DE2328885A1

DE2328885A1 - Kernreaktor

Info

Publication number: DE2328885A1
Application number: DE2328885A
Authority: DE
Inventors: Helmut Landgraf; Robert Weber
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1973-06-06
Filing date: 1973-06-06
Publication date: 1975-01-02

Description

Die Erfindung betrifft einen Kernrealetor mit einem Reaktordruckbehälter mit Rohrstutzen für elektromagnetisch betätigte Steuerstäbe und mit einem äußeren Kühlmittelkreis. Die Rohrstutzen sind üblicherweise an ihrem freien, dem Reaktordruckbehälter abgekehrten Ende durch Schweißverbindungen dicht abgeschlossen, denn sie haben den Zweck, daß der Reaktordruckbehälter auch im Bereich der Steuerstäbe keine Durchbrechungen mit beweglichen Dichtungselementen aufweist, sondern vollständig metallisch geschlossen ist. Die für diese Ausbildung maßgeblichen Anforderungen lassen sich zum Beispiel daraus ersehen, daß der aufzunehmende Druck bei Druckwasserreaktoren 150 Atmosphären und mehr beträgt. Der gleiche Druck herrscht auch im äußeren, d.h. außerhalb des Reaktordruckbehälters liegenden Kühlmittelkreis.

Die elektromagnetisch betätigten Steuerstäbe in den geschlossenen Rohrstutzen haben sich in der Praxis durchaus bewährt. Dennoch hat sich die Erfindung eine weitere Verbesserung zur Aufgabe gestellt und zwar soll die Geschwindigkeit der Einfahrbewegung der Steuerstäbe vergrößert werden, ohne daß dazu stärkere Antriebe benötigt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Kernreaktor sind die Rohrstutzen an ihrem freien Ende mit dem äußeren Kühlmittelkreis verbunden.

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Dadurch wird ein Totraum am freien Ende der Rohrstutzen vermieden, der durch Unterdruckbildung das Einfahren der Steuerstäbe, insbesondere das Einfallen unter der Wirkung der Schwerkraft behindert. Man erhält also bei gleichen Antriebskräften die gewünschte Erhöhung der Einfahrgeschwindigkeit. Die dafür erforderlichen äußeren Rohrleitungen stellen wegen der kleinen erforderlichen Querschnitt einen durchaus tragbaren Mehraufwand dar.

Die Rohrstutzen können mit Vorteil an die Druckseite der im KUhlmittelkreis liegenden Pumpe angeschlossen sein. In diesem Fall herrscht auf der dem Reaktor abgekehrten Seite der Steuerstäbe ein höherer Druck als im Reaktorinneren, so daß eine hydraulische Beschleunigungswirkung zu erwarten ist. Vorzugsweise sind die Rohrstutzen über eine Rückschlagarmatur angeschlossen. Hierdurch kann erreicht werden, daß bei einer Beschädigung der zur Verbindung dienenden Leitung nur in geringem Umfang Kühlmittel aus dem Reaktordruckbehälter entweicht.

Die Verbindungleitung zwischen Kühlmittelkreis und Rohrstutzen kann vorteilhaft ein Filter enthalten. Mit diesem Filter kann vermieden werden, daß gegebenenfalls auftretende Verunreinigungen die engen Spalten zwischen dem Steuerstab und dem Rohrstutzen verstopfen und dadurch die Beweglichkeit des Steuerstabes behindern. Die Verbindungsleitung kann ferner vorteilhaft mit einem Kühler versehen werden, mit dem die Wärmeabfuhr im Bereich der Rohrstutzen wesentlich verbessert werden kann. Schließlich ist es auch denkbar, in der Verbindungsleitung eine Pumpe anzuordnen, mit der ein gewünschter erhöhter Druck zum hydraulischen Beschleunigen der Steuerstäbe in Einfahrrichtung aufgebracht wird.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung ein AusfUhrungsbeispiel beschrieben. Die Figur zeigt in schematischer Darstellung den Reaktordruckbehälter 1 eines Bruckwasserleistungpreaktors vom zum Beispiel 1000 MWe. Der Kern 2 des Reaktoi3 wird von

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Wasser durchströmt, das in einem äußeren Kühlmittelkreis 3 seine Wärme an einen Dampferzeuger 4 abgibt. Der Umlauf durch den Kühlmittelkreis 3 wird durch eine Pumpe 5 angetrieben.

Zur Steuerung der Leistung des Reaktors sind Steuerstäbe 8 in den Kern hinein verstellbar angeordnet, die im Inneren des ReaktordruckbehMlters in Führungseinsätzen9 geführt sind. Die Steuerstäbe 8 können gruppenweise zu einer gemeinsamen Antriebsstange 10 geführt sein (Fingersteuerstäbe), die in Rohrstutzen 12 hineinragt. Die Rohrstutzen 12 sind mit dem Deckel 13 des Reaktordruckbehälters 1 dicht verbunden. Sie tragen einen elektromagnetischen Steuerstabantrieb 14, der insbesondere in bekannter Weise als Klinkenschrittheber ausgebildet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Reaktor ist an das freie Ende 16 der Rohrstutzen 12 über ein Rückschlagventil 17 eine Verbindungsleitung 20 angeschlossen, die zum äußeren Kühlmittelkreis 3 führt. Die Leitung 20 mündet bei 21 auf der Druckseite der Hauptkühlmittelpumpe 5. Dort ist ein Ventil 22 vorgesehen, das eine Absperrung der Leitung 20 ermöglicht.

Die Leitung 20 kann einen Kühler enthalten, wie bei 24 gestrichelt angedeutet ist. Außerdem kann vorteilhaft ein Filter 25 vorgesehen sein, wie ebenfalls gestrichelt gezeichnet ist. Eine weitere Ausgestaltungmöglichkeit liegt in einer Pumpe 26, die unabhängig von der Hauptkühlmittelpumpe 5 eine gewünschte Druckerhöhung ergibt. Mit dem Ventil 27 können Kühler 24, Filter 25 und Pumpe 26 abgesperrt werden, so daß Reparaturen möglich sind. Bei 28 ist eine Entlüftung der Leitung 20 vorgesehen, die auch für die Rohrstutzen 12 wirksam wird.

Die Leitung 20 hat einen erhöhten Druck auf der dem Reaktorkern 2 abgekehrten Seite der Antriebsstangen 10 zur Folge. Daraus ergibt sich eine in Einfahrrichtung wirkende Kraft, die die Einfahrgeschwindigkeit der Steuerstäbe 8 vergrößert und damit Schnellabschaltungen erleichtert. Der erhöhte Druck

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ist durch die Strömungsverluste gegeben, die die aus der Leitung 20 in die Rohrstutzen eintretende Kühlmittelteilströmung beim Passieren der engenSpalten zwischen Antriebsstab 10 und Rohrstutzen 12 erfährt.

Beim Ausführungsbeispiel sind zwei Steuerstäbe 8 dargestellt. Normale Leistungsreaktoren der genannten Größe besitzen jedoch weit mehr, zum Beispiel 20 bis 40 Steuerstäbe. Diese können alle an eine gemeinsame Leitung 20 angeschlossen sein. Man kann aber auch mehrere Leitungen 20 für verschiedene Gruppen von Steuerstäben oder bestimmte Bereiche des Reaktorkerns vorsehen, um die Gefahr von Folgeschäden bei Unfällen zu verringern. Es ist auch denkbar, jeden Steuerstab 8 einzeln mit einer eigenen Leitung 20 an den Kühlmittelkreis 3 anzuschließen. Ferner kann es in besonderen Fällen schon ausreichen, wenn nur einzelne Steuerstäbe, zum Beispiel die in der Mitte des Reaktorkerns, mit der erfindungsgemäßen Leitung 20 an den äußeren Kühlmittelkreis 3 angeschlossen sind.

6 Patentansprüche
1 Figur

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Claims

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- 5 - VPA 73/9432 Patentansprüche:

( 1.)Kernreaktor, insbesondere Druckwasserreaktor, mit einem Reaktordruckbehälter mit Rohrstutzen für elektromagnetisch betätigte Steuerstäbe und mit einem äußeren Kühlmittelkreis, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstutzen (12) an ihrem freien Ende (16) mit dem äußeren Kühlmittelkreis (3) verbunden sind.
2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstutzen (12) an die Druckseite einer im Kühlmittelkreis (3) liegenden Pumpe (5) angeschlossen sind.
3. Kernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstutzen (12) über eine Rückschlagarmatur (17) angeschlossen sind.
4. Kernreaktor nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (20) zwischen Kühlmittelkreis (3) und Rohrstutzen (12) ein Filter (25) enthält.
5. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (20) zwischen Kühlmittelkreis (3) und Rohrstutzen (12) einen Kühler (24) enthält.
6. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (20) zwischen Kühlmittelkreis (3) und Rohrstutzen (12) eine Pumpe (26) enthält.

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