DE3047922A1 - Bodenauflagerung fuer kernreaktoren - Google Patents

Bodenauflagerung fuer kernreaktoren

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DE3047922A1
DE3047922A1 DE19803047922 DE3047922A DE3047922A1 DE 3047922 A1 DE3047922 A1 DE 3047922A1 DE 19803047922 DE19803047922 DE 19803047922 DE 3047922 A DE3047922 A DE 3047922A DE 3047922 A1 DE3047922 A1 DE 3047922A1
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Withdrawn
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DE19803047922
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English (en)
Inventor
Claus Dr.-Ing. 6702 Bad Dürkheim Elter
Rolf Dr.-Ing. 6836 Oftersheim Fritz
Edgar 6800 Mannheim Hornischer
Karl-Friedrich 6941 Laudenbach Kissel
Josef Dipl.-Ing. 7521 Hambrücken Schöning
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
HOCHTEMPERATUT-REAKTORBAU GmbH
Hochtemperatur Reaktorbau 5000 Koeln GmbH
Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C5/00Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
    • G21C5/02Details
    • G21C5/10Means for supporting the complete structure
    • 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

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Description

  • Bodenauflagerung für Kernreaktoren
  • Die Er-findung betrifft eine Bodenaufiagerlng für Kernreaktoren, insbesondere für gasgekühlte kernreaktoren mit einer Schüttung kugelförmiger Brennelemente, die aus mindestens zwei horizontal getrennten und auf einer get allplatte gelagerten Bodelagem die aus zusammengefügten Blöcken besteht, ausgebildet ist und auf der sich ein Bodelreflektor über vertikal angeordnete Graphitsäulen abstüt7t.
  • Bei qasgekühlten Kernreaktoren, insbesondzre bei Kernreaktoren mit einer Schüttung kugelförmiges Brennelemente, ist der Aufnahm raum rür die Brennelemente aus keramischen Materiallen, vorzuswelse aus Graphit ausgebildet. Der Aufnahmeraum, der vorwiegend als ein Hohlzylinder ausgebildet ist, kann von oben durch einen Deckenreflektor, seitlich durch einen Seitenreflektor und von unten durch einen in d. n Hohlzylinder hinein- ragenden Bodenreflektor definiert sein. Die einzelnen Reflektorbereiche können aus Graphitblöcken bestehen, die miteinander durch Dübel und keile verbunden sind. Kernphysikalisch wirken die keramischen Materialien als Reflektor für die Neutronen.
  • Der Seiten- und der Bodenreflektor, können sich über Graphitsäulen an einer Bodenauflagfrung, die bekanntlich aus Grapllitbl(cken bestehen kann, abstützen. Hierdurch ergibt sich zwlichen der Bodenaflagerung und dem Bodenreflektor ein Heißgasnamme;-raum, an den seitlich Heìßgasleitung.n angeschlossen sein können. Der Heißgassarnmlraum dient zur Durchmischung und zlim Sammeln des vom Core zuströmenden Kühlgases. Die Bodenauflagerung kann auf einer Metallplatte (Grauguß, Stahl) gelagert sein, die sich über Stützelemente am Liner abstützen kann. Die Bodenauflagerung kann in Form eines Kreises ausgebildet, horizontal gelagert und aus mehreren horizontal getrennten Bodenlagen ausgebildet sein.
  • Die aufgrund des Eigengewichts des Boden- und Seitenreflektors und der Brennelemente sich ergebenden Kräfte werden über Stützsäulen vertikal in die Bodenauflagerung eingeleitet. Beim Anfahren und beim Abschalten des Reaktors erfolgen maximale radiale Dehnungen der Bodenauflagerung, bei denen die ursprüncliche Anordnung der Bauteile verändert wird.
  • Durch die Aufheizung der Deckfläche der Bodenauflagerung und durch die Kühlung der Grundfläche der Bodenplatte ergibt sich ein beträchtlicher Temperaturgradient, der zu Spannungen innerhalb der Bodenauflagerung führen kann. Die besagten Kräfteeinwirkungen können bekannterweise z.B. dadurch minimiert werden, daß die Bodenauflagerung dicker gebaut wird und die Graphitblöcke kleiner dimensioniert werden. Diese Möglichkeit hängt zwangsläufig mit einem größeren finanziellen und technischen Aufwand zusammen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bodenauflagerung für Kernreaktoren vorzuschlage, bei der die besagten Krafteeinwirkungen auf vbest @mmte Bereiche der Bodenauflagerung beschränkt bleiben und die wirtschaftlich herzustellen ist.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Bodenauflagerung eingangs genannter Art dadurch gelöst, daß die Bodenlacen aus voneinander verschiedenen Isoliermaterialien bestehen.
  • Di" Erfindung besteht im we;sentlichen darin daß die verschiedenen Funktionen der Bodenauflagerung voneinander getrennt werden.
  • Die obere, erste Bodenlage der Bodenauflageung muß eine hönere Festigkeit aufweisen und aus einem hochwarmfesten Materiai ausyebildet sein, um den gestellte Forderungen gerecht zu sein. Von den zur Zeit vorhandenen Materialien hat sich Graphit, der bei einer erfindungsgEmäßen Anordnung die zweite Bodenlage (Isollerlage) vor Überlitzung schützt, gut bewehrt. Die zweite oder auch dritte Bo ienlage der Bodenauflage@unfg ist als Isolierschicght ausgebilkdet, deren Dicke großer jewählt wird, als die Dicke der ersten Bodenlage und die eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist, um eine ausreichende Wärmeisolierung zu garantic-ren. Hierbei kann vorteilhaft Kohlematerial oder ein Festkeramikstoff z.E. SiO2 verwendet werden. Bei leistungsfähigeren Kernrealtornanlagen wird die Bodenauflagerung entsprechend größer dimensioniert, wobei die erste, aus relativ teuerem Graphit hergestellte Bodenlage keine merkliche Veränderungen erwährt. Die erforcerliche Festigkeit und thermische Isolierung cler Bodenauflagerung kann durch die weitere, aus Kohlematerial oder Festkeramikstoff bestehende Bodenlage erreicht werden. Die zweite Boderlage, deren Herstellung im Vergleich mit der oberen Bocenlage wesentlich wirtschaftlich durchgeführt werden kann, weist eine größere Dicke auf.
  • Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonder' darin, daß für den Aufbau der Bodenauflagerung billigere Werkstoffe vorgesehen und die Aufgaben einzelner Bodenlayen der Bodenauflagerung voneinander getrennt werden können.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen hervor.
  • Es zeLgen Fig. 1 Teil eine; Reflektors, der sich auf einer Bodenaufl igerung abstützt, im Längsschnitt, Fig. 2 einen Teil der Bodenauflagerung im Längsschnitt, Fig. 3 einen TeiL der Bodenauflayerung in Draufsicht.
  • Aus der Fig. 1 ist in Teil der Reflektors 1 zu entnehmen, der aus einem SeitenrefLektor 2 und aus einem Bodenreflektor 3 besteht und der einen Aufnahmeraum füi- die Brennelem"nte ; definiert. Die BrennSlenente 4 werden v()m Kühlgas 5 von obet nach unten durchströmt. Das Kühlgas 5 wird weiter durch die lt Bodenreflektor 3 ausgebildeten Kühlgasöffnungen (nicht dargestellt) in den Heißgassammelraum 6 geleitet, wo es zu seiner Durchmischung kommt und von da wird es über Heißgasleitungen 7 zu den Dampferzeugern bzw. Gasturbinen (nicht dargestellt) geführt. Der Seiten- und Bodenreflektor 2,3 stützen sich über Graphitsäulen 8 an einer Bodenauflagerung 9 ab. Die Bodenauflagerung 9 besteht aus drei Bodenlagen 10,11,12 und ist auf einer Stahiplatte 13 horizontal gelagert. Die Stahlplatte 13 -stützt sich über Stahlsäulen 14 am Liner 15 ab und wird von unten mit Kühlgas beaufschlagt. Die erste, obere Bodenlage 10 ist aus Graphitblöcken 16 ausgebild(-t, die miteinander über Dübel (nicht dargestellt) verbunden sind. In der Motte for Graphitblöcke 16 sind Ausnehmungen i7 für die GralJhitsåulen 8 ausgebildet. Die zweite Bodenlage 11 besteht aus Kohlematerial und ist aus zusammengefügten Blöcken 18 ausgebildet, die eine gleichgroße Schlüsselweite haben, wie die Graphitblöcke 16 der ersten Bodenlage 10. Die dritte Bodellage 12 besteht aus einem Festkeramikstoff z.B. SiO2 und ist ebenfalls aus Blocken 19 ausgebildet. Di Brennelemente 4 werden vom Core durch die Kuqelabzugsrohre 20 abgezogen.
  • In Fig. 2 ist der Aufbau der Bodenauflagerung 9 verdeutlizht.
  • Der Heißgassammelraum 6, der vertikal durch den Bodenreflektor 3 und die Bodenauflagerung 9 begrenzt ist, ist ca. 140 cm hoch.
  • Die Graphitsäulen 8 sind vertikal angeordnet und ragen in die im Bodenreflektor 3 in der Bodenauflagerung 9 ausgebildete Ausnehmungen 17 hinein. Die die Bodenauflagerung 9 bildenden drei Bodenlngen 10, 11 12 sind aus Blöcken 15, 18, 19 mit sechseckigem Prolil ausgebildet. Die Blöcke 16, 18, 19 liegen aufelnani-r unt die Blöcke eimer Bodenlage sind miteinander durch Dübel bzw. Pfeile (nicht dargeslellt) verbunden. Die Bodenauflager ung 9 Ist auf einer gasdicchten Stahlplatte 13 gelagert. Die Stahlplatte 13 ist auf den Säulen 14 gelagert, die sie vom Liner 20 trennen.
  • In der Fig. 3 ist ein Teil der Draufsicht auf die Bodenauflagerung 9 dargestellt. Hierbei ist zu entnehmen, daß die obere Bodenlage 10 der Bodenauflagerung 9 aus zusammengerigten Graphitblöcken 16, die ein sechseckiges Prctll @aufwelsen, ausgebildet ist und in deren Mitte jeweils eine Graphitsaule 8 ang@@rdnet ist. Die kugelabzugsrohre 20 curehqueren die Bodenauflagerung 9. Im Seiten@@llektor 2, der s@ch an der Bodenauflagerung 9 abstützt, sind Heißgasleitungen 7 ausgebilcet, durch die das aufgeheizte Kühlgas 5 zu den Wärmeabnehmern (nicht dargestellt) geleitet wird.

Claims (3)

  1. A n s p r ú c h e Bodenauflagerung für Kernreaktoranlagen, insbesondere für gasgekühlte Kernreaktoranlagen mit einer Schüttung kugelförmiger Brennelemente, die aus mindestens zwei horizontal getrennten un auf einer Metallplatte gelagerten Bodenlagen, die aus zusam.nenyefügten Blöcken bestehen, ausgebildet ist und auf der sich über vertikal angeordnete Graphitsäulen der Bodenrerlektor abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenlagen (10,11,12) aus voneinander verschiedenen Isollermaterialien besteher.
  2. 2. Bodenauflagerung nach Anspruch 1, dadurch yekennzeichnet, daß die obere Bodenlage (10) aus Graphit und dle untere Bodenlage (1',12) aus Kohlematerial und/oder Festkeram kstoff z.B. SiO2 besteht.
  3. 3. Bodenauflagerung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Bodenlage (11,12) eine größere Dicke aufwe ist, als die obere Bodenlage (10).
DE19803047922 1980-12-19 1980-12-19 Bodenauflagerung fuer kernreaktoren Withdrawn DE3047922A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3344527A1 (de) * 1983-12-09 1985-06-20 Hochtemperatur-Reaktorbau GmbH, 4600 Dortmund Kernreaktoranlage
US4642214A (en) * 1981-12-16 1987-02-10 Kernforschungsanlage Julich Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Nuclear pebble bed reactor with inherent passive stabilization in the event of damage

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2854155A1 (de) * 1978-12-15 1980-07-03 Hochtemperatur Reaktorbau Gmbh Gasgekuehlter hochtemperaturreaktor mit einer mit gasdurchlaessen versehenen tragkonstruktion

Patent Citations (1)

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Title
VGB-Kernkraftwerks-Seminar 1970, S. 155-156 *

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