DE3040606C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Seitenreflektor eines gas­ gekühlten Kernreaktors mit einer Schüttung kugelförmiger Brennelemente, wobei der Seitenreflektor aus einer Viel­ zahl von vertikalen Säulen aus übereinander gestellten Graphitblöcken besteht, die einen zylinderartigen Hohl­ raum für die Aufnahme der kugelförmigen Brennelemente umschließen, dessen Außenwand sich über mehrere horizon­ tal angeordnete Stützelemente am thermischen Schild bzw. am Liner abstützt und der von oben über einen Deckenref­ lektor und von unten über einen in den Hohlzylinder hin­ einragenden Bodenreflektor abgeschlossen ist.

Ein derartiger Seitenreflektor ist in der DE 29 29 741 A1 vorgeschlagen worden. Dort sind die Graphitblöcke der den Seitenreflektor bildenden Säulen gegeneinander durch Dübel fixiert. Die den Graphitblöc­ ken des Seitenreflektors zugeordneten Stützelemente übertragen Horizontalkräfte, die aus dem Kugelhaufen beim direkten Einfahren von Absorberstäben in den Kugel­ haufen herrühren, auf den thermischen Schild. Während des Reaktorbetriebs wird im Reaktorkern eine Temperatur von ca. 100°C erreicht, was zur Folge hat, daß sich der Seitenreflektor radial dehnt, wodurch zwischen den ur­ sprünglich eng anliegenden Säulen Spalten entstehen kön­ nen. Das Kühlgas (Helium), das über den Deckenreflektor in den Reaktorkern hineinströmt und durch die Brennele­ menteschüttung gedrückt wird, verläßt den Reaktorkern durch den Bodenreflektor und wird nach einer im Heißgas­ sammelraum, der sich zwischen dem Bodenreflektor und einer Bodenplatte befindet, erfolgten Durchmischung über Heißgasleitungen zu den Dampferzeuger bzw. Gasturbinen geleitet. Nach der Wärmeabgabe bzw. Entspannung wird das Kühlgas über eine Kaltgasleitung wieder in den Reaktor­ kern geführt, wodurch der Gaskreislauf geschlossen ist. Ein Teil der Kaltgasleitung kann zwischen dem Seitenre­ flektor und dem thermischen Schild bzw. Liner ausgebil­ det sein, was zur Kühlung des Seitenreflektors führt und gleichzeitig verhindert, daß der Liner überhitzt wird. Aufgrund des Strömungswiderstandes durch die Brennele­ menteschüttung besteht zwischen dem Kaltgas (im Spalt zwischen dem Seitenreflektor und dem thermischen Schild) und dem Heißgas (im Reaktorkern) ein Druckgefälle von 0,5 bar, was zur Folge hat, daß das Kaltgas durch die zwischen den Säulen bestehenden Spalte in den Reaktor­ kern strömen kann. Durch die vorhandene Vielzahl der Spalte zwischen den Säulen kann eine erhebliche Menge von Kaltgas in den Reaktorkern hineinströmen, was zugrun­ erwünschten Herabsetzung der Temperatur beim Heißgas führen kann.

Aus der US-PS 32 60 650 ist zwar ein aus einzelnen in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Blöcken be­ stehender Neutronenreflektor eines gasgekühlten Kernre­ aktors bekannt, dessen Spalte abgedichtet sind. Der ei­ nen aus stabförmigen Brennelementen aufgebaute Kern um­ fassende Neutronenreflektor ist jedoch weder mit einem Decken- noch einem Bodenreflektor verbunden. Der ge­ schlossene Raum zur Aufnahme einer Brennelement-Kugel­ schüttung fehlt somit hier ebenso wie ein aufgrund der Kugelschüttung bestehendes Druckgefälle von 0,5 bar zwi­ schen einem außerhalb des Seitenreflektors anstehenden Kaltgasstrom und dem Reaktorkern. Das dort vorgesehene Metallband durchsetzt den Neutronenreflektor praktisch an zentraler Stelle, so daß es über eine ihm zugeordnete Lasche nur in vertikaler Richtung entnehmbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Seitenreflektor so auszubilden, daß keine nen­ nenswerte Kühlgasmenge durch ihn in den Reaktorkern hin­ einströmt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in der Außenwand des Seitenreflektors zwischen den Säulen bestehenden Spalte mit Dichtungen bestückt sind.

Es wird also ohne eine zusätzliche Bearbeitung der Außenwand bzw. der einzelnen Graphitblöcke des Seitenreflektors vor der Inbetriebnahme des Reaktors eine ausreichende Abdichtung des Seitenreflektors erreicht, wodurch das Durch­ strömen des Kühlgases durch den Seitenreflektor verhin­ dert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Abdichten der zwischen den Säulen bestehenden Spalte durch Metall­ bänder erreicht, die von mehreren an der Außenwand des Seitenreflektors angeordneten Laschen fixiert werden. Eine derartige Befestigung des Metallbandes, dessen Breite ca. 300 mm und dessen Stärke ca. 1 mm beträgt, ermöglicht durch den vorhandenen Spielraum zwischen den Laschen und dem Metallband eine einfache Anpassung an die gegebenen Veränderungen bei der Außenwand sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung. Die La­ schen können an die Außenwand angeschraubt oder angena­ gelt werden und weisen eine ausreichende und gewünschte Elastizität auf, durch die das Metallband nach der An­ bringung in die Laschen an die Wand des Seitenreflektors gepreßt wird. Bei einer radialen Dehnung des Seitenre­ flektors vergrößert sich der Umfang des Seitenreflektors und die Spalten zwische den Säulen können bis zu 1 mm groß werden. Da die Metallbänder wesentlich breiter sind als der Spalt zwischen den Säulen, bleiben die Spalte weiterhin gasdicht abgedeckt.

Außer der einfachen Montage und wirtschaftlich günstigen Herstellung der Dichtvorrichtung, kann die erfindungsge­ mäße Dichtung bei wiederkehrenden Prüfungen einfach be­ sichtigt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung der schemtischen Zeichnung erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 einen Reaktorkern im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Reaktorkern im Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. 1,

Fig. 3 eine Verbindungsstelle zwischen zwei Graphit­ blöcken des äußeren Seitenreflektors im Horizontal­ schnitt,

Fig. 4 einen Teil der Außenwand des Seitenreflektors.

Der in der Fig. 1 dargestellte Reflektor eines Reaktorkerns 1 besteht aus einem hohlzylinderartigen Seitenreflektor 3, einem Deckenreflektor 5 und einem Bodenreflektor 7. Der Deckenre­ flektor 5 schließt den hohlzylindrischen Seitenreflektor 3 von oben und der Bodenreflektor 7 von unten ab. Der Boden­ reflektor 7 stützt sich über mehrere zylinderförmige Säulen 9 an einer Bodenplatte 11 ab. Der Seitenreflektor 3 besteht aus einem inneren Seitenreflektor 13 und einem äußeren Seitenreflektor 15 und stützt sich über mehrere Stützelemente 17 horizontal am thermischen Schild 19 ab. Der Seitenreflektor 3 ist an der Bodenplatte 11 gelagert und mit ihr gasdicht verbunden, wodurch zwischen dem Bodenreflektor 7, der Boden­ platte 11 und dem Seitenreflektor 3 ein zylinderartiger Heißgassammelraum 21 ausgebildet ist. Die kugelförmigen Brennelemente 23, die vom Reaktorkern 1 aufgenommen sind, werden von oben zugeschüttet und nach unten durch Abzug 25 für die Brennelemente wieder abgezogen. Das Kühlgas durchströmt in Richtung der Pfeile den Reaktorkern 1 von oben nach unten, wird über die im Bodenreflektor 7 ausgebildeten Öffnungen (nicht dargestellt) in den Heißgassammelraum 21 geführt, wo eine Durchmischung des Heißgases erfolgt und von da über Heißgasleitungen 27 zu den Dampferzeugern bzw. Gasturbinen (nicht dargestellt) geführt, wo es nach der Wärmeabgabe bzw. Entspannung über Kaltgasleitungen 29 und den im Deckenreflektor 5 vorhandenen Schlitzen (nicht dargestellt) wieder in den Reaktorkern 1 geführt wird. Einen Teil der Kaltgasleitung 29 bildet der Spalt zwischen dem Seitenreflektor 3 und dem thermischen Schild 19. Da die kugelförmigen Brennelemente 23 ein Strömungswiderstand für das Kühlgas bedeuten, ergibt sich ein Druckabfall des Kühlgases im Reaktorkern 1. Die Differenz zwischen dem Gasdruck in der Kaltgasleitung 29 und dem Reaktorkern 1 beträgt ca. 0,5 bar. Der Reaktorkern 1 und der Reflektor sind vom Liner 31 umgeben.

Fig. 2 zeigt einen Reaktorkern 1 im Querschnitt, der vom inneren Seitenreflektor 13 und dem äußeren Seitenreflektor 15 umgeben ist. Der innere und der äußere Seitenreflektor 13, 15 bestehen aus mehreren Graphitsäulen 33, 35, wobei die Graphitsäulen 33 des inneren Seitenreflektors 13 im Quer­ schnitt kleiner sind als die Graphitsäulen 35 des äußren Seitenreflektors 15.

Der in Fig. 3 dargestellte Spalt 37 zwischen zwei Reflektor­ steinen 35 des äußeren Seitenreflektors 15, ist von einer an der Außenwand 41 des Seitenreflektors 3 angeordneten Dich­ tung 42, in diesem Ausführungsbeispiel Metallband, abgedeckt, die von den Laschen 43, 45 an die Außenwand 41 gepreßt wird. Die Laschen 43, 45 sind an der Außenwand 41 angenagelt.

Fig. 4 zeigt einen Teil der Außenwand 41 des Seitenreflektors 3. Das Metallband 42 ist 300 mm breit, 1 mm stark und be­ steht aus mehreren Teilen, die ca. 1000 mm lang sind. Das Metallband 42 hat in horizontaler Richtung ein Spiel von 5 mm und vertikal 2 mm.

Claims (3)

1. Seitenreflektor einesgasgekühlten Kernreaktors mit einer Schüttung kugelförmiger Brennelemente, wobei der Seitenreflektor aus einer Vielzahl von vertikalen Säulen aus übereinandergestellten Graphitblöcken be­ steht, die einen zylinderartigen Hohlraum für die Auf­ nahme der kugelförmigen Brennelemente umschließen, des­ sen Außenwand sich über mehrere horizontale angeordnete Stützelemente am thermischen Schild bzw. am Liner ab­ stützt und der von oben über einen Deckenreflektor und von unten über einen in den Hohlzylinder hineinragenden Bodenreflektor abgeschlossen ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die in der Außenwand (41) des Seitenreflektors (3) zwischen den Säulen bestehenden Spalte (37) mit Dichtungen (42) bestückt sind.

2. Seitenreflektor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtung (42) ein Metallband ist, das von mehreren an der Außenwand (41) des Seitenreflektors (3) angeordneten Laschen (43, 45) fixiert ist.

3. Seitenreflektor nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Metallband (42) in den Laschen (43, 45) verschiebbar angeordnet ist.