DE1128055B

DE1128055B - Kernreaktor mit Kuehlkanaelen, dessen Kern aus einzelnen Moderatorbloecken zusammengesetzt ist

Info

Publication number: DE1128055B
Application number: DED29412A
Authority: DE
Inventors: Arno Mueller
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1958-11-21
Filing date: 1958-11-21
Publication date: 1962-04-19

Description

Kernreaktor mit Kühlkanälen, dessen Kern aus einzelnen Moderatorblöcken zusammengesetzt ist Die Erfindung bezieht sich auf einen KernreAtor mit Kühlkanälen, dessen Kein aus einzelnen Moderatorblöcken und dazwischenliegenden Paßteilen in der Weise zusammengesetzt ist, daß zwischen den Blöcken Luftspalte entstehen.
Aus Einzelblöcken zusammengesetzte Moderatorblöcke für Kernreaktoren sind bereits in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Diese Konstruktionen sind im allgemeinen auf die Eigenschaften des als Moderatorwerkstoff meistens verwendeten Graphits abgestimmt, d. h., es ist dafür gesorgt, daß die unter dem Einfluß der Reaktorstrahlung auftretenden Formänderungen der Einzelblöcke in der Schichtung aufgenommen werden können.
Bei einer bekannten Ausführungsform werden zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen von jeweils zwei axial hintereinanderliegenden Einzelblöcken Zwischenteile, wie z. B. Platten oder Leisten, eingefügt, die mit den Stimflächen der Blöcke über Vor- und Rücksprünge verhakt sind. Diese Zwischenteile stützen sich dann an den ihnen benachbarten Zwischenteilen so ab, daß zwischen den nebeneinanderliegenden Einzelblöcken Luftspalten frei bleiben.
Es sind auch Sonderausführungen dieses Systems bekannt, bei denen z. B. für mehrere nebeneinanderliegende Blöcke jeweils ein gemeinsames, entsprechend längeres Zwischenteil verwendet wird oder bei denen die Zwischenteile für die seitliche Halterun g der Blöcke nicht zwischen den Stimflächen zweier Blöcke, sondern in besonderen Querbohrungen der Blöcke angeorodnet sind.
Darüber hinaus sind auch bereits Moderatorblockschichtungen bekanntgeworden, bei denen sich die Einzelblöcke über ihre Seitenflächen direkt miteinander berühren. Die Kühlkanäle werden bei diesen Ausführungen meist durch Aussparungen an den Außenflächen der Einzelblöcke gebildet.
Alle diese bekanntenAusführungen erfordern einen verhältnismäßig großen Aufwand für die mechanische Bearbeitung der Einzelblöcke.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die mechanische Bearbeitung der Einzelblöcke gering zu halten, damit der wachsende Kostenaufwand, wenn beispielsweise die Blöcke aus teuerem und schwer bearbeitbarem Werkstoff, wie beispielsweise Berylliumoxyd, hergestellt sindi auf ein erträgliches Maß gesenkt wird.
Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die von den Seitenflächen der Blöcke gebildeten Längskanten oder Teile davon als Paßflächen ausgearbeitet sind und daß zwischen den Paßflächen von jeweils mindestens drei benachbarten Blöcken eine gemeinsame Paßleiste in der Weise eingefügt ist, daß zwischen den benachbarten Seitenflächen der Blöcke ein Luftspalt entsteht. Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden die Paßflächen an den beiden Enden der Längskanten der Blöcke angebracht. Dabei können die Paßflächen eben oder zylinderinantelförmig geformtsein und die einzufügenden Paßleisten das entsprechende Gegenprofil aufweisen und mit Flächenberührung an den Paßflächen anliegen.
Durch die Erfindung wird es ermöglicht, eine mechanische Bearbeitung nur an den verhältnismäßig klein ausführbaren Paßflächen vornehmen zu müssen, während für die übrigen Seitenflächen die im Sinterverfahren erzielbare Genauigkeit ausreicht. Die mechanischeBearbeitung läßt sich darüber hinaus weiter vermindern, wenn die Paßflächen nur an den beiden Enden der Längskanten der Einzelblöcke angebracht werden.
Als Material für die Paßleisten wird vorteilhafterweise ein Werkstoff mit einem niedrigen Neutronenabsorptionskoeffizienten, wie z. B. Beryllium oder Berylliumoxyd verwendet.
Die Leisten können als durch den ganzen Block hindurchlaufende Zuganker ausgebildet werden und über geeignete, an den beiden Stabenden angebrachte, gegebenenfalls abgefederte Zwischenglieder den Block in Längsrichtung zusammenhalten, oder es können in der Blockschichtung auch jeweils mehrere kürzere, hintereinander angeordnete Paßleisten verwendet werden. Im letzteren Falle werden die Paßleisten zweckmäßigerweise so angeordnet, daß ihre Stoßfugen nicht mit den Stoßfugen der Einzelblöcke zusammentreffen. In radialer Richtung wird der Kern gemäß der Erfindung zweckmäßigerweise durch umlaufende Bandagen oder eine ähnliche Konstruktion verspannt.
Zur Verminderung der Neutronenleckverhiste in Längsrichtung des Blocks durch die Kühlkanäle und durch die zwischen den Blöcken liegenden Spalte können die Seitenflächen der Blöcke mit Vor- und Rücksprüngen ausgerüstet werden, die beim Zusammenbau ineinandergreifen. Außerdem können die stirnseitigen Reflektorblöcke in bezug auf die Moderaterblöcke derart versetzt angeordnet werden, daß die Kühlkanäle im Moderator nirht mit den Kühlkanälen im Refiektor fluchten. Für den übertritt des Kühlgases vom Moderator zum Reflektor und umgekehrt sind die Kanäle dann an diesen Stellen entsprechend auszusenken.
Die Zeichnung stellt den Gegenstand der Erfindung beispielsweise und vereinfacht dar. Es zeigt Abb. 1 einen Querschnitt durch einen Reaktorkern, der aus Blöcken mit quadratischem Querschnitt zusammengesetzt ist Abb-. 2 einen Querschnitt durch einen Reaktorkern, der aus Blöcken mit sechseckigem Querschnitt zusammengesetzt ist, Abb. 3 einen Längsschnitt durch einen Reaktor, bei dem die Paßleisten als Zuganker Verwendung finden,und Abb. 4 einen Längsschnitt entsprechend Abb. 3, bei dem die Seitenflächen der Moderatorblöcke mit Vor- und Rücksprüngen versehen sind.
Der in Abb. 1 dargestellte Kernreaktor gemäß der Erfindung ist aus einzelnen Moderatorblöcken 1 zusammengesetzt, die Kühlkanalbehrungen 2 aufweisen. Zwischen den einzelnen Blöcken 1 sind nach der Darstellung in Abb. 1 Paßleisten 3 mit rundem Querschnitt eingefügt, an die sich die entsprechend ausgearbeiteten Paßflächen der Längskanten der Blöcke 1 so anlegen, daß zwischen den Seitenflächen ein Luftspalt 4 verbleibt.
In Abb. 2 ist eine andere Form der Blöcke dargestellt. Während diese in Abb. 1 einen quadratischen Querschnitt zeigten, weisen sie in Abb. 2 einen sechseckigen Querschnitt auf, und die Paßleisten 3 sind mit ebenen Flächen und dreieckigem Querschnitt gearbeitet.
Abb. 3 zeigt eine Blockausführung, bei der die bearbeiteten Flächen lediglich an den Enden der einzelnen Moderatorblöcke angebracht sind und die Blockkanten im Mittelteil der Blöcke schon bei der Herstellung zurückgesetzt wurden. Dadurch liegen die Moderatorblöcke 1 lediglich an den Kantenteilen l' auf den Paßleisten 3 auf, und das zwischenliegende Teil 5 ist ähnlich einem Freistich zurückgesetzt. Entsprechend der in Abb. 3 gezeigten Ausbildung dienen die Paßleisten 3 gleichzeitig zur axialen Verspannung, und sie werden durch die Fedem 6, die an den Stabenden auf einer Seite angebracht sind, als Zuganker wirksam.
Um die Neutronen-Leckverhiste in Längsrichtung des Blockes zu vermindern, können, wie, es in Abb. 4 gezeigt ist, die Seitenflächen der Blöcke mit Vorsprüngen 7 und Rücksprüngen 8 ausgerüstet werden, die nach dem Zusammenbau unter Einschluß eines Luftspaltes 4 ineinandergreifen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Atomkemreaktor mit Kühlkanälen, dessen Kein aus einzelnen Moderatorblöcken und dazwischenliegenden Paßteilen derart zusammengesetzt ist, daß zwischen den Blöcken Luftspalte entstehen, dadurch gekennzeichne4 daß die von den Seitenflächen der Blöcke gebildeten Längskanten oder Teile davon als Paßflächen ausgearbeitet sind und zwischen den Paßflächen von jeweils mindestens drei benachbarten Blöcken eine gemeinsame Paßleiste derart eingefügt ist, daß zwischen den benachbarten Seitenflächen der Blöcke ein Luftspalt entsteht.
2. Atomkernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßflächen an den beiden Enden der Längskanten der Blöcke angebracht sind. 3. Atomkernreaktor nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßflächen eben oder zylindermantelförmig geformt sind und die einzufügenden Paßleisten das entsprechende Gegenprofil aufweisen und mit Flächenberührung an den Paßflächen anliegen. 4. Atomkernreaktor nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekeimzeichnet, daß jeweils mehrere Paßleisten in der Weise hintereinander angeordnet sind, daß ihre Stoßfugen nicht mit den Stoßfugen der Einzelblöcke zusammentreffen. 5. Atomkernreaktor nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßleisten zusätzlich als durch den Reaktorkem hindurchlaufende Zuganker ausgebildet sind und diesen in axialer Richtung zusammenhalten. 6. Atomkernreaktor nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle in den die beiden Stimflächen bildenden Blöcken oder in den Blökken einer Stimfläche in bezug auf die Kühlkanäle der Blöcke in Kernmitte derart versetzt sind, daß sie nicht miteinander fluchten. 7. Atomkernreaktor nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen der Blöcke mit Vor- und Rücksprüngen versehen sind, die nach der Montage ineinandergreifen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1756 800; französische Patentschrift Nr. 1160 325; britische, Patentschriften Nr. 784 292, 784 291, 785 876; USA.-Patentschriften Nr. 2 743 226, 2 790 760; »Selected. Reference Material on Atomic Energy«, Bd. »Reactor Handbook: Engineering«, 1955, S.1001.