DE1233505B

DE1233505B - Reaktorkern-Bauteil

Info

Publication number: DE1233505B
Application number: DES78320A
Authority: DE
Inventors: Louis Tollet; Pierre Maldague
Original assignee: Anglo Belge Vulcain SA Soc
Current assignee: Anglo Belge Vulcain SA Soc
Priority date: 1961-03-09
Filing date: 1962-03-03
Publication date: 1967-02-02
Also published as: GB986474A; CH392714A; US3261758A; NL275721A

Description

DEUTSCHES PATENTAMT

DeutscheKl.: 21g-21/20

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1233 505

Aktenzeichen: S 78320 VIII c/21 g

1 233 505 Anmeldetag: 3.März 1962

Auslegetag: 2. Februar 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Reaktorkern-Bauteil, bestehend aus mehreren von einem hohlzylindrischen Träger gehaltenen Brennstoffelementen.

Es ist bekannt, Bauteile für den Aufbau des Kerns eines Reaktors in der Form herzustellen, daß der Brennstoff am Umfang eines zylindrischen Trägers angeordnet wird. So beschreibt etwa die deutsche Auslegeschrift 1 097 582 ein zentrales Beryllium-Bauelement sechseckigen Querschnitts, an dessen Umfang Spaltmaterial angebracht ist. Die Anordnung wird durch ein Hüllmaterial zusammengehalten.

Die französische Patentschrift 1 246 699 beschreibt eine Brennstoffpatrone, in der die Brennstoffelemente zwischen zwei voneinander getrennten Trägerblechen angeordnet sind, wobei diese Trägerbleche eine zentrale Öffnung haben, durch welche ein Stab hindurchgeführt werden kann, so daß mehrere Brennstoffpatronen durch den Stab zentriert übereinander angeordnet werden können.

Die britische Patentschrift 794 901 schließlich beschreibt ein Reaktorkern-Bauteil, welches aus zwei koaxialen Rohren verschiedenen Durchmessers aufgebaut ist, zwischen denen kreisförmig die Brennstäbe longitudinal untergebracht sind.

Beim Aufbau des Kerns eines Kernreaktors ist es nun allgemein üblich, daß solche Brennelement-Bauteile und darüber hinaus auch die anderen bekannten, nicht näher angeführten Ausführungen nebeneinander nach einem bestimmten Muster montiert werden. Hierbei ergibt sich als großer Nachteil, daß bei einem Einführen oder Herausziehen eines Brennstoff-Bauteils in axialer Richtung ein Bauteil das andere innerhalb des Reaktorkerns behindert. Es kann sich z. B. ein Bauteil am anderen verhaken, oder es wird, wenn nebeneinanderliegende Bauteile sich auf verhältnismäßig großen Flächen berühren, durch die axiale Bewegung eines Bauteils das andere mitgezogen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese geschilderten Nachteile auszumerzen.

Es soll ein Reaktorkern-Bauteil geschaffen werden, mit welchem zusammen mit anderen identischen Bauteilen ein Reaktorkern derart aufgebaut wird, daß die einzelnen, untereinander identischen Bauteile miteinander nur kleinste Berührungsflächen haben, trotzdem aber eine optimale Besetzung des zur Verfügung stehenden Raumes mit Kernbrennstoff gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein aus mehreren von einem hohlzylindrischen Träger gehaltenen Brennstoffelementen bestehendes Reaktorkern-Bauteil so ausgebildet wird, daß um den zentralen Reaktorkern-Bauteil

Anmelder:

Societe anglo-belge Vulcain societe anonyme,
Brüssel

Vertreter:

DipL-Ing. R. Busselmeier, Patentanwalt,
Augsburg, Grottenau 2

Als Erfinder benannt:

Louis Tollet,

Pierre Maldague, Brüssel

Belgien vom 9. März 1961 (478 398)

Träger herum Brennstoff-Elemente in mehreren Reihen hufeisenförmig angeordnet werden, derart, daß die Außenkontur des Brennelementbündels im Querschnitt den von vier aneinandergrenzenden Seiten eines Sechsecks festgelegten Verlauf zeigt.

Werden solchermaßen ausgebildete Reaktorkern-Bauteile zum Reaktorkern zusammenmontiert, so ergibt sich der erhebliche Vorteil, daß die einzelnen Bauteile periodisch ohne Schwierigkeiten bezüglich ihrer Positionen innerhalb des Kerns ausgetauscht werden können. Dies ist unter anderem deswegen von großer Bedeutung, da die Brennstoffelemente je nach ihrer Lage im Reaktorkern verschieden stark abbrennen. Durch die leichte Austauschbarkeit der Bauteile können so z. B. jene Brennstoffelemente, welche bereits zu einem starken Grad abgebrannt sind, in Zonen kleinen Neutronenflusses versetzt werden, während die weniger stark abgebrannten in eine Zone höheren Neutronenflusses umgeordnet werden können. Solche Austauschoperationen werden mit Reaktorkern-Bauteilen gemäß der vorhegenden Erfindung sehr viel leichter durchführbar, wohingegen die bisher bekannten Reaktorkern-Bauteile derartige Operationen jedesmal außerordentlich schwierig und aufwendig machten.

Die Erfindung soll nun an Hand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit dazugehörigen Figuren beispielsweise erläutert werden. Hierbei zeigt F i g. 1 ein schematisches Bild einer Brennelemente-Anordnung nach dem Stand der Technik,

F i g. 2 einen Schnitt durch ein Reaktorkern-Bauteil nach der Erfindung,

709 507/307

Claims

F i g. 3 den beispielsweisen Aufbau eines Reaktorkerns aus Bauteilen nach der Erfindung.

In der F i g. 1 sind vier Reaktorkern-Bauteile mit Sechseckquerschnitt dargestellt, wobei ein Bauteil eine Mehrzahl von Brennelementen 1 enthält, die in Reihen3 entlang den Seiten .,4 eines Sechsecks verteilt sind. Die Berührungsflächen der Reaktorkern-Bauteile sind durch die gestrichelten Linien A B gekennzeichnet. Es ist zu bemerken, daß, obwohl in jedem Bauteil die Brennelemente nur in zwei Reihen angeordnet sind, dort, wo die Bauteile einander berühren, vier hintereinander angeordnete Reihen von Brennelementen vorhanden sind, wohingegen an den äußeren Bauteilen nur zwei Brennelementreihen zu erkennen sind. 5,6 weist auf diese Vierfachreihen hin.

In Abweichung von dieser bekannten Art, Reaktorkern-Bauteile auszubilden und anzuordnen, sieht man in der F i g. 2 den Aufbau und die Anordnung von Reaktorkern-Bauteilen nach der Erfindung. Hier sind nur auf vier Seiten des Sechseckquerschnitts des Bau- ao teils Brennelemente angeordnet. Im einzelnen sind hier die Brennstoffelemente 1 untereinander verbunden und hufeisenförmig um einen hohlen Träger 2 herum angeordnet. Jede Seite der hufeisenförmigen Struktur umfaßt eine Mehrzahl von Reihen 8. Die dem Träger 2 am nächsten angeordneten Reihen 3 werden beispielsweise mittels eines flexiblen Metallbandes 4 gehalten. Das Band 4 bildet einen Gürtel um den Träger 2 herum, wodurch die hufeisenförmige Struktur der Brennelemente 1, die fest an den Träger 2 angepreßt werden, gewährleistet wird. Ein Träger 7, der dem Träger 2 ähnlich ist, trägt eine ähnliche hufeisenförmige Struktur von Brennelementen.

F i g. 3 zeigt schließlich schematisch den Aufbau eines Reaktorkerns mit achtzehn Reaktorkern-Bauteilen, bei denen die Brennelemente hufeisenförmig wie in der F i g. 2 angeordnet sind. Obwohl dies nicht im einzelnen dargestellt ist, ist es klar, daß sie nach einem vorgegebenen, bestimmten und einheitlichen Muster angeordnet sind. Das Muster bzw. die Art der Anordnung wird durch die hufeisenförmige Struktur der Brennelemente innerhalb eines Bauteils ermöglicht, wobei, wie beschrieben, die Außenkontur

dieser Hufeisenstruktur den von einem von vier aneinandergrenzenden Seiten eines Sechsecks festgelegten Verlauf zeigt.

Es ist zu bemerken, daß die Enden des »Hufeisens« so ausgebildet sind, daß Winkel 15 gebildet werden, die die einzigen Berührungsflächen zwischen benachbarten Reaktorkern-Bauteilen darstellen. Bei einem Vergleich mit der F i g. 1 ist ohne weiteres zu erkennen, daß die Berührungsflächen zwischen benachbarten Brennelemente-Bündeln (Brennelementeanordnungen, Reaktorkern-Bauteilen) sehr viel geringer sind als bei bisher bekannten Brennelementbündeln bzw. Reaktorkern-Bauteilen.

Der schon beschriebene Vorteil der kleinen Berührungsflächen benachbarter Brennelementebündel und der daraus folgende Vorteil, daß das Einführen oder das Herausziehen solcher Brennelementebündel in den bzw. aus dem Kern sehr erleichtert wird, wird weiter verdeutlicht, wenn man sich vorstellt, daß beim Abbau des Kerns mit dem Bauteil 11 begonnen wird. In diesem Fall könnten überhaupt nur drei Oberflächen ein Herausziehen bremsen bzw. durch Reibung behindern. Beim Fortfahren mit den Bauteilen 12,13,14 usw. ergeben sich die gleichen kleinen behindernden Berührungsflächen.

Patentanspruch:

Reaktorkern-Bauteil, bestehend aus mehreren von einem hohlzylindrischen Träger gehaltenen Brennstoffelementen, dadurch gekennzeichnet, daß um den Träger (2) herum Brennstoffelemente (1) in mehreren Reihen (8) hufeisenförmig angeordnet sind, derart, daß die Außenkontur des Brennelementbündels im Querschnitt den von vier aneinandergrenzenden Seiten eines Sechsecks festgelegten Verlauf zeigt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1037 036,
1 068 821,1 097 582;
französische Patentschrift Nr. 1246 699;
britische Patentschriften Nr. 794 901, 833 647;
»Nucleonics«, Vol. 14, Nr. 3,1956, S. 34 bis 41.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 507/307 1.67 ©BundesdruckereiBerlin