DE3131405C2

DE3131405C2 - Drossel zum Verändern des Durchsatzes eines einen Kühlkanal bildenden Druckrohres in einem Kernreaktor

Info

Publication number: DE3131405C2
Application number: DE3131405A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Ing.(grad.) 8520 Erlangen Spohrer; Lothar Ing.(grad.) 8521 Langensendelbach Werres
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1981-08-07
Filing date: 1981-08-07
Publication date: 1985-05-23
Also published as: DE3131405A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verändern des Durchsatzes eines Kühlkanal genannten Rohres (2) mittels einer Drossel (9), die in Strömungsrichtung am Ende des im Deckel (4) eines Reaktordruckbehälters (1) zentrierten Kühl kanals (2) angebracht ist, der senkrecht in einem Reaktorkern (3) verläuft und von einer Führungsbohrung in einem Behälterboden (5) in seiner Position gehalten wird. Es ist vorgesehen, daß die Drossel (9) ein in den Kühlkanal (2) herausschraubbar eingebauter Drosselkörper (9) mit Bohrungen (12) ist und daß am Kühlkanal (2) eine Nut (14) eine angebrachte Paßfeder (13) aufnimmt.

Description

— daß der Drosselkörper (9), welcher unterhalb einer Walzverbindung (8) des Druckrohres (2) und im Bereich des Behälterbodens (5) angeordnet ist, mit Bohrungen (12) versehen und durch Herausschrauben auswechselbar ist und

— daß am Innenumfang der Führungsbohrung des Behälterbodens (5) eine Nut (14) eine am Außenumfang des Druckrohres (2) angebrachte Paßfeder (13) aufnimmt.

2. Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Paßfeder (13) im Bereich des Drosselkörpers (9) befindet.

3. Drossel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckrohr (2) vertikal beweglich angeordnet ist und daß die Paßfeder (13) erst nach Absenken des Druckrohres (2) in die Nut (14) eingreift.

Die Erfindung betrifft eine Drossel zum Verändern des Durchsatzes eines einen Kühlkanal bildenden Druckrohres in einem Kernreaktor, wobei die Drossel in Strömungsrichtung am Ende des im Deckel eines Reaktordruckbehälters zentrierten Druckrohres angebracht ist, welches senkrecht in einem Reaktorkern verläuft und von einer Führungsbohrung in einem Behälterboden in seiner Position gehalten wird, und wobei die Drossel einen in das Druckrohr eingesetzten Drosselkörper umfaßt.

Kühlkanäle dienen zur Wärmeabfuhr aus einem Reaktorkern, wobei eine homogene Temperaturverteilung angestrebt wird. Aus der deutschen Patentschrift 22 42 933 vom 22. 06.1978 ist bekannt, daß zum Erzielen einer gleichmäßigen Temperaturverteilung am Austritt der Kühlkanäle eines mit Kohlendioxid oder Helium gekühlten Brutreaktors der Kühlmitteldurchsatz mit stufenlos verstellbaren Drosseln geregelt wird.

Vor allem die Randzonen des Reaktorkerns bedürfen einer geringeren Kühlung als der Zentralbereich, und daher werden in den Kühlkanälen der Randzonen Drosseln mit geringerem Durchsatz benötigt. Nach einer Probelaufzeit des Reaktors kann es dann noch erforderlich sein, den Durchsatz einiger Kühlkanäle zu verändern. Stufenlos verstellbare Drosseln, wie sie aus der DE-PS 22 42 933 bekannt sind, sind aber mechanisch recht aufwendig.

Das gilt auch für eine durch die GB-PS 13 17 589 bekannte Anordnung, bei der ein Drosselkörper zur Veränderung des Durchsatzes in einem Kühlkanal in einem Kernreaktor vorgesehen ist. Dabei befindet sich dieser Drosselköroer in einem Druckrohr und seine axiale Lage ist durch eine vertikal angeordnete Gewindespindel einstellbar. Daher ist die Suche nach einer neuen, vereinfachten Möglichkeit zur Regelung des Durchsatzes von Bedeutung.

Insbesondere bei Schwerwasserreaktoren sind die verstellbaren Drosseln nur bedingt anwendbar, weil ihre Betätigungsstangen den während des Betriebes durchzuführenden Wechsel der Natururan-Brennelemente, die sich in den Kühlkanälen befinden, behindern würden. Da eine Änderung des Kühlmitteldurchsatzes im Schwerwasserreaktor, in dem zum Abführen der in den Brennelementen freigesetzten Wärme schweres Wasser verwendet wird, nur relativ selten notwendig wird, kann im Schwerwasserreaktor auf stufenlos verstellbare Drosseln mit Betätigungsstangen verzichtet werden.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, einen neuen Weg zur Regelung des Kühlmitteldurchsatzes zu finden, der es ermöglicht, die bekannten, stufenlos verstellbaren Drosseln zu ersetzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

— daß der Drosselkörper, welcher unterhalb einer Walzverbindung des Druckrohres und im Bereich des Behälterbodens angeordnet ist, mit Bohrungen versehen und durch Herausschrauben auswechselbar ist und

— daß am Innenumfang der Führungsbohrung des Behälterbodens eine Nut eine am Außenumfang des Druckrohres angebrachte Paßfeder aufnimmt.

Nach zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung befindet sich die Paßfeder im Bereich des Drosselkörpers und ist das Druckrohr vertikal beweglich angeordnet, so daß die Paßfeder erst nach Absenken des Druckrohres in die Nut eingreift.

Um den Kühlmitteldurchsatz der Kühlkanäle z. B. eines Schwerwasserreaktors zu verändern, werden dort eingebaute Drosselkörper bei abgeschaltetem Reaktor durch Drosselkörper mit in anderer Weise dimensionierten Bohrungen ersetzt, indem man mit einem entsprechend langen Gerät von oben durch den Kühlkanal vordringt. Das Gerät verzahnt sich mit dem Drosselkörpcr und ermöglicht, daß die Schraubverbindung zwischen Drosselkörper und Kühlkanal gelöst und der Drosselkörper aus dem Kühlkanal herausgehoben werden kann. Der Einbau einer anderen Drossel erfolgt sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge. Das bei dem Lösen und Befestigen des Drosselkörpers entstehende Drehmoment wird von der Paßfeder und der Nut z. B.

auf den Behälterboden übertragen, der infolge seiner Stabilität dadurch nicht bewegt wird. Die Ableitung des Drehmomentes über die Paßfeder-Nut-Verbindung ist von besonderer Bedeutung, wenn Teile des Kühlkanals aus einem anderen Material gefertigt sind und eine aus dem Stand der Technik z. B. aus der DE-OS 24 03 009 bekannte Walzverbindung vorhanden ist, die durch ein auf den Kühlkanal einwirkendes Drehmoment leicht zu beschädigen ist, so daß ein Leck im Kühlkanal entstehen kann. Bei der Erfindung greifen aber an die Walzverbindung keine Kräfte an, die sie beschädigen könnten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:

F i g. 1 zeigt einen Reaktordruckbehälter eines Schwerwasserreaktors;

F i g. 2 zeigt den unteren Teil eines Kühlkanals in einem Schwerwasserreaktor.

Fig. 1 zeigt als Ausschnitt einer Schwerwasserreak-

türanlage einen Reaktordruckbehälter 1 mit einem der senkrecht verlaufenden Kühlkanäle 2, in denen sich Natururan-Brennelemente befinden. Zum Moderieren der Neutronen im Reaktorkern 3 und zum Ab^führen der in den Brennelementen freigesetzten Wärme wird schweres Wasser verwendet. Der Kühlkanal 2 ist im Deckel 4 des Reaktordruckbehälters 1 zentrieri und wird von einer Führungsbohrung in einem Behälterboden 5, der den Reaktorkern 3 nach unten abschließt, in seiner Position gehalten.

F i g. 2 zeigt in größerem Maßstab als Ausschnitt aus F i g. 1 den unteren, aus austenitischem Stahl gefertigten Teil 6 des Kühlkanals 2, der in der Bohrung im Behälterboden 5 geführt wird. Der obere Teil 7 des Kühlkanals 2 ist aus einer Zirkoniumlegierung gefertigt, die einen niedrigen Einfangquerschnitt für Neutronen hat und deshalb als Material im Reaktorkern 3 Verwendung findet. Da Zirkoniumlegierungen für die Verwendung in den der Neutronenstrahlung nicht ausgesetzten Bereichen zu teuer sind, wird dort austenitischer Stahl verwendet.

Der notwendige Übergang von einem Material zum anderen erfolgt an einer Walzverbindung 8, die eine zuverlässige, feste Verbindung ermöglicht, obwohl die beiden Materialien stark differierende Ausdehnungskoeffizienten haben. Unterhalb der Walzverbindung 8 ist zur Begrenzung des Kühlmitteldurchsatzes im Kühlkanal 2 ein Drosselkörper 9 mit einer Schraubverbindung 10 befestigt, der eine konisch geformte Ausnehmung 11 und mehrere Bohrungen 12 aufweist. Soll der Durchsatz des Kühlkanals 2 verändert werden, dann kann der Drosselkörper 9 herausgeschraubt und durch einen anderen ersetzt werden, der einen für den gewünschten Kühlmitteldurchsatz erforderlichen inneren Aufbau hat.

Der gesamte Kühlkanal 2 ist vertikal beweglich im Reaktorbehälter 1 eingebaut, jedoch so, daß er in jeder möglichen Stellung im Deckel 4 des Reaktordruckbehälters 1 und von der Bohrung im Behälterboden 5 geführt wird.

Nach Absenken des Kühikanais 2 bei abgeschaltetem Reaktor um etwa die Hälfte seines Durchmessers, greift erfindungsgemäß eine Paßfeder 13, die unmittelbar neben dem Drosselkörper 9 am Kühlkanal 2 angebracht ist, in eine Nut 14, die sich in der Bohrung des Behälterbcdens 5 befindet. Jetzt wird ein geeignetes, entsprechend langes Gerät von oben durch den Kühlkanal 2 geführt, das sich mit dem Drosselkörper 9 verzahnt, die Schraubverbindimg 10 löst und den Drosselkörper 9 aus dem Kühlkanal 2 heraushebt.

Ein Drehmoment, das während des Lösens der Schraubverbindung 10 auf den Kühlkanal 2 einwirkt, wird bei der Erfindung von der Paßfeder-Nut-Verbindung auf den Behälterboden 5 übertragen. An die Walzverbindung 8 greifen also auf Grund dessen keine Kräfte an, die zu einem Leck führen können.

Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel kann die Paßfeder auch in den Behälterboden eingeschweißt oder geschraubt werden, während sich die Nut im Kühlkanal befindet, so daß beim Absenken des Kühlkanales die Nut sich über die Paßfeder schiebt. Ferner ist als Paßfeder auch ein runder Stift oder ein abgeflachter Stift denkbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drossel zum Verändern des Durchsatzes eines einen Kühlkanal bildenden Druckrohres in einem Kernreaktor, wobei die Drossel in Strömungsrichtung am Ende des im Deckel eines Reaktordruckbehälters zentrierten Druckrohres angebracht ist, welches senkrecht in einem Reaktorkern verläuft und von einer Führungsbohrung in einem Behälterboden in seiner Position gehalten wird, und wobei die Drossel einen in das Druckrohr eingesetzten Drosselkörper umfaßt, dadurch gekennzeichnet,