DE3047960C2

DE3047960C2 -

Info

Publication number: DE3047960C2
Application number: DE3047960A
Authority: DE
Inventors: Claus Dr. 6702 Bad Duerkheim De Elter; Rolf Dr. 6836 Oftersheim De Fritz; Edgar 6800 Mannheim De Hornischer; Josef Dipl.-Ing. 7521 Hambruecken De Schoening
Original assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Current assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority date: 1980-12-19
Filing date: 1980-12-19
Publication date: 1988-07-07
Also published as: DE3047960A1

Description

Die Erfindung betrifft einen hohlzylinderartigen Seiten reflektor für Kernreaktoren, insbesondere für gasgekühlte Kern reaktoren mit einer Schüttung kugelförmiger Brennelemente, der aus zusammengefügten und durch Dübel und Keile verbundenen Graphitblöcken ausgebildet ist, die einen inneren und einen äußeren Hohlzylinder ergeben, wobei der äußere Hohlzylinder den inneren umgibt, der weiter auf einer Bodenplatte vertikal gelagert ist und der einen Bodenreflektor, der sich über Stütz säulen auf einer Bodenlage abstützt, umgibt, wobei zwischen der Bodenlage und dem Bodenreflektor ein Heißgassammelraum, der vom Seitenreflektor seitlich begrenzt ist, ausgebildet ist und der sich über horizontal angeordnete Stützelemente am thermischen Schild oder am Liner abstützt.The invention relates to a hollow cylinder-like side reflector for nuclear reactors, in particular for gas-cooled core reactors with a bed of spherical fuel elements, the from assembled and connected by dowels and wedges Graphite blocks is formed, the inner and one result in the outer hollow cylinder, the outer hollow cylinder surrounding the inner one, which continues vertically on a floor slab is stored and the one floor reflector, which is above support supports pillars on a floor, surrounds, being between a hot gas collecting space for the bottom layer and the bottom reflector, which is laterally delimited by the side reflector and the on horizontally arranged support elements on thermal shield or supported on the liner.

Der Seitenreflektor eines Hochtemperaturreaktors muß aus hochwarmfestem Material, wie Graphit hergestellt sein, dessen Eigenschaften jedoch vergleichsweise nur geringe Zug- und Biegebeanspruchungen zulassen. Die horizontalen Kräfte des Reaktors müssen daher radial nach außen auf den thermischen Schild bzw. auf den Liner übertragen werden, von dem sie in den Reaktordruckbe hälter eingeleitet werden. Neben den stationären Kräften des Reaktorkerns muß der thermische Schild auch noch die durch die Gasströmung verursachten Kräfte aufnehmen, zu denen im Falle eines Kernreaktors mit einer Schüttung kugel förmiger Brennelemente und direkt in die Schüttung einfahr baren Absorberstäben noch weitere Kräfte kommen. The side reflector of a high temperature reactor must be off highly heat-resistant material, such as graphite, however, its properties are comparatively low Tensile and bending stresses allow. The horizontal forces of the reactor must therefore radially outwards on the thermal shield or on the Liner are transferred from which they are in the reactor pressure containers are initiated. In addition to the stationary forces of Core must also pass through the thermal shield absorb the forces caused by the gas flow, to those in the case of a nuclear reactor with a bulk ball shaped fuel elements and drive directly into the bed absorber rods still further forces come.

Ein eingangs genannter Seitenreflektor ist in der deutschen Patentanmeldung P 29 29 741.4 beschrieben. Dort wird das Kühlgas durch einen zwischen dem Seitenreflektor und dem thermischen Schild bestehenden Ringraum in das Core geleitet und durchströmt das Core von oben nach unten, wo es aufgeheizt und in den Heißgassammelraum gedrückt wird. Zwischen dem Heißgassammelraum und dem Ringraum kann ein Druckgefälle von mehreren bar bestehen, wodurch der Seiten reflektor erheblich belastet werden kann. Die im Bereich des Bodenreflektors auf den Seitenreflektor wirkenden Kraftein wirkungen können vom Bodenreflektor ohne weiteres aufgenommen werden, ohne daß dem Seitenreflektor Beschädigungen zugeführt werden. Oberhalb des Bodenreflektors, zwischen dem Ringraum und dem Core, ist die Druckdifferenz beim Kühlgas wesentlich ge ringer und aufgrund dessen, daß in diesem Bereich der Seiten reflektor als ein Druckring aufgebaut sein kann, kann eine Überbeanspruchung des Seitenreflektors in diesem Bereich aus geschlossen werden. Im Bereich des Heißgassammelraumes, dessen Höhe ein Mehrfaches der Höhe der Graphitblöcke überschreiten kann, ist jedoch der Seitenreflektor Belastungen ausgesetzt, die ledig lich von Dübeln und Keilen aufgenommen werden. Diese Tatsache stellt eine unerwünschte Betriebseinschränkung dar, indem die Druckdifferenzen zwischen dem Heißgassammelraum und dem Ring raum möglichst gering gehalten werden müssen. Bei Überbean spruchung des Seitenreflektors, wenn also die Druckdifferenz bei möglichen Betriebsbedingungen einen gewissen Wert über schreitet, kann es zur Abscherung der Keile bzw. der Dübel kommen.A side reflector mentioned at the beginning is in the German one Patent application P 29 29 741.4 described. There it will Cooling gas through a between the side reflector and the thermal shield existing annulus in the core directed and flows through the core from top to bottom, where it is heated and pressed into the hot gas collecting space becomes. A can be between the hot gas collecting space and the annular space There are pressure drops of several bar, causing the sides reflector can be significantly loaded. The in the area of Ground reflector force acting on the side reflector effects can easily be absorbed by the floor reflector are fed without causing damage to the side reflector will. Above the floor reflector, between the annulus and the core, the pressure difference in the cooling gas is essentially ge wrestler and because of that area of the pages reflector can be constructed as a pressure ring, can Overuse of the side reflector in this area getting closed. In the area of the hot gas collecting space, the Height exceed a multiple of the height of the graphite blocks However, the side reflector is exposed to loads that are single Lich be taken up by dowels and wedges. this fact represents an undesirable operational restriction by the Pressure differences between the hot gas plenum and the ring space must be kept as small as possible. With overbeans of the side reflector, if the pressure difference a certain value above possible operating conditions steps, it can shear off the wedges or dowels come.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Seitenreflektor für gasgekühlte Kernreaktoren vorzuschlagen, der die betrieblich bedingten Druckdifferenzen des Primärkreislaufs im Bereich des Heißgassammelraumes aufnimmt.The invention has for its object a side reflector to propose for gas-cooled nuclear reactors that the operational conditional pressure differences in the primary circuit Area of the hot gas collecting space.

Diese Aufgabe wird bei einem Seitenreflektor eingangs genannter Art dadurch gelöst, daß die Graphitblöcke des inneren und/oder des äußeren Hohlzylinders im Bereich des Heißgassammelraumes eine größere Höhe haben als der Heißgassammelraum.This task is mentioned at the beginning with a side reflector Art solved in that the graphite blocks of the inner and / or of the outer hollow cylinder in the area of the hot gas collecting space have a greater height than the hot gas collecting space.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß der Seiten reflektor, insbesondere der äußere Seitenreflektor im Bereich des Heißgassammelraumes nur vertikal unterteilt ist, wodurch die aufgrund des Druckunterschiedes radial nach innen wirkenden Belastungen des Seitenreflektors auf den Bodenreflektor und auf die Bodenlage übertragen werden können.The invention essentially consists in that the sides reflector, especially the outer side reflector in the area of the hot gas collecting space is only divided vertically, so that due to the pressure difference acting radially inwards Loads on the side reflector on the floor reflector and on the ground position can be transferred.

Bei Kernreaktoranlagen, die so ausgelegt sind, daß während des Betriebes mit größeren Druckdifferenzen gerechnet werden muß, kann auch der innere Seitenreflektor im Bereich des Heißgassammelraumes aus Graphitblöcken ausgebildet sein, die höher als der Heißgassammelraum sind. Es ist vorteilhaft, die den Heißgassammelraum umgebenden Graphitblöcke als Biege träger, die an beiden Enden aufgelagert sind, auszubilden.In nuclear reactor plants that are designed so that during larger pressure differences can be expected during operation must, the inner side reflector in the area of Hot gas plenum be formed from graphite blocks, the are higher than the hot gas collecting space. It is beneficial the graphite blocks surrounding the hot gas collecting space as a bend to form supports that are supported at both ends.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch eine einfache Weiterbildung eines begrenzten Bereiches beim Seitenreflektor, bei dem andere Teile und Kompo nenten nicht verändert werden müssen, Druckdifferenzen im hoch belasteten Bereich des Seitenreflektors aufgenommen werden können. The advantages achieved by the invention are in particular in the fact that a simple further training of a limited Area at the side reflector, where other parts and compo not have to be changed, pressure differences in the high loaded area of the side reflector can.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hervor. Hierbei zeigtFurther advantages and features of the invention go from one Embodiment of the invention. Here shows

Fig. 1 einen Teil des erfindungsgemäßen Seiten reflektors im Bereich des Heißgassammelraumes, Fig. 1 shows a part of the side reflector according to the invention in the area of the hot gas collecting chamber,

Fig. 2 Einzelheit X gemäß Fig. 1, Fig. 2 detail X of FIG. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A gemäß Fig. 2. Fig. 3 is a section along the line AA in FIG. 2.

Der in Fig. 1 dargestellte Längsschnitt durch einen Reaktor läßt einen Seitenreflektor 1 erkennen, der aus einem inneren und aus einem äußeren Seitenreflektor 3 und 2 besteht. Der Seitenreflektor 1 stützt sich radial über mehrere Stütz elemente 4 am thermischen Schild 5 ab, der ebenfalls, wie der Seitenreflektor 1 auf einer vertikal angeordneten Bodenplatte 6 angeordnet ist. Die Bodenplatte 6 stützt sich über mehrere Stützelemente 7 am Liner 8, der den Betonhälter 9 auskleidet, ab. In seinem unteren Bereich umschließt der Seitenreflektor 1 einen Bodenreflektor 10, der sich über Stützsäulen 11 auf einer auf der Bodenplatte 6 gelagerten Bodenlage 12 abstützt. Der Bodenreflektor 10 weist ein Kugelabzugsrohr 13 auf. Zwischen dem Bodenreflektor 10 und der Bodenlage 12 ist ein Heißgassammelraum 14 ausgebildet, der seitlich vom Seiten reflektor 1 begrenzt ist. An den Heißgassammelraum 14 sind mehrere Heißgasleitungen (nicht dargestellt) angeschlossen. Im Bereich des Heißgassammelraumes 14 ist der äußere Seiten reflektor 2 aus Graphitblöcken 15 ausgebildet, deren Höhe größer ist als die Höhe des Heißgassammelraumes 14. Die Graphit blöcke 16 des inneren Seitenreflektors 3 sind kleiner und mit einander durch Dübel 17 verbunden. Das abgekühlte Kühlgas strömt durch den zwischen dem thermischen Schild 5 und dem Seitenreflektor 1 ausgebildeten Ringraum 19 nach oben und durch das Core 20 in Richtung der Pfeile 21 vertikal nach unten. Im Bodenreflektor 10 sind für das Kühlgas 21 Boh rungen (nicht dargestellt) vorgesehen, durch die das Kühlgas 21 in den Heißgassammelraum 14 geleitet wird. Vom Heißgas sammelraum 14 wird das aufgeheizte Kühlgas 21 über die Heiß gasleitungen (nicht dargestellt) zu den Wärmeverbrauchern geleitet. Die Druckdifferenz zwischen dem Ringraum 19 und dem Heißgassammelraum 14 kann je nach Ausbildung und Leistung der Kernreaktoranlage mehrere bar betragen. Die aufgrund der Druckdifferenz auf den Seitenreflektor 1 wirkende Kraft wird von den Graphitblöcken 15 des äußeren Seitenreflektors 2, die sich an den Graphitblöcken 16 des inneren Seitenreflektors 3 abstützen, aufgenommen.The longitudinal section shown in FIG. 1 through a reactor reveals a side reflector 1 which consists of an inner and an outer side reflector 3 and 2 . The side reflector 1 is supported radially via a plurality of support elements 4 on the thermal shield 5 , which is also, like the side reflector 1, arranged on a vertically arranged base plate 6 . The base plate 6 is supported by a plurality of support elements 7 on the liner 8 that lines the concrete container 9 . In its lower region, the side reflector 1 encloses a floor reflector 10 , which is supported by support columns 11 on a floor layer 12 supported on the floor plate 6 . The bottom reflector 10 has a ball extraction tube 13 . Between the bottom reflector 10 and the bottom layer 12 , a hot gas collecting space 14 is formed, which is laterally delimited by the side reflector 1 . Several hot gas lines (not shown) are connected to the hot gas collecting space 14 . In the area of the hot gas collecting space 14 , the outer side reflector 2 is formed from graphite blocks 15 , the height of which is greater than the height of the hot gas collecting space 14 . The graphite blocks 16 of the inner side reflector 3 are smaller and connected to each other by dowels 17 . The cooled cooling gas flows upward through the annular space 19 formed between the thermal shield 5 and the side reflector 1 and vertically downward through the core 20 in the direction of the arrows 21 . In the bottom reflector 10 for the cooling gas 21 Boh stanchions (not shown) are provided through which the cooling gas 21 is passed into the hot gas plenum 14 . From the hot gas collecting space 14 , the heated cooling gas 21 is passed through the hot gas lines (not shown) to the heat consumers. The pressure difference between the annular space 19 and the hot gas collecting space 14 can be several bar, depending on the design and performance of the nuclear reactor system. The force acting on the side reflector 1 due to the pressure difference is absorbed by the graphite blocks 15 of the outer side reflector 2 , which are supported on the graphite blocks 16 of the inner side reflector 3 .

In Fig. 2 wird die Einzelheit X aus der Fig. 1 vergrößert dar gestellt. Es ist zu erkennen, daß im Bereich des Heißgassammel raumes 14 der äußere Seitenreflektor 2 aus vertikal angeordneten Graphitblöcken 15 ausgebildet ist, deren Höhe größer ist als die Höhe des Heißgassammelraumes 14. Oberhalb des Heißgassammel raumes 14 ist der äußere Seitenreflektor 2 aus Blöcken 22 ausgebildet, die eine kleinere Höhe aufweisen und die mitein ander durch die Dübel 23 verbunden sind. Der äußere Seiten reflektor 2 ist mit der Bodenplatte 6 durch die Dübel 24 ver bunden. Der innere Seitenreflektor 3 ist in seinem gesamten Bereich aus Blöcken 16 ausgebildet, die eine gleichgroße Höhe aufweisen. Die Blöcke 16 sind miteinander durch Dübel 17 ver bunden. Die aufgrund des Überdruckes auf den Seitenreflektor 1 wirkende Kraft ist mit den Pfeilen 25 dargestellt. Bei solcher Belastung stützen sich die Blöcke 15 des äußeren Seiten reflektors 2 über die Blöcke 16 des inneren Seitenreflektors 3 an der Bodenlage 12 und am Bodenreflektor 10 ab. In Fig. 2, the detail X from FIG. 1 is shown enlarged. It can be seen that in the area of the hot gas collecting space 14 the outer side reflector 2 is formed from vertically arranged graphite blocks 15 , the height of which is greater than the height of the hot gas collecting space 14 . Above the hot gas collecting space 14 , the outer side reflector 2 is formed from blocks 22 which have a smaller height and which are connected to one another by the dowels 23 . The outer side reflector 2 is connected to the base plate 6 through the dowels 24 . The inner side reflector 3 is formed in its entire area from blocks 16 which have the same height. The blocks 16 are connected to one another by dowels 17 . The force acting on the side reflector 1 due to the excess pressure is shown by the arrows 25 . With such a load, the blocks 15 of the outer side reflector 2 are supported by the blocks 16 of the inner side reflector 3 on the bottom layer 12 and on the bottom reflector 10 .

In Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A gemäß Fig. 2 gezeigt, wobei ersichtlich ist, daß die Blöcke 15 und 16 des äußeren und des inneren Seitenreflektors 2 und 3 einen viereckigen Querschnitt aufweisen, zusammengefügt sind und über Dübel 23, 17 miteinander verbunden sind. Die zwischen den Blöcken 15 des äußeren Seitenreflektors 2 bestehenden und vertikal verlaufenden Spalte 26 sind mit Dichtleisten 27 ab gedeckt. In Fig. 3 is a section along the line AA 2 is according to Fig., Where it is seen that the blocks 15 and 16, the outer and inner side of the reflector 2 and 3 have a quadrangular cross-section, joined together and dowels 23, 17 with each other are connected. The existing between the blocks 15 of the outer side reflector 2 and vertically extending column 26 are covered with sealing strips 27 from.

1 side reflector
2, 3 inner and outer side reflector
4 support elements
5 thermal shield
6 base plate
7 support elements
8 liners
9 concrete containers
10 floor reflector
11 support columns
12 floor position
13 ball trigger tube
14 hot gas collecting space
15 graphite blocks
16 graphite blocks
17 dowels
19 annulus
20 core
22 graphite block
23 dowels
24 dowels
25 force
26 gap
27 cover strip

Claims

1. Hollow cylinder-like side reflector for nuclear reactors, in particular for gas-cooled nuclear reactors with a bed of spherical fuel elements, which is formed from graphite blocks which are joined together and connected by dowels and wedges and which result in an inner and an outer hollow cylinder, the outer hollow cylinder surrounding the inner one which continues to open a bottom plate is mounted vertically and surrounds a bottom reflector, which is supported by support columns on a bottom layer, a hot gas collecting space being formed between the bottom layer and the bottom reflector, which is limited by the side reflector, and which is arranged horizontally Supporting elements on the thermal shield or on the liner, characterized in that the graphite blocks ( 15; 16 ) of the inner and / or the outer hollow cylinder ( 3; 2 ) have a greater height in the area of the hot gas collecting space ( 14 ) than the hot gas collecting space ( 14 ) .

2. Side reflector according to claim 1, characterized in that the graphite blocks ( 15; 16 ) of the inner and / or the outer hollow cylinder ( 3; 2 ) in the region of the hot gas collecting space ( 14 ) are supported at both ends and are subjected to bending.