DE3203289C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3203289C2
DE3203289C2 DE3203289A DE3203289A DE3203289C2 DE 3203289 C2 DE3203289 C2 DE 3203289C2 DE 3203289 A DE3203289 A DE 3203289A DE 3203289 A DE3203289 A DE 3203289A DE 3203289 C2 DE3203289 C2 DE 3203289C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coolant
tubes
gap zone
boiling water
fuel
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.)
Expired
Application number
DE3203289A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3203289A1 (de
Inventor
Mikio Mito Jp Sakurai
Shiro Nakamura
Takao Igarashi
Koki Hitachi Jp Yamauchi
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of DE3203289A1 publication Critical patent/DE3203289A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3203289C2 publication Critical patent/DE3203289C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G21C1/08Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated moderator being highly pressurised, e.g. boiling water reactor, integral super-heat reactor, pressurised water reactor
    • G21C1/084Boiling water reactors
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/322Means to influence the coolant flow through or around the bundles
    • 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)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Siedewasserreaktor mit den Merk­ malen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs.
Die DE-AS 16 14 360 betrifft einen Siedewasserreaktor mit einem Druckbehälter, in dem die Brennstäbe in langge­ streckten Kühlrohren untergebracht sind. Das Einlaßende dieser Kühlrohre ist dabei gegen Öffnungen gepreßt, die in einer ersten, an der Dampfeinlaßseite in dem Druckbehäl­ ter eingebauten Rohrplatte angeordnet sind. Das Kühlmittel­ durchgangselement weist einen zylindrischen Mantel auf, der mehrere Röhren mit darin enthaltenem Spaltstoff umschließt, wobei die Röhren durch den entlangströmenden Dampf gekühlt werden.
Die DE 28 19 928 A1 betrifft einen Siedewasserreaktor, bei dem der Reaktorkern mehrere zwischen den Brennelement­ kästen angeordnete vertikale Kanäle aufweist, wobei die oberen Enden dieser vertikalen Kanäle an eine Verteiler­ kammer angeschlossen sind, die mit einer Einlaufleitung für einen zweiten Speisewasserfluß versehen ist.
Die Konzipierung der Kühlmitteldurchgangselemente als Wärme­ tauscher zur Abfuhr der Zerfallswärme bringt Nachteile mit sich, weil der Kühlmitteldurchsatz begrenzt ist und der Wechsel der Brennelemente erschwert wird.
Die meisten industriell betriebenen Kernreaktoren sind Leichtwasserreaktoren mit hoher Kapazität, deren Stromer­ zeugungsleistung bei 400 MWe liegt. Ein Siedewasserreaktor, der ein Leichtwasserreaktortyp ist, umfaßt einen Druck­ behälter und eine darin angeordnete Spaltzone. Die Spalt­ zone enthält eine Vielzahl Brennelemente. Stellstäbe zum Einstellen der Reaktorleistung sind in die Spaltzone von deren Unterseite her einführbar. Der Siedewasserreaktor umfaßt ferner ein Rückführungssystem zur Kreislaufrückführung eines Kühlmittels durch die Spaltzone, das auch zur Fein­ einstellung der Kernreaktorleistung dient. Der im Druck­ behälter des Kernreaktors erzeugte Dampf wird in eine Dampfturbine eingeleitet und treibt diese, wonach er in einem Kondensator kondensiert wird. Das Kondensat wird dann als Kühlmittel im Kreislauf in den Druckbehälter rückgeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Siedewasser­ reaktor dahingehend zu verbessern, daß eine ungünstige Vibration der Stellstä­ be vermieden wird und dadurch ein höherer Kühl­ mitteldurchsatz durch die Reaktorspaltzone erreicht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Haupt­ anspruchs. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige weitere Ausbildungen.
Die Kühlmitteldurchgangsrohre dienen dazu, unter Ausnutzung des Dichteunterschieds des senkrecht nach oben hindurchströmenden Zweiphasengemisches aus Dampf und Wasser die natürliche Kreislaufzirkula­ tion des Kühlmittels zu erhöhen und einen Notkühleffekt zu schaffen, der auch bei Ausfall der Kühlantriebe wirksam ist.
Die Erfindung ist nicht nur bei dem erläuterten Siedewasser­ reaktor, sondern auch bei anderen Kernreaktortypen, insbe­ sondere Druckwasserreaktoren, anwendbar. Dabei ist eine Mehrzahl von Kühlmitteldurchgangsrohren über den Brennelementen der Spaltzone des Druckwasser­ reaktors angeordnet, wie dies auch bei dem Siedewasser­ reaktor der Fall ist. Da bei dem Druckwasserreaktor die Stellstäbe in Brennelemente eingesetzt sind, ist der die Erfindung verwendende Druckwasserreaktor so ausgelegt und aufgebaut, daß die Stellstäbe in die Brennelemente durch die rohrförmigen Kühlmitteldurchgangselemente einsetz­ bar sind. Dies ist der einzige Unterschied zwischen dem Druck- und dem Siedewasserreaktor. Bei dem Druckwasser­ reaktor wird kein Dampf erzeugt, so daß nur das Hochtempe­ ratur-Kühlmittel in der Flüssigphase nach oben durch die Durchgangselemente strömt. Dieses heiße Kühlmittel, das eine geringere Dichte als das von der Speisewasserpumpe zugeführte Kühlmittel hat, verstärkt den Rückführungsstrom und steigert damit den Durchsatz des durch die Spaltzone strömenden Kühlmittels, obwohl der Schornsteineffekt geringer ist als bei dem Siedewasserreaktor, bei dem der Zweiphasen­ strom aus flüssigem und dampfförmigem Kühlmittel durch die Durchgangselemente aufwärts strömt.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des er­ findungsgemäßen Siedewasserreaktors dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 ein schematisches Systemdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Siedewasserreaktors nach der Erfindung;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die Spaltzone des Reaktors nach Fig. 1, wobei Einzel­ heiten des Aufbaus der Spaltzone gezeigt sind;
Fig. 3 eine Schnittansicht III-III nach Fig. 3;
Fig. 4 eine Perspektivansicht des unteren Endab­ schnitts eines Kühlmitteldurchgangsrohrs in der Spaltzone nach Fig. 2;
Fig. 5 eine Schnittansicht des Druckbehälters des Siedewasserreaktors längs der Schnittlinie V-V nach Fig. 1;
Fig. 6 eine Schnittansicht VI-VI nach Fig. 5;
Fig. 7 eine Schnittansicht VII-VII nach Fig. 5;
Fig. 8 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung zum Verbinden eines Stellstabs mit einer Stellstabantriebseinheit; und
Fig. 9 die Beziehung zwischen der Höhe L des Kühl­ mitteldurchgangsrohres und dem Kühlmittel­ durchsatz in der Spaltzone.
Fig. 1 zeigt schematisch das System eines kleinen Siede­ wasserreaktors, der weniger als 200 MWe Strom erzeugt. Dieser Siedewasserreaktor umfaßt einen Druckbehälter 1, einen darin befestigten Innenmantel 2, eine im Innenmantel 2 angeordnete Spaltzone 6 mit einer Vielzahl von Brenn­ elementen 7 und eine Mehrzahl von Kühlmitteldurchgangs­ rohren 23, die über den Brennelementen 7 angeordnet sind. Der Innenmantel 2 ist an der Innenseite des Druckbehälters 1 mittels einer ringförmigen Platte 3 befestigt. Eine untere und eine obere Spaltzonen-Stützplatte 4 und 5 sind an der Innenfläche des Innenmantels 2 befestigt. Wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht, haltern die beiden Spalt­ zonen-Stützplatten 4 und 5 die Unter- bzw. Oberenden der Brennelemente 7.
Jedes Brennelement 7 umfaßt ein oberes und ein unteres Bindeblech 8 bzw. 9, Brennstäbe 10 und eine U-Zelle 12. Die Brennstäbe 10 sind an ihren Ober- und Unterenden mit dem oberen und dem unteren Bindeblech 8 bzw. 9 verbunden. Eine Mehrzahl Abstandselemente, die in Axialrichtung ange­ ordnet sind, bündeln die Vielzahl Brennstäbe 10 derart, daß zwischen jeweils benachbarten Brennstäben ein Kühlmittel­ durchgang gebildet ist. Die U-Zelle 12 umgibt das Bündel Brennstäbe 10 und ist an dem oberen Bindeblech 8 befestigt. An den Oberenden von zwei Seitenflächen der U-Zelle 12 sind Stoßdämpfer 13 vorgesehen. Eine Mehrzahl mit Uran 235 angereicherte Brennstofftabletten (nicht gezeigt) ist in jeden Brennstab 10 eingebracht. Jedes Brennelement 7 ist an seinem Unterende lösbar mit der unteren Spalt­ zonen-Stützplatte 4 verbunden. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind in jede von vier quadratischen Öffnungen 45, die in der gitterartigen oberen Spaltzonen-Stützplatte 5 gebildet sind, vier Brennelemente 7 eingesetzt. Die in jeder quadra­ tischen Öffnung 45 aufgenommenen vier Brennelemente 7 werden gegen die obere Spaltzonen-Stützplatte 5 gepreßt, wobei die Stoßdämpfer 13 benachbarter Brennelemente 7 einander berühren, so daß seitliche Schwingungen von oberen Abschnitten der Brennelemente 7 vermieden werden.
Über der Spaltzone 6 ist eine Vielzahl von Kühlmittel­ durchgangsrohren 23 angeordnet. Nach den Fig. 2, 3 und 4 nimmt jedes Kühlmitteldurchgangsrohr 23 die Oberenden von vier Brennelementen 7 auf, die um jeden Kreuzungspunkt 46 der oberen Spaltzonen-Stützplatte 5 angeordnet sind. Das heißt, die Vielzahl Brennelemente 7 ist in eine Mehrzahl Gruppen mit jeweils vier Brennelementen 7 aufgeteilt, wobei die Oberenden von Brennelementen jeder Gruppe von einem gemein­ samen Kühlmitteldurchgangsrohr 23 aufgenommen sind. Jedes Kühlmitteldurchgangsrohr 23 ist an seinem Unterende lösbar mit der Oberseite der oberen Spaltzonen-Stützplatte 5 verbunden und erstreckt sich davon in Axialrichtung der Brennelemente 7 nach oben. Das Kühlmitteldurchgangsrohr 23 hat Viereck­ querschnitt, dessen Querschnittsfläche sich über die Länge ändert, so daß das Kühlmitteldurchgangsrohr drei Abschnitte mit jeweils unterschiedlicher Querschnittsfläche aufweist: einen weiten Abschnitt 24, einen konisch erweiterten Ab­ schnitt 25 und einen engen Abschnitt 26. Dabei bildet der weite Abschnitt 24 den untersten Abschnitt des Kühlmittel­ durchgangsrohres 23 und ist über den konisch erweiterten Zwischenabschnitt 25 mit dem engen Abschnitt 26 verbunden. Der unterste weite Abschnitt 24 umgibt die Oberenden von vier Brennelementen 7 einer Gruppe. Der enge Abschnitt 26 verläuft aufwärts und ist an seinem Oberende mit einem Gitterabschnitt 28 einer Stützplatte 27 verschweißt.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, umfaßt die Stützplatte 27 eine ringförmige Umfangsplatte, die einen Flansch 29 bildet, und den mittigen Gitterteil 28, der mit dem Flansch 29 verschweißt ist. Die Stützplatte 27 ist an der bereits erwähnten ringförmigen Platte 3 montiert. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist der Flansch 29 der Durchgangselement-Stütz­ platte 27 lösbar an der ringförmigen Platte 3 mittels mehreren Bolzen 32 gesichert. Eine Mehrzahl Kühlmittelzir­ kulationsöffnungen 30 sind in dem Flansch 29 ausgebildet. Gleichzeitig (vgl. Fig. 7) ist in der ringförmige Platte 3 eine Mehrzahl Kühlmittelzirkulationsöffnungen 31 ausge­ bildet, deren Positionen denen der Kühlmittelzirkulations­ öffnungen 30 im Flansch 29 entsprechen.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, umfaßt die Stützplatte 27 eine ringförmige Umfangsplatte, die einen Flansch 29 bildet, und den mittigen Gitterabschnitt 28, der mit dem Flansch 29 verschweißt ist.
Jeder im Querschnitt kreuzförmige Stellstab 14 ist in dem zwischen benachbarten Kühlmitteldurchgangsrohren im Druckbehälter 1 gebildeten Zwischenraum 47 aufgenommen. Das heißt, die Stellstäbe 14 sind in die Spaltzone 6 von der Oberseite her einführbar. Da die Stoßdämpfer 13, durch die die Brennelemente aneinandergedrückt werden, nahe der oberen Spaltzonen-Stützplatte 5 angeordnet sind, behindern die Stoßdämpfer 13 die Einführung des Stellstabs in den Zwischenraum zwischen benachbarten Brennelementen nicht. Die Einführung des Stellstabs 14 in den von vier benachbarten Brennelementen umgebenen Raum wird ferner auch durch die Anordnung ermöglicht, in der jedes Kühlmitteldurchgangsrohr 23 über vier Brennelementen nahe jedem Kreuzungspunkt 46 des Gitters der oberen Spaltzonen-Stützplatte 5 angeordnet ist. Wenn das Kühlmitteldurchgangsrohr 23 über vier anderen als den vorgenannten Brennelementen 7 angeordnet ist, ist die Einführung des Stellstabs 14 unmöglich, weil die obere Spaltzonen-Stützplatte 5 ein Hindernis gegen ein solches Einführen darstellt. Das Einpressen der Brennelemente 7 in die Öffnung 45 der obereren Spaltzonen-Stützplatte 5 mittels der Stoßdämpfer 13 erlaubt das Einführen des Stellstabs 14 in den von den vier Brennelementen 7 umge­ benen Raum. Die Einführung des Stellstabs 14 ist unmöglich, wenn an gegenüberliegenden Ecken von vier Brennelementen 7 in einer gemeinsamen Öffnung 45 der oberen Spaltzonen-Stützplatte 5 Befestigungselemente vorgesehen sind, wie das bei Siede­ wasserreaktoren mit hoher Kapazität der Fall ist.
Jeder Stellstab 14 ist durch ein Greiforgan 15 mit einem Verlängerungsstab 18 einer Stellstabantriebseinheit 42 verbunden, die auf dem oberen Deckel 43 des Druckbehälters 1 montiert ist. Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, besteht das Greiforgan 15 aus einem Aufnahmeteil 16, das am Oberende des Stellstabs 14 vorgesehen ist, einem am Unterende des Verlängerungsstabs 18 befestigten Finger 19 und einem Steuerkurventeil 22 am Unterende einer Nockenstange 21, die durch den Verlängerungsstab 18 verläuft. Die Verbindung zwischen dem Stellstab 14 und der Stellstabantriebseinheit 42 ergibt sich durch Einführen des Endes 20 des Fingers 19 in das Aufnahmeteil 16 nach Senken der Nockenstange 21 und anschließendes Heben der Nockenstange 21 nach oben. Wenn die Nockenstange 21 nach oben gezogen wird, drückt das Steuerkurventeil 22 das Ende 20 des Fingers nach außen und in eine Vertiefung 17 in der Innenfläche des Aufnahmeteils 16, wodurch die Verbindung zwischen dem Stellstab 14 und der Stellstabantriebseinheit 42 vervollständigt wird, so daß der Stellstab 14 durch Betätigung der Antriebseinheit 42 in die Spaltzone einführbar bzw. aus ihr herausbewegbar ist. Das Greiforgan 15 hat einen größeren Durchmesser als die Weite des Zwischenraums zwischen benachbarten Brenn­ elementen 7. Die Anwesenheit des engen Abschnitts 26 in dem Kühlmitteldurchgangsrohr 23 vergrößert die Weite des Zwischenraums 47, wodurch die Bewegung des Greiforgans 15 in den Zwischenraum 47 erleichtert wird. Eine unerwünschte Kollision zwischen dem Greiforgan 15 und dem Kühlmittel­ durchgangsrohr 23 wird dadurch in wirksamer Weise vermieden.
Die Leistungssteigerung des Siedewasserreaktors gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird durch Herausziehen der Stellstäbe 14 aus der Spaltzone 6 erzielt. Der im Druckbehälter 1 erzeugte Dampf tritt aus dem Druckbehälter aus und wird durch eine Hauptdampfleitung 40 zu einer Turbine 34 gelei­ tet, mit der ein Wechselstromerzeuger 35 verbunden ist. Im Wasserdampf enthaltene Wassertropfen werden aus dem Dampf abgeschieden, während dieser durch einen Dampfabscheider 33 strömt, der in einem Zwischenabschnitt der Hauptdampfleitung 40 angeordnet ist. Das aus dem Dampf durch den Dampfabschei­ der 33 abgeschiedene Wasser wird durch eine Leitung (nicht gezeigt) in einen Kondensator 36 geleitet und strömt mit dem darin befindlichen Kondensat zusammen. Der durch die Turbine entspannte Dampf, der diese treibt, wird zum Kondensator 36 abgeführt und durch Abkühlung kondensiert. Das Kondensat wird dann als Kühlmittel zum Druckbehälter 1 durch eine Speisewasserleitung 41 mit einer Kondensatpumpe 37, einem Speisewasservorwärmer 38 und einer Speisewasserpumpe 39 rückgeführt. Das Kühlmittel wird durch den Speisewasservor­ wärmer 38 auf eine vergleichsweise niedrige Temperatur von 180-200°C erwärmt. Das Kühlmittel wird zum Druckbehälter 1 rückgeführt und strömt abwärts durch einen Ringkanal 44, der zwischen der Innenumfangs­ fläche des Druckbehälters 1 und dem Innenmantel 2 gebildet ist, und erreicht eine untere Kammer 48. Dann strömt das Kühlmittel durch die untere Bindeplatte 9 in jedes Brenn­ element 7 und nach oben unter Kühlung der Brennstäbe 10. Infolgedessen wird das Kühlmittel erwärmt und verdampft teilweise. Der aus flüssigem und verdampftem Kühlmittel bestehende Zweiphasenstrom tritt aus jedem Brennelement 7 aus, wird in das jeweilige Kühlmitteldurchgangsrohr 23 geleitet und strömt durch dieses nach oben. Der aus den Kühlmitteldurchgangsrohren 23 austretende Dampf wird in einer oberen Gaskammer 49 gesammelt. Der Dampf, dessen Temperatur in dieser Phase ca. 280°C beträgt, wird dann der Haupt­ dampfleitung 40 zugeführt. Andererseits strömt das aus den Kühlmitteldurchgangsrohren 23 in die obere Gaskammer 49 austretende flüssige Kühlmittel, das eine Temperatur von ca. 280°C hat, durch die Kühlmittelzirkulationsöffnungen 30 und 31 und dann abwärts längs dem Ringkanal 44 zusammen mit dem Kühlmittel, das durch die Speisewasserleitung 41 zugeführt wurde. Somit ist in dem Druckbehälter eine Bahn für die Rezirkulation des Kühlmittels, bestehend aus Ringkanal 44, unterer Kammer 48, Brennelementen 7, Kühlmitteldurchgangsrohren 23 und Kühlmittelzirkulations­ öffnungen 30 und 31 gebildet.
Die erfindungsgemäße Ausführung gestattet eine erhebliche Steigerung des Kühlmitteldurchsatzes in der Spaltzone 6 aufgrund des Vorsehens der Kühlmitteldurchgangsrohre 23. Die Dichte ρ 1 des Zweiphasenstroms in dem Durchgangs­ rohr 23, der direkt aus den Brennelementen 7 kommt, ist geringer als die Dichte ρ 2 des Kühlmittels, das längs des Ringkanals 44 abwärtsströmt. Dieser Dichteunterschied unterstützt die natürliche Kreislaufrückführung des Kühl­ mittels im Druckbehälter auf der oben genannten Kühlmittel- Kreislaufrückführungsbahn, so daß der Kühlmitteldurch­ satz durch die Spaltzone 6 in vorteilhafter Weise gesteigert wird. Dadurch wird wiederum der Kühleffekt der Brennelemente 7 verbessert und der durch die Stellstäbe einstellbare Leistungsbereich erweitert.
Fig. 9 zeigt in einem Diagramm quantitativ die Erhöhung des Kühlmitteldurchsatzes durch die Reaktorspaltzone aufgrund der Kühlmitteldurchgangsrohre 23. Dabei zeigt die Kurve A die Durchsatzänderung des durch die Spaltzone 6 strömen­ den Kühlmittels, wenn die Kühlmitteldurchgangsrohre 23 über der Spaltzone 6 angeordnet sind, gegenüber der Strömungs­ kanalhöhe L, die in diesem Fall der vertikale Abstand zwischen der Unterseite der unteren Spaltzonen-Stützplatte 4 und den Oberenden der Kühlmitteldurchgangsrohre 23 gemäß Fig. 1 ist. Dagegen zeigt Kurve B die Änderung des Kühl­ mitteldurchsatzes, wenn der Reaktor keine Durchgangsrohre aufweist, so daß nur der Innenmantel oberhalb der Spalt­ zone verspringt, gegenüber der Strömungskanalhöhe L, die in diesem Fall der Vertikalabstand zwischen der Unterseite der unteren Spaltzonen-Stützplatte 4 und dem Oberende des Innenmantels 2 ist. In beiden Fällen wird der Durchsatz mit zunehmender Strömungskanalhöhe L gesteigert. Wie aus einem Vergleich der Kurven A und B ersichtlich ist, ist der Kühlmitteldurchsatz durch die Spaltzone 6 mit den Kühlmitteldurchgangsrohren 23 wesentlich höher als ohne. Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß die eine kleinere Querschnittsfläche aufweisenden Kühlmitteldurchgangsrohre 23 einen größeren Schornsteineffekt als der Innenmantel 2 mit seiner größeren Querschnittsfläche bieten. Die Kühl­ mitteldurchgangsrohre 23, die die natürliche Kreislaufrück­ führungskraft des Kühlmittels im Druckbehälter erhöhen, machen das spezielle Kreislaufrückführungssystem mit Re­ zirkulationsleitung und -pumpe, das in den konventionellen Siedewasserreaktoren mit hoher Kapazität sehr wichtig ist, überflüssig. Somit ist es also möglich, einen kompakten, kleinen Siedewasserreaktor mit einer kleinen Nennleistung von weniger als 200 MWe zu erhalten.
Der gesamte in den Brennelementen 7 erzeugte Dampf wird in die Kühlmitteldurchgangsrohre 23 eingeleitet, d. h. es erfolgt kein Austritt von Dampf in den Raum zwischen den benach­ barten Kühlmitteldurchgangsrohren 23, in dem der Stellstab 14 angeordnet ist. Ein Einphasen-Kühlmittelstrom, der durch die untere Spaltzonen-Stützplatte 4 strömt, gelangt mit geringem Durchsatz in den Raum zwischen benachbarten Brennelementen und den Zwischenraum 47, der den Stellstab 14 aufnimmt. Daher wird die unerwünschte Vibration der Stell­ stäbe 14, die andernfalls durch den aus den Brennelementen 7 austretenden Zweiphasenstrom verursacht werden kann, vollständig unterbunden, obwohl die Stellstäbe 14 in die Spaltzone 6 von der Oberseite der Spaltzone einsetzbar sind, was im Gegensatz zu der üblichen Konstruktion von Siedewasserreaktoren steht. Infolgedessen wird eine Be­ schädigung der Stellstäbe aufgrund von Schwingungen wirksam vermieden und eine längere Lebensdauer erzielt.
Bei dem hier angegebenen Siedewasserreaktor erfolgt ein Wechsel der Brennelemente 7 in folgender Weise: Nach Ab­ schaltung des Kernreaktors werden die in die Spaltzone 6 eingesetzten Stellstäbe 14 von den Stellstabantriebsein­ heiten 42 getrennt. Diese Trennung erfolgt durch Heraus­ ziehen des Endes 20 des Fingers aus dem Aufnahmeteil 16, indem der Verlängerungsstab 18 nach Eindrücken der Nocken­ stange 21 aufwärtsbewegt wird. Danach wird der Deckel 43 von dem Druckbehälter 1 demontiert. Dann wird nach Lockern der Bolzen 32 die Stützplatte 27 von der Ringplatte 3 gelöst. Die Stützplatte 27 wird aus dem Druckbehälter 1 zusammen mit den Durchgangs­ rohren 23 entnommen. In diesem Zustand können die Brenn­ elemente 7 in der Spaltzone von oben betrachtet und geprüft werden. Der Wechsel der Brennelemente 7 erfolgt mittels einer Brennstab-Wechselmaschine (nicht gezeigt), die über dem Druckbehälter 1 angeordnet ist. Nach dem Brennelement­ wechsel wird die Stützplatte 27 wieder an der Ringplatte 3 befestigt, wobei die Unterenden der Kühlmitteldurchgangsrohre 23 die Oberenden der jeweiligen Brennelemente 7 aufnehmen. Schließlich wird der Deckel 43 an dem Druckbehälter 1 befestigt, und die Stellstäbe 14 werden mit den Stellstabantriebseinheiten 42 verbunden.
Der Wechsel der Stellstäbe 14 wird im wesentlichen in gleicher Weise wie der Wechsel der Brennelemente 7 ausge­ führt.

Claims (4)

1. Siedewasserreaktor mit einem Druckbehälter, dem ein Kühlmittel zuführbar ist, mit einer im Druckbehälter angeordneten Spaltzone mit mehreren gitterförmig ange­ ordneten Brennelementen, die in langgestreckten Kühl­ mitteldurchgangsrohren untergebracht sind, einer An­ zahl von Stellstäben, die in die Spaltzone zwischen den Kühlrohren einfahrbar sind und einer Mehrzahl von Stellstabantrieben zur Betätigung der Stell­ stäbe, wobei mehrere Kühlmitteldurchgangsrohre auf einer Rohrplatte befestigt und über einer Kühlmittelkammer angeordnet sind und sich vertikal nach oben erstrecken, so daß das aus der Kühlmittel­ kammer austretende Kühlmittel in Kühlrohre eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß durch die in der Rohrplatte (27) vertikal ange­ ordneten Kühlmittel-Durchgangsrohre (23) der Kontakt zwischen einem Zweiphasenstrom aus flüssigem und dampfförmigen Kühlmittel und den Stellstäben (14) in der Weise verhindert wird, indem der von dem Brennelementen (7) erzeugte Zweiphasen-Kühlmittelstrom durch die Kühlmittel-Durchgangsrohre abgeleitet und die Stellstäbe (14) in die verbleibenden Zwischenräume (47) der Kühlmittel-Durchgangsrohre (23) eingesetzt sind.
2. Siedewasserreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der Querschnitt der Kühlmitteldurchgangsrohre (23) vier­ eckig ist und nach oben hin allmählich abnimmt,
  • - daß jedes der Kühlmitteldurchgangsrohre (23) vier Brennelementeinheiten (7) überdeckt, die jeweils um die kreuzförmigen Stellstäbe (14) angeordnet sind, und
  • - daß die Kühlmitteldurchgangsrohre (23) oberhalb einer oberen Spaltzonen-Stützplatte (5) mit dieser verbunden sind.
3. Siedewasserreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmitteldurchgangsrohre (23) lösbar an den Brennelementeinheiten (7) befestigt sind.
4. Siedewasserreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrplatte (27), mit der die Kühlmitteldurch­ gangsrohre (23) verbunden sind, lösbar an dem Druck­ behälter (1) befestigt ist.
DE19823203289 1981-02-02 1982-02-01 Kernreaktor Granted DE3203289A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56012941A JPS57127872A (en) 1981-02-02 1981-02-02 Bwr type reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3203289A1 DE3203289A1 (de) 1982-10-07
DE3203289C2 true DE3203289C2 (de) 1988-01-07

Family

ID=11819303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823203289 Granted DE3203289A1 (de) 1981-02-02 1982-02-01 Kernreaktor

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4656000A (de)
JP (1) JPS57127872A (de)
DE (1) DE3203289A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3233025A1 (de) * 1982-09-06 1984-03-08 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Siedewasserreaktor
DE3835620A1 (de) * 1987-10-19 1989-04-27 Doryokuro Kakunenryo Kernreaktor mit einheitsdruckbehaelteraufbau

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0727054B2 (ja) * 1989-09-15 1995-03-29 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 下降水蒸気解放チャネルを備えた沸騰水型炉装置
US5857006A (en) * 1992-07-17 1999-01-05 General Electric Company Chimney for enhancing flow of coolant water in natural circulation boiling water reactor
US5488644A (en) * 1994-07-13 1996-01-30 General Electric Company Spring assemblies for adjoining nuclear fuel rod containing ferrules and a spacer formed of the spring assemblies and ferrules
US5519747A (en) * 1994-10-04 1996-05-21 General Electric Company Apparatus and methods for fabricating spacers for a nuclear fuel rod bundle
US5546437A (en) * 1995-01-11 1996-08-13 General Electric Company Spacer for nuclear fuel rods
US5566217A (en) * 1995-01-30 1996-10-15 General Electric Company Reduced height spacer for nuclear fuel rods
US5675621A (en) * 1995-08-17 1997-10-07 General Electric Company Reduced height flat spring spacer for nuclear fuel rods
US20060062345A1 (en) * 2004-09-23 2006-03-23 Farawila Yousef M Method and device to stabilize boiling water reactors against regional mode oscillations
JP5497426B2 (ja) * 2009-12-28 2014-05-21 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 軽水炉の炉心及び燃料集合体
CN109935350B (zh) * 2017-12-19 2024-07-02 中国原子能科学研究院 一种下端固定式双面冷却环形燃料棒

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3212987A (en) * 1954-04-30 1965-10-19 Mason Avrel Neutronic reactor with interlocking diffuser end grid
FR1207124A (fr) * 1958-08-14 1960-02-15 Commissariat Energie Atomique Cylindre de barrage pour le contrôle de l'évacuation de l'eau et de la suppression de la hauteur motrice de circulation naturelle dans un réacteur atomique à eau bouilante
BE586969A (de) * 1959-01-29
US3060111A (en) * 1959-08-14 1962-10-23 Sherman Jerome Nuclear reactor
US3284312A (en) * 1959-10-09 1966-11-08 Combustion Eng Boiling water nuclear reactor organization
NL258512A (de) * 1959-12-11
NL298256A (de) * 1962-09-28
GB1101539A (en) * 1964-06-19 1968-01-31 Atomic Energy Authority Uk Improvements relating to nuclear reactors
NL154351B (nl) * 1966-03-31 1977-08-15 Stichting Reactor Centrum Kernreactor.
US3486973A (en) * 1967-04-11 1969-12-30 Westinghouse Electric Corp Breeder reactor
US3660231A (en) * 1968-11-26 1972-05-02 Gen Electric Steam cooled nuclear reactor
US3954560A (en) * 1970-05-06 1976-05-04 Commissariat A L'energie Atomique Nuclear fuel assembly
US3940311A (en) * 1972-01-21 1976-02-24 Westinghouse Electric Corporation Nuclear reactor internals construction and failed fuel rod detection system
US4050986A (en) * 1974-09-13 1977-09-27 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Nuclear reactor I
DE2619218C2 (de) * 1976-04-30 1985-12-05 INTERATOM GmbH, 5060 Bergisch Gladbach Einrichtung zum Herstellen die Messung einer repräsentativen Temperatur ermöglichender Verhältnisse in einem strömenden Medium, insbesondere bei einem Kernreaktor
SE7611807L (sv) * 1976-10-25 1978-04-26 Asea Atom Ab Kokarreaktor
US4303474A (en) * 1977-03-01 1981-12-01 General Atomic Company Nuclear reactor core assembly
SE414683B (sv) * 1977-05-16 1980-08-11 Asea Atom Ab Kokarvattenreaktor
US4231843A (en) * 1977-08-02 1980-11-04 Westinghouse Electric Corp. Guide tube flow diffuser
SE420545B (sv) * 1979-07-03 1981-10-12 Asea Atom Ab Brenslepatron for en kokarreaktor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3233025A1 (de) * 1982-09-06 1984-03-08 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Siedewasserreaktor
DE3835620A1 (de) * 1987-10-19 1989-04-27 Doryokuro Kakunenryo Kernreaktor mit einheitsdruckbehaelteraufbau

Also Published As

Publication number Publication date
JPS57127872A (en) 1982-08-09
DE3203289A1 (de) 1982-10-07
US4656000A (en) 1987-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0517750B1 (de) Siedewasserkernreaktor und kernreaktorbrennelement für diesen siedewasserkernreaktor
DE3203289C2 (de)
DE2143494A1 (de) Druckwasserreaktor
DE69301325T2 (de) Abstandshalter mit niedrigem Druckverlust für Kernbrennstabbündel
DE3108399C2 (de)
CH694304A5 (de) Dampfwasserabscheider.
DE3907638C2 (de)
DE2040415A1 (de) Brennstoffanordnung fuer einen Kernreaktor
DE69605361T2 (de) Siedewasserreaktorbrennstabbündel mit variablem Brennstababstand
DE3047959C2 (de)
DE4432701A1 (de) Abstandshalter und mit diesem ausgerüstetes Brennelement für einen Siedereaktor
CH669276A5 (de) Steuerstabvorrichtung fuer siedewasserreaktoren.
DE69509172T2 (de) Kernreaktorbrennstabbündel mit als unterer Befestigungsplatte ausgeführter Filter
DE4423128A1 (de) Reaktorkern für einen Siedewasserkernreaktor
DE4101918A1 (de) Verbrennungsanlage
DE10133895B4 (de) Wassergekühlter Reaktor mit überkritischem Druck des Kühlmittels und Stromversorgungsanlage
WO1992022071A1 (de) Brennelement mit einer gitterstruktur zwischen den stäben
DE19645247A1 (de) Brennelement für Siedewasserreaktoren
EP1141966B1 (de) Brennelement für einen siedewasser-kernreaktor
EP0573899B1 (de) Brennelement eines Kernreaktors mit einer Gitterstruktur zur Drallerzeugung
DE69201401T2 (de) Vertikale Führungsvorrichtung für ein Regelstabbündel eines Kernreaktors.
DE3730656A1 (de) Kernreaktor in modulbauweise
DD222720A5 (de) Fluessigkeitsgekuehlter kernreaktor, insbesondere siedewasserreaktor
DE1589849A1 (de) Brennstoffbuendel fuer Kernreaktoren
DE68913366T2 (de) Strömungsauslöser in Verbindung mit einem Abstandshalterablenker.

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee