DE1639193B1 - Kernreaktor mit Fuehrungsrohren fuer Steuerstaebe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Kernreaktor mit einem innerhalb desselben. Dies ist wichtig, da das Kühl-

Reaktordruckgefäß, in dem der Reaktorkern ange- wasser in den Kernreaktorraum nach unten zu teils

ordnet ist, und einem gitterförmigen, horizontalen zu den Brennstoffkassetten und teils zum Spalt zwi-

Boden im Reaktordruckgefäß, der die Brennstoff- sehen diesen geleitet wird. Das Kühlwasser, das zu

kassetten des Reaktorkerns trägt, sowie mit 5 den Brennstoffkassetten fließen soll, soll etwa 95%

Führungsrohren unter dem Reaktorkern innerhalb des Gesamtkühlmittelflusses betragen; es fließt außer-

des Reaktordruckgefäßes für die der Regelung halb der Führungsrohre und durch die Löcher in den

dienenden Steuerstäbe, deren obere Enden in Öffnun- Tragklötzen zu den Brennstoffstäben innerhalb des

gen des Bodens befestigt sind (vgl. die USA.-Patent- Mantelrohres. Der Rest des Kühlwassers, d.h. 5% des

schrift 3 264 952). ίο Gesamtkühlmittelflusses, wird durch kleinere Löcher

Der Reaktorkern eines Kernreaktors, vorzugsweise in den Führungsrohren in diese hinein und weiter

eines Reaktors des Leichtwasser-Siedetyps, besteht durch diese hinauf zu dem kreuzförmigen Spalt zwi-

aus einer größeren Zahl von Brennstoffkassetten, die sehen den Brennstoffkassetten geleitet,

sich auf dem Boden des Reaktorkernraumes ab- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im

stützen. Die Kassetten sind mit Abständen von- 15 folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben; in

einander angeordnet, in die so gebildeten Spalte kön- dieser zeigt

nen Steuerstäbe eingeschoben werden. Jeder Steuer- F i g. 1 den unteren Teil des Druckgefäßes eines

stab kann aus seinem Spalt herausgezogen und in ein Leichtwasserreaktors, d. h. den Teil des Gefäßes, der

Führungsrohr unter dem Reaktorkern hineingezogen den eigentlichen Reaktorkernraum und die darunter-

werden. Der die Kassetten tragende Boden muß gut ao liegenden Führungsrohre der Steuerstäbe aufnimmt,

von unten gestützt sein, zugleich muß es möglich Fig. 2 einen kleinen Teil des Reaktorkernbodens

sein, ohne großen Aufwand ein Führungsrohr aus- nach LinieΙΙ-Π der Fig. 2 von oben gesehen,

tauschen zu können. Fig. 3 einen vertikalen Schnitt des Kernbodens

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen nach LinieΙΠ-ΠΙ der Fig. 2 und der anschließen-

Austausch der Führungsrohre zu erleichtern. 25 den Teile, wieBrennstoffkassetten und Führungsrohre,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Fig. 4 einen Schnitt nach LinieIV-IV der Fig. 3

löst, daß der Boden aus dicht aneinanderliegenden und

Tragklötzen besteht, von denen jeder von einem der F i g. 5, 6 und 7 die Zusammensetzung des Füh-

Führungsrohre abgestützt ist. Jedes Führungsrohr ist rungsrohres mit dem tragenden Durchführungs-

nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung an 30 rohr und das Lösen des Führungsrohres vom Durch-

seinem unteren Ende mit einem in der Druckgefäß- führungsrohr.

wand befestigten Durchführungsrohr lösbar ver- In F i g. 1 bezeichnet 1 das Druckgefäß eines Rebunden, das zur Führung der Betätigungsstange des aktors und 2 den Reaktorkernraum mit dem Kern-Steuerstabes dient. Das Gewicht des vom Führungs- boden 3. Im Reaktorkernraum 2 sind die Brennstoffrohr getragenen Tragklotzes und der zugehörigen 35 kassetten 4 des Reaktors angeordnet. Unter dem Re-Brennstoffkassetten wird also von einem Durch- aktorkernraum 2 liegt der Raum für die Führungsführungsrohr aufgenommen und von diesem zu der rohre 5, die wiederum auf Durchführungsrohren 6 Druckgefäßwand des Reaktors übertragen. Die Er- abgestützt sind. Diese Rohre 6 sind am Druckgefäß 1 findung ermöglicht die Reparatur eines Führungs- befestigt. Im kreuzförmigen Spalt zwischen vier rohres, ohne den ganzen Reaktorkernboden ab- 40 Brennstoffkassetten 4 sitzt ein verschiebbarer Steuermontieren zu müssen, das Rohr kann aus dem Kern- stab 7.

reaktor mit dem zugehörigen Tragklotz herausge- Wie F i g. 2 zeigt, ist der Reaktorkernboden 3 aus

nommen werden. Tragklötzen 8 zusammengesetzt. Jeder Tragklotz hat

Der zur Aufstellung der Kassetten dienende Trag- einen quadratischen Grundriß und vier durchgehende klotz wird vorteilhaft mit quadratischem Grund- 45 Löcher 9, die in den Ecken eines Rechteckes angeriß ausgeführt, wobei die Seitenlänge ungefähr ordnet sind. Außerdem hat jeder Tragklotz 8 eine gleich dem Durchmesser des kreiszylindrischen Teils kreuzförmige Öffnung 10 für den Steuerstab 7. Die des Führungsrohres ist, und mit vier in den Ecken Löcher 9 sind für die Aufnahme der Brennstoffeines dem quadratischen Grundriß einbeschriebenen kassetten 4 bestimmt.

Rechteckes angeordneten durchgehenden Löchern, in 50 In Fig. 3 bezeichnet 8 einen Tragklotz für vier denen die unteren Enden der Brennstoffkassetten Brennstoffkassetten. Dieser Tragklotz wird von einem stecken. Das Führungsrohr hat an seinem oberen Führungsrohr 5 getragen. In den Löchern 9 im Trag-Ende vier die genannten Löcher freigebende Ein- klotz sind die Brennstoffkassetten 4 angeordnet. Prägungen, so daß der Raum zwischen den Führungs- Durch Einprägungen 11 des Führungsrohres 5 rohren über die genannten Einprägungen mit den 55 (Fig. 4) und durch die Löcher 9 wird Kühlwasser Löchern im Tragklotz strömungsmäßig in Ver- von der Außenseite des Führungsrohres 5 zur Innenbindung steht. seite des Mantelrohres der Brennstoffkassetten 4 ge-

Jeder Tragklotz trägt also vier Brennstoffkassetten, leitet. Ein weiterer Teil des Kühlwassers fließt durch

deren Mantelrohre in der Regel mit quadratischem Öffnungen 18 (F i g. 5) im Führungsrohr 5 in dieses

Querschnitt ausgeführt sind. Zwischen je vier Brenn- 60 hinein und weiter durch den kreuzförmigen Spalt 10

stoffkassetten ist ein keuzförmiger Spalt vorgesehen, im Tragklotz 8 zwischen die Brennstoffkassetten 4

in dem ein Steuerstab mit gleichfalls kreuzförmigem im Reaktorkernraum 2.

Querschnitt verschiebbar ist. Für den Durchtritt des Aus Fig. 4 geht hervor, wie das Führungsrohr 5

Steuerstabes hat der Tragklotz ebenfalls einen kreuz- durch die Einprägungen 11 der kreuzförmigen öff-

förmigen Spalt, an den sich das Führungsrohr mit 65 nung 10 im Tragklotz 8 angepaßt wird, und weiter,

seinen Einprägungen dicht anschließt, so daß die wie diese Einprägungen so ausgeführt werden kön-

Löcher für die Brennstoffkassetten außerhalb des nen, daß die Löcher 9 auf der Außenseite des Leit-

Führungsrohres münden und der kreuzförmige Spalt rohres 5 münden.

Fig. 5 zeigt die Verbindung eines Führungsrohres 5 und eines Durchführungsrohres 6. 7 ist wieder der Absorberstab und 12 seine Betätigungsstange. Das Leitrohr S hat unten innen eine Ringnut 13 und das Durchführungsrohr 6 außen eine entsprechende Ringnut 14. In diesen Nuten sitzt ein aufgeschnittener federnder Ring 15 mit größerer Dicke als die Tiefe der Nut 15, aber mit derselben oder kleineren Dicke als die Nut 13. Der federnde Ring verriegelt beide Rohre 5 und 6 miteinander.

Aus F i g. 7 geht hervor, daß der obere Teil des Durchführungsrohres 6 vier Ausnehmungen 16 hat, von denen je zwei einander gegenüber angeordnet sind. In dieser Weise liegt der offene Federring 15 an vier Stellen längs seines Umfanges frei.

F i g. 6 zeigt, wie man mit einem kreuzförmigen Werkzeug 17, das in die genannten Ausnehmungen 16 paßt, den Durchmesser des Ringes 15 so erweitern kann, daß er ganz in die Nut 13 hineingeschoben wird. Das Leitrohr 5 kann dann zusammen mit dem Werkzeug 17, da der Ring 15 nicht mehr in die Nut 14 eingreift, nach oben gezogen und vom Durchführungsrohr 6 freigemacht werden.

Die Seiten der Tragklötze 8 müssen so dicht aneinander liegen, wie es die Herstellungstechnik erlaubt. Die Tragklötze bilden dabei zusammen einen flachen Boden 3 für den Reaktorkernraum 2. Die Tragklötze können von einem flachen Blech umschlossen sein, das die Fortsetzung des Reaktorkernbodens 3 bis zum zylindrischen Druckgefäß 1 bildet. Eine bessere Abdichtung zwischen den Tragklötzen kann durch die Ausführung erreicht werden, die in F i g. 3 angedeutet ist.

Es muß weiter hervorgehoben werden, daß das Gewicht von sämtlichen Brennstoffkassetten gleichmäßig auf die Führungsrohre verteilt und über diese und die Durchführungsrohre zum Druckgefäß 1 übertragen wird. Weiter werden thermische Beanspruchungen des Reaktorkernbodens 3 verhindert, weil die Tragklötze 8 im Verhältnis zueinander gleiten, können. Das genannte Werkzeug 17 wird auch zweckmäßig mit einer Greifanordnung in der Höhe des Tragklotzes 8 ausgerüstet, wodurch das Führungsrohr 5 und der Tragklotz 8 mit demselben Werkzeug 17 freigemacht und angehoben werden können.

Zusammenfassend bedeutet die Erfindung, daß die Einlaufdrosselungen der Brennstoffpatronen und des kreuzförmigen Spalts in einer einfacheren und vollständigeren Weise zugänglich sind als bei bekannten Konstruktionen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß der untere Teil des Druckgefäßes nach Entfernen der Leitrohre frei für eine Inspektion ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kernreaktor mit einem Reaktordruckgefäß, in dem der Reaktorkern angeordnet ist, und einem gitterförmigen, horizontalen Boden in dem Reaktordruckgefäß, der die Brennstoffkassetten des Reaktorkerns trägt, sowie mit Führungsrohren unter dem Reaktorkern innerhalb des Reaktordruckgefäßes für die der Regelung dienenden Steuerstäbe, deren obere Enden in Öffnungen des Bodens befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (3) aus dicht aneinanderliegenden Tragklötzen (8) besteht, von denen jeder von einem der Führungsrohre (5) abgestützt ist.

2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Führungsrohr (5) an seinem unteren Ende mit einem in der Druckgefäßwand befestigten Durchführungsrohr (6) lösbar verbunden ist, das zur Führung der Betätigungsstange des Steuerstabes dient.

3. Kernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Tragklotz (8) einen quadratischen Grundriß hat, dessen Seitenlänge ungefähr gleich dem Durchmesser des kreiszylindrischen Teiles des Führungsrohres (5) ist, und vier in den Ecken eines dem quadratischen Grundriß einbeschriebenen Rechteckes liegende, durchgehende Löcher (9), in denen die unteren Enden der Brennstoffkassetten (4) stecken, und daß jedes Führungsrohr (5) oben vier die Löcher (9) freigebende Einprägungen aufweist, über die der Raum zwischen den Führungsrohren mit den Löchern (9) strömungsmäßig verbunden ist.

4. Kernreaktor nach Anspruch 3 mit kreuzförmigen Steuerstäben, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Tragklotz (8) für den Durchlaß des zugehörigen Steuerstabes ein kreuzförmiger Spalt (10) vorgesehen ist und die Einprägungen jedes Führungsrohres (5) so gestaltet sind, daß der kreuzförmige Spalt (10) innerhalb des Führungsrohres mündet.

5. Kernreaktor nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Führungsrohr (5) von einem in der Druckgefäßwand des Reaktors befestigten Durchfuhrungsrohr (6) getragen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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