DE1128055B

DE1128055B - Nuclear reactor with cooling channels, the core of which is composed of individual moderator blocks

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.Nuclear reactor with cooling channels, the core of which is made up of individual moderator blocks The invention relates to a KernreAtor with cooling channels, its none from individual moderator blocks and intermediate passport parts in is composed in such a way that air gaps are created between the blocks.

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.Moderator blocks for nuclear reactors composed of individual blocks are already known in various embodiments. These constructions are generally matched to the properties of the graphite mostly used as moderator material, i. That is, it is ensured that the changes in shape of the individual blocks in the stratification that occur under the influence of the reactor radiation can be absorbed.

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.In a known embodiment, between the facing Front surfaces of two individual blocks axially one behind the other, intermediate parts, such as B. panels or strips, inserted that with the end faces of the blocks over Projections and recesses are hooked. These intermediate parts are then based on the them adjacent intermediate parts so that between the adjacent Individual blocks of air gaps remain free.

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.There are also special versions of this system are known in which z. B. a common, correspondingly longer intermediate part is used for several adjacent blocks or in which the intermediate parts for the lateral support g of the blocks are not angeorodnet between the end faces of two blocks, but in special transverse bores of the blocks.

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.In addition, moderator block layers have already become known, in which the individual blocks touch one another directly on their side surfaces. In these designs, the cooling channels are usually through recesses on the outer surfaces of the individual blocks formed.

Alle diese bekanntenAusführungen erfordern einen verhältnismäßig großen Aufwand für die mechanische Bearbeitung der Einzelblöcke.All of these known designs require a relatively large one Expenditure for the mechanical processing of the individual blocks.

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.The invention has set itself the task of mechanical processing to keep the individual blocks low, so that the increasing costs, if for example the blocks made of expensive and difficult to machine material, such as beryllium oxide, are manufacturedi is reduced to a tolerable level.

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.This is achieved in that, according to the invention, the side surfaces of the blocks formed longitudinal edges or parts thereof worked out as mating surfaces and that between the mating surfaces of at least three adjacent blocks a common fitting strip is inserted in such a way that between the adjacent Side surfaces of the blocks create an air gap. According to a further development of the invention the mating surfaces are attached to the two ends of the longitudinal edges of the blocks. The mating surfaces can be flat or cylindrical in shape and the Fitting strips to be inserted have the corresponding counter profile and with surface contact rest against the mating surfaces.

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.The invention enables mechanical processing to have to make only on the relatively small executable mating surfaces, while the accuracy that can be achieved in the sintering process is sufficient for the remaining side surfaces. The machining can also be further reduced if the Mating surfaces can only be attached to the two ends of the longitudinal edges of the individual blocks.

Als Material für die Paßleisten wird vorteilhafterweise ein Werkstoff mit einem niedrigen Neutronenabsorptionskoeffizienten, wie z. B. Beryllium oder Berylliumoxyd verwendet.A material is advantageously used as the material for the fitting strips with a low neutron absorption coefficient, such as B. beryllium or Beryllium oxide used.

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.The strips can be used as tie rods running through the entire block be formed and via suitable, attached to the two rod ends, if necessary Cushioned intermediate links hold the block together lengthways, or it can in the block layering there are also several shorter ones arranged one behind the other Fitting strips are used. In the latter case, the fitting strips are expedient arranged so that their butt joints do not meet the butt joints of the individual blocks. In In the radial direction, the core according to the invention is expediently by circumferential Bandages or a similar construction stretched.

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.To reduce the neutron leakage rate in the longitudinal direction of the block through the cooling channels and through the gaps between the blocks the side surfaces of the blocks are equipped with projections and recesses, which when Interlock assembly. In addition, the front reflector blocks be offset with respect to the moderator blocks so that the cooling channels in the moderator does not align with the cooling ducts in the reflector. For the conversion of the cooling gas from the moderator to the reflector and vice versa, the channels are then on to countersink these places accordingly.

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.The drawing shows the subject matter of the invention as an example and in a simplified manner. FIG. 1 shows a cross section through a reactor core which is composed of blocks with a square cross section. 2 shows a cross-section through a reactor core composed of blocks with a hexagonal cross-section, Fig. 3 shows a longitudinal section through a reactor in which the fitting strips are used as tie rods, and Fig. 4 shows a longitudinal section corresponding to Fig. 3, in which the side surfaces of the Moderator blocks are provided with projections and recesses.

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.The nuclear reactor according to the invention shown in FIG. 1 is composed of individual moderator blocks 1 which have cooling ducts 2. Between the individual blocks 1 , as shown in Fig. 1, fitting strips 3 with a round cross-section are inserted, to which the correspondingly worked out fitting surfaces of the longitudinal edges of the blocks 1 apply so that an air gap 4 remains between the side surfaces.

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.In Fig. 2 another shape of the blocks is shown. While these showed a square cross-section in Fig. 1 , they have a hexagonal cross-section in Fig. 2, and the fitting strips 3 are made with flat surfaces and a triangular cross-section.

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.Fig. 3 shows a block design in which the machined surfaces are only attached to the ends of the individual moderator blocks and the block edges in the middle part of the blocks have already been set back during manufacture. As a result, the moderator blocks 1 only rest on the edge parts 1 ' on the fitting strips 3 , and the intermediate part 5 is set back in a manner similar to an undercut. According to the design shown in Fig. 3 , the fitting strips 3 serve at the same time for axial bracing, and they are effective as tie rods by the springs 6, which are attached to the rod ends on one side.

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.In order to reduce the neutron leakage rate in the longitudinal direction of the block, the side surfaces of the blocks can be equipped with projections 7 and recesses 8 , as shown in FIG.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Atomic core reactor with cooling channels, the none of which is composed of individual moderator blocks and intermediate fitting parts in such a way that air gaps are created between the blocks, characterized in that the longitudinal edges or parts thereof formed by the side surfaces of the blocks are worked out as mating surfaces and between the mating surfaces of In each case at least three adjacent blocks a common fitting strip is inserted in such a way that an air gap is created between the adjacent side surfaces of the blocks.

2. Atomic nuclear reactor according to claim 1, characterized in that the mating surfaces are attached to the two ends of the longitudinal edges of the blocks. 3. Atomic nuclear reactor according to spoke 1 or 2, characterized in that the mating surfaces are flat or shaped like a cylinder jacket and the fitting strips to be inserted have the corresponding mating profile and bear with surface contact on the mating surfaces. 4. Atomic nuclear reactor according to one or more of the preceding claims, characterized in that several fitting strips are arranged one behind the other in such a way that their butt joints do not coincide with the butt joints of the individual blocks. 5. Atomic nuclear reactor according to one or more of the preceding claims, characterized in that the fitting strips are also designed as tie rods extending through the reactor core and hold them together in the axial direction. 6. Atomic nuclear reactor according to one or more of the preceding claims, characterized in that the cooling channels in the blocks forming the two end surfaces or in the blocks of an end surface are offset in relation to the cooling channels of the blocks in the core center in such a way that they are not aligned with one another. 7. Atomic nuclear reactor according to one or more of the preceding claims, characterized in that the side surfaces of the blocks are provided with projections and recesses which interlock after assembly. Documents considered: German utility model No. 1756 800; French Patent No. 1160 325; British Patent Nos. 784 292, 784 291, 785 876; . USA. Patent Nos 2,743,226, 2,790,760; “Selected. Reference Material on Atomic Energy ", Vol." Reactor Handbook: Engineering ", 1955, p.1001.