DE4038027C2

DE4038027C2 -

Info

Publication number: DE4038027C2
Application number: DE4038027A
Authority: DE
Inventors: Jan Christoph Dipl.-Ing. 4050 Moenchengladbach De Otten; Heiko Prof. 5162 Langerwehe De Barnert; Jasbir Dipl.-Ing. Dr. 5170 Juelich De Singh
Original assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1993-04-08
Also published as: DE4038027A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Deckenreflektor eines mit telgroßen Hochtemperaturreaktors, der innerhalb eines Seitenreflektors des Hochtemperaturre aktors in dessen oberem Bereich angeordnet ist und aus drei übereinander angeordneten Reflektorschichten be steht, von denen jede aus in einer Ebene nebeneinander angeordneten Graphitblöcken zusammengesetzt und als Gewölbekonstruktion ausgebildet ist.The invention relates to a ceiling reflector with a high-temperature reactor, the inside a side reflector of the high temperature re Actuator is arranged in the upper area and off three superimposed reflector layers stands, each of which is in a plane next to each other arranged graphite blocks assembled and is designed as a vaulted structure.

Der Deckenreflektor eines Hochtemperaturreaktors (HTR) dient zur Reflexion, Moderation und zur Abschirmung von Neutronen sowie zur thermischen Isolation. Der Decken reflektor besteht wie auch die übrigen Reflektoren des HTR aus Graphit. Im Falle des Kugelhaufenreaktors besteht eine weitere Anforderung an die Konstruktion darin, daß der Deckenreflektor nicht auf das Core gelegt werden kann sondern entweder selbsttragend sein muß oder eine Trage konstruktion benötigt.The ceiling reflector of a high temperature reactor (HTR) serves for reflection, moderation and shielding of Neutrons and for thermal insulation. The blankets reflector is like the other reflectors of the HTR made of graphite. In the case of the pebble bed reactor Another design requirement is that the ceiling reflector cannot be placed on the core but must either be self-supporting or a stretcher construction needed.

Der bekannte Deckenreflektor des AVR-Reaktors, bei dem es sich um die erste ausgeführte Lösung dieser Art han delt, besteht aus Kragbalken. Die Kragbalken sind in drei Schichten auf den Seitenreflektor des Reaktors gestapelt und benötigen, da sie gewichtsstabil sind, keine Beschwe rung auf der Einspannungsseite. Die größte Länge, in der Blöcke der erforderlichen Qualität gefertigt werden kön nen, beträgt 2,7 m. Daher ist ein aus einer Kragbalken decke bestehender Deckenreflektor sehr gut für Reaktoren mit kleinen Durchmessern geeignet. Die Kragbalkendecke ist bei extrem hohen Temperaturen zwar nicht gefährdet (A. Bergerfurth, Spannungsanalyse eines HTR-Deckenre flektors am Beispiel des AVR-Reaktors, KFA-Bericht Jül-2147, Juli 1987), sie ist aber für mittelgroße Hoch temperaturreaktoren nicht anwendbar.The well-known ceiling reflector of the AVR reactor, in which it is the first implemented solution of this kind delt consists of cantilever beams. The cantilevers are in three Layers stacked on the side reflector of the reactor and, since they are stable in weight, they do not require weight tion on the tension side. The greatest length in Blocks of the required quality can be manufactured is 2.7 m. Therefore one is made of a cantilever ceiling existing ceiling reflector very good for reactors suitable with small diameters. The cantilever ceiling is not endangered at extremely high temperatures (A. Bergerfurth, stress analysis of a HTR ceiling using the example of the AVR reactor, KFA report Jül-2147, July 1987), but it is for medium high temperature reactors not applicable.

Die Übertragung dieses Prinzips auf größere Hochtempera turreaktoren, etwa auf einen Hochtemperaturreaktor mit einer elektrischen Leistung von 500 MW ist nicht möglich, weil ein solcher Reaktor einen Durchmesser von etwa 7 m hat (HTR-500 Datenblätter, Hochtemperatur-Reaktorbau GmbH Mannheim, 1974; R. Nabbi, J. Altes et al., Sicher heitstechnische Untersuchungen zum Störfallverhalten des HTR-500, KFA-Bericht: Jül-Spez-240, Januar 1984). Der Kugelhaufenreaktor HTR-500 stellt ein Beispiel für einen mittelgroßen Hochtemperaturreaktor dar. Bei mittelgroßen Hochtemperaturreaktoren handelt es sich somit um solche Reaktoren, die in der Größe, insbesondere im Durchmesser von etwa 7 m mit dem Kugelhaufenreaktor HTR-500 vergleichbar sind. Da die Kragbalken auch eingespannt werden müssen, muß ein Kragbalken für diesen Reaktor eine Länge von etwa 4 m haben. Kragbalken dieser Länge können in der erfor derlichen Qualität nicht gefertigt werden. Ein weiteres Problem stellt die hier erforderliche Beschwerung der Kragbalken auf der Einspannseite dar.The transfer of this principle to larger high temperatures door reactors, for example with a high temperature reactor an electrical output of 500 MW is not possible because such a reactor has a diameter of about 7 m hat (HTR-500 data sheets, high temperature reactor construction GmbH Mannheim, 1974; R. Nabbi, J. Altes et al., Safe technical investigations on the accident behavior of the HTR-500, KFA report: Jül-Spez-240, January 1984). The pebble bed reactor HTR-500 provides an example of one medium-sized high-temperature reactor. For medium-sized High-temperature reactors are therefore such Reactors in size, especially in diameter comparable to the HTR-500 pebble bed reactor are. Since the cantilevers also have to be clamped in, a cantilever beam for this reactor has a length of about 4 m to have. Cantilever beams of this length can be found in the expl quality is not manufactured. Another one The problem is the complaint required here Cantilever beam on the clamping side.

Der Deckenreflektor des THTR (Thorium-Hochtemperaturre aktor) ist innerhalb des Seitenreflektors in dessen obe rem Bereich angeordnet. Er besteht aus drei übereinander angeordneten Reflektorschichten. Jede dieser Reflektor schichten ist aus Graphitblöcken zusammengesetzt, die in einer Ebene nebeneinander angeordnet und an Stahlankern aufgehängt sind (Konsortium THTR, 300-MW-THTR-Kernkraft werk Uentrop, Projektinformation 4, März 1973; Assozia tion EURATOM, Sicherheitsbericht des THTR-Prototyp 300 MWe, Band 1 - Technischer Bericht, 1969).The ceiling reflector of the THTR (Thorium high temperature re actuator) is inside the side reflector in the top rem area arranged. It consists of three on top of each other arranged reflector layers. Each of these reflectors layers is composed of graphite blocks, which in arranged on a level next to each other and on steel anchors are suspended (consortium THTR, 300 MW THTR nuclear power Uentrop plant, project information 4, March 1973; Association tion EURATOM, safety report of the THTR prototype 300 MWe, Volume 1 - Technical Report, 1969).

Die Stahlanker stellen verhältnismäßig einfache Verbin dungselemente dar, deren Verhalten mit großer Sicherheit vorausgesagt werden kann. Die Zugkräfte werden in den thermischen Schild eingeleitet, der seinerseits am Spann betonbehälter aufgehängt ist. Die Tragfähigkeit dieser Konstruktion ist nahezu unabhängig vom Coredurchmesser. Sie eignet sich daher besonders für große Reaktoren mit Vollcores. Dieser Deckenreflektor weist den Vorteil einer klaren Trennung von Reflektor und Tragekonstruktion auf. Nachteilig jedoch wirkt sich hier die Temperaturem pfindlichkeit der Stahlanker und deren Befestigungen in den Graphitblöcken aus. Da gerade in größeren Vollcores die Temperaturen bei Aufheizstörfällen sehr stark anstei gen, ist hier unter Umständen mit einem Versagen der Auf hängung zu rechnen. Ein Absturz des Deckenreflektors wür de jedoch eine Zunahme der Reaktivität verursachen und eine Reparatur des Deckenreflektors vor dem Weiterbetrieb des Reaktors bedingen, soweit die Konstruktion des De ckenreflektors und der anderen Reaktorkomponenten dies überhaupt zuläßt. Diese an Stahlankern aufgehängte Decke hält wegen der Temperaturempfindlichkeit der Stahlanker Temperaturen über 1150° C nicht stand.The steel anchors provide relatively simple connections elements, their behavior with great certainty can be predicted. The tractive forces are in the thermal shield initiated, which in turn on the instep concrete container is suspended. The carrying capacity of this Construction is almost independent of the core diameter. It is therefore particularly suitable for large reactors Full cores. This ceiling reflector has the advantage of one clear separation of reflector and supporting structure. However, the temperature has a disadvantage here Sensitivity of the steel anchors and their fastenings in the graphite blocks. Because especially in larger full cores the temperatures in the event of heating-up accidents rise very sharply conditions, the failure may be the result hanging to be expected. A crash of the ceiling reflector de, however, cause an increase in reactivity and a repair of the ceiling reflector before continuing operation condition of the reactor, insofar as the construction of the De corner reflector and the other reactor components this allows at all. This ceiling hung on steel anchors holds due to the temperature sensitivity of the steel anchor Temperatures above 1150 ° C.

Aus der DE 32 45 021 A1 ist ein Deckenreflektor für einen Hochtemperatur-Kleinreaktor mit einem oberhalb des Deckenreflektors angeordneten Heißgas-Sammelraum, einem unterhalb des Deckenreflektors um den Reaktorkern herum angeordneten Seitenreflektor sowie einem um diesen und um den Deckenreflektor herum angeordneten thermischen Schild bekannt. Der Deckenreflektor besteht aus einer Vielzahl von Graphitblöcken, die zu mehreren übereinanderliegenden Schichten zusammengesetzt sind und deren Seitenflächen nach unten konvergierend verlaufen. Die den Randbereich bildenden Blöcke haben schräg nach innen verlaufende Innenflächen und im wesentlichen zylindrische, mit dem thermischen Seitenschild verbundene Außenflächen. Hierdurch ergibt sich eine nach Art eines Gewölbes selbst tragende ebene Deckenkonstruktion des Deckenreflektors.DE 32 45 021 A1 is a ceiling reflector for one High-temperature small reactor with one above the ceiling reflector arranged hot gas collection room, one below of the ceiling reflector arranged around the reactor core Side reflector and one around and around the thermal shield arranged around the ceiling reflector known. The ceiling reflector consists of a large number of graphite blocks, which form several superimposed ones Layers are composed and their side surfaces converge downwards. The the edge area Forming blocks have sloping inner surfaces and essentially cylindrical, with the thermal side shield connected external surfaces. Hereby arises in the manner of a vault itself load-bearing flat ceiling construction of the ceiling reflector.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Deckenreflektor der vorstehend beschriebenen Art so auszubilden, daß seine mechanische Festigkeit weit über den Bereich des auslegungsgemäßen Betriebs und der Auslegungsstörfälle hinaus im Bereich der hypothetischen Störfälle sichergestellt ist.The invention has for its object a ceiling reflector of the type described above, that its mechanical strength is well beyond the range of the design operation and design accidents ensured in the area of hypothetical accidents is.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jede Reflektor schicht aus drei sich durchdringenden und sich in der Mitte in einem Mittelblock schneidenden Diagonalgewölben und aus einer Anzahl von zwischen den Diagonalgewölben angeordneten Teilgewölben besteht, wobei die Diagonalgewölbe und die Teilgewölbe aus einzelnen Graphitblöcken zusammengesetzt sind und die Auflager der Diagonalgewölbe auf den Eckpunkten eines regelmäßigen Sechsecks an dem Seitenreflektor sowie die Auflager der Teilgewölbe auf jeweils zwei gegenüberliegenden Graphitblöcken der benachbarten Diagonalgewölbe gelagert sind.This object is achieved in that each reflector layer of three interpenetrating and in the Diagonal vaults in the middle of a central block and from a number of between the diagonal vaults arranged partial vaults, the diagonal vault and the partial vault made of individual graphite blocks are composed and the supports of the diagonal vault on the corner points of a regular hexagon on the Side reflector and the supports of the partial vault two opposite graphite blocks each of the neighboring ones Diagonal vaults are stored.

Dieser Deckenreflektor basiert auf einer Durchdringung dreier Gewölbe, ähnlich der Vierung einer Kirche (2 Gewölbe). Der Aufbau besteht aus drei sich in der Mitte schneidenden Gewölbebögen, die aus einzelnen Graphitblöcken zusammengesetzt sind. Die Auflagerpunkte dieser drei Bögen befinden sich an den Eckpunkten eines regelmäßigen Sechsecks, die Bögen bilden also dessen Diagonale. Äußerlich weisen die drei Gewölbe keine Überhöhung auf, d. h. die Ober- und Unterflächen sind eben. Die interne mechanische Struktur entspricht jedoch der eines üblichen Gewölbes, d. h. die Kontaktpunkte zwischen den einzelnen Blöcken liegen auf gekrümmten Linien, im vorliegenden Falle auf Parabeln vierter Ordnung. Die mechanische Struktur der Anordnung entspricht der Durchdringung dreier eindimensional gekrümmter Gewölbe.This ceiling reflector is based on a penetration three vaults, similar to the crossing of a church (2 vaults). The structure consists of three in the middle intersecting vaulted arches made up of individual graphite blocks are composed. The bearing points of these three Arches are at the corner points of a regular Hexagons, so the arches form its diagonal. On the outside, the three vaults are not elevated, d. H. the top and bottom surfaces are flat. The internal however, the mechanical structure corresponds to that of a conventional one Vault, d. H. the contact points between each Blocks lie on curved lines, in the present one Trap on fourth-order parabolas. The mechanical The structure of the arrangement corresponds to the penetration of three one-dimensional curved vault.

Die etwa dreieckförmigen Zwischenräume, die sich zwischen den Diagonalgewölbebögen ergeben, werden wiederum von Teilgewölben überspannt, die auf jeweils zwei gegenüberliegenden Blöcken der Diagonalgewölbe ruhen.The roughly triangular spaces between themselves the diagonal vaulted arches are again from Partial vaults spanned, each on two opposite Blocks of the diagonal vault rest.

Dadurch gelangt man zu einem Deckenreflektor der einleitend genannten Art, der die Form eines Gewölbes hat und somit selbsttragend ist. Dabei werden aus Stahl bestehende Bauteile vermieden, wodurch die Konstruktion des Deckenreflektors gegenüber hohen Temperaturen unempfindlich ist.This leads to a ceiling reflector that introduces mentioned type, which has the shape of a vault and is therefore self-supporting. Thereby existing steel Components avoided, resulting in the construction of the ceiling reflector insensitive to high temperatures is.

Die drei Reflektorschichten weisen in einer vorteilhaften Ausgestaltung vertikale Abstände zueinander auf. Die einzelnen Reflektorschichten beeinflussen sich dadurch nicht mehr gegenseitig.In an advantageous embodiment, the three reflector layers have vertical distances to each other. Affect the individual reflector layers no longer mutually.

Die Blöcke der Gewölbe sind in der Aufsicht zweckmäßig hexagonal, weil die Auflagerpunkte der drei Diagonalgewölbe ein regelmäßiges Sechseck bilden.The blocks of the vaults are useful in supervision hexagonal because the support points of the three diagonal vaults form a regular hexagon.

Es empfiehlt sich, die Diagonalgewölbe in den Auflagern im Seitenreflektor und in den Lagern am Mittelblock beweglich, dazwischen jedoch starr zu lagern. Entsprechendes gilt auch für die Teilgewölbe. Jedes einzelne Gewölbe besteht also aus zwei starren Teilen, die an beiden Enden und in der Mitte beweglich gelagert sind. Dimensionsänderungen werden über die Anhebung bzw. Senkung der Scheitelpunkte der Gewölbe ausgeglichen. It is recommended to use the diagonal vault in the supports movable in the side reflector and in the bearings on the center block, in between, however, to store rigidly. Corresponding also applies to the partial vault. Every single vault So consists of two rigid parts that are on both ends and are movably supported in the middle. Dimensional changes are about raising or lowering the Balanced vertices of the vaults.

Die Auflager im Seitenreflektor und die Lager am Mittelblock sind zweckmäßig gekrümmt, damit die erforderliche Beweglichkeit an dem Seitenreflektor und am Mittelblock gegeben ist.The supports in the side reflector and the bearings on the center block are appropriately curved so that the required Mobility on the side reflector and on the center block given is.

Der Mittelblock ist zweckmäßig nach unten hin verjüngt und die Lagerfläche des Nachbarblockes gekrümmt. Durch diese Maßnahmen ist die erforderliche Beweglichkeit der Gewölbe sichergestellt.The middle block is appropriately tapered towards the bottom and the bearing surface of the neighboring block is curved. By these measures is the required flexibility of Vault ensured.

Die Gewölbelinien, d. h. die Wirkungslinien der Gewölbekräfte sind im Falle der Teilgewölbe quadratische Parabeln. The vault lines, i.e. H. the lines of action of the vault forces are square parabolas in the case of the partial vault.

In den zueinander weisenden Lagerflächen zweier benach barter Blöcke können miteinander fluchtende Ausnehmungen bestimmter Abmessungen vorgesehen sein, in denen ein pas sendes Zwischenstück aus Graphit angeordnet ist. Hierbei unterscheidet man zweckmäßig zwischen dem Bereich, in dem die Gewölbelinie eine starke Steigung hat, und dem Be reich, in dem die Gewölbelinie eine schwache Steigung hat.In the storage areas facing each other two adj barter blocks can be aligned recesses certain dimensions can be provided, in which a pas sender intermediate piece made of graphite is arranged. Here it is useful to differentiate between the area in which the vault line has a steep slope, and the Be rich, in which the vault line a slight slope Has.

In dem Bereich des Gewölbes, in dem die Gewölbelinie eine starke Steigung hat und ausreichend weit von den Block grenzen entfernt ist, sind die Ausnehmungen und das Zwi schenstück zweckmäßig so geneigt, daß die Gewölbelinie und die Achse des Zwischenstückes zusammenfallen. Die beiden Graphitblöcke haben an ihren Kontaktflächen aus reichend Spiel, so daß Kräfte nur über das Zwischenstück übertragen werden. Durch die Neigung des Zwischenstückes werden Querkräfte eliminiert, so daß die Lagerflächen nur auf Druck beansprucht werden.In the area of the vault where the vault line is a has a steep slope and is sufficiently far from the block borders are the recesses and the twos appropriately inclined so that the vault line and the axis of the intermediate piece coincide. The both graphite blocks have on their contact surfaces sufficient play so that forces only over the intermediate piece be transmitted. Due to the inclination of the intermediate piece lateral forces are eliminated, so that the bearing surfaces only be subjected to pressure.

Im Bereich der Mitte der Gewölbe können die Ausnehmungen und das Zwischenstück senkrecht zu den zueinander weisen den Lagerflächen zweier benachbarter Blöcke verlaufen, da im Bereich der Mitte des Gewölbes die Gewölbelinie näher an der Außenfläche liegt und schwächer geneigt ist. Daher ist es einerseits nicht möglich, die Kräfte über ein Zwi schenstück zu übertragen, andererseits treten aber auch bei Übertragung auf den Blockflächen keine hohen Quer kräfte auf.The recesses can be made in the middle of the vault and the intermediate piece perpendicular to each other the storage areas of two neighboring blocks run there in the area of the middle of the vault the arch line closer lies on the outer surface and is less inclined. Therefore on the one hand, it is not possible to use a twofold force to transfer the bit, but on the other hand also no high cross when transferring to the block areas powers up.

Zwischen dem Mittelblock und dem Nachbarblock können in deren oberem Bereich zwei miteinander fluchtende Ausneh mungen vorgesehen sein, in denen ein passendes Zwischen stück angeordnet ist. Hierbei wird die Druckkraft über die Fläche oberhalb des Zwischenstücks übertragen. Um eine rotatorische Relativbewegung der beiden Bauteile zuzulassen, ist die Lagerfläche unter einem Krümmungsra dius gekrümmt und der Mittelblock nach unten verjüngt.Between the middle block and the neighboring block in the upper area of which two aligned recesses Measures should be provided in which a suitable intermediate piece is arranged. Here the pressure force is about transfer the area above the adapter. Around a rotational relative movement of the two components allow the storage area under a curvature dius curved and the middle block tapers downwards.

Des weiteren sind zweckmäßig in den Lagerblöcken im Seitenreflektor und in den Endblöcken der Radialgewölbe miteinander fluchtende Bohrungen vorgesehen, in denen Zapfen aus Graphit angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird ein Verrutschen der beiden Auflagerflächen gegen einander verhindert.Furthermore, are useful in the bearing blocks in the Side reflector and in the end blocks of the radial vault aligned holes provided in which Pins made of graphite are arranged. By this arrangement will prevent the two bearing surfaces from slipping prevented each other.

Die Blöcke, die die Flächen zwischen den Diagonalen aus füllen, sind mit Durchbrüchen zur Gasführung versehen. Diese Blöcke haben nur zu denjenigen Nachbarn lasttragen den Kontakt, mit denen sie ein Gewölbe zwischen den beiden angrenzenden Hauptachsen bilden. Die Kontaktstege zu den anderen Nachbarblöcken sind im Normalfall nicht belastet. Sie dienen nur zur seitlichen Abstützung für den Fall einer bei einem Erdbeben auftretenden horizonta len Beschleunigung.The blocks that make up the areas between the diagonals fill, are provided with openings for gas flow. These blocks only carry loads to those neighbors the contact with which they have a vault between the form two adjacent main axes. The contact bridges to the other neighboring blocks are usually not charged. They only serve for lateral support for the case of a horizonta occurring in an earthquake len acceleration.

Die Dichtheit des Deckenreflektors gegen Neutronenstrah lung kann bei der hier gezeigten Geometrie der Gasführun gen durch exzentrische Anordnung der drei Schichten er reicht werden. Werden sie in Richtung der Sechseckseiten um jeweils eine Seitenlänge gegeneinander verschoben, so ergibt sich schon bei zwei Schichten eine 100%ige Über deckung. Bei drei Schichten beträgt die minimale Gesamt dicke in senkrechter Richtung 1 m. In diesem Beispiel wur de der Strömungsquerschnitt zu 16% der Fläche des Decken reflektors gewählt. Wird die beschriebene Versetzung der Schichten angewendet, so kann dieser Anteil noch erhöht werden, ohne daß sich die einzelnen Gasführungen über schneiden und senkrechte Pfade für Neutronen freigeben.The tightness of the ceiling reflector against neutron beams With the geometry shown here, the gas duct can be used eccentric arrangement of the three layers be enough. They are going towards the hexagon sides shifted against each other by one side length, see above there is already a 100% excess in two layers cover. With three layers, the minimum total is thickness in the vertical direction 1 m. In this example de the flow cross-section to 16% of the area of the ceiling chosen reflector. If the described transfer of Layers applied, this proportion can be increased be without the individual gas ducts over intersect and release vertical paths for neutrons.

Die Durchführungen für die Corestäbe werden in einem he xagonalen Muster angeordnet. Sie liegen in der unteren Schicht jeweils im Zentrum eines Blockes und in den beiden oberen Schichten jeweils am Schnittpunkt dreier Sechseckkanten. Die Verbindungen zwischen den Blöcken werden dadurch nicht unzulässig geschwächt, da bei einem Bohrungsdurchmesser von 140 mm nur 28% der Lagerfläche verlorengehen. Die Anordnung der Reflektorstäbe kann un abhängig von den Orten der Auflager gewählt werden, da eine Schwächung der Auflager durchaus in Kauf genommen werden kann.The bushings for the core rods are in one he xagonal pattern arranged. They are in the lower one Layer in the center of a block and in the top two layers at the intersection of three Hexagonal edges. The connections between the blocks are not weakened inadmissibly as a result Bore diameter of 140 mm only 28% of the storage area get lost. The arrangement of the reflector rods can un depending on the locations of the supports, because a weakening of the supports is accepted can be.

Die vertikalen Anteile der Auflagerkräfte können in den Seitenreflektor eingeleitet werden. Die horizontalen An teile können nicht wie die Zustellkräfte des Seitenre flektors in den thermischen Schild eingeleitet werden, da sie nicht gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Sie müssen daher mit hochwarmfesten, thermisch isolierenden Elementen in den thermischen Schild und von dort aus weiter in den Spannbetonbehälter eingeleitet werden. Die se Stützelemente müssen einen niedrigen Wärmeausdeh nungskoeffizienten haben, da sie das mechanische Verhal ten des Deckenreflektors nicht wesentlich beeinflussen.The vertical proportions of the support forces can be in the Side reflector can be initiated. The horizontal lines parts can not like the delivery staff of the Seitenre be introduced into the thermal shield because they are not evenly distributed over the circumference. they must therefore with high-temperature, thermally insulating Elements in the thermal shield and from there continue to be introduced into the prestressed concrete tank. The Support elements must have a low thermal expansion have coefficient of performance, since they have the mechanical behavior not significantly affect the ceiling reflector.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispieles des näheren er läutert. Es zeigtThe invention is based on a in the drawing tion shown embodiment of the closer he purifies. It shows

Fig. 1 einen Deckenreflektor und den oberen Teil des Seitenreflektors sowie des thermischen Schildes, Fig. 1 shows a roof reflector and the upper part of the side reflector and thermal shield,

Fig. 2 einen Schnitt durch die rechte Hälfte der unteren Reflektorschicht gemäß Fig. 1, Fig. 2 shows a section through the right half of the lower reflector layer according to Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht auf einen Teil des Gewölbes, Fig. 3 is a plan view of part of the arch,

Fig. 4 einen Gewölbesektor mit Wirkungslinien der Kräfte, Fig. 4 shows a vault with sector lines of action of forces,

Fig. 5 ein Lager zwischen zwei Graphitblöcken, Fig. 5 is a bearing between two graphite blocks,

Fig. 6 ein anderes Lager zwischen zwei Graphit blöcken, Figure 6 illustrates another bearing between two graphite blocks.,

Fig. 7 ein Auflager im Seitenreflektor und Fig. 7 is a support in the side reflector and

Fig. 8 ein Lager des Mittelblockes. Fig. 8 shows a bearing of the middle block.

Der in der Zeichnung dargestellte Deckenreflektor 1 ist für einen mittelgroßen Hochtemperaturreaktor geeignet. Der Deckenreflektor 1 ist innerhalb des Seitenreflektors 2 des Hochtemperaturreaktors in dessen oberem Bereich kurz oberhalb der Coreoberfläche 3 angeordnet. Er besteht aus drei übereinander angeordneten Reflektorschichten, nämlich der oberen Reflektorschicht 4, der mittleren Re flektorschicht 5 und der unteren Reflektorschicht 6. Die Reflektorschichten 4, 5, 6 sind untereinander gleich. Es wird daher nachfolgend nur die Reflektorschicht 6 näher erläutert, da die für die Reflektorschicht 6 gemachten Angaben entsprechend auch auf die Reflektorschichten 4 und 5 zutreffen.The ceiling reflector 1 shown in the drawing is suitable for a medium-sized high-temperature reactor. The ceiling reflector 1 is arranged inside the side reflector 2 of the high-temperature reactor in its upper region just above the core surface 3 . It consists of three superimposed reflector layers, namely the upper reflector layer 4 , the middle reflector layer 5 and the lower reflector layer 6 . The reflector layers 4 , 5 , 6 are identical to one another. Therefore, only the reflector layer 6 is explained in more detail below, since the information given for the reflector layer 6 also applies accordingly to the reflector layers 4 and 5 .

In Höhe der unteren Reflektorschicht 6 ist im Seitenre flektor 2 eine Auflagerschicht 7 vorgesehen, auf der die untere Reflektorschicht 6 gelagert ist. Oberhalb der Auf lagerschicht 7 sind zwei weitere Auflagerschichten 8, 9 unter Zwischenlegung zweier Zwischenlagen 10, 11 vorgese hen, auf denen die mittlere Reflektorschicht 5 und die obere Reflektorschicht 4 gelagert sind. Mit geringem ra dialem Abstand zum Seitenreflektor 2 ist ein thermischer Schild 12 vorgesehen, wobei im Bereich der Reflektor schichten 4, 5, 6 Stützblöcke 13 zur Einleitung der ra dialen Kräfte in den thermischen Schild vorgesehen sind. At the level of the lower reflector layer 6 , a support layer 7 is provided in the Seitenre reflector 2 , on which the lower reflector layer 6 is mounted. Above the bearing layer 7 are two additional bearing layers 8 , 9 with the interposition of two intermediate layers 10 , 11 , on which the middle reflector layer 5 and the upper reflector layer 4 are mounted. With a small ra dialem distance to the side reflector 2 , a thermal shield 12 is provided, layers 4 , 5 , 6 support blocks 13 are provided in the region of the reflector for introducing ra dialen forces into the thermal shield.

Weitere Einzelheiten der Reflektorschicht 6 gehen aus Fig. 2 und Fig. 3 hervor, wobei in Fig. 2 ein Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 3 dargestellt ist, wäh rend in Fig. 3 eine Aufsicht auf einen Sektor der Re flektorschicht 6 gezeigt ist, der 1/6 der gesamten Re flektorschicht 6 darstellt.Further details of the reflector layer 6 apparent from Fig. 2 and Fig. 3 produces, in Fig. 2 is a section along the line II-II shown in FIG. 3, currency end in Fig. 3 is a plan view of a sector of Re flektorschicht 6 , which represents 1/6 of the entire reflector layer 6 .

Die Reflektorschicht 6 besteht aus drei Diagonalgewölben und aus einer Anzahl von Teilgewölben. Die in der Zeich nung dargestellte Hälfte des ersten Diagonalgewölbes 14 besteht aus einem Mittelblock 15, einem Nachbarblock 16, weiteren Blöcken 17, 18, 19, 20, 21, 22 und einem Endblock 23.The reflector layer 6 consists of three diagonal arches and a number of partial arches. The half of the first diagonal vault 14 shown in the drawing comprises a central block 15 , a neighboring block 16 , further blocks 17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 and an end block 23 .

Das zweite Diagonalgewölbe 24 schließt mit dem ersten Diagonalgewölbe 14 einen Winkel von 60° ein. Der Aufbau des zweiten Diagonalgewölbes 24 entspricht dem des ersten Diagonalgewölbes 14. Es besteht aus dem Mittelblock 15, einem Nachbarblock 25, weiteren Blöcken 26, 27, 28, 29, 30, 31 sowie einem Endblock 32.The second diagonal vault 24 forms an angle of 60 ° with the first diagonal vault 14 . The structure of the second diagonal arch 24 corresponds to that of the first diagonal arch 14 . It consists of the middle block 15 , a neighboring block 25 , further blocks 26, 27, 28, 29, 30, 31 and an end block 32 .

Das dritte Diagonalgewölbe ist im einzelnen nicht darge stellt. Es schließt mit dem ersten Diagonalgewölbe 14 und dem zweiten Diagonalgewölbe 24 ebenfalls jeweils einen Winkel von 60° ein. Das erste Diagonalgewölbe 14 und das zweite Diagonalgewölbe 24 sowie das zeichnerisch nicht dargestellte dritte Diagonalgewölbe durchdringen sich und schneiden sich in der Mitte im Mittelblock 15. Der End block 23 ist auf einem Lagerblock 33 des Seitenreflektors 2 und der Endblock 32 auf einem Lagerblock 34 des Sei tenreflektors 2 gelagert. Die Endblöcke 23, 32 bzw. die Auflager der Diagonalgewölbe 14,24 sind auf den Eckpunk ten eines regelmäßigen Sechsecks an dem Seitenreflektor 2 gelagert.The third diagonal vault is not shown in detail. It also includes an angle of 60 ° with the first diagonal vault 14 and the second diagonal vault 24 . The first diagonal vault 14 and the second diagonal vault 24 as well as the third diagonal vault, not shown in the drawing, penetrate and intersect in the middle in the middle block 15 . The end block 23 is mounted on a bearing block 33 of the side reflector 2 and the end block 32 on a bearing block 34 of the side reflector 2 . The end blocks 23, 32 and the supports of the diagonal vault 14,24 are on the Eckpunk th of a regular hexagon on the side reflector 2 is supported.

Zwischen dem ersten Diagonalgewölbe 14 und dem zweiten Diagonalgewölbe 24 sind mehrere Teilgewölbe 35, 36 vorge sehen, die auf jeweils zwei gegenüberliegenden Blöcken der Diagonalgewölbe gelagert sind. Das bedeutet, daß bei spielsweise der Endblock 37 des Teilgewölbes 35 an dem Block 22 des Diagonalgewölbes 14 und beispielsweise der Endblock 38 des Teilgewölbes 35 an dem Block 31 des zwei ten Diagonalgewölbes 24 gelagert ist. Entsprechendes gilt auch für die übrigen Teilgewölbe.Between the first diagonal vault 14 and the second diagonal vault 24 , several partial vaults 35 , 36 are easily seen, which are mounted on two opposite blocks of the diagonal vault. This means that, for example, the end block 37 of the partial vault 35 is mounted on the block 22 of the diagonal vault 14 and, for example, the end block 38 of the partial vault 35 on the block 31 of the two th diagonal vault 24 . The same applies to the other partial vaults.

Äußerlich weisen die Diagonalgewölbe 14, 24 und die Teil gewölbe 35, 36 keine Überhöhung auf, d. h. die Ober- und Unterflächen sind eben. Die interne mechanische Struktur entspricht jedoch der eines üblichen Gewölbes, d. h. die Kontaktpunkte zwischen den einzelnen Blöcken liegen auf gekrümmten Gewölbelinien 39, die im vorliegenden Fall für Diagonalgewölbe Parabeln vierter Ordnung und für Teil gewölbe Parabeln zweiter Ordnung darstellen.Externally, the diagonal vaults 14 , 24 and the partial vaults 35 , 36 have no elevation, ie the upper and lower surfaces are flat. However, the internal mechanical structure corresponds to that of a conventional vault, ie the contact points between the individual blocks lie on curved vault lines 39 , which in the present case represent fourth-order parabolas and second-order parabolic parabolas.

Die Diagonalgewölbe 14, 24 sind an den Lagerblöcken 33, 34 im Seitenreflektor 2 und in den Lagern am Mittelblock 15 beweglich, dazwischen jedoch starr gelagert. Um die er forderliche Beweglichkeit zu gewährleisten, sind die Auf lager an den Lagerblöcken 33, 34 und die Lager am Mittel block 15 gekrümmt. Der Mittelblock 15 ist nach unten hin verjüngt und die Lagerfläche des Nachbarblockes 16 bzw. 25 gekrümmt. Durch die Verjüngung des Mittelblockes und die Krümmung der Lagerfläche der Nachbarblöcke sowie die Krümmung der Auflager im Seitenreflektor 2 ist sicherge stellt, daß in diesen Lagern rotatorische Bewegungen zu gelassen werden. Dadurch ist ein Heben und Senken des Ge wölbes möglich, um thermische oder strahlungsbedingte Di mensionsänderungen auszugleichen.The diagonal vaults 14 , 24 are movable on the bearing blocks 33 , 34 in the side reflector 2 and in the bearings on the central block 15 , but are rigidly mounted in between. In order to ensure the necessary mobility, the stock on the bearing blocks 33 , 34 and the bearing on the central block 15 are curved. The middle block 15 is tapered downwards and the bearing surface of the neighboring block 16 or 25 is curved. By tapering the central block and the curvature of the bearing surface of the neighboring blocks and the curvature of the supports in the side reflector 2 is made sure that rotational movements are allowed in these bearings. This makes it possible to raise and lower the vault in order to compensate for thermal or radiation-related dimensional changes.

In Fig. 4 sind die Gewölbelinien eines 60°-Sektors pers pektivisch dargestellt. Der gezeigte Sektor ist gegenüber dem in Fig. 3 veranschaulichten Sektor um 30° gedreht. Auf der Gewölbelinie 39 des ersten Diagonalgewölbes 14 stehen die Gewölbelinien der Teilgewölbe, beispielsweise die Gewölbelinien 40 und 41.In Fig. 4 the vault lines of a 60 ° sector are shown in perspective. The sector shown is rotated by 30 ° with respect to the sector illustrated in FIG. 3. The vault lines of the partial vaults, for example the vault lines 40 and 41, are located on the vault line 39 of the first diagonal vault 14 .

Wie in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellt, sind in den zuein ander weisenden Lagerflächen 42, 43 der Blöcke 21, 22 miteinander fluchtende Ausnehmungen 44, 45 vorgesehen, in denen ein passendes Zwischenstück 46 aus Graphit ange ordnet ist. Die beiden Blöcke 21, 22 haben an ihren Kon taktflächen 42, 43 ausreichend Spiel, so daß Kräfte nur über das Zwischenstück 46 übertragen werden. Durch die Neigung des Zwischenstücks 46 werden Querkräfte elimi niert, so daß die Lagerflächen am Zwischenstück 46 nur auf Druck beansprucht werden. Die Ausnehmungen 44, 45 und das Zwischenstück 46 sind so angeordnet und geneigt, daß die Gewölbelinie 39 und die Achse des Zwischenstückes 46 zusammenfallen.As shown in Fig. 5 and Fig. 6, in the mutually facing bearing surfaces 42 , 43 of the blocks 21 , 22 aligned recesses 44 , 45 are provided, in which a suitable intermediate piece 46 made of graphite is arranged. The two blocks 21 , 22 have at their con tact surfaces 42 , 43 sufficient play so that forces are only transmitted via the intermediate piece 46 . Due to the inclination of the intermediate piece 46 transverse forces are elimi defined, so that the bearing surfaces are subjected to the intermediate piece 46 only to pressure. The recesses 44 , 45 and the intermediate piece 46 are arranged and inclined so that the arch line 39 and the axis of the intermediate piece 46 coincide.

Im Bereich der Blöcke 18 und 19 sind die Ausnehmungen 47 und 48 sowie das Zwischenstück 49 senkrecht zu den zuein ander weisenden Lagerflächen 50 und 51 der Blöcke 18 und 19 angeordnet. Das Zwischenstück 49 dient zur Kompensa tion der noch vorhandenen, geringen Querkräfte und als Sicherung gegen ein Verrutschen der Blöcke 18, 19 gegen einander.In the area of blocks 18 and 19 , the recesses 47 and 48 and the intermediate piece 49 are arranged perpendicular to the mutually facing bearing surfaces 50 and 51 of the blocks 18 and 19 . The intermediate piece 49 is used to compensate for the still existing, low transverse forces and as a safeguard against slipping of the blocks 18 , 19 against each other.

In Fig. 7 ist das Auflager des Endblockes 23 auf dem La gerblock 33 gezeigt. Der Endblock 23 hat in seinem unte ren Bereich eine Schrägfläche 52. Desgleichen ist an dem Lagerblock 33 in Höhe der Schrägfläche 52 ebenfalls eine geneigte Fläche 53 angeordnet, die unter einem großen Ra dius gekrümmt ist. In dem Endblock 23 ist eine Bohrung vorgesehen, die mit einer in dem Lagerblock 33 vorgesehe nen Bohrung fluchtet, wobei in den Bohrungen ein Zapfen 54 angeordnet ist, der ein Verrutschen der beiden Aufla gerflächen gegeneinander verhindert. Des weiteren ist an dem Lagerblock 33 nach innen hin eine Graphitnase 55 an gebracht, die die Strahlungsbelastung im Auflager senkt.In Fig. 7, the support of the end block 23 on the La gerblock 33 is shown. The end block 23 has an inclined surface 52 in its lower region. Likewise, an inclined surface 53 is also arranged on the bearing block 33 at the level of the inclined surface 52 , which is curved under a large radius. In the end block 23 , a bore is provided which is aligned with a bore provided in the bearing block 33 , a pin 54 being arranged in the bores, which prevents the two bearing surfaces from sliding against one another. Furthermore, a graphite nose 55 is brought in on the bearing block 33 , which lowers the radiation load in the bearing.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, sind im Bereich des La gers zwischen dem Mittelblock 15 und dem Nachbarblock 16 in deren oberen Bereichen miteinander fluchtende Boh rungen 56 und 57 vorgesehen, in denen ein Zapfen 58 ge lagert ist. Die Druckkraft des Gewölbes wird über die oberhalb der Bohrungen 56 und 57 befindlichen Flächen 59 und 60 übertragen. Um eine rotatorische Relativbewegung zwischen dem Mittelblock 15 und dem Nachbarblock 16 zu zulassen, ist der Mittelblock 15 nach unten verjüngt und weist eine schräge Fläche 61 auf. Die Lagerfläche 60 des Nachbarblockes 16 ist unter einem großen Krümmungsradius gekrümmt, so daß zwischen den Flächen 59 und 60 ein Abrollen möglich ist.As can be seen from Fig. 8, in the area of La gers between the central block 15 and the neighboring block 16 in their upper regions aligned holes 56 and 57 are provided, in which a pin 58 is supported GE. The compressive force of the vault is transmitted via the surfaces 59 and 60 located above the bores 56 and 57 . In order to allow a rotational relative movement between the central block 15 and the neighboring block 16 , the central block 15 is tapered downwards and has an inclined surface 61 . The bearing surface 60 of the neighboring block 16 is curved with a large radius of curvature, so that rolling off between the surfaces 59 and 60 is possible.

Claims

1. Ceiling reflector of a medium-sized high-temperature reactor, which is arranged within a side reflector of the high-temperature reactor in its upper region and consists of three superimposed reflector layers, each of which is composed of graphite blocks arranged side by side in one plane and designed as a vaulted structure, characterized in that each reflector layer is (4, 5, 6) of three interpenetrating and intersecting at the center in a central block (15) diagonal vaults (14, 24) and of a number of between the diagonal arches (14, 24) disposed portion vaults (35, 36) , wherein the diagonal vaults ( 14 , 24 ) and the partial vaults ( 35 , 36 ) are composed of individual graphite blocks ( 15 to 23 , 25 to 32 , 37 , 38 ) and the supports of the diagonal vaults ( 14 , 24 ) on the corner points of a regular Hexagons on the side reflector ( 2 ) and the supports of the partial vault e ( 35 , 36 ) are each mounted on two opposite graphite blocks of the adjacent diagonal vault ( 14 , 24 ).

2. Ceiling reflector according to claim 1, characterized in that the reflector layers ( 4 , 5 , 6 ) have vertical from each other.

3. Ceiling reflector according to claim 1 or 2, characterized in that the blocks ( 15 to 23, 25 to 32, 37, 38 ) of the vault ( 14 , 24 , 35 , 36 ) are hexagonal in the top view.

4. Ceiling reflector according to one of the preceding claims, characterized in that the diagonal vaults ( 14 , 24 ) in the supports in Seitenre reflector ( 2 ) and in the bearings on the central block ( 15 ) be movable, but are rigidly mounted in between.

5. Ceiling reflector according to one of the preceding claims, characterized in that the supports in the side reflector ( 2 ) and the bearings on the center block ( 15 ) are curved.

6. Ceiling reflector according to one of the preceding claims, characterized in that the central block ( 15 ) is tapered downwards and the bearing surface of the neighboring block ( 16 , 25 ) is curved.

7. Ceiling reflector according to one of the preceding claims, characterized in that in the mutually facing bearing surfaces ( 42 , 43 , 50 , 51 ) of two adjacent blocks ( 21 , 22 , 18 , 19 ) with each other cursing recesses ( 44 , 45 , 47 , 48 ) certain dimensions are provided, in which a suitable intermediate piece ( 46 , 49 ) made of graphite is arranged.

8. Ceiling reflector according to one of the preceding claims, characterized in that in the area of the vault in which the vault line ( 39 ) has a steep slope and is sufficiently far from the block boundaries, the recesses ( 44 , 45 ) and the intermediate piece ( 46 ) are inclined so that the arch line ( 39 ) and the axis of the intermediate piece ( 46 ) coincide.

9. Ceiling reflector according to one of the preceding claims, characterized in that the recesses ( 47 , 48 ) and the intermediate piece ( 49 ) perpendicular to the facing bearing surfaces ( 50 , 51 ) of two adjacent blocks in the area of the center of the vault ( 18 , 19 ) run.

10. Ceiling reflector according to one of the preceding claims, characterized in that between the middle block ( 15 ) and the neighboring block ( 16 ) in their upper region two mutually aligned recesses ( 56 , 57 ) are provided, in which a suitable intermediate piece ( 58 ) is arranged.

11. Ceiling reflector according to one of the preceding claims, characterized in that in the bearing blocks ( 33 ) in the side reflector ( 2 ) and in the end blocks ( 23 ) of the radial vault ( 14 , 24 ) aligned holes are provided, in which pin ( 54 ) made of graphite.