DE1279222B

DE1279222B - Atomkernreaktor mit einseitig angeschlossenen Druckrohren

Info

Publication number: DE1279222B
Application number: DES80010A
Authority: DE
Inventors: Dr Sc Techn Albert Kuenzli
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1962-06-13
Filing date: 1962-06-20
Publication date: 1968-10-03
Also published as: GB968450A; BE632489A; US3240677A; NL281496A; CH393558A

Description

BUNDESREPLBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4SSSPSQ^ PATENTAMT Int. Cl.:

G 21 c

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl: 21 g - 21 /20

001

006

Nummer: 1279 222

Aktenzeichen: P 12 79 222.2-33 (S 80010)

Anmeldetag: 20. Juni 1962

Auslegetag: ?. Oktober 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen Atomkernreaktor mit einseitig angeschlossenen Druckrohren, welche von Kühlmittel durchströmt werden, in denen sich je ein Kühlmittelführungsrohr konzentrisch zum Druckrohr befindet, wobei das Kühlmittelführungsrohr einen Strömungswsg zwischen seinem äußeren Umfang und dem inneren Umfang des Druckrohres bildet und das Kühlmittel an seinem unteren Ende umleitet und durch seinen Innenraum, in dem der Brennstoff angeordnet ist, unter Kühlung desselben, rückführt.

Es ist z. B. aus der Zeitschrieft »Engineering«, November 28, 1958, Seite 699, oder aus der deutschen Auslegeschrift 1079231 ein Atomkemreaktor dieser Art bekannt, bei welchem ein Kühlmittelfüh- »5 rungsrohr aus Metall vorgesehen ist, das einen einzigen Brennstottstab in seinem Inneren aufweist. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß durch das Kühlmittelführungsrohr der Anteil an metallischen Bestandteilen im Druckrohr erhöht *> wird, was die Neutronenwirtschaft des Reaktors verschlechtert. Da Metalle eine gute Wärmefähigkcit aufweisen, wird durch die vom Kühlmittelführungsrohi abgestrahlte Wärme auch das Druckrohr verhältnismäßig stark erwärmt. Schließlich ist bei «5 einem einzigen Brennstoffstab dessen Oberfläche im Verhältnis /um enthaltenen Brennstoff verhältnismäßig klein. Die Wärmeableitung aus dem Brennstoff ist dadurch erschwert, was zur Folge hat, daß die Temperatur des Reaktorkühlmittel verhältnismäßig tief gehalten werden muß. Das stellt einen ihermodynamischen Nachteil dar.

Andererseits sind 2. B. aus der gleichen Zeitschrift. Seite 698, linke Figur, oder aus der schweizerischen Patentschrift 348 212 Ausführungen von Brennstoffelementen bekannt, bei welchen im Brennstoff Rohre eingebettet sind, die eine Mehrzahl von mit Brennstoff bestückten inneren Kühlkanälen bilden. Diese Ausführungen haben den Nachteil, daß die Wärme nur von den inneren Flächen der Brennstoffteile abgeleitet wird. Die Kühlung ist auf diese Weise wenig wirksam und erfordert ebenfalls eine Kühlmittclsirömung mit verhältnismäßig niedriger Temperatur, um eine Überhitzung von Teilen, des Brennstoffe·-, zu verhindern. Gleichzeitig entsteht bei diesen Ausführungen eine verhältnismäßig starke Erwärmung des Moderatorteiles, da zwischen dem Moderator und dem Brennstoff kein Kühlmittel, sondern höchstens nur eine WärmeisoJalion vorgesehen ist.

Bei der erwähnten Ausführung des Brennstoffelementes nach »Engineering«, Seite 698, sind die Atomkernreaktor mit einseitig angeschlossenen
Druckrohren

Anmelder:

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft,
Winterthur (Schweiz*

Vertreter:

Dipl.-Iag. H. Marsch, Patentanwalt,

4000 Düsseldorf, Lindemacnstr. 31

Als Erfinder benannt:

Dr. se. techn. Albert Künzli,

Wiesendangen, Zürich (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 13. Juni 1962 (7125)

Brennstoffteile zusammen mit den Rohren in Fonnteilen aus Graphit gebettet. Das Graphit hat in diesem Zusammenhang zwar eine gewisse moderierende Wirkung, dient jedoch nicht der eigentlichen Führung des Kühlmittels, für die metallische Rohre vorgesehen sind. Es entstehen dabei die bereits erwähnten Nachteile bezüglich der Neutronenw.'rtschaft des Reaktors.

Aus der Zeitschrift »Technische Mitteilungen«, Heft 1, 1958, Seite 11, Bild 6, ist es schließlich bekannt, bei Brennstoffelementen, die in Brennstoffkanälen von Kernreaktoren mit Druckgefäßen untergebracht sind, Hülsen aus Graphit r- vei-wenden. Bei dieser bekannten Ausführung ist in dei Hülse ebenfalls ein einziger Brennstoffstab vorgesehen, wobei das Kühlmittel teilweise zwischen dem Brennsiöffstab und der Hülse und teilweise zwischen der Hülse und der Kanalwand strömt. Neben den bereits erwähnten Nachteilen, die durch die Verwendung eines einzigen Brennstoffstabes in einerr Kaüal bedingt sind, besteht hier der Nachteil, da£ am Ende des Kanals die beiden Strömungen de; Kühlmittels, die äußere wie die innere, miteinande: vermischt werden. Daraus ergibt sich eine Tempe ratursenkung des Kühlmittels, die sich auf den Wir kungsgrad der Anlage nachteilig auswirkt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einei Atomkemreaktor der erwähnten Art zu schaffen, be welchem der Anteil an metallischen Bestandteile! im Druckrohr vermindert wird und bezüglich de

809 619/4!

Claims

Patentansprüche:

1. Atomkemreaktor mit einseitig angeschlossenen Druckrohren, welche von Kühlmittel durchströmt werden, in denen sich je ein Kühlmittelführungsrohr konzentrisch zum Druckrohr befindet, wobei das KSldinittelführungärohr einen Strömungsweg zwischen seinem äaßeren Umfang und dem inneren Umfang des Druckrohres bildet und das Kühlmittel an seinem UEieren Ende umleitet und durch seinen Innenraum, in aem der Brennstoff angeordnet ist, unter Kühlung desselben, rückführt, dadurch, gekennzeichnet, daß das KüJümittelfiihrungsrohr in an sich bekannter Weise aus Formteilen (4, Ί, 16) aus moderierendem Material besteht und daß diese Formteil»*, in ebenfalls ao sich bekannter Weise eine Mehrzahl von mit Brennstoff (20, 21) bestückten inneren Kuhlkanäkn (5) bilden.

2. Atomkemreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Umkehrendes (3) des Druekiohres (1) ein Verbindungsteil (7) aus moderierendem Material angeordnet ist, in welchem vom äußeren Strömungskanal (6) zu den inneren, den Brennstoff (2O₁21) enthaltenden Kanälen (5) führende Verbindungskanäle (8) angeordnet siad.

3. Atomkernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (4, 7,16) quer zur Längsachse unterteilt and durch Anker (9) gegeneinander gesogen sind.

4. Atomkemreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Formteilen (4, 16) mindestens eine metallische Platte (17) eingelegt ist, welche der Befestigung der Enden voa Brennstoffstäben (20,21) dient.

5. Atomkemreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Formteile (4, 7, 16) aus moderierendem Material und die Brennstoffstäbe (20, 21) enthaltende Einheit mit Hufe eines am Umkehrende des Druekrohres gebildeten Bajonettverschlusses (12,13) im Druckrohr (1) befestigt ist

6.. Atomkernreaktor nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitigen Auflage-Sachen der Formteile (4) durch erhöhte Ränder (40) gebildet sind.

7. Atomkernrealuor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brentfstoffteilc (21) Umhüllungen (20) mit radial hervortretenden Rippen aufweisen.

In Betracht gezogene Druckschriften. Deutsche Auslegeschrtft Nr. 1079?31; schweizerische Patentschrift Nr. 348 2*2; Directory of Nuclear Reactors, Vol. I, Power Reactors, 1959, S, 3, 4, 5. 77, 78;
Urnschau, H. 9, ί.959, S. 261;
Engineering, 28. 11 1958, S. 69S_V 699; Technische Mitt., Januar 1958, S. 11.

Hierzu i Blatt Zeichnungen

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