DE60124364T2 - Kerntragstruktur für einen F-Gitter-Kern eines Siedewasser-Kernreaktors - Google Patents

Kerntragstruktur für einen F-Gitter-Kern eines Siedewasser-Kernreaktors Download PDF

Info

Publication number
DE60124364T2
DE60124364T2 DE60124364T DE60124364T DE60124364T2 DE 60124364 T2 DE60124364 T2 DE 60124364T2 DE 60124364 T DE60124364 T DE 60124364T DE 60124364 T DE60124364 T DE 60124364T DE 60124364 T2 DE60124364 T2 DE 60124364T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coolant
fuel
reactor core
core plate
plate assembly
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 - Lifetime
Application number
DE60124364T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60124364D1 (de
Inventor
Roy Clifford Livermore Challberg
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.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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 General Electric Co filed Critical General Electric Co
Application granted granted Critical
Publication of DE60124364D1 publication Critical patent/DE60124364D1/de
Publication of DE60124364T2 publication Critical patent/DE60124364T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/02Arrangements or disposition of passages in which heat is transferred to the coolant; Coolant flow control devices
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C5/00Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
    • G21C5/02Details
    • G21C5/06Means for locating or supporting fuel elements
    • 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)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ganz allgemein Kernreaktoren und insbesondere Reaktorkernträger für F-Gitter-Reaktorkerne in Kernreaktoren.
  • Ein bekanntes Reaktordruckgefäß (RPV = Reactor Pressure Vessel) eines Siedewasserreaktors (SWR) weist eine in Wesentlichen zylindrische Gestalt auf und ist an beiden Enden geschlossen, beispielsweise durch einen unteren Kopf und einen abnehmbaren oberen Kopf. Eine obere Führung ist mit Abstand oberhalb einer Kernplatte innerhalb der Reaktordruckkammer angeordnet. Die Kernplatte ist von einem Kernmantel oder einer Hülle umgeben, die durch einen Mantelträgeraufbau getragen wird. Insbesondere weist der Mantel eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt auf und umgibt sowohl die Kernplatte als auch die obere Führung. Die obere Führung umfasst einige Öffnungen, und durch diese hindurch sind Brennstabbündel eingeführt, die durch die Kernplatte getragen werden. Die Kernplatte weist einen planen Teller, auf der durch eine Anzahl Träger gestützt ist.
  • In der Kuppe des unteren Kopfes sind mehrere Öffnungen ausgebildet, so dass Komponenten, z.B. Steuerstabantriebsanordnungen, in das RPV ragen können. Beispielsweise ist für eine Steuerstabantriebsanordnung ein Steuerstabantriebsgehäuse, z.B. ein Rohr, durch die Kuppenöffnung des unteren Kopfes eingesetzt, und ein Steuerstabantrieb wird durch das Steuerstabantriebsgehäuse eingeführt. Der Steuerstabantrieb ist mit einem Steuerstab verbunden, um den Steuerstab in dem Kern zu positionieren.
  • Ein Kernreaktorkern umfasst einzelne Brennstabanordnungen, die unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich ihres Einflusses auf die Durchführung des Betriebes des Kerns aufweisen. Beispielsweise enthält ein Kernreaktorkern viele, z.B. einige Hundert, einzelne Brennstabbündel mit unterschiedlicher Charakteristik. Solche Bündel sind vorzugsweise innerhalb des Reaktorkerns angeordnet, so dass die Wechselwirkung zwischen den Brennstabbündeln sämtlichen die Regulierung und Konstruktion eines Reaktors betreffenden Beschränkungen genügt, zu denen gesetzliche und kundenspezifische Beschränkungen zählen. Da die Kernbeschickungsanordnung die Zyklusenergie bestimmt, d.h. jene Energiemenge, die der Reaktorkern erzeugt, bevor der Kern mit neuen Brennelementen aufzufrischen ist, optimiert die Kernbeschickungsanordnung neben der Erfüllung der Konstruktionsbeschränkungen vorzugsweise die Kernzyklusenergie.
  • Um den erforderlichen Energieausstoß bereitzustellen, wird der Reaktorkern periodisch erneut mit unverbrauchten Brennstabbündeln beschickt. Um die Kernzyklusenergie zu optimieren, können die Bündel mit höherer Aktivität weiter innen im Kern positioniert werden. Um manchen Konstruktionsbeschränkungen Genüge zu leisten, werden Bündel mit höherer Aktivität allerdings im Allgemeinen an einem weiter außen im Kern befindlichen Ort positioniert. Die am weitesten abgereicherten Brennstabbündel, d.h. die Bündel mit dem geringsten Restenergieinhalt, werden aus dem Reaktor entfernt. Das Intervall zwischen Brennstofferneuerungen wird als ein Betriebszyklus bezeichnet.
  • Während des Betriebszykluss wird die überschüssige Reaktivität, die die energetische Kapazität des Kerns definiert, auf zwei Wegen gesteuert. Insbesondere wird ein brennbares Gift, z.B. Gadoliniumoxid, in den frischen Brennstäben eingesetzt. Die anfänglich vorhandene Menge brennbaren Gifts hängt von Konstruktionsbeschränkungen ab, die gewöhnlich durch die Versorgungseinrichtung und den Kernreaktorkern vorgegeben sind. Das brennbare Gift beschränkt den größten Teil, jedoch nicht sämtliche überschüssige Reaktivität.
  • Weiter steuern Steuerstäbe die überschüssige Reaktivität. Insbesondere enthält der Reaktorkern Steuerstäbe, die ein sicheres Herunterfahren gewährleisten und den primären Mechanismus bereitstellen, der dazu dient, den Spitzenfaktor der maximalen Leistung zu steuern. Die Gesamtzahl verfügbarer . Steuerstäbe hängt von der Abmessung und Geometrie des Kerns ab und beträgt gewöhnlich zwischen 50 und 269. Die Position der Steuerstäbe, d.h. ob diese vollkommen eingeführt oder vollkommen zurückgezogen sind, oder ob sie sich in einer beliebigen Zwischenposition befinden, hängt von der Notwendigkeit einer Regulierung der überschüssigen Reaktivität und von sonstigen zu berücksichtigenden Betriebsbeschränkungen ab, z.B. von dem Spitzenfaktor maximaler Kernleistung.
  • Ein bekannter Steuerstab umfasst einen mittleren Abschnitt, der vier sich radial erstreckende Blätter aufweist. Die Blätter definieren vier Brennstabbündelkanäle, und der Steuerstab wird bei seinem Einführen in den Kern so positioniert, dass innerhalb jedes Kanals jeweils ein Brennstabbündel angeordnet ist. Demzufolge sind beispielsweise in einem Reaktor mit 400 Brennstabbündeln etwa 100 Steuerstäbe vorhanden.
  • Um die Anzahl der für einen effizienten Betrieb benötigten Steuerstäbe zu reduzieren, enthält der Reaktorkern eines Kernreaktors eine Anzahl Brennstoffbündel und eine Anzahl großer Steuerstäbe. Jeder große Steuerstab ist etwa doppelt so breit wie ein herkömmlicher Steuerstab und enthält vier Steuerstabblätter, die sich von einem Mittelabschnitt radial weg erstrecken und im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Die Blätter definieren vier Brennstoffbündelaufnahmekanäle. Der Reaktorkern ist so konfiguriert, dass die Steuerstäbe in einer Anzahl gestapelter Reihen mit vier Brennstoffbündeln in jedem Aufnahmekanal angeordnet sind. Diese Konfiguration ist als eine F-Gitterkonfiguration definiert.
  • In dieser F-Gitterkonfiguration wird eine Brennstoffzelle durch einen großen Steuerstab und sechzehn Brennstoffbündel gebildet. Die vier Blätter des Steuerstabs unterteilen die Brennstoffzelle in vier gleiche Quadranten. Die Brennstoffbündel sind rund um den Steuerstab so angeordnet, dass sich in jedem Quadranten der Brennstoffzelle vier Brennstoffbündel befinden. Der Reaktorkern ist aus einer Anzahl von Brennstoffzellen aufgebaut. In der F-Gitterkonfiguration, bei der die großen Steuerstäbe in gestapelten Reihen angeordnet sind, ist jede Kante einer Brennstoffzelle benachbart und weitgehend parallel zu einem Blatt eines Steuerstabs angeordnet.
  • Der große Steuerstab in einer F-Gitterkonfiguration erschwert aufgrund der Größe des Steuerstabs und der versetzten Anordnung der Stäbe das auf einem planen Teller und Einschubträgern basierende Konzept einer Kernplattenhalterung. Das Muster versetzter Stäbe lässt nur sehr geringen Spielraum für die Einschubträger zu.
  • Eine in die standardmäßig bemessenen SWR-Brennstabanordnungen eintretende normale Kühlmittelströmung ist einphasig und geringfügig unterkühlt. Der Strom nähert sich dem Brennstoffträger aufwärts in vertikaler Richtung und nimmt bei seinem Eintritt in den Einlass zu dem Brennstoffträger eine horizontale Richtung ein. Der Strom durchquert anschließend eine Öffnung, die den erforderlichen Druckabfall erzeugt, so dass die richtige Kühlfluidverteilung zu Brennstoffbündeln niedriger und hoher Leistung sicher gestellt ist. Anschließend nimmt der Strom wieder eine vertikale Richtung ein und tritt in die untere Verbindungsplatte der Brennstabanordnung ein, wobei er um die einzelnen Brennstoffstäbe verteilt wird.
  • Im Falle der F-Gitterkonfiguration nähert sich der Strom dem Einlass zu dem Brennstoff vertikal, muss jedoch für etwa die Hälfte der Einlässe unmittelbar an Kernplatteneinschubträgern vorbeiströmen. Die Einschubträger behindern den Kühlmittelstrom und rufen eine Strömungstrennung und bistabile Strömung hervor. Diese abnormalen Strömungscharakteristiken können das Strömungsmuster sowohl an dem Einlass als auch im Inneren der Brennstabanordnung beeinflussen.
  • Die EP-A-0 716 422 (US-A-5 519 746) beschreibt eine Brennstabanordnung für einen Siedewasserreaktor mit einer Plattenanordnung zum Tragen von Brennstäben, die im Wesentlichen den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 der Erfindung entspricht.
  • Es besteht Bedarf nach einer Reaktorkernträgeranordnung für mit F-Gitter konfigurierte Reaktorkerne, die für sämtliche Brennstabanordnungen identische Stömungseinlassbedingungen schafft.
  • In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält eine Reaktorkern-Plattenanordnung für einen Kernreaktor eine Anzahl Einschubträger, einen oberhalb der Einschubträger angeordneten planen Teller, eine Anzahl in gestapelten Reihen angeordnete Steuerstabführungsröhrenöffnungen und eine Anzahl von sich durch den planen Teller hindurch erstreckenden Brennstoffträgern.
  • Die Führungsröhrenöffnungen haben eine kreuzförmige Gestalt und weisen vier Schlitze auf, die sich radial von einem Mittelabschnitt weg in rechtem Winkel zueinander erstrecken. Die Schlitze definieren vier Brennstoffbündelaufnahmebereiche. Jede Führungsröhrenöffnung ist bemessen, um eine Steuerstabführungsröhre aufzunehmen.
  • Jeder Brennstoffträger weist einen Kühlmitteleinlass, einen Kühlmittelauslass, der bemessen ist, um eine untere Verbindungsplatte eines Brennstoffbündels aufzunehmen, und eine Kühlmittelbohrung auf, die sich zwischen dem Kühlmitteleinlass und dem Kühlmittelauslass erstreckt. Der Kühlmitteleinlass ist gegenüber dem Kühlmittelauslass versetzt, so dass eine Mittellinie des Kühlmitteleinlasses parallel zu einer Mittellinie des Kühlmittelauslasses angeordnet ist. Jeder Kühlmitteleinlass enthält eine Öffnungsplatte. Die Kühlmitteleinlässe sind benachbart zu einem Einschubträger angeordnet, und die Kühlmittelauslässe sind in einem Brennstoffbündelaufnahmebereich angeordnet. Jeder Brennstoffbündelaufnahmebereich umfasst vier Brennstoffträger, um vier Brennstoffbündel zu tragen.
  • Die oben beschriebene Reaktorkern-Plattenanordnung ermöglicht unbehinderte Kühlmitteleinlässe und somit für sämtliche Brennstabanordnungen identische Stömungseinlassbedingungen.
  • Im Folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beispielhaft beschrieben:
  • 1 zeigt eine teilweise aufgebrochene geschnittene Ansicht eines Siedewasserreaktordruckgefäßes.
  • 2 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine F-Gitter-Reaktorkernkonfiguration für das in 1 gezeigte Reaktordruckgefäß.
  • 3 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Kernplatte für die in 2 gezeigte F-Gitter-Reaktorkernkonfiguration.
  • 4 zeigt die in 3 gezeigte Kernplatte in einer geschnittenen schematischen Ansicht.
  • 5 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines Brennstoffbündelträgers.
  • 6 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines Brennstoffbündelträgers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 7 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Kernplatte, die die in 6 gezeigten Brennstoffbündelträger aufweist.
  • 8 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Kernplatte, die Brennstoffbündelträger gemäß noch einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist.
  • 9 zeigt in einer vergrößerten Draufsicht den in 8 gezeigten Brennstoffbündelträger.
  • 10 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A.
  • 11 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Kernplatte mit Brennstoffbündelträgern, gemäß noch einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 1 zeigt eine teilweise aufgebrochene geschnittene Ansicht eines Siedewasserreaktordruckgefäßes (RPV) 10. Das RPV 10 weist eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt auf und ist an einem Ende durch einen unteren Kopf 12 und an seinem anderen Ende durch einen abnehmbaren oberen Kopf 14 geschlossen. Eine Seitenwand 16 erstreckt sich von dem unteren Kopf 12 zu dem oberen Kopf 14. Ein zylindrisch geformter Kernmantel 20 umgibt einen Reaktorkern 22.
  • Eine Haube 20 ist an einem Ende durch einen Mantelträger 24 getragen und weist an dem anderen Ende ein abnehmbares Mantelkopfteil 26 auf. Zwischen dem Mantel 20 und der Seitenwand 16 ist ein Ringspalt 28 gebildet.
  • In dem Reaktorkern 22, der Brennstoffbündel 36 aus spaltbarem Material enthält, wird Wärme erzeugt. Wasser, das in einem Kreislauf aufwärts durch den Kern 22 bewegt wird, wird wenigstens teilweise in Dampf umgewandelt. Ein Dampfabscheider 38 trennt den Dampf von Wasser, das in den Kreislauf zurückgeführt wird. Ein Dampftrockner 40 entfernt Restwasser aus dem Dampf. Der Dampf verlässt das RPV 10 durch einen in Nähe des Behälteroberteils 14 angeordneten Dampfauslass 42.
  • Die in dem Reaktorkern 22 erzeugte Wärmemenge wird durch Einführen und Zurückziehen von Steuerstäben 44 reguliert, die auf einem Neutronen absorbierenden Material, beispielsweise, Hafnium basieren. In dem Maße, wie ein Steuerstab 44 in das Brennstoffbündel 36 eingeführt wird, absorbiert er Neutronen, die andernfalls verfügbar wären, um die Kettenreaktion zu fördern, die in dem Reaktorkern 22 Wärme erzeugt. Steuerstab führungsröhren 46 erhalten die vertikale Bewegung der Steuerstäbe 44 während des Einführens und Zurückziehens aufrecht. Steuerstabantriebe 48 bewirken das Einführen und Zurückziehen der Steuerstäbe 44. Die Steuerstabantriebe 48 erstrecken sich durch den unteren Kopf 12.
  • Die Brennstoffbündel 36 werden mittels einer Reaktorkern-Plattenanordnung 50 fluchtend an der Basis des Reaktorkerns 22 angeordnet. Eine obere Führung 52 richtet die Brennstoffbündel 36 fluchtend aus, während sie in den Reaktorkern 22 abgesenkt werden. Die Kernplatte 50 und die obere Führung 52 werden durch den Kernmantel 20 getragen. Der Querschnitt der Brennstoffbündel 36 ist im Wesentlichen quadratisch. In alternativen Ausführungsbeispielen können Brennstoffbündel einen rechteckigen oder einen sonstigen polygonen Querschnitt aufweisen.
  • 2 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine F-Gitterkonfiguration des Reaktorkerns 22 des Reaktordruckgefäßes 10. In dem Reaktorkern 22 werden im Wesentlichen standardmäßig dimensionierte Brennstoffbündel 36 und große Steuerstäbe 44 verwendet. Jeder große Steuerstab 44 ist bemessen, um eine Giftkontrolle für sechzehn Brennstoffbündel 36 herkömmlicher Abmessung bereitzustellen. Die Brennstabanordnungen 36 herkömmlicher Abmessung und die großen Steuerstäbe 44 sind in einer F-Gitterkonfiguration 54 angeordnet, um eine Minimierung der Anzahl von Steuerstabantrieben und Steuerstäben zu erleichtern. Die F-Gitterkonfiguration 54 weist große Steuerstäbe 44 in gestapelten Reihen 56 auf, wobei jeder große Steuerstab 44 von sechzehn herkömmlichen Brennstoffbündeln 36 umgeben ist.
  • 3 zeigt eine schematische Draufsicht der Reaktorkern-Plattenanordnung 50 für die F-Gitter-Reaktorkernkonfiguration 54, und 4 zeigt die Reaktorkern-Plattenanordnung 50 in einer geschnittenen Ansicht von oben. Unter Bezugnahme auf 3 und 4 enthält die Reaktorkern-Plattenanordnung 50 einen planen Teller 58, der durch eine Anzahl Einschubträger 60 getragen wird. Der plane Teller 58 weist eine Anzahl Steuerstabführungsröhrenöffnungen 62 auf, die bemessen sind, um kreuzförmig gestaltete Steuerstabführungsröhren 46 aufzunehmen. Jede Führungsröhrenöffnung 62 weist eine kreuzförmige Gestalt auf und enthält Schlitze 64, 66, 68 und 70, die sich von einem Mittelabschnitt 72 aus radial im rechten Winkel zueinander erstrecken. Die Schlitze 64, 66, 68 und 70 definieren vier Brennstoffbündelaufnahmebereiche 74. Die Reaktorkern-Plattenanordnung 50 enthält ferner vier Brennstoffbündelträger 76, die in jedem Brennstoffbündelaufnahmebereich 74 angeordnet sind. Jeder Brennstoffbündelträger 76 erstreckt sich durch den planen Teller 58 und weist einen Kühlmittelauslass 78 auf.
  • 5 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht einen bekannten Brennstoffbündelträger 80, der sich durch eine Kernplatte 82 hindurch erstreckt. Der Brennstoffträger 80 enthält einen Kühlmitteleinlass 84 und einen Kühlmittelauslass 86. Eine Öffnung 88 erstreckt sich von dem Einlass 84 zu dem Auslass 86. Innerhalb der Öffnung 88 ist eine Öffnungsplatte 90 angeordnet. Kühlfluid strömt in den Strömungseinlass 84 hinein, durch die Öffnung 88 und den Strömungsauslass 86 hindurch und in ein Brennstoffbündel 36 hinein. Der Kühlmitteleinlass 84 und der Kühlmittelauslass 86 sind koaxial angeordnet, und die Mittellinie 92 schneidet das Zentrum sowohl des Einlasses 84 als auch des Auslasses 86. Der Kühlmit telauslass 86 ist dazu eingerichtet, eine untere Verbindungsplatte 94 eines Brennstoffbündels 36 aufzunehmen.
  • Aufgrund der Geometrie der F-Gitter-Reaktorkernkonfiguration 54, versperrt ein Kernplatteneinschubträger 96 den Kühlmitteleinlass 84 von etwa 50% der auf der Kernplatte 82 angeordneten Brennstoffbündelträger 80. Die durch den Einschubträger 96 hervorgerufene Behinderung des Strömungseinlasses 84 kann zu einer Strömungstrennung und bistabiler Strömung führen, was möglicherweise das Kühlmittelstrommuster sowohl an dem Kühlmitteleinlass 84 als auch im Inneren des Brennstoffbündels 36 beeinflusst.
  • 6 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht einen Brennstoffbündelträger 98 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, der sich durch den planen Teller 58 der Reaktorkern-Plattenanordnung 50 hindurch erstreckt. Der Brennstoffträger 98 weist einen Kühlmitteleinlass 100 und einen Kühlmittelauslass 102 auf, der bemessen ist, um die untere Verbindungsplatte 94 eines Brennstoffbündels 36 aufzunehmen. Zwischen dem Kühlmitteleinlass 100 und dem Kühlmittelauslass 102 erstreckt sich eine Kühlmittelbohrung 104. Der Kühlmitteleinlass 100 ist gegenüber dem Kühlmittelauslass 102 so versetzt, dass eine Mittellinie 106 des Kühlmitteleinlasses 100 parallel zu einer Mittellinie 108 des Kühlmittelauslasses 102 angeordnet ist. Der Kühlmitteleinlass 100 weist eine Öffnungsplatte 110 auf. Der Kühlmitteleinlass 100 ist benachbart zu einem Einschubträger 60 der Reaktorkern-Plattenanordnung 50 angeordnet.
  • 7 zeigt die Reaktorkern-Plattenanordnung 50 in einer schematischen Draufsicht. Die Reaktorkern-Plattenanordnung 50 enthält eine Anzahl Brennstoffbündelträ ger 98 und eine Anzahl kreuzförmig gestalteter Steuerstabführungsröhrenöffnungen 62, die in einer F-Gitter-Reaktorkernkonfiguration 54 angeordnet sind. In jedem Brennstoffbündelaufnahmebereich 74 sind vier Brennstoffbündelträger 98 angeordnet. Aufgrund der versetzten Konfiguration des Kühlmitteleinlasses 100 und des Kühlmittelauslasses 102 in dem Brennstoffbündelträger 98, ist jeder Kühlmitteleinlass 100 benachbart zu einem Kernplatteneinschubträger 60 angeordnet, und es bestehen daher keine Behinderungen der Kühlmitteleinlässe 100.
  • 8 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Reaktorkern-Plattenanordnung 112 die eine Anzahl Brennstoffbündelträger 114 gemäß noch einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält. 9 zeigt in einer vergrößerten Draufsicht den Brennstoffbündelträger 114, und 10 zeigt eine Schnittansicht des Brennstoffbündelträgers 114 entlang der Schnittlinie A-A. Die Reaktorkern-Plattenanordnung 112 enthält, ähnlich wie die oben beschriebene Reaktorkern-Plattenanordnung 50, einen planen Teller 116, der durch eine Anzahl Einschubträger 118 getragen ist, eine Anzahl Steuerstabführungsröhrenöffnungen 120 und eine Anzahl Brennstoffbündelaufnahmebereiche 122.
  • Jeder Brennstoffbündelträger 114 trägt vier Brennstoffbündel 36 (siehe 6) und weist vier Kühlmitteleinlässe 124 und vier Kühlmittelauslässe 126 auf. Jeder Brennstoffbündelaufnahmebereich 122 enthält einen Brennstoffbündelträger 114.
  • Jeder Kühlmitteleinlass 124 weist einen entsprechenden Kühlmittelaunlass 126 und eine Öffnung 128 auf, die sich von dem Kühlmitteleinlass 124 aus zu einem entsprechenden Kühl mittelauslass 126 erstreckt. Der Kühlmitteleinlass 124 ist gegenüber einem entsprechenden Kühlmittelauslass 126 so versetzt angeordnet, dass eine Mittellinie 130 des Kühlmitteleinlasses 124 zu einer Mittellinie 132 eines entsprechenden Kühlmittelauslasses 128 parallel verläuft. In jedem Kühlmitteleinlass 124 ist eine Öffnungsplatte 134 angeordnet. Darüber hinaus sind in dem Brennstoffbündelträger 114 Kühlmitteleinlässe 124 angeordnet, so dass sich jeder Kühlmitteleinlass 124 in gleicher Entfernung zu einem Einschubträger 118 befindet. Im Speziellen stimmt ein Abstand "B" zu dem Kühlmitteleinlass 124 für sämtliche Kühlmitteleinlässe 124 in dem Brennstoffbündelträger 114 überein.
  • Die oben beschriebene Reaktorkern-Plattenanordnung 50 mit den Brennstoffbündelträgern 98 und die Reaktorkern-Plattenanordnung 112 mit den Brennstoffträgern 114 ermöglicht unbehinderte Kühlmitteleinlässe und somit identische Stömungseinlassbedingungen für sämtliche Brennstabanordnungen 36.
  • 11 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Reaktorkern-Plattenanordnung 136, die eine Anzahl Brennstoffbündelträger 138 enthält, gemäß noch einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Reaktorkern-Plattenanordnung 136 enthält, ähnlich wie die oben beschriebene Reaktorkern-Plattenanordnung 112, einen durch eine Anzahl Einschubträger 142 getragenen planen Teller 140, eine Anzahl Steuerstabführungsröhrenöffnungen 144 und eine Anzahl Brennstoffbündelaufnahmebereiche 146. Jeder Brennstoffbündelaufnahmebereich 146 enthält einen Brennstoffbündelträger 138 und jeder Brennstoffbündelträger ist dazu eingerichtet, ein (nicht gezeigtes) großes Brennstoffbündel zu tragen. Jedes große Brennstoffbündel ist etwa 1,5 Mal so groß wie ein Standard-Brennstoffbündel 36.
  • Der Brennstoffträger 138 weist einen Kühlmitteleinlass 148 und einen Kühlmittelauslass 150 auf. Zwischen dem Kühlmitteleinlass 148 und dem Kühlmittelauslass 150 erstreckt sich eine (nicht gezeigte) Kühlmittelbohrung. Der Kühlmitteleinlass 148 ist gegenüber dem Kühlmittelauslass 150 versetzt angeordnet. Der Kühlmitteleinlass 148 ist benachbart zu einem Einschubträger 142 der Reaktorkern-Plattenanordnung 136 angeordnet.

Claims (9)

  1. Reaktorkern-Plattenanordnung (50) für einen Kernreaktor, wobei der Reaktor eine Anzahl von großen Steuerstäben (44), eine Anzahl von kreuzförmig gestalteten Steuerstabführungsröhren (46) und eine Anzahl von Brennstabbündeln (36) mit einer unteren Verbindungsplatte (94) aufweist, wobei die Reaktorkern-Plattenanordnung (50) aufweist: einen planen Teller (58); eine Anzahl von Einschubträgern (60), wobei der plane Teller (58) oberhalb der Einschubträger (60) angeordnet ist; eine Anzahl von Steuerstabführungsröhrenöffnungen (62), wobei jede der Führungsröhrenöffnungen (62) groß genug ist, um eine Steuerstabführungsröhre (46) aufzunehmen, wobei die Steuerstabsführungsröhrenöffnungen (62) in gestapelten Reihen angeordnet sind; eine Anzahl von Brennelementabstützungen (98), die durch den planen Teller (58) ragen, wobei die Brennstoffträger (98) aufweist: einen Kühlmitteleinlass (100); und einen Kühlmittelauslass (102), dessen Größe dazu bemessen ist, um eine untere Verbindungsplatte der Brennstoffbündel aufzunehmen; gekennzeichnet durch eine Kühlmittelbohrung (104), die sich zwischen dem Kühlmitteleinlass (100) und dem Kühlmittelauslass (102) erstreckt, wobei der Kühlmitteleinlass (102) zu dem Kühlmittelauslass (102) versetzt derart angeordnet ist, dass eine Mittellinie (106) des Kühlmitteleinlasses (100) parallel zu einer Mittellinie (108) des Kühlmittelauslasses (102) angeordnet ist.
  2. Reaktorkern-Plattenanordnung (50) nach Anspruch 1, wobei die Führungsröhrenöffnungen (62) eine kreuzförmige Gestalt haben und vier Schlitze (62, 66, 68, 70) aufweisen, die sich radial von einem Mittelabschnitt (72) weg in rechtem Winkel zueinander erstrecken, wobei die Schlitze (62, 66, 68, 70) vier Brennstabbündelflächen (74) definieren.
  3. Reaktorkern-Plattenanordnung (50) nach Anspruch 1, wobei die Kühlmitteleinlässe (100) eine Öffnungsplatte (110) aufweist.
  4. Reaktorkern-Plattenanordnung (50) nach Anspruch 2, wobei die Kühlmitteleinlässe (100) benachbart zu einem Einschubträger (60) positioniert sind und die Kühlmittelauslässe (102) in einer Brennstoffbündelaufnahmeöffnung angeordnet sind.
  5. Reaktorkern-Plattenanordnung (50) nach Anspruch 2, wobei jede der Brennstoffbündelaufnahmeöffnungen (74) einen Brennstoffträger (114) aufweist.
  6. Reaktorkern-Plattenanordnung (50) nach Anspruch 2, wobei jede der Brennstoffbündelaufnahmeöffnungen (74) einen Brennstoffträger (98) aufweist.
  7. Reaktorkern-Plattenanordnung (50) nach Anspruch 2, wobei jede der Brennstoffträger (114) ferner aufweist: vier Kühlmitteleinlässe (124); vier Kühlmittelauslässe (126) von der Größe zur Aufnahme einer unteren Verbindungsplatte (94) des Brennstoffbündels (36); und vier Kühlmittelbohrungen (128), wobei sich jede Durchflussbohrung zwischen einem zugehörigen Kühlmitteleinlass (100) und einem zugehörigen Kühlmittelauslass (102) erstreckt, wobei die Kühlmitteleinlässe versetzt zu den zugehörigen Kühlmittelauslässen angeordnet sind, so dass eine Mittellinie des Kühlmitteleinlasses (130) parallel zu der Mittellinie (132) der zugehörigen Kühlmittelauslässe angeordnet ist, wobei die Kühlmitteleinlässe (132) benachbart zu einer Unterstützungsstrebe (118) und die Kühlmittelauslässe (132) in einem Brennstoffbündelaufnahmebereich (122) positioniert sind.
  8. Reaktorkern-Plattenanordnung (50) nach Anspruch 7, wobei jeder der Brennstoffbündelaufnahmebereich (122) einen Brennstoffträger (114) aufweist.
  9. Reaktorkern (22) für einen Kernreaktor, aufweisend: eine Anzahl von Brennstoffbündeln (36), wobei jedes Brennstoffbündel (36) eine untere Verbindungsplatte (94) aufweist; eine Anzahl von kreuzförmig gestalteten großen Steuerstäben; eine Anzahl von kreuzförmig geformten Steuerstabführungsröhren (46); und eine Reaktorkern-Plattenanordnung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
DE60124364T 2000-10-19 2001-10-19 Kerntragstruktur für einen F-Gitter-Kern eines Siedewasser-Kernreaktors Expired - Lifetime DE60124364T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US692135 2000-10-19
US09/692,135 US6813327B1 (en) 2000-10-19 2000-10-19 Core support for an F-lattice core of a boiling water nuclear reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60124364D1 DE60124364D1 (de) 2006-12-21
DE60124364T2 true DE60124364T2 (de) 2007-09-06

Family

ID=24779391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60124364T Expired - Lifetime DE60124364T2 (de) 2000-10-19 2001-10-19 Kerntragstruktur für einen F-Gitter-Kern eines Siedewasser-Kernreaktors

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6813327B1 (de)
EP (1) EP1202289B1 (de)
JP (1) JP4027635B2 (de)
DE (1) DE60124364T2 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2001276708A1 (en) * 2000-07-31 2002-02-13 Sony Corporation Electric energy generating element
US9047995B2 (en) * 2002-12-18 2015-06-02 Global Nuclear Fuel—Americas, LLC Method and system for designing a nuclear reactor core for uprated power operations
US8873698B2 (en) * 2002-12-18 2014-10-28 Global Nuclear Fuel—Americas, LLC Computer-implemented method and system for designing a nuclear reactor core which satisfies licensing criteria
US20050069079A1 (en) * 2003-09-12 2005-03-31 Boardman Charles Edward Modular reactor containment system
US7505547B2 (en) * 2006-12-22 2009-03-17 Global Nuclear Fuel-Americas, Llc Assembly and method for mounting a fuel assembly having a predefined orientation within a nuclear reactor
US7577230B2 (en) * 2006-12-22 2009-08-18 Global Nuclear Fuel-Americas, Llc Fuel support and method for modifying coolant flow in a nuclear reactor
ES2746315T3 (es) * 2016-11-03 2020-03-05 Westinghouse Electric Sweden Ab Un conjunto de placa del núcleo, y un método de realización de un trabajo en un conjunto de placa del núcleo
EP3607559B1 (de) 2017-03-21 2022-03-02 SMR Inventec, LLC Optimiertes kernbrennstoffdesign für einen kleinen modularen reaktor

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE356626B (de) * 1971-10-04 1973-05-28 Asea Atom Ab
US3888732A (en) * 1972-09-06 1975-06-10 Asea Ab Inlet for fuel assembly having finger control rods
US3878042A (en) 1973-09-12 1975-04-15 Gen Electric Spring and stop assembly for nuclear fuel bundle
JPS5419080A (en) * 1977-07-13 1979-02-13 Toshiba Corp Nuclear fuel supporting metal fitting
SE423760B (sv) 1980-11-05 1982-05-24 Asea Atom Ab Kernbrenslepatron
US4544522A (en) 1982-08-20 1985-10-01 General Electric Company Nuclear fuel assembly spacer
US4546194A (en) * 1984-05-29 1985-10-08 G. D. Searle & Co. Substituted chromanon-2-yl alkanols and derivatives thereof
JPS61264289A (ja) * 1985-05-20 1986-11-22 株式会社日立製作所 燃料集合体
JPS625197A (ja) * 1985-07-01 1987-01-12 株式会社日立製作所 沸騰水型原子炉の炉心構造
US4767595A (en) * 1987-05-15 1988-08-30 General Electric Company Repositioned fuel assembly
US4904443A (en) * 1988-06-02 1990-02-27 General Electric Company Control rod drive with upward removable drive internals
JPH02168195A (ja) * 1988-12-22 1990-06-28 Toshiba Corp 炉心支持構造
JP3055820B2 (ja) * 1991-07-05 2000-06-26 株式会社東芝 燃料集合体と炉心
JPH0727890A (ja) * 1993-07-08 1995-01-31 Hitachi Ltd 原子炉
US5479461A (en) * 1994-06-30 1995-12-26 Siemens Power Corporation Attachable debris filter for BWR nuclear fuel assemblies
US5481577A (en) * 1994-06-30 1996-01-02 Siemens Power Corporation Boiling water reactor fuel assembly filter
US5519746A (en) * 1994-11-28 1996-05-21 General Electric Company Large BWR fuel channel design
US5875222A (en) * 1996-03-11 1999-02-23 General Electric Company Nuclear reactor core flooding by control of shroud leakage and fuel channel spillover
US6097779A (en) * 1998-02-17 2000-08-01 General Electric Company Fuel bundle and control rod assembly for a nuclear reactor
JP3504857B2 (ja) * 1998-06-19 2004-03-08 株式会社日立製作所 沸騰水型原子炉の運転方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002181977A (ja) 2002-06-26
EP1202289B1 (de) 2006-11-08
US6813327B1 (en) 2004-11-02
DE60124364D1 (de) 2006-12-21
EP1202289A1 (de) 2002-05-02
JP4027635B2 (ja) 2007-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2941076C2 (de) Verfahren zum Füllen mit Kernbrennstoff und Betreiben eines Kernreaktorkerns
DE1639171B2 (de) Mit fluessigkeit gekuehlter und moderierter kernreaktor
DE1439841A1 (de) Kernreaktor
DE3019175C2 (de) Brennstoffkassette
DE1589824C3 (de) Verfahren zum Betrieb eines Kernreaktors
DE60124364T2 (de) Kerntragstruktur für einen F-Gitter-Kern eines Siedewasser-Kernreaktors
DE2040497A1 (de) Brennstoffanordnung fuer einen Kernreaktor
DE3526035A1 (de) Kuehlmittel-rezirkulationssystem fuer einen kernreaktor
EP0364623B1 (de) Brennelement, insbesondere für einen Druckwasser-Kernreaktor
DE2122853B2 (de) Kernbrennstoffelemente-Gruppierung für einen flfissigkeitsgekühlten Atomkernreaktor
DE69826280T2 (de) Gitter für ein kernbrennstabbündel mit diagonalen brennstabhaltenden federn
DE1514964C3 (de) Schneller Leistungsbrutreaktor
DE3203289C2 (de)
DE1902712A1 (de) Einrichtung zur Feinregelung der Flussverteilung in einem Kernreaktor
DE3811134A1 (de) Brennelementkasten
DE1902713A1 (de) Einrichtung zur Neutronenflussregelung eines Kernreaktors
DE1233503B (de) Siedereaktor mit einem zellenartig aufgebauten Reaktorkern
DE1464284A1 (de) Kernreaktor
DE2626487A1 (de) Brennstoffelement-baueinheit
CH623953A5 (de)
DE1295720B (de) Siedewasserkernreaktor
EP0148404A1 (de) Fluessigkeitsgekuehlter Kernreaktor, insbesondere Siedewasserreaktor
DE1539006B2 (de) Schneller Atomkernreaktor
DE60022305T2 (de) Kernreaktor mit grossen kreuzförmigen Steuerstäben
DE102007050008B4 (de) Erweiterter Kernbrennstoffkanal

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition