kann jedoch der Fall eintreten, daß infolge einer hohen Dosisbelastung nach längerer Betriebszeit Teile des Seitenreflektors ausgewechselt werden müssen. Zu diesem Zweck muß die Reaktorkaverne weitgehend von Betriebselementen entleert und später wieder gefüllt werden. Aufgrund der Kontamination der Reaktorkaverne ist diese nicht begehbar, so daß Hilfseinrichtungen nur ferngesteuert ein- und ausgebaut werden können.
5/.
030051/0245
Werden diese Hilfseinrichtungen in jedem der für den Normalbetrieb erforderlichen Beschickungsrohre installiert, so ergibt sich für den einmaligen Verwendungsfall ein unverhältnismäßig hoher Aufwand.
Stand der Technik ist eine Einrichtung zum Bremsen von stückigen Elementen, z.B. Brennelementen eines Kernreaktors, die mittels eines Gases durch eine Leitung in einen Raum gefördert werden. Bei dieser in dem GM 1 992 608 beschriebenen Einrichtung wird ein Bremsgas in den Raum geführt, das den aus der Leitung austretenden Elementen entgegenströmt und deren Geschwindigkeit herabsetzt. Die bekannte Einrichtung reicht zwar für den Normalbetrieb eines Kernreaktors aus, nicht aber für den Fall, daß eine vollständige Wiederbeladung des Reaktorkerns erforderlich wird.
Ferner ist es aus der DE-OS 27 38 729 bekannt, bei einem Kernreaktor mit kugelförmigen Betriebselementen zur Bildung einer Kern-Randzone an der Unterkante des Deckenreflektors einen ringförmigen Kragen anzubringen, der bis an die Oberfläche der Brennelementschuttung reicht. Auch diese Einrichtung ist nur für Normalbetrieb geeignet.
In der DE-PS 1 281 046 ist ebenfalls eine Beschickungseinrichtung für einen Kernreaktor mit kugelförmigen Brennelementen beschrieben, bei der die Brennelemente durch mehrere Steigrohre in ein geneigtes Rohr gefördert werden, das sie durchrollen, um schließlich auf die Oberfläche der Brennelementschuttung zu fallen. Bei dieser Einrichtung sind keinerlei Maßnahmen zur Begrenzung der Brennelement-Fallgeschwindigkeit getroffen.
/6,
030051/0245
Aus der DE-AS 1 223 465 ist ein weiterer Kernreaktor mit kugelförmigen Betriebselementen bekannt, über dessen Kern mindestens ein Füllrohr für die Zugabe frischer Brennelemente vorgesehen ist. Dieses Füllrohr ist in einem beweglichen Deckel angeordnet, der unmittelbar auf die Brennelementschüttung aufgesetzt ist und diese belastet. Das Füllrohr wird zusammen mit dem Dekkel bewegt. Durch den Deckel wird ständig eine Niederhaltekraft auf die Schüttung ausgeübt, die von unten nach oben von einem Kühlgas durchströmt wird. Der Deckel wirkt somit dem Abheben von Brennelementen entgegen.
Zum Stand der Technik gehören ferner Beschickungseinrichtungen für gasgekühlte Kernreaktoren, deren Kern einen Moderatoraufbau mit einer Vielzahl von Kanälen aufweist, in denen sich die Brennelemente befinden. Wie beispielsweise in der DE-AS 1 192 3 34 gezeigt, umfaßt eine solche Beschickungseinrichtung ein Magazin für die Stapelung von Brennelementen, einen Greifer und ein Beschickungsrohr, das an das obere Ende jedes der Brennelement-Kanäle angeschlossen werden kann.
Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Wiederbeladen einer kontaminierten Reaktorkaverne mit kugelförmigen Betriebselementen zu schaffen, das unter Zuhilfenahme einer einfachen Zusatzeinrichtung das Füllen der Reaktorkaverne bei hinreichend reduzierter Fallhöhe der Betriebselemente ermöglicht.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ist gekennzeichnet durch eine in zwei Schritten erfolgende Beladung, wobei bei einem ersten Schritt die Betriebselemente bis zu einer vorbestimm-
7/.
030051/0245
ten Füllhöhe nur durch das teleskopartig verlängerbar ausgebildete zentrale Beschickungsrohr zugegeben werden, das bei Beginn der Beladung bis zu dem Bodenreflektor ausgezogen und bei der weiteren Beladung in seiner Länge der jeweiligen Füllhöhe angepaßt wird, und wobei bei einem zweiten Schritt von der vorbestimmten Füllhöhe ab die Beladung zusätzlich oder allein durch die auf den Kreisen angeordneten, nicht verlängerbaren Beschickungsrohre vorgenommen wird, wobei deren Reihenfolge nach zunehmenden Abständen der Kreise von dem zentralen Beschickungsrohr festgelegt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine leicht steuerbare, kontinuierlich ablaufende Methode zum Beladen der Reaktorkaverne dar, bei der die Reaktoreinbauten und die kugelförmigen Betriebselemente geschont werden. Von den ca. 40 Beschickungsrohren eines mittelgroßen Hochtemperaturreaktors wird nur eins, nämlich das zentral oder annähernd zentral angeordnete Beschickungsrohr, mit einer Zusatzeinrichtung versehen, so daß der Aufwand für eine eventuelle Wiederbeladung der Reaktorkaverne in Grenzen bleibt. Diese Zusatzeinrichtung umfaßt Mittel, die es gestatten, das zentrale Beschickungsrohr teleskopartig nach unten zu verlängern.
Zunächst wird das zentrale Beschickungsrohr bis zum Boden der Reaktorkaverne ausgezogen, und es wird so lange über dieses Rohr beladen, bis sich ein zentraler Schüttkegel aufgebaut hat. Nachdem das Beschickungsrohr etwas hochgezogen worden ist, wird erneut beladen. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis die vorbestimmte Füllhöhe erreicht ist. Bei allen diesen Beladungsschritten ist die Aufprallgeschwindigkeit der Betriebselemente stark reduziert. Nun kann - da die Fallhöhe der Be-
8/.
030051/0245
triebselemente gering genug ist - die konventionelle Beladeeinrichtung benutzt werden; d.h. es wird allein oder zusätzlich durch die auf den Kreisen angeordneten Beschickungsrohren beladen. Dabei kommen zuerst die inneren und darauf die äußeren Beschickungsrohre zum Einsatz.
Um in dem Reaktorkern einen gewünschten Neutronenfluß und eine bestimmte radiale Leistungsdichteverteilung zu erzielen, ist häufig eine Aufteilung des Reaktorkerns in Bereiche unterschiedlicher Spaltstoffanreicherung erforderlich. Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung läßt sich eine derartige Zoneneinteilung des Reaktorkerns mit dem vorgeschlagenen Verfahren dadurch erreichen, daß stufenweise Betreibselemente mit unterschiedlichem Spaltstoffgehalt zugegeben werden. Aufgrund des Schüttwinkels stellen sich schräge, nach außen abfallende Schichtungen ein, die verschiedene Spaltstoff-Zusammensetzungen aufweisen.
Betrachtet man beispielsweise einen von dem zentralen Beschikkungsrohr ausgehenden Radius, so schneidet dieser Zonen unterschiedlicher Beschickung, und es läßt sich daher bei geeigneter Wahl der Betriebselemente hinsichtlich ihres Spaltstoffgehalts ein gewünschtes radiales Leistungsprofil einstellen.
Bei Hochtemperaturen mit kugelförmigen Betriebselementen enthalten die Betriebselemente der unteren Schichten infolge ihres Abbrandes weniger Spaltstoff als die frischen Betriebselemente der oberen Schichten. Diesem Sachverhalt läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch Rechnung tragen, daß ein mit der Füllhöhe zunehmender Spaltstoffgehalt der Betriebselemente gewählt wird. Bei einer solchen Abstufung des
9/.
030051/0245
Spaltstoffgehalts in axialer Richtung ergibt sich gleichzeitig (durch die Schräglage der Schichten) eine Zunahme des Spaltstoffes radial nach außen. Dies ist aber wünschenswert, um den Neutronenfluß in den Randzonen anzuheben. Es kann also mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein dem Gleichgewichtskern entsprechender Zonenaufbau des Reaktorkerns simuliert werden,, bei dem zum Kernrand hin ein höherer Spaltstoffgehalt vorhanden ist.
Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dadurch gekennzeichnet sein, daß das Beladen allein mit dem zentralen Beschickungsrohr so lange erfolgt, bis der von diesem Rohr erzeugte Schüttkegel die volle Höhe des Reaktorkerns erreicht hat, worauf die weitere Beladung ausschließlich mit den auf den Kreisen angeordneten Beschickungsrohren vorgenommen wird.
Zunächst wird - wie bereits beschrieben - eine bestimmte Menge an Betriebselementen mit vorgegebener Spaltstoffzusammensetzung durch das zentrale Beschickungsrohr eingefüllt. Darauf wird das zentrale Beschickungsrohr stufenweise nach oben gezogen, wobei bei jeder Stufe Betriebselemente mit anderer Spaltstoffzusammensetzung zugegeben werden, und zwar mit zum Beladeende hin zunehmendem Spaltstoffgehalt. Erreicht die Spitze des zentralen Schüttkegels die Höhe, die dem voll beladenen Reaktorkern entspricht, so wird die Zugabe durch das zentrale Rohr eingestellt, und das weitere Einfüllen mit einer neuen Mischung der Betriebselemente erfolgt mit dem nächstliegenden Kranz von Beschickungsrohren, bis die Schüttkegel auch dieser Rohre die Höhe des voll beladenen Reaktorkerns erreicht haben. In entsprechender Weise wird mit den auf den weiteren Ringen angeordneten Beschickungsrohren verfahren.
10/.
030051/02A5
Diese Variante trägt auch reaktorphysikalischen Erfordernissen Rechnung, wobei lediglich die Einschränkung zu machen ist, daß das Leistungsprofil nicht beliebig eingestellt werden kann, da zwischen axialer und radialer Leistungsdichteverteilung eine Kopplung besteht. D.h. für jede gewählte axiale Zoneneinteilung ist die entsprechende radiale Zoneneinteilung festgelegt und umgekehrt. Wie sich aus Berechnungen ergibt, kann bei einer zentralen.Beladung der Reaktorkaverne bis zur vollen Höhe des Reaktorkerns eine optimale Zoneneinteilung in radialer Richtung (d.h. eine annähernd ebene radiale Leistungsdichteverteilung) nur erzielt werden, wenn die axiale Leistungsdichteverteilung nach oben nur mäßig stark zunimmt. Bei einem Hochtemperaturreaktor mit einmaligem Durchlauf der kugelförmigen Brennelemente stellt sich jedoch ein axiales Profil der Leistungsdichte ein, das im oberen Drittel des Reaktorkerns ein Maximum hat. Wird bei der Wiederbeladung der Reaktorkaverne eine diesem Profil entsprechende Spaltstoffkonzentration in den einzelnen Beladungsstufen gewählt, so ergibt sich in radialer Richtung eine überhöhung der Leistungsdichteverteilung und des Gasaustrittstemperaturprofils im Randbereich des Reaktorkerns .
Die bei der beschriebenen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehende Kopplung zwischen axialer und radialer Leistungsdichteverteilung ist für den Reaktorbetrieb jedoch nicht von großer Bedeutung, denn aus Berechnungen folgt, daß die Leistungsdichteverteilung nach ca. 80 Tagen von den nachgeladenen Brennelementen bestimmt wird. D.h. die Leistungsdichteverteilung geht durch Umwälzen und Nachladen der Brennelemente schnell zu einer stationären Leistungsdichteverteilung über.
11/,
030051/0245
Wird eine etwas größere Fallhöhe der kugelförmigen Brennelemente in Kauf genommen, so können nach einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem mittelgroßen
Hochtemperaturreaktor mit einmaligem Durchlauf der Brennelemente gleichzeitig sowohl in axialer als auch in radialer
Richtung befriedigende Neutronenfluß- und Temperaturverteilungen erzielt werden. Diese Variante ist dadurch gekennzeichnet, daß das Beladen allein mit dem zentralen Beschikkungsrohr so lange erfolgt, bis der von diesem Rohr erzeugte Schüttkegel· etwa 2/3 der Höhe des Reaktorkerns erreicht hat, worauf die weitere Beiadung abwechselnd sowohl durch das zentrale Beschickungsrohr als auch durch die auf den Kreisen angeordneten Beschickungsrohre vorgenommen wird.
Es wird hier also eine gemischte Beladestrategie angewandt,
bei der von 2/3 Kernhöhe ab - sobald also eine annehmbar geringe Fallhöhe der Brennelemente erreicht ist - zunächst mit den dem zentralen Beschickungsrohr benachbarten Rohren und
darauf mit den sich nach außen an die letzteren Rohre anschließenden Beschickungsrohren beladen wird. Wenn a^e Rohre an der Reihe waren, wird wieder auf das zentraie Beschickungsrohr zurückgegriffen, worauf sich der geschilderte Vorgang
wiederholt, und so fort, bis alle Schüttkegel die vo^e Höhe des Reaktorkerns erreicht haben.
Die sich bei diesem Ladeverfahren in dem Reaktorkern einstellende Spaltstoffverteilung führt zu einer hinreichend ebenen radialen Leistungsdichteverteilung sowie zu einer axialen Leistungsdichteverteilung, die derjenigen eines Hochtemperaturreaktors mit einmaiigem Durchgang der Brennelemente entspricht.
12/...
030051/0245
In der Zeichnung sind die beiden Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 eine stufenweise Beladung nach der ersten Variante,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen fertig beladenen Reaktorkern (von dem nur eine Hälfte dargestellt ist),
Fig. 3 eine stufenweise Beladung nach der zweiten Variante.
Die Fig. 1 läßt eine in einem Reaktordruckbehälter befindliche Kaverne 1 erkennen, in der der Kern 2 eines Hochtemperaturreaktors aus einer Vielzahl von kugelförmigen Betriebselementen 6 aufgeschüttet werden soll. Die Kaverne 1 ist von einem Deckenreflektor 3, einem zylindrischen Seitenreflektor 4 und einem Bodenreflektor 5 umschlossen. Durch den Deckenreflektor 3 ist eine Reihe von Beschickungsrohren für die Zugabe der Betriebselemente 6 geführt, die ein zentrales oder annähernd zentrales Beschickungsrohr 7 und weitere, auf konzentrischen Kreisen um das Beschickungsrohr 7 angeordnete Beschickungsrohre 8 umfaßt. In den Beschickungsrohren 7 und 8 sind (nicht dargestellt) Einrichtungen zum Begrenzen der Austrittsgeschwindigkeit der Betriebselemente 6 installiert. In dem Bodenreflektor 5 befinden sich mehrere Entladerohre 9 für den Abzug der verbrauchten Betriebselemente 6.
Das zentrale Beschickungsrohr 7 ist teleskopartig verlängerbar ausgebildet und kann bis zu dem Bodenreflektor 5 ausgezogen werden. Die Beschickungsrohre 8 hingegen sind nicht verlängerbar.
030051/0245
Die Beladung der Kaverne 1 erfolgt zunächst durch das zentrale Beladungsrohr 7, wobei stufenweise Betriebselemente mit unterschiedlichem Spaltstoffgehalt ^ zugegeben werden. Der Spaltstoff gehalt der Betriebselemente 6 ist so gewählt, daß in den sich bildenden Schichten mit Spaltstoff gehalten O. . Og , » . . ■» Οη der Spaltstoff mit der Höhe zunimmt, d.h. es gilt O^ <^ ß_ usw.
Zur Bildung der ersten Schicht mit dem Spaltstoffgehalt C^ wird das zentrale Beladungsrohr 7 fast bis zum Bodenreflektor 5 ausgezogen, wobei ein Schüttkegel 10 mit einem Schüttwinkel von ca. 23° erzeugt wird. Bei jeder weiteren Stufe wird das zentrale Beschickungsrohr 7 nach oben zurückgezogen, und es wird so lange beladen, bis die entsprechende Schicht aufgefüllt ist. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis der zentrale Schüttkegel 11 der Schicht mit dem Spaltstoffgehalt Oy die volle Höhe des Reaktorkerns 2 erreicht hat.
Die Zugabe durch das zentrale Beschickungsrohr 7 wird nun eingestellt, und es wird mit einem neuen Spaltstoffgehalt Og durch den Kranz der dem Beschickungsrohr 7 benachbarten Beschickungsrohre 8 weiter beladen. Die weitere Zugabe - jedesmal mit einer neuen Spaltstoffzusammensetzung - erfolgt durch den jeweils nächsten Kranz der. Beschickungsrohre 8. Die Beladung ist abgeschlossen, wenn alle Schüttkegel die volle Höhe des Reaktorkerns 2 erreicht haben.
In der Fig. 2 ist die Hälfte eines fertig beladenen Reaktorkerns 2 im Längsschnitt dargestellt, wobei der Einfachheit wegen nur wenige Schichten mit verschiedenen Spaltstoffgehalten gezeigt sind. Soweit Übereinstimmung der Figuren 1 und 2 vorliegt, werden die gleichen Bezugsziffern verwendet.
14/,
030051 /0245
Die erste Schicht der Betriebselemente 6 wird hier von Blindkugeln, d.h. Graphitkugeln ohne Spaltstoffzugabe, gebildet. Die weiteren Schichten enthalten Betriebselemente mit Spaltstoff gehalten oder Mischungen I, II .... IV. Aufgrund des
Schüttwinkels nehmen die Schichten eine Schräglage ein, wobei die Schichten nach außen abfallen. Ein durch die Reaktorkernhälfte verlaufender Radiusstrahl r schneidet daher Schichten mit unterschiedlichen Mischungen der Betriebselemente 6. Betrachtet man beispielsweise einen Ausschnitt mit der Dicke d (in Fig. 2 schraffiert gezeichnet), so enthält dieser die Mischungen I, II und III, wobei die in der äußersten Zone befindliche Mischung III den höchsten Spaltstoffgehalt besitzt. Es liegt somit ein dem Gleichgewichtskern entsprechender Zonenaufbau vor.
Bei der Fig. 3, die der Erläuterung der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Beladeverfahrens dient, werden ebenfalls
die gleichen Bezugsziffern verwendet wie bei den Figuren 1
und 2. Auch hier ist ein zentrales Beschickungsrohr 7 vorgesehen, das teleskopartig bis zu dem Bodenreflektor 5 verlängert werden kann, und um das Beschickungsrohr 7 ist.auf konzentrischen Kreisen eine Vielzahl nicht verlängerbarer Beschickungsrohre 8 angeordnet.
Wie bei Fig. 1 beschrieben, wird zunächst stufenweise allein mit dem zentralen Beschickungsrohr 7 beladen, wobei in jeder Stufe ein anderer Spaltstoffgehalt <J zugegeben wird, der mit der Höhe zunimmt. Bis zu einer Höhe von 2/3 des vollen Reaktorkerns 2, d.h. bis der zentrale Schüttkegel 12 diese Höhe erreicht hat, wird wie bei der ersten Variante beladen, und es entstehen Schichten mit den Spaltstoffgehalten Of/O^ ··· Oc·
15/...
030051/0245
Danach wird ein "gemischtes Beladeverfahren" angewandt? d.h. es kommen abwechselnd die Beschickungsrohre 8 und das zentrale Rohr 7 zum Einsatz.
Zunächst wird durch die auf dem innersten Kreis angeordneten Beschickungsrohre beladen; darauf folgen die Beschickungsrohre 8 der weiter außen liegenden Kreise. Es bilden sich dabei Schichten mit den Spaltstoffgehalten Qg , $7/ §8* Nun wird wieder das zentrale Beschickungsrohr 7 verwendet ( O^ ), worauf abermals in der Reihenfolge zunehmender Abstände von der Kernmitte zu den Beschickungsrohren 8 übergegangen wird. Auf diese Weise entstehen die Schichten mit den Spaltstoff gehalten ΌΑ0) Qm / » »«"> 9^5"· Di-e Beladung ist dann beendet, wenn die Schüttkegel aller Beschickungsrohre die volle Höhe des Reaktorkerns 2 erreicht haben.
030051/0245
- /I (D-
Leerseite

Claims (7)

2323639 -y- 7 8 5 6 Patentansprüche
1. Verfahren zum Wiederbeladen der entleerten, allseitig von einem Reflektor umschlossenen Kaverne eines zylindrischen Reaktordruckbehälters mit den Kern eines Hochtemperaturreaktors bildenden kugelförmigen Betriebselementen, für deren Zugabe in dem Deckenreflektor ein zentrales Beschikkungsrohr und eine Anzahl von auf mehreren Kreisen konzentrisch um das zentrale Beschickungsrohr angeordneten weiteren Beschickungsrohren vorgesehen sind, wobei die Beschikkungsrohre Einrichtungen zum Begrenzen der Austrittsgeschwindigkeit der kugelförmigen Betriebselemente aufweisen, und für deren Abzug aus der Kaverne mindestens ein Entladerohr in dem Bodenreflektor angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine in zwei Schritten erfolgende Beladung, wobei bei einem ersten Schritt die Betriebselemente (6) bis zu einer vorbestimmten Füllhöhe nur durch das teleskopartig verlängerbar ausgebildete zentrale Beschickungsrohr (7) zugegeben werden, das bei Beginn der Beladung bis zu dem Bodenreflektor (5) ausgezogen und bei der weiteren Beladung in seiner Länge der jeweiligen Füllhöhe angepaßt wird, und wobei bei einem zweiten Schritt von der vorbestimmten Füllhöhe ab die Beladung zusätzlich oder allein durch die auf den Kreisen angeordneten, nicht verlängerbaren Beschickungsrohre (8) vorgenommen wird, wobei deren Reihenfolge nach zunehmenden Abständen der Kreise von dem zentralen Beschickungsrohr (7) festgelegt ist.
2/,
030051/0245
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß stufenweise Betriebselemente (6) mit unterschiedlichem Spaltstoff gehalt ο zugegeben werden, wobei der Spaltstoffgehalt 5> mit der Füllhöhe zunimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Beladen allein mit dem zentralen Beschickungsrohr
(7) so lange erfolgt, bis der von diesem Rohr erzeugte Schüttkegel (11) die volle Höhe des Reaktorkerns (2) erreicht hat, worauf die' weitere Beladung ausschließlich mit den auf den "Kreisen angeordneten Beschickungsrohren
(8) vorgenommen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Beladen allein mit dem zentralen Beschickungsrohr
(7) so lange erfolgt, bis der von diesem Rohr erzeugte Schüttkegel (12) etwa 2/3 der Höhe des Reaktorkerns (2) erreicht hat, worauf die weitere Beladung abwechselnd sowohl durch das zentrale Beschickungsrohr (7) als auch durch die auf den Kreisen angeordneten Beschickungsrohre
(8) vorgenommen wird.
030051/0245
DE19792923639 1979-06-11 1979-06-11 Verfahren zum wiederbeladen der kaverne eines reaktordruckbehaelters mit kugelfoermigen betriebselementen Granted DE2923639A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792923639 DE2923639A1 (de) 1979-06-11 1979-06-11 Verfahren zum wiederbeladen der kaverne eines reaktordruckbehaelters mit kugelfoermigen betriebselementen
US06/157,383 US4356145A (en) 1979-06-11 1980-06-09 Process for loading the reactor cavity of a nuclear reactor
JP7789480A JPS561394A (en) 1979-06-11 1980-06-11 Method of recharging spherical fuel element for nuclear reactor pressure vessel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792923639 DE2923639A1 (de) 1979-06-11 1979-06-11 Verfahren zum wiederbeladen der kaverne eines reaktordruckbehaelters mit kugelfoermigen betriebselementen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2923639A1 true DE2923639A1 (de) 1980-12-18
DE2923639C2 DE2923639C2 (de) 1987-07-30

Family

ID=6072992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792923639 Granted DE2923639A1 (de) 1979-06-11 1979-06-11 Verfahren zum wiederbeladen der kaverne eines reaktordruckbehaelters mit kugelfoermigen betriebselementen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4356145A (de)
JP (1) JPS561394A (de)
DE (1) DE2923639A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3521988A1 (de) * 1985-06-20 1987-01-02 Kernforschungsanlage Juelich Verfahren zur beschickung eines kugelhaufenreaktors sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
EP0215152A1 (de) * 1985-09-18 1987-03-25 Forschungszentrum Jülich Gmbh Verfahren zur Beschickung eines Kugelhaufenkernreaktors und dafür geeignete Kugelhaufenreaktoren

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3149794C1 (de) * 1981-12-16 1983-06-09 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Kugelhaufen-Kernreaktor mit kugelfoermigen Brennelementen
US5051230A (en) * 1985-09-18 1991-09-24 Eberhardt Teuchert Nuclear reactor of a ball-bed type for batch-wise use of core fuel balls replaced by a new batch at relatively long intervals
CN1262341C (zh) * 2000-09-04 2006-07-05 热载体标准反应堆私人有限公司 核反应堆
EP1395995B1 (de) 2001-05-23 2006-03-22 Pebble Bed Modular Reactor (Proprietary) Limited Verfahren und vorrichtung zum abbremsen von kugelförmigen betriebselementen in einem kugelhaufenreaktor
KR20040004644A (ko) * 2001-05-25 2004-01-13 페블 베드 모듈러 리엑터(프로프라이어터리) 리미티드 브레이턴 사이클 개시 방법 및 원자력 발전소
WO2003001535A1 (en) * 2001-06-22 2003-01-03 Pebble Bed Modular Reactor (Proprietary) Limited Device for slowing down spherical elements in a pebble bed reactor
US7014234B2 (en) * 2002-05-14 2006-03-21 Peter Walker Walker Integrated corner casting locking mechanism for shipping containers
US20070187876A1 (en) * 2004-06-23 2007-08-16 Natureworks Llc Injection stretch blow molding process using polylactide resins
US20090252569A1 (en) * 2008-04-08 2009-10-08 Walker Peter J System for securing containers with multiple embodiments
WO2010006317A1 (en) * 2008-07-10 2010-01-14 Peck & Hale, L.L.C. Universal container locking system
CN102231290B (zh) * 2011-06-01 2013-06-05 清华大学 高温气冷堆燃料取料装置及取料方法
US10078281B2 (en) 2016-09-06 2018-09-18 Canon Kabushiki Kaisha Toner and method for producing toner

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1992608U (de) * 1968-05-25 1968-08-29 Brown Boveri Krupp Reaktor Einrichtung zum bremsen von stueckigen elementen.
DE2352691A1 (de) * 1973-10-20 1975-04-30 Hochtemperatur Reaktorbau Gmbh Gasgekuehlter kernreaktor mit einer schuettung von kugelfoermigen brennelementen
DE2738729A1 (de) * 1977-08-27 1979-03-08 Hochtemperatur Reaktorbau Gmbh Kernreaktor mit einer schuettung kugelfoermiger betriebselemente

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT248562B (de) * 1963-12-18 1966-08-10 Oesterr Studien Atomenergie Ablaßmechanismus für sphäroidische Teilchen
US4110158A (en) * 1973-09-22 1978-08-29 Kernforschungsanlage Julich Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Core reactor and method of operating same
DE2612178A1 (de) * 1976-03-23 1977-10-06 Hochtemperatur Reaktorbau Gmbh Verfahren zum abschalten und regeln eines gasgekuehlten kernreaktors
DE2719613C2 (de) * 1977-05-03 1985-04-04 Hochtemperatur-Kernkraftwerk GmbH (HKG) Gemeinsames Europäisches Unternehmen, 4701 Uentrop Gasgekühlter Hochtemperatur-Kernreaktor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1992608U (de) * 1968-05-25 1968-08-29 Brown Boveri Krupp Reaktor Einrichtung zum bremsen von stueckigen elementen.
DE2352691A1 (de) * 1973-10-20 1975-04-30 Hochtemperatur Reaktorbau Gmbh Gasgekuehlter kernreaktor mit einer schuettung von kugelfoermigen brennelementen
DE2738729A1 (de) * 1977-08-27 1979-03-08 Hochtemperatur Reaktorbau Gmbh Kernreaktor mit einer schuettung kugelfoermiger betriebselemente

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3521988A1 (de) * 1985-06-20 1987-01-02 Kernforschungsanlage Juelich Verfahren zur beschickung eines kugelhaufenreaktors sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
EP0215152A1 (de) * 1985-09-18 1987-03-25 Forschungszentrum Jülich Gmbh Verfahren zur Beschickung eines Kugelhaufenkernreaktors und dafür geeignete Kugelhaufenreaktoren

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6345077B2 (de) 1988-09-07
US4356145A (en) 1982-10-26
JPS561394A (en) 1981-01-09
DE2923639C2 (de) 1987-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2953818C2 (de) Verfahren zum Füllen mit Kernbrennstoff und Betreiben eines Kernreaktorkerns
DE2558179C3 (de) Salzschmelzen-Kernreaktor
DE3022747C2 (de) Kernkonstruktion für einen Kernreaktor
DE2923639A1 (de) Verfahren zum wiederbeladen der kaverne eines reaktordruckbehaelters mit kugelfoermigen betriebselementen
DE2900801C2 (de) Steuerstab für einen Kernreaktor
CH658535A5 (de) Kernbrennstoffkassette mit einem kuehlmittel fuehrenden rohr.
DE1589802B1 (de) Leisternkernreaktor mit negativem Temperaturkoeffizienten der Reaktivitaet
DE1274748B (de) Hochtemperatur-Kernreaktor mit Brennstoffelement-Schuettung
DE4014861A1 (de) Brennstoffanordnung fuer einen kernreaktor
DE2325828A1 (de) Verfahren zur beeinflussung der reaktivitaet eines gasgekuehlten kernreaktors
DE2612178A1 (de) Verfahren zum abschalten und regeln eines gasgekuehlten kernreaktors
DE1902712A1 (de) Einrichtung zur Feinregelung der Flussverteilung in einem Kernreaktor
DE2905530A1 (de) Pneumatische mischeinrichtung fuer kernbrennstoffpulver
DE2628465C3 (de) Moderatoranordnung im Kern eines Atomkernreaktors, der mit geschmolzenem Salz als Brennstoff arbeitet und Verfahren und Halterung zum Herstellen und zum Ein- und Ausführen der Moderatoranordnung
DE2738729C2 (de) Vorrichtung zum Aufbau einer Randzone aus reinen Graphitkugeln um die Betriebselementschüttung eines Hochtemperaturreaktors
DE2352691C2 (de) Gasgekühlter Kernreaktor mit einer Schüttung von kugelförmigen Brennelementen
EP0088945B1 (de) Verfahren zum Ent- und Beladen eines Kernreaktors und Steuerelement insbesondere für dieses Verfahren
DE2402879A1 (de) Kernreaktor mit einem steuersystem
DE1921528C3 (de) Verfahren zur Bindung der Überschußreaktivität von Kernreaktoren
DE1684918A1 (de) Schutzmantel aus vorgespanntem Beton und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3609663C2 (de) Verfahren zur Herstellung von gesinterten Kernbrennstoffkörpern
DE1932771A1 (de) Beschickungs- bzw. Entnahmevorrichtung fuer einen Kernreaktor
DE2945964C2 (de)
DE2631237A1 (de) Gasgekuehlter kernreaktor mit einer schuettung kugelfoermiger brennelemente
DE2752028A1 (de) Gasgekuehlter graphitmoderierter kernreaktor

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: HOCHTEMPERATUR-REAKTORBAU GMBH, 4600 DORTMUND, DE

8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee