FI81214B - Kaernreaktor med foerhoejd verkningsgrad. - Google Patents

Description

1 81214

Korkeamman hyötysuhteen omaava ydinreaktori

Keksintö koskee korkeamman hyötysuhteen omaavaa ydinreaktoria, joka pystyy käyttämään paremmin hyväksi 5 sydämen elementtien polttoaineen.

Kevytpainevesijäähdytteisissä ja -hidasteisissa ydinreaktoreissa on astia, jonka sisällä on reaktorin sydän, joka on upotettu astian täyttävään paineveteen. Reaktorin sydämessä on poikkipinta-alaansa nähden korkei-10 ta elementtejä, jotka on sovitettu pystysuoraan ja vierekkäin. Elementit itse muodostuvat fissiokelpoisista poltto-ainesauvanipuista, jotka ovat ulkopinnaltaan kosketuksessa reaktorin jäähdytysveteen.

Reaktorin toiminnan ohjaamiseen käytetään sydämen 15 joihinkin elementteihin liitettyä säätösauvasarjaa. Nämä säätösauvat muodostuvat samansuuntaisista neutroneja voimakkaasti absorboivaa ainetta olevista tangoista, jotka voidaan siirtää pystysuoraan ohjausputkien sisään korvaamaan joitakin sydämen muodostavissa elementeissä olevia 20 polttoainesauvoja.

Eräs ydinreaktoreiden käyttöön liittyviä huomattavia ongelmia on suuren tehon aikaansaaminen elementtien ydinpolttoaineenkäytön kannalta. Tämä polttoaine on yleensä uraanioksidina olevaa uraania, joka sisältää ensisijai-25 sesti fertiiliä uraani-238:a ja jonkin verran uraani- 235:ä, jonka fissiokelpoisuus vaihtelee polttoaineen ri-kastusasteesta riippuen. Reaktorin toimiessa fissiopoltto-aine laihenee, joten ainakin osa sydämen elementeistä joudutaan vaihtamaan määrätyn toiminta-ajan jälkeen.

30 Reaktorissa käytetyn polttoaineen rikastua-, la taus- ja vaihtotoimenpiteiden ja sen käsittelyn kustannukset ovat erittäin suuret, minkä vuoksi on suotavaa käyttää reaktorin sydämeen pantu polttoaine mahdollisimman hyvin hyödyksi reaktorin käytön taloudellisuuden parantamiseksi. 35 Erityisesti pyritään aikaansaamaan elementtiaineen sisältämän uraanin mahdollisimman täydellinen palaminen.

2 81214

Parantamalla uraanin palamista voidaan joko lisätä sydämen elinikää määrättyä fisslouraanlaloituspanosta kohti tai pienentää sydämen fisslokelpoisen uraanin aloituspanosta määrättyä elinikää kohti. Ensiksi mainitussa tapauksessa 5 pienennetään reaktorin käyttökustannuksia suorittamalla uudelleenlataukset harvemmin. Toisessa tapauksessa voidaan esimerkiksi joko pienentää sydämen polttoainesauvojen kokonaistilavuutta tai -massaa tai sitten käyttää jotakin sellaista polttoainetta, jonka rikastusaste on alhaisempi. 10 Näin saadaan pienennetyksi polttoainelatauksen kustannuksia.

Reaktorin ohjaamiseksi eli sydämen reaktiivisuuden säätämiseksi käytetään neutroneja absorboivia aineita joko säätösauvoina, jotka pannaan reaktorin sydämeen, tai 15 reaktorin jäähdytys- ja hidastusveteen liuotettuina aineina. Sydämen latauksen jälkeen sen reaktiivisuus on korkea, jolloin reaktorin toiminnan säätämiseksi joudutaan käyttämään suurempia määriä absorboivia aineita. Sydämen joidenkin elementtien ohjausputkiin pannaan esimerkiksi sau-20 vanippuja, jotka sisältävät kuluvia myrkkyjä, tai sitten jäähdytysveteen lisätään huomattavia määriä neutroneja absorboivia myrkkyjä.

Kun ylijäämäreaktiivisuus vähenee polttoaineen kuluessa, pienennetään samanaikaisesti tämän kanssa liuotet-25 tujen neutroneja absorboivien myrkkyjen väkevyyksiä. Nämä neutroneja absorboivat myrkyt, jotka tarvitaan reaktorin toiminnan säätelemiseen sen alkuvaiheessa, ovat sinänsä kalliita ja ne supistavat sydämen sisältämän fissiokelpoi-sen polttoaineen energlahyötysuhdetta.

30 On ehdotettu sydämen alkuvaiheen ylijäämäreaktiivi- suuden käyttämistä fisslokelpoisen polttoaineen (pluto-nium-239) tuottamiseen polttoaine-elementtien sisältämästä uraani-238:sta. Tätä varten neutronien energiaspektri siirretään sydämessä suurenergisia neutroneja kohti, pie-35 nentämällä hidas tintilavuuden ja polttoaine tilavuuden suhdetta sydämessä, polttoaineen käyttökierron ensimmäisessä 3 81214 osassa. Kun polttoaineen yli jäämäreaktiivisuus on käytännöllisesti katsoen nollassa, palautetaan hidastintilavuu-den suhde polttoainetilavuuteen sellaiseen arvoon, jossa neutronispektri saadaan alueelle, jossa se on tavallisesti 5 painevesiydinreaktoreissa. Neutroneja sanotaan tällöin "termisiksi" tai "hitaiksi”. Tämän seurauksena syntyy uusi reaktiivisuuden ylijäämä, joka pidentää polttoaineen käyttöikää.

EP-hakemusjulkaisu 54 787 koskee ns "energiaspekt-10 rinsiirtoreaktoria", jossa hidastintilavuuden ja polttoai-netilavuuden keskinäiseen suhteeseen vaikutetaan asettamalla polttoaineen kierron ensimmäisessä osassa neutroneja läpäiseviä aineita olevia tankoja sydämen elementtien joihinkin ohjausputkiin. Tällä tavoin syrjäytetään näissä 15 putkissa oleva vesi ja pienennetään samalla määrällä hi-dastintilavuutta sydämessä.

Tuntuvan vaikutuksen aikaansaamiseksi joudutaan siirtämään noin 20 % jäähdytysvedestä lähes 60 % aikana sydämen eliniästä. Tätä varten joudutaan käyttämään suur-20 ta määrää neutroneja läpäiseviä sauvoja ja työntämään niitä sydämen elementtien kaikkiin ohjausputkiin lukuunottamatta niitä, joita käytetään reaktorin absorboivien säätö-sauvojen ohjaamiseen.

Tämä mutkistaa huomattavasti reaktorin suunnitte-25 lua ja rakentamista. Kaikki laitteet, joiden sisällä reaktorin sydän on, joudutaan nimittäin mitoittamaan sillä tavoin, että pystytään suorittamaan reaktorin käynnin ohjaus sydämen yläpuolella ja spektrinsiirtotankojen siir-tosäätely. Tällöin joudutaan sijoittamaan suuri määrä oh-30 jausputkia reaktorin sisällä olevien laitteiden siihen osaan, josta tavallisesti tulee ulos kalorisisältöinen vesi, reaktorin vesitalouden vahingoksi. Tällöin joudutaan turvautumaan jäähdytysveden virtauksen uudenlaiseen järjestelyyn reaktioastiassa. Lisäksi näiden sauvojen silr-35 tosäätely pakottaa sijoittamaan reaktioastian kannelle erittäin suuren määrän säätömekanismeja, jotka joudutaan 4 81214 sijoittamaan jo olemassa olevien säätönippujen, joilla ohjataan reaktorin käyntiä, mekanismien väliin. Kaikki nämä pakkotoimenpiteet johtavat erityisesti siihen, että suurennetaan reaktoriastian kokoa tavanomaiseen reaktoriin 5 verrattuna tehon pysyessä samana.

Lisaksi neutronispektrin siirto suurenergioihin pain aiheuttaa sen, että neutroneja karkaa enemmän reaktorin ulkopuolelle ja että reaktoriastian teräs haurastuu nopeammin.

10 Keksinnön tarkoituksena onkin nain ollen ehdottaa sellaista korotetun hyötysuhteen omaavaa ydinreaktoria, jossa on astia, jonka sisällä on sydän, joka muodostuu vierekkäin ja pystysuoraan sovitetuista £issiokelpoisista polttoaine-elementeistä ja upotettu reaktorin hidastin-15 ja jäähdytysaineen muodostavaan kevytpaineveteen, neutronit absorboivaa ainetta olevia säätötankoja, joita voidaan siirtää pystysuunnassa sydämessä reaktorin tehon säätämiseksi, ja paremman hyötysuhteen omaava ydinreaktori, jossa on astia, jonka sisällä on sydän, joka muodostuu fissio-20 kelpoisista polttoaine-elementeistä, jotka on sovitettu vierekkäin ja pystysuoraan ja upotettu reaktorin hidastin-ja jäähdytysnesteen muodostavaan kevytpaineveteen, neutronit absorboivaa ainetta olevia säätösauvoja, joita voidaan siirrellä pystysuorassa suunnassa sydämessä reaktorin 25 tehon säätelemiseksi, ja neutronien energiaspektrinsiir-tosauvoja, jotka on liitetty laitteisiin, joilla niitä siirrellään pystysuorassa suunnassa ja joiden avulla ne voidaan työntää kokonaan ainakin osaan sydämen elementeistä tai vetää ne kokonaan pois hidastintilavuuden ja fis-30 sioainetilavuuden suhteen säätelemiseksi sydämessä ja neutronien energiaspektrin siirtämiseksi, näiden sauvojen ollessa jakautuneina yli sydämen koko poikkipinta-alan. Tämä ydinreaktori mahdollistaa elementtien sisältämän polttoaineen paremman hyväksikäytön ja neutronivuodon ja 35 näin ollen reaktoriastian teräksen haurastumisen vähenemi- 5 81214 sen samalla kun se on kuitenkin rakenteeltaan ja suunnittelultaan yksinkertainen.

Tässä tarkoituksessa keksinnön mukaiselle ydinreaktorille on tunnusomaista, että se käsittää 5 - suurenergisiä neutroneja heijastavaa ainetta olevan mas siivisen metalliväliseinärakenteen, joka on sovitettu sydämen ulkokehälle koko sen korkeudelta, - kaksi pienenergisiä neutroneja absorboivaa ja hyötöai-netta sisältävää ainetta olevaa kerrosta, joista toinen on 10 sovitettu sydämen alaosaan ja toinen sen yläosaan yli sen koko poikkipinta-alan, ja - että energiaspektrin8iirtosauvat (27) ovat pienenergia-neutroneja absorboivaa ainetta.

Erään edullisen suoritusmuodon mukaan spektrlnsiir-15X tosauvat on liitetty joka toiseen polttoaine-elementtiin sydämessä tammipelilaudan tapaan.

Jotta keksintö tulisi hyvin ymmärretyksi, seuraa-vassa selitetään rajoittamattomana esimerkkinä erästä keksinnön mukaista suurtehoydinreaktoria.

20 Kuvio 1 on leikkauskuva pystysuorasta symmetriata- eosta katsottuna ydinreaktorin paineastiasta.

Kuvio 2 on leikkauskuva kuvion 1 viivan AA kohdalta.

Kuvio 3 on leikkauskuva kuvion 1 viivan BB kohdal- 25 ta.

Kuvio 4 on kuva suuremmassa mittakaavassa eräästä kuvion 3 esittämän sydämen poikkileikkauksen osasta esittäen säätö- ja spektrinsiirtosauvojen sovitusta.

Kuviossa 1 nähdään reaktorin astia 1, joka on sul-30 jettu kuperalla kannella 2.

Kuten kuvioista 1 ja 2 näkyy, paineastiassa on neljä painevedentuloaukkoa 4 ja neljä vedenpoistoaukkoa 5. Aukot 4 on liitetty reaktorin ensiökierron kylmähaaroihin ja aukot 5 kuumahaaroihin, jotka ohjaavat reaktorin sydä-35 men 7 elementteihin 6 kosketuksessa ollessaan kuumentuneen palneveden ei-esitettyihin höyrynkehittimiin.

6 81214

Astian 1 sisään on ripustettu sisärakenteet, Jotka käsittävät erityisesti renkaan 8, joka muodostaa sydämen 7 vaipan ja jonka alaosassa on sydämen alustalevy 9. Alustaan 9 on tehty sydämen elementtejä vastaavia reikiä. Ku-5 ten kuviosta 3 näkyy, sydämessä on 193 poikkileikkaukseltaan nelikulmaista elementtiä, jotka lepäävät alustalla 9.

Sydämen 7 yläpuolelle on sijoitettu reaktorin ylemmät sisärakenteet 11. Nämä ylemmät sisärakenteet 11 käsitit) tävät tankojen ohjausputkia 12, jotka toimivat poikkituki-na ja liittävät välilevyn 13 sydänlevyyn 10, joihin ne on liitetty. Sisärakenteisiin kuuluu myös ylälevy 14, johon putkien 12 yläosat on kiinnitetty. Levyt 13 ja 14 on kiinnitetty renkaan 8 kanssa samanakselisiin renkaisiin ja ne 15 jäävät, kuten rengas 8, vaipan 2 ja astian 1 väliin. Putkien 12 sisällä on ohjauskortteja 15 ja jatkuvia ohjauslaitteita, joilla sauvoja voidaan pitää kiinni ja ohjata kun niitä liikutellaan pystysuorassa suunnassa sydämessä. Putkien 12 alaosassa on aukkoja 16, joista vesi, joka 20 kiertää polttoainenipuilla varustetuissa elementeissä, pääsee poistumaan astian poistoaukkoa kohti. Putket 12 ovat kaksiosaisia, putkien yläosa riippuu ylälevystä 14 ja niiden alaosa toimii poikkitukena levyjen 10 ja 13 välillä.

25 Rengasmaisen tilan sydämen 7, jonka poikkileikkaus nähdään kuviossa 3, ja sydämen vaipan 8 välissä täyttää ruostumatonta terästä oleva massiivinen väliseinärakenne 18, joka toimii erityisesti sydämessä syntyvien suurener-gisten neutronien heijastimena. Massiivinen väliseinära-30 kenne 18 täyttää käytännöllisesti katsoen koko sydämen ja sydänvalpan välisen tilan.

Elementtien polttoainesauvat ovat pitkiä zirkonium-putkia, joiden sisällä on uraani-235:llä rikastettua uraanioksidia olevia tabletteja. Zirkoniumputkien molemmissa 35 päissä on noin kymmenen senttimetrin pituudelta uraanioksidia (U02), jossa on laihaa uraani-235:ä, olevia tablet- f 81214 teja, jotka korvaavat rikastettua uraanioksidia olevat tabletit. Näin muodostuu siis kaksi käytännöllisesti katsoen jatkuvaa laihaa uraania olevaa kerrosta 19 ja 20 sydämen yläpäähän ja vastaavasti alapäähän.

5 Näillä kerroksilla 19 ja 20 voidaan absorboida pienenergiset neutronit ja ne tuottavat uraani-238:a, joka voi muuttua plutonium-239:ksi, kun niitä pommitetaan suur-energisillä neutroneilla.

Ruostumatonta terästä olevan väliseinärakenteen 18 10 ja laihojen kerrosten 19 ja 20 avulla saadaan näin neutronien karkaaminen sydämen ulkopuolelle supistumaan minimiin, mikä parantaa reaktorin tuotosta.

Lisäksi tällä tavoin vähennetään neutronien vuotamista astian ympäristöön.

15 Kuviossa 2 nähdään kaikki ohjausputket 12, joilla sauvoja voidaan ohjata reaktorin sydämessä. Koko sydäntä varten käytetään 97 absorboivaa sauvanippua, joista kukin nippu voidaan työntää yhden elementin ohjausputkiin.

Kuviossa 1 nähdään tällainen absorboivia sauvoja 20 oleva nippu eli säätösauva 24 yläasennossa, sen ollessa kiinnitettynä ohjausvarteen 25, joka puolestaan liikkuu putkimaisessa tilassa 26, joka on yhteydessä astian sisään. Tilan 26 yläpuolelle on sijoitettu varren 25 ei-esi-tetty siirtämismekanismi. Tällaisella tavanomaista tyyppiä 25 olevalla hakamekanismilla saadaan säätösauva 24 siirtää pystysuorassa suunnassa ja erittäin tarkasti putkeen 12a nähden luotisuoraan sovitetun elementin 6a ohjausputkien sisällä.

Kuviosta 1 nähdään myös sarja neutronien energia-30 spektrin siirtosauvoja 27, jotka on työnnetty elementin 6a ohjausputkiin. Nämä neutronien energiaspektrin siirto-sauvat muodostuvat nipuista zirkoniumlejeeringistä valmistettuja putkia, jotka on täytetty koko pituudeltaan laihaa uraania olevilla tableteilla.

35 Ohjausniput samoin kuin neutronien energiaspektrin säätöniputkin ovat yhtä pitkiä kuin elementit.

β 81214

Neutronispektrin siirtosauvat 27 voivat olla toisessa tai toisessa kahdesta asennosta, joista toinen on kuviossa 1 esitetty täysin sisääntyönnetty asento Ja toinen on kokonaan poisvedetty asento, joka vastaa säätönipun 5 24 kuviossa 1 esitettyä asentoa. Spektrinsiirtosauvaan 27 liitetyllä siirtelylaitteella voidaan sauva siirtää toisesta asennosta toiseen. Ollessaan kokonaan sisääntyönne-tyssä asennossa spektrinsiirtosauvan muodostavat sauvat ovat koko pituudeltaan elementissä 6a.

10 Kuvioista 2 ja 3 nähdään, että sydämessä, jossa on 193 elementtiä, käytetään 96 ohjausputkea 12, joilla kullakin voidaan samalla kertaa ohjata sekä yhtä säätösauvaa 24 että yhtä spektrinsiirtosauvaa 27. Nähdään myös, että nämä ohjausputket 12 on sovitettu luotisuoraan polttoaine-15 elementteihin 30 nähden, jotka on sovitettu tammipelilau-dan tapaan sydämen poikkipinta-alaan. Joka toinen elementti on varustettu sekä yhdellä säätösauvalla että yhdellä laihaa uraania olevalla spektrinsiirtosauvalla.

Säätösauvoilla ja spektrinsiirtosauvoilla varustet-20 tujen elementtien 30 viereisiin elementteihin 31 ei tule kummankaan tyyppistä absorboivaa sauvaa.

Kuviosta 4 nähdään ohjausputkien 32, joihin on tarkoitus panna säätösauvoja, ja ohjausputkien 33, joihin tulee spektrinsiirtosauvoja, sijoittelu. Jokaisessa poltto-25 aine-elementissä on 56 ohjausputkea, joista 16 putkeen tulee säätösauvoja ja 40 putkeen spektrinsiirtosauvoja.

Elementtien 30 ohjausputkiin nämä sauvat pannaan itse asiassa reaktorin ollessa toiminnassa, kun taas elementtien 31 ohjausputkiin pannaan nippu tulppia, joilla 30 saadaan aikaan yhtä suuri painehäviö kuin se, joka aiheutuu elementtien 30 ohjausputkiin 32 ja 33 asetetuista sauvoista.

Säätösauvan muodostavan nippukokonaisuuden 24 poik-kisuuntainen jakauma on samanlainen kuin ohjausputkien 32 35 jakauma, joka on esitetty kuviossa 4, kun taas nippukoko- 9 81214 naisuuden 27 jakauma on samoin kuviossa 4 esitetyn ohjaus-putkien 33 jakauman kaltainen.

Polttoalneklerron alussa, toisin sanoen latauksen jälkeen käytetään spektrinsiirtosauvojen siirtelymekanis-5 me ja kalkkien laihaa uraania olevien sauvojen asettamisek si asentoon, jossa ne ovat maksimaalisesti työnnettyinä polttoaine-elementteihin 30, jolloin hidastintilavuuden suhde polttoainetilavuuteen reaktorin sydämessä huomattavasti supistuu. Lisäksi jokainen spektrinsiirtosauvojen 10 laihaa uraania oleva puikko absorboi paikallisesti pien-energiset neutronit, mikä aiheuttaa neutronispektrin voimakkaamman siirtymän suurenergioihin päin.

Tämä paikallinen vaikutus, Joka toistuu läpi koko sydämen tasaisesti joka toiseen polttoaine-elementtiin 15 sovitettujen spektrinsiirtosauvojen ansiosta, aikaansaa spektrin yleisen kovettumisen reaktorin sydämen sisällä.

Tällä tavoin saadaan samalla kertaa hidastintilavuuden pienentyessä ja pienenerglsten neutronien absorboituessa riittävä epektrinsiirtymä, jotta se aiheuttaa polt-20 toaineen uraani-238:n tuntuvan muuntumisen plutonium-239:ksi.

Laihaa uraania olevat puikot absorboivat ne ylimääräiset hitaat neutronit, joita ei tarvita ketjureaktion ylläpitämiseen sydämessä, ja aikaansaavat plutonium-239:n 25 muodostumista suurempienergisillä neutroneilla pommitettaessa .

Kun toiminta on jatkunut spektrinsiirtosauvojen ollessa työnnettyinä polttoaine-elementteihin merkittävän osan ajan reaktorin kierrosta, nämä sauvat vedetään pois. 30 Kun spektrinsiirtosauvat on poistettu, fissiokelpoinen aine, joka on syntynyt suurenergisillä neutroneilla pommitettaessa ensimmäisen vaiheen aikana, kulutetaan reaktorin sydämen sisällä.

Laihaa uraania olevien absorboivien sauvojen vai-35 kutuksesta tapahtuvan spektrin lisäsiirtymän ansiosta ja 10 81214 kun käytetään ruostumatonta terästä olevaa kehäheijastinta ja laihaa uraania olevia absorboivia kerroksia sydämen molemmin puolin, sen alaosassa ja yläosassa, voidaan varustaa vain joka toinen polttoaine-elementti sydämessä ko-5 konaisuudella, joka käsittää samalla kertaa sekä yhden säätösauvan että yhden spektrlnsilrtosauvan.

Kuviosta 3 nähdään, että sydämen muodostavasta 193 polttoaine-elementistä on 96 elementtejä 30, joihin tulee säätösauva ja spektrlnslirtosauva, ja 97 elementtejä 31, 10 joihin tulee vain tulppanlppu.

Näin on siis mahdollista sijoittaa astian 1 kannen 2 päälle säätösauvojen siirtomekanismeja, jotka käsittävät spektrinsiirtosauvojen koaksiaalisen työntö- ja poistome-kanismin, kun sen sijaan tällaisten mekanismien sovittami-15 nen luotisuoraan kuhunkin elementtiin nähden olisi ollut erittäin hankalaa ja se asettaisi kyseenalaiseksi astian, sen kannen ja sisärakenteiden suunnittelun.

Keksinnön mukaisen laitteen etuna on siis se, että säätösauvojen ja spektrinsiirtosauvojen muodostama koko-20 naisuus voidaan panna paikalleen tarvitsematta muuttaa merkittävästi painevesityyppisen ydinreaktorin reaktioas-tiaa. Toisaalta sydämen kehäväliseinämän heijastusvaikutuksen, sydämen laihaa uraania olevien ylempien ja alempien kerrosten absorboivan vaikutuksen ja neutronien 25 spektrinsiirtosauvojen aiheuttaman suuremman spektrisiir-tymän ansiosta saadaan parannetuksi huomattavasti reaktorin sydämen polttoaineen hyväksikäyttöedellytyksiä.

Nämä tuntuvat parannukset, jotka aikaansaavat huomattavaa säästöä polttoaineen hinnassa, saadaan aikaan 30 reaktorin rakenteen suhteellisen vähäisillä muutoksilla.

Keksintö ei rajoitu tässä selitettyyn suoritusesi-merkkiin; se käsittää päin vastoin kaikki mahdolliset muunnelmat.

Niinpä esimerkiksi voidaan ajatella niiden ohjaus-35 putkien 32 ja 33, joihin tulee säätösauva ja spektrinsiir- li 81214 tosauva, erilaista jakautumista kussakin polttoaine-elementissä 30. Samoin voidaan ajatella erilaista jakautumista niiden elementtien osalta, joihin säätösauvan ja spekt-rinsiirtosauvat pannaan.

5 Samoin voidaan ajatella sellaisia sovituksia, jois sa näitä kahdenlaisia sauvoja ei pannakaan sydämen samoihin elementteihin. Voidaan myös ajatella sellaisia säätö-sauvat ja spektrinsilrtosauvat muodostavia nippuja, joissa on eri määrä absorboivia puikkoja.

10 Spektrinslirtosauvojen osalta voidaan ajatella lai han uraanin erilaisten absorboivien aineiden käyttämistä, niin että aine joko sisältää tai el sisällä hyötöainetta, joka pystyy muuttumaan fisslokelpolseksi aineeksi neutro-nipommituksen vaikutuksesta.

15 Edelleen voidaan ajatella minkä tahansa tyyppisiä, mekaanisia, hydraulisia tai pneumaattisia, laitteita sää-tösauvojen siirtelemiseksi ja spektrinslirtosauvojen työntämiseksi kokonaan elememtteihin tai vetämiseksi niistä kokonaan pois.

20 Keksintö soveltuu kaikenlaisiin kevytpainevesijääh- dytteisiin ja -hidasteisiin ydinreaktoreihin, joissa on pystysuoraan sovitettuja polttoaine-elementtejä, joiden sisällä siirrellään pystysuorassa suunnassa reaktorin säätelemiseen tarkoitettuja säätösauvoja.

Claims (8)

1. Paremman hyötysuhteen omaava ydinreaktori, jossa on astia (1), jonka sisällä on sydän (7), joka muodostuu 5 fissiokelpoisista polttoaine-elementeistä (6), jotka on sovitettu vierekkäin ja pystysuoraan ja upotettu reaktorin hidastin- ja jäähdytysnesteen muodostavaan kevytpaine-veteen, neutronit absorboivaa ainetta olevia säätösauvoja (24), joita voidaan siirrellä pystysuorassa suunnassa sy-10 dämessä reaktorin tehon säätelemiseksi, ja neutronien energiaspektrinsiirtosauvoja (27), jotka on liitetty laitteisiin, joilla niitä siirrellään pystysuorassa suunnassa ja joiden avulla ne voidaan työntää kokonaan ainakin osaan sydämen elementeistä (6) tai vetää ne kokonaan pois hidas-15 tintilavuuden ja fissioainetilavuuden suhteen säätelemiseksi sydämessä (7) ja neutronien energiaspektrin siirtämiseksi, näiden sauvojen (27) ollessa jakautuneina yli sydämen koko poikkipinta-alan, tunnettu siitä, että se käsittää 20. suurenergianeutroneja heijastavaa ainetta olevan massii visen metallisen väliseinärakenteen (18), joka on sovitettu sydämen (7) kehälle koko sen korkeudelta, - kaksi pienenergianeutroneja absorboivaa ja hyötöainetta sisältävää ainetta olevaa kerrosta (19) ja (20), joista 25 toinen on sovitettu sydämen (7) alapäähän ja toinen sen yläpäähän yli sen koko poikkipinta-alan, ja että energia-spektrinsiirtosauvat (27) ovat pienenergianeutroneja absorboivaa ainetta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ydinreaktori, 30 tunnettu siitä, että sydämen ulkoreunaan sovitettu massiivinen metallinen väliseinärakenne (18) on ruostumatonta terästä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ydinreaktori, tunnettu siitä, että sydämen ala- ja ylä- 35 osaan sovitetut neutroneja absorboivaa ainetta olevat ia 81214 kerrokset (19 ja 20) ovat uraania, jonka uraani-235 on laihaa.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen ydinreaktori, tunnettu siltä, että laihaa uraania olevat kerrok- 5 set (19 ja 20) sydämen ala- ja yläosissa muodostuvat polt-toainesauvojen putkimaisten kuorien molempiin päihin sovitetuista laihaa uraanioksidia olevista tableteista.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen ydinreaktori, tunnettu siitä, että neutronien spekt- 10 rinsilrtosauvat (27) muodostuvat sauvanipuista, jotka on sovitettu sillä tavoin, että ne asettuvat koko pituudeltaan osaan (33) elementtien (6) ohjausputkista, kunkin spektrinsiirtosauvan (27) ollessa liitetty yhteen yksittäiseen elementtiin (6).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen ydinreaktori, tunnettu siitä, että spektrinsiirtosauvat (27) on liitetty joka toiseen elementtiin (6) sydämessä tammipeli-laudan tapaisessa järjestyksessä yli tämän sydämen (7) poikkipinta-alan.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen ydinreaktori, tunnettu siitä, että jokaiseen elementtiin, johon on liitetty yksi spektrinsiirtosauva (27), on liitetty myös yksi säätösauva (24), joka käsittää absorboivia aineita olevia puikkoja ja jotka tulevat kaikkiin niihin 25 elementin ohjausputkiin (32), joissa ei ole spektrinsiir-tosauvaa (27), sydämen kaikkien muiden elementtien (6) jäädessä ilman niin spektrinsiirtosauvaa (27) kuin säätö-sauvaakin (24).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen ydinreaktori, 30 tunnettu siitä, että samaan elementtiin (6) liitetyt säätösauva (24) ja spektrinsiirtosauva (27) ovat kytketyt yhteen yhteiseen siirtelymekanismiin. i4 81214