DE1221735B - Dampfdgekuehlter Kernreaktor - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES ·§^ PATENTAMT Int. CL:

G21c

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21g-21/20

Nummer: 1221735

Aktenzeichen: K 49711 VIII c/21 g

Anmeldetag: 11. Mai 1963

Auslegetag: 28. Juli 1966

Die Erfindung bezieht sich auf einen dampfgekühlten Kernreaktor, dessen wesentliche Bauteile, wie Spaltzone, Verdampfer, Pumpen und Umwälzgebläse zum Umwälzen des Kühldampfes durch die Spaltzone in einem kugelförmigen Reaktorbehälter angeordnet sind, wobei die Spaltzone von mindestens zwei Ringleitungen umschlossen ist, von denen eine Heißdampf zur Dampferzeugung den ebenfalls um die Spaltzone herum angeordneten Dampferzeugern zuführt und auf diese verteilt, während die andere den frisch erzeugten und anschließend in den Umwälzgebläsen komprimierten Dampf sammelt und der Spaltzone wieder zuleitet.

Es sind beispielsweise Kernreaktoren bekannt, bei denen in einem Druckkessel die Spaltzone angeordnet ist. Die Spaltzone enthält den spaltbaren Brennstoff. Aus der bei der Spaltung in der Spaltzone freiwerdenden Wärme wird der Dampf überhitzt, der gegebenenfalls von einem aus dem überhitzten Dampf abgezweigten Teil in besonderen Verdampfern (Dampferzeugern) durch Verdampfen von Wasser erzeugt wird. Der übrige Heißdampf wird dem Arbeitsaggregat zugeführt, wobei das Wasser nach Kondensation im Kreislauf den Verdampfern wieder aufgegeben werden kann.

Es sind schon verschiedene Lösungen bekanntgeworden, um die einer Kontamination unterliegenden Teile besonders zusammenzufassen, damit die Kosten für die Abschirmung und der räumliche Aufwand nicht zu hoch werden.

Hierzu ist es bei zylindrisch ausgebildeten Spaltzonen bekannt, die Dampferzeuger um die Spaltzone herum anzuordnen und mindestens zwei die Spaltzone umschließende Ringleitungen vorzusehen, von denen eine Heißdampf zur Dampferzeugung den Dampferzeugern zuführt und auf diese verteilt, die andere Ringleitung sammelt den frisch erzeugten und anschließend in den Umwälzgebläsen komprimiertem Dampf und leitet diesen der Spaltzone wieder zu. i j ;;

Da in dieser vorbekannten Ausführung des Reaktors die Spaltzone und wesentliche Zusatzaggregate zylinderförmig ausgeführt sind, kann er nicht günstig in einem für die Druckverhältnisse besonders vorteilhaften Kugelbehälter angeordnet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dampfgekühlten Kernreaktor zu schaffen, dessen wesentliche Bauteile, wie Spaltzone, Pumpen und Umwälzgebläse zum Umwälzen des Kühldampfes durch die Spaltzone in einem Kugelbehälter angeordnet sind, und bei dem mit mini-Dampfgekühlter Kernreaktor

Anmelder:

Gesellschaft für Kernforschung
mit beschränkter Haftung,
Karlsruhe, Weberstr. 5

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Ludolf Ritz, Karlsruhe-Durlach

malern Material- und Raumaufwand eine optimale Anordnung der notwendigen Aggregate und Einrichtungen erreicht wird.

Auch bei dem dampfgekühlten Kernreaktor nach der Erfindung ist die Spaltzone von mindestens zwei Ringleitungen umschlossen, von denen eine Heißdampf zur Dampferzeugung den ebenfalls um die Spaltzone herum angeordneten Dampferzeugern zuführt und auf diese verteilt, während die andere den frisch erzeugten und anschließend in den Umwälzgebläsen komprimierten Dampf sammelt und der Spaltzone wieder zuleitet.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dampferzeuger und in bekannter Weise auch die Spaltzone kugelförmig ausgebildet sind, wobei die Spaltzone mit einem sie umschließenden Abschirmblock, den Dampferzeugern, Umwälzgebläsen, Kühlern für Nachwärme und einem Vorheizaggregat in ebenfalls an sich bekannter Weise in der unteren Hälfte des kugelförmigen Reaktorbehälters angeordnet ist, während die obere Hälfte Krane und Speicher für Sicherheitsflutwasser aufnimmt. Zwar ist es bekannt, die Spaltzone von Kernreaktoren mit dem sie umschließenden Absehirmblock in der unteren Hälfte eines Reaktorbehälters und in seiner oberen Hälfte Krane usw.

anzuordnen, hierbei handelt es sich jedoch nicht um mit Dampf gekühlte Kernreaktoren, und diese

' weisen deshalb auch nicht die ringförmig um die Spaltzone herum angeordneten Dampferzeuger zur Direkterzeugung von Sattdampf durch Einleiten von Heißdampf in Kondensat auf, die gemäß der vorliegenden Erfindung gleichfalls kugelförmige Gestalt haben. Man erhält gemäß der Erfindung damit nämlich kurze Dampfleitungen und benötigt auch für die Dampferzeuger nur ein Minimum an Werkstoff. Durch konsequente Audehnung des Prinzips der kugel- bzw. kreisförmigen Ausbildung oder An-

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Ordnung auch auf sämtliche Zusatzaggregate, wie es beim Reaktor gemäß der Erfindung geschieht, wird auf überraschend einfache Weise eine unerwartete Materialersparnis und ein besonders einfacher Aufbau der gesamten Reaktoranlage erreicht,

Bei dem Kernreaktor nach der Erfindung können weiterhin auch zur Zuführung des" Kondensats zu den Dampferzeugern und zur Zuleitung des Heißdampfes zu den Dampfantrieben für die Umwälzgebläse Ringleitungen vorgesehen werden. Weiterhin ist es zweckmäßig, dem Dampf antrieb der Druckerhöhungsaggregate (Umwälzgebläse), mit denen der in den Verdampfern erzeugte Dampf komprimiert und der Spaltzone wieder zugeleitet wird, und die normalerweise durch, einen Teil des aus der Spaltzone austretenden überhitzten'-¹ Dampfes angetrieben werden, einen vom Dampf jederzeit unabhängigen Hilfsantrieb parallel zu schalten.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt über den größten Durchmesser des kugelförmigen Reaktorbehälters,

Fig. 2 zwei Teilschnitte durch den Reaktor in den Ebenen A und B.

In dem Reaktorbehälter 1 ist annähernd zentral die ebenfalls als Kugel ausgebildete .Spaltzone 2 angeordnet, die von einem Abschirmblock 3 umgeben ist. Oberhalb der Spaltzone sind die Einrichtungen für die Zuführung und Entnahme der Brenn- und Sicherheitselemente angeordnet, unterhalb der Spaltzpne befindet sich eine Einrichtung zum Auftrennen bzw. Aufteilen der. Brennstoffmasse, falls diese im Havariefall zum Schmelzen und damit zum Herunterfließen kommen sollte. Aus der Spaltzone führt eine Dampleitung 10 den' überhitzten Dampf heraus, die in eine Ringleitung 11 übergeht. Diese Ringleitung verteilt den Dampf zum Teil an die Antriebsorgane 12, zum anderen Teil an die Dampferzeuger 13. Der den Antriebsaggregaten 12 zugeleitete Dampf wird wieder in einer Ringleitung 19 gesammelt und dem nicht näher dargestellten Nutzleistungsaggregat zugeführt.

Der in den Dampferzeugern im wesentlichen aus dem Kondensat gewonnene Frischdampf wird auch wiederum in einer Ringleitung 21 gesammelt und über einen oder mehrere Kompressoren 14 wieder der Spaltzone zugeleitet.

Unterhalb der Bühne 4, auf der die Verdampfer und die Kompressoren angeordnet sind, sind Kühler 5 und Vorheizaggregate 6 vorgesehen. In den' Kühlaggregaten S wird die Nachwärme nach Abschalten des Reaktors in Zusammenarbeit mit den Verdampfern 13 vernichtet, während das Vorheiz« aggregate dazu dient, bei Inbetriebnahme der Anlage den für die Kühlung notwendigen Frischdampf zu erzeugen. Vor allem nach Abschaltung des Reaktors stellen also die im Reaktorbehälter befindlichen Teile eine selbständige Einheit dar, in der die Nachwärme voll vernichtet wird. Das Kondensat wird ständig umgewälzt und entzieht damit über die Verdampfer dem Dampf die Wärme. Alle diese Teile nehmen ungefähr die untere Kugelhälfte voll in Anspruch, so daß dieser Raum optimal ausgenutzt wird. In der oberen Hälfte des Kugelbehälters 1 sind Krane 7, Laufkatzen 8 und ein Speicher 9 angeordnet, der das Sicherheitsflutwasser enthält. Dieser Speicher kann natürlich auch zugleich als Ausgleichsbehälter für das Kondensat verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Dampf gekühlter Kernreaktor, dessen wesentliche Bauteile, wie Spaltzone, Verdampfer, Pumpen und Umwälzgebläse zum Umwälzen des Kühldampfes durch die Spaltzone in einem kugelförmigen Reaktorbehälter angeordnet sind, wobei die Spaltzone von mindestens zwei Ringleitungen umschlossen ist, von denen eine Heißdampf zur Dampferzeugung den ebenfalls um die Spaltzone herum angeordneten Dampferzeugern zuführt und auf diese verteilt, während die andere den frisch erzeugten und anschließend in den Umwälzgebläsen· komprimierten Dampf sammelt und der Spaltzone wieder zuleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampferzeuger und in bekannter Weise auch die Spaltzone kugelförmig ausgebildet sind, wobei die Spaltzone mit einem sie umschließenden Abschirmblock, den Dampferzeugern, Umwälzgebläsen, Kühlern für Nachwärme und einem Vorheizaggregat in ebenfalls an sich bekannter Weise in der unteren Hälfte des kugelförmigen Reaktorbehälters angeordnet ist, während die obere Hälfte Krane und Speicher für Sicherheitsflutwasser aufnimmt.

2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch als Zuführung des Kondensats zu den Dampferzeugern und als Zuleitung des Heißdampfes zu den Dampfantrieben für die Umwälzgebläse Ringleitungen vorgesehen sind.

3. Kernreaktor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dampfantrieb der Druckerhöhungsaggregate jeweils ein vom Dampfnetz unabhängiger Hilfsantrieb parallel geschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1095 959;
»Engineering«, 19. 6.1959, S. 792 bis 795;
»Engineering«, 7. 8.1959, S. 8, 9;
»The British Nuclear Energy Society«, April 1963,' S. 97 bis 111;

»Kerntechnik«, 1962, H. 11, S. 485 bis 498.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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