DE3401272A1

DE3401272A1 - Siedewasserreaktor

Info

Publication number: DE3401272A1
Application number: DE19843401272
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. Rau (FH), 8551 Leutenbach
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-01-16
Filing date: 1984-01-16
Publication date: 1985-07-18
Also published as: SE8406378D0; SE8406378L; SE457675B

Description

Siedewasserreaktor
Die Erfindung betrifft einen Siedewasserreaktor mit einem Reaktorkern, der aus Brennelementen besteht, wobei die Brennelemente auf einer unteren Kernplatte aufsitzen und in einem oberen Kerngitter geführt sind und wobei die Brennelemente von Kästen lösbar umschlossen sind, die zu viert eine Kernzelle bilden, in die ein zwischen die Kästen greifender $teuerstab mit Kreuzquerschnitt einfahrbar ist.
Bei bekannten Siedewasserreaktoren, wie sie zum Beispiel in dem Buch " "VGB-Kernkraftwerks-Seminar 1970", Seite 89 beschrieben sind, sitzen die Kästen auf den Brennelementen. Erst nach dem Ausladen der Brennelemente aus dem Reaktorkern werden die Kästen von den Brennelementen abgezogen und auf neue, nachzuladende Brennelemente aufgesetzt. Dabei kann es zu Schwierigkeiten kommen, wenn sich die Kästen mit ihren dünnen Wandstärken und ihrem großen Schlankheitsgrad verziehen.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen Siedewasserreaktor zu schaffen, bei dem die Brennelemente möglichst unabhängig von den Kästen sind.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die vier Kästen der Kernzelle an ihrem oberen Ende mit einem Kragen verbunden sind, der auf dem oberen Kerngitter aufliegt, daß die unteren Enden der vier Kästen durch ein Zentrierkreuz verbunden sind und daß das Zentrierkreuz in der unteren Kernplatte mit vertikalem Spiel geführt ist. Vorzugsweise sind die Kästen durch den Kragen und das Zentrierkreuz zu einer selbständig handhabbaren Einheit verbunden. Dabei läßt sich das Hantieren dadurch erleichtern, daß an dem Kragen Handhabungsmittel für den Angriff eines fernbedienbaren Greifers vorgesehen sind.
Bei der Erfindung sind die Kästen von den Brennelementen getrennt. Sie sind außerdem gruppenweise zusammengefaßt, so daß das Hantieren einfach ist. Außerdem schafft die Erfindung die Möglichkeit, Wärmedehnungen der Kästen unabhängig von Wärmedehnungen der Brennelemente aufzufangen. Durch die Abstützung am oberen Kerngitter ist ein Bezugspunkt geschaffen, an dem andere Teile, zum Beispiel Kamine für eine vergrößerte Auftriebswirkung durch Naturumlauf, aufgesetzt werden können, ohne daß Wärmedehnungen an dieser Stelle zu Schwierigkeiten führen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt die Fig. 1 in einer Seitenansicht zum Teil im Schnitt eine Kernzelle des Reaktorkerns eines Siedewasserreaktors, die Fig. 2 und 3 zeigen in perspektivischer Darstellung Einzelheiten der Erfindung.
Der Reaktorkern eines Siedewasserreaktors besteht aus Brennelementen 1, die in Viererbündeln zu einer sogenannten Kernzelle 2 zusammengefaßt sind. Die Kernzelle 2 hat, wie die Brennelemente 1, einen quadratischen Querschnitt. Der zwischen den Brennelementen 1 be- stehende Schlitz 3 kann ein nicht dargestelltes Steuerelement aufnehmen.
Üblicherweise beträgt die Länge der Brennelemente 1 und damit die Kernhöhe einige Meter, zum Beispiel 3,5 m, die Kantenlänge des Brennelementquerschnittes einige Zentimeter, zum Beispiel 15 cm, die Breite des Spaltes 3 wenige Zentimeter, zum Beispiel 2 cm.
Die Brennelemente 1 sitzen mit einem Fuß 4 in einer Kerntragplatte 5, in der Bohrungen 6 für den Durchtritt des Kühlwassers vorgesehen sind. Am oberen Ende, d.h. im Bereich eines Traggriffes 8, ragen die Brennelemente durch ein Kerngitter 10, das für die seitliche Führung der Kernzellen 2 sorgt.
Die Brennelemente 1 sind zur Führung des von unten nach oben strömenden Kühlwassers jeweils von Kästen 12 umschlossen. Dies sind Blechhüllen mit einer Wanddicke von wenigen Millimetern, zum Beispiel 2 mm und einem dem Brennelementquerschnitt angepaßten quadratischen Querschnitt. Sie reichen vom Fußstück 4 bis zur Höhe des Griffes 8.
Die Kästen 12 sind an ihrem oberen Ende durch einen Kragen 14 verbunden, der auf dem Kerngitter 10 aufliegt. Der Kragen 14 hat beim Ausführungsbeispiel einen Rechteckquerschnitt und besteht vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Kästen 12, zum Beispiel aus Zirkaloy. Deshalb kann der Kragen 14 mit dem Kasten 12 durch eine Schweißung verbunden sein, zum Beispiel längs der in der Fig. 1 mit 13 bezeichneten Anlagefläche.
Die unteren Enden der Kästen 12 sind im Inneren der Kernzelle 2 durch ein Zentrierkreuz 15 miteinander verbunden, vorzugsweise verschweißt. An diesem ist ein Zentrierdorn 16 im Mittelpunkt des Kreuzes befestigt, wie der in Fig. 3 gezeichnete Blick von unten zeigt.
Der Zentrierdorn 16 greift, wie in Fig. 1 zu sehen ist, mit vertikalem Spiel in eine Bohrung 17 der Kerntragplatte 5. Somit können sich die Brennelemente 1, die in der Tragplatte 5 abgestützt sind, bei Erwärmung unabhängig von den Kästen 12 nach oben ausdehnen. Die Kästen 12, die auf dem Kerngitter 10 aufsitzen, können sich dagegen nach unten ausdehnen.
Die Kästen 12 einer Kernzelle 2 können unabhängig von den Brennelementen 1 dieser Kernzelle hantiert werden, zum Beispiel durch fernbedienbare Greifer, die in Bohrungen 18 der Kragen 14 eingreifen, so daß das Auswechseln der Brennelemente 1 nicht durch die Kästen 12 behindert wird. Man kann die Brennelemente aber auch aus dem im Kern verbleibenden Kasten 12 herausziehen. Ferner kann am oberen Ende der Kästen 12, zum Beispiel auf der Oberseite 19 des Kragens 14, ein strichpunktiert angedeuteter Kamin 20 mit einem Flansch 21 aufgesetzt werden, um den Auftrieb des an den Brennelementen erwärmten und zum Teil verdampften Kühlwassers zu erhöhen. Dieser Kamin kann dicht am Flansch 21 angeschlossen werden, so daß kein noch kaltes Kühlwasser in das in Richtung der Pfeile 22 aufsteigende Kühlmittel gelangen kann.
4 Patentansprüche 3 Figuren Leerseite

Claims

PatentansrUche 0 Siedewasserreaktor mit einem Reaktorkern, der aus Brennelementen besteht, wobei die Brennelemente auf einer unteren Kernplatte aufsitzen und in einem oberen Kerngitter geführt sind und wobei die Brennelemente von Kästen lösbar umschlossen sind, die zu viert eine Kernzelle bilden, in die' ein zwischen die Kästen greifender Steuerstab mit Kreuzquerschnitt einfahrbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die vier Kästen (12) der Kernzelle (2) an ihrem oberen Ende mit einem Kragen (14) verbunden sind, der auf dem oberen Kerngitter (10) aufliegt, daß die unteren Enden der vier Kästen (12) durch ein Zentrierkreuz (15) verbunden sind und daß das Zentrierkreuz (15) in der unteren Kernplatte (5) mit vertikalem Spiel geführt ist.
2. Siedewasserreaktor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kästen (12) durch den Kragen (14) und das Zentrierkreuz (15) zu einer selbständig handhabbaren Einheit verbunden sind.
3. Siedewasserreaktor nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an dem Kragen (14) Handhabungsmittel (-18) für den Angriff eines fernbedienbaren Greifers vorgesehen sind.
4. Siedewasserreaktor nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kragen (14) Anlageflächen (19) für den dichten Anschluß eines Kamins (20) aufweist, der von der Kernzelle (2) nach oben führt.