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DE3047959A1 - Gasgekuehlter kugelhaufen-kernreaktor - Google Patents

Gasgekuehlter kugelhaufen-kernreaktor

Info

Publication number
DE3047959A1
DE3047959A1 DE19803047959 DE3047959A DE3047959A1 DE 3047959 A1 DE3047959 A1 DE 3047959A1 DE 19803047959 DE19803047959 DE 19803047959 DE 3047959 A DE3047959 A DE 3047959A DE 3047959 A1 DE3047959 A1 DE 3047959A1
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DE
Germany
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gas
nuclear reactor
reactor according
pebble bed
cooled
Prior art date
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Application number
DE19803047959
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English (en)
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DE3047959C2 (de
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Claus Dipl.-Phys. 6806 Viernheim Ehlers
Josef Dipl.-Ing. 7521 Hambrücken Schöning
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Original Assignee
Hochtemperatur Reaktorbau 5000 Koeln GmbH
Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
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Publication date
Application filed by Hochtemperatur Reaktorbau 5000 Koeln GmbH, Hochtemperatur Reaktorbau GmbH filed Critical Hochtemperatur Reaktorbau 5000 Koeln GmbH
Priority to DE19803047959 priority Critical patent/DE3047959A1/de
Priority to JP56203774A priority patent/JPS57125383A/ja
Publication of DE3047959A1 publication Critical patent/DE3047959A1/de
Priority to US06/659,877 priority patent/US4698203A/en
Application granted granted Critical
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Granted legal-status Critical Current

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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00Reactor types
    • G21C1/32Integral reactors, i.e. reactors wherein parts functionally associated with the reactor but not essential to the reaction, e.g. heat exchangers, are disposed inside the enclosure with the core
    • G21C1/322Integral reactors, i.e. reactors wherein parts functionally associated with the reactor but not essential to the reaction, e.g. heat exchangers, are disposed inside the enclosure with the core wherein the heat exchanger is disposed above the core
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00Reactor types
    • G21C1/04Thermal reactors ; Epithermal reactors
    • G21C1/06Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated
    • G21C1/07Pebble-bed reactors; Reactors with granular fuel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S376/00Induced nuclear reactions: processes, systems, and elements
    • Y10S376/911Plural reactor systems

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  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Description

• ■ · *
HOCHTEMPERATUR - REAKTORBAU GmbH Köln
Int. Nr. 8019 20.11.80
Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor
Die Erfindung betrifft einen gasgekühlten Kugelhaufen-Kernreaktor mit einer in einem Druckbehälter befindlichen Kaverne zur Aufnahme des Reaktorkerns und mehrerer Dampferzeuger, wobei der Reaktorkern und die Dampferzeuger auf zwei verschiedenen horizontalen Ebenen angeordnet sind.
Gasgekühlte Kugelhaufen-Kernreaktoren in sogenannter Kavernenbauweise, d. h. bei denen der Reaktorkern und die Dampferzeuger gemeinsam in der Kaverne eines Spannbetondruckbehälters installiert sind, gehören zum Stand der Technik. Die Anordnung der Komponenten, also des Reaktorkerns und der Dampferzeuger, relativ zueinander kann bei den verschiedenen Reaktortypen in unterschiedlicher Weise vorgenommen sein.
So ist ein gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor (THTR-300) bekannt, bei dem die Dampferzeuger auf einem Teilkreis um den Reaktorkern angeordnet sind, also etwa auf gleicher Höhe wie dieser liegen. Die zur Umwälzung des Kühlgases erforderlichen Gebläse sind in der Seitenwand des Spannbetondruckbehälters untergebracht. Das Kühlgas wird von oben nach unten durch den Reaktorkern geführt.
Bekannt ist es auch, den Reaktorkern und die Dampferzeuger auf zwei verschiedenen horizontalen Ebenen anzuordnen derart, daß die Dampferzeuger sich in axialer Richtung unterhalb des Reaktorkerns befinden (GB-PS 1 025 859). Die Dampferzeuger es sind hier sechs Dampferzeuger vorgesehen - liegen in gleichen Winkenabständen auf einem Kreis um die Druckbehälterachse. Sie sind nur von unten her zugänglich. Die Gebläse, von denen je eines mit einem der Dampferzeuger verbunden ist, sind in der Seitenwand des Druckbehälters installiert, und zwar unterhalb der Dampferzeuger. Der Reaktorkern wird von oben nach unten vom Kühlgas durchströmt.
Bei einer weiteren Kernreaktoranlage in Kavernenbauweise (DE-OS 1 514 501) ist der aus mehreren Einheiten bestehende Dampferzeuger ebenfalls unterhalb des Reaktorkerns angeordnet. Für jede Dampferzeuger-Einheit ist ein Gebläse vorgesehen. Die in der Druckbehälter-Seitenwand installierten Gebläse befinden sich unmittelbar neben den Dampferzeuger-Einheiten. Letztere werden in horizontaler Richtung von dem Kühlgas durchströmt, das den Reaktorkern von oben nach unten durchsetzt und sich in einer zentralen Kammer zwischen den Dampferzeuger-Einheiten sammelt. Hier sind die Dampferzeuger überhaupt nicht zugänglich.
Ferner ist es bekannt, bei einem gasgekühlten Kernreaktor mit mehreren Dampforzeugern, die sich auf einer tiuferon Ebene als der Reaktorkern befinden, jedes Gebläse unmittelbar unter dem ihm zugeordneten Dampferzeuger zu installieren (DE-OS 2 216 848)
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Hier handelt es sich allerdings nicht um einen Kernreaktor in Kavernenbauweise; vielmehr ist für jeden Dampferzeuger mit Gebläse ein gesonderter, sich senkrecht erstreckender Raum in dem Druckbehälter vorgesehen, und alle diese Räume stehen mit dem den Reaktorker enthaltenden Hauptraum in Verbindung. Die senkrechten Räume sind gleichmäßig um die Druckbehälterachse verteilt und münden an der Unterseite des Druckbehälters.
Stand der Technik ist schließlich noch ein Kugelhaufen-Kernreaktor in Kavernenbauweise, bei dem die in dem Reaktorkern erzeugte Wärme ebenfalls durch Dampferzeugung verwertet wird. Dieser Kernreaktor (AVR) ist jedoch nur mit einem Dampferzeuger bestückt, und dieser ist oberhalb des Reaktorkerns angeordnet. Die Gebläse zur Umwälzung des Kühlgases, das den Reaktorkern von unten nach oben durchströmt, befinden sich . bei diesem Kernreaktor unterhalb des Reaktorkerns. Dieser bekannte Kugelhaufen-Kernreaktor ist mit dem Nachteil verbunden, daß keine Extrapolationen zu Reaktortypen mit größeren Leistungen möglich sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gasgekühlten Kugelhaufen-Kernreaktor der eingangs beschriebenen Bauart zu schaffen, der bei einfachem Aufbau vielseitig verwendbar ist und Extrapolationen von kleineren zu größeren Ausführungsformen zuläßt und der zudem über eine hohe Sicherheit verfügt.
Diese Aufgabe wird bei einem Kugelhaufen-Kernreaktor mit mehreren Dampferzeugern gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dampferzeuger oberhalb des Reaktorkerns installiert sind und daß das Kühlgas in an sich bekannter Weise den Reaktorkern von unten nach oben durchströmt.
Das entscheidende Merkmal des erfindungsgemäßen Kernreaktors ist darin zu sehen, daß oberhalb des Reaktorkerns nicht ein Dampferzeuger, sondern eine Mehrzahl von Dampferzeugern angeordnet ist. Die Dampferzeuger liegen dabei unmittelbar über dem Reaktorkern, was in Verbindung mit der Gasströmung von unten nach oben den Vorteil hat, daß das aus dem Reaktorkern kommende aufgeheizte Kühlgas direkt in die Dampferzeuger eingeleitet werden kann. Durch die gewählte Strömungsrichtung kann überdies die Auflagerung das Reaktorfcorns einfacher gestaltet sein, da die Kerntragvorrichtung nur mit Kaltgas in Berührung kommt und daher nur stark reduzierte Wärmedehnungen auftreten.
Da das Kühlgas auf mehrere Dampferzeuger aufgeteilt wird, also mehrere Primärgaskreisläufe oder Loops vorhanden sind, braucht bei Ausfall eines Loops der erfindungsgemäße Kernreaktor nicht stillgelegt zu werden, wodurch sich seine Verfügbarkeit und damit Wirtschaftlichkeit erhöht. Seine Leistung läßt sich leicht durch Abwandlung der Kernabmessungen auf andere Größen extrapolieren.
Um die kugelförmigen Brennelemente vor Beschädigung oder gar Zerstörung infolge von überhitzung zu bewahren, ist es wünschenswert, eine bestimmte Leistungsdichte im Reaktorkern nicht zu überschreiten, um dadurch die Sicherheit des Kern reaktors zu erhöhen. Die Durchströmung des Reaktorkerns mit Kühlgas von unten nach oben macht es ebenfalls erforderlich, daß nur kleinere Leistungsdichten im Kern zugelassen werden. Die Gefahr einer Überhitzung der Brennelemente ist somit von vornherein ausgeschaltet. Wenn ein gemäß der Erfindung ausgestalteter Kernreaktor mit einer höheren Leistung gewünscht wird, so läßt sich dies einfach durch Vergrößerung des Reaktorkerns bewerkstelligen, und zwar durch Vergrößerung des Kerndurchmessers.
Vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Kernreaktor mindestens drei Dampferzeuger vorgesehen, denn mit der Anzahl der vorhandenen Loops erhöht sich die Verfügbarkeit des Kernreaktors. Die Dampferzeuger sind in gleichen Winkelabständen auf einem Kreis um die Druckbehälterachse angeordnet.
Durch die Vielzahl und die besondere Anordnung der Dampferzeuger ist es möglich, daß die bei Störfällen abzuführende Nachwärme ohne zusätzliche Hilfssysteme aus dem Reaktorkern abtransportiert werden kann.
Die Nachwärme kann vorteilhafterweise durch Naturkonvektion abgeführt werden, da diese in gleicher Richtung wie die Kühlgasströmung verläuft (unter Einbeziehung der Hauptwärmesenke und bei unter Druck stehendem Reaktor).
Jedem Dampferzeuger ist ein Gebläse für das Kühlgas zugeordnet, wobei die Gebläse in der gleichen Kaverne, und zwar ebenfalls oberhalb des Reaktorkerns, installiert sind. Die Gebläse sind - in Strömungsrichtung des Kühlgases gesehen - den Dampferzeugern jeweils nachgeschaltet. Alle Komponenten sind von oben her gut zugänglich.
Um eine möglichst geringe Bauhöhe bei dem Druckbehälter einhalten zu können, sind die Dampferzeuger und die Gebläse vorteilhafterweise nebeneinanderstehend eingesetzt. Jeweils ein Gebläse und ein Dampferzeuger bilden eine Einheit und sind durch eine Leitung verbunden. Eine solche Einheit kann während des Reaktorbetriebes von dem Kühlgaskreislauf abgesperrt und im Bedarfsfall durch eine andere Einheit ersetzt werden.
Das Gewicht der Dampferzeuger und der Gebläse wird von einer gemeinsamen Tragdecke aufgenommen, die in die Reaktorkaverne eingezogen ist.
Um eine möglichst gleichmäßige Strömung des Kühlgases vor seinem Eintritt in die Dampferzeuger zu erzielen, befindet sich oberhalb des Reaktorkerns ein Heißgassammelraum, mit dem die Dampferzeuger kommunizieren.
Die Brennelementschüttung ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet, d. h. die Brennelemente sind in einem Ringraum aufgeschüttet. Bei einem derartigen Reaktorkern lassen sich unterschiedliche Leistungen einmal durch Verbreitung bzw. Verschmälerung des Ringraumes und zum anderen dadurch bewirken, daß bei gleichbleibender Breite des Ringraumes dessen Mittellinie nach innen oder außen verschoben wird, d. h. einen unterschiedlichen radialen Abstand von der Kern-Mittelachse aufweist.
Eine solche ringförmige Brennelementschüttung wird von einem Seitenreflektor begrenzt, der aus einem Außenreflektor und einem ebenfalls ringförmigen Innenreflektor besteht. Letzterer kann einen freien Innenraum umschließen.
Vorteilhafterweise wird dieser freie Innenraum für die Instrumentierung, für die Durchführung von Wiederholungsprüfungen sowie für Wartungs- und Inspektionsarbeiten ausgenutzt.
Vorzugsweise wird der Ringraum für die Brennelementschüttung so dimensioniert, daß eine Steuerung, Regelung und Abschaltung des Kernreaktors allein durch in den Seitenreflektor einzufahrende Absorberstäbe erfolgen kann.
- 12 -
Während bei einem Vollkern, d. h. bei einer Brennelementschüttung herkömmlicher Art, der Durchmesser der Schüttung einer starken Beschränkung unterliegt, wenn die Steuerung, Regelung und Abschaltung des Kernreaktors alleim mit "Reflektorstäben" vorgenommen werden soll, ist bei einer ringförmigen Brennelementschüttung infolge der größeren Wirksamkeit der Reflektorstäbe eine solche Beschränkung nur bedingt vorhanden. Hier
spielt vor allem die Breite des Ringraumes für die Brennelementschüttung eine Rolle.
Vorzugsweise werden die Absorberstäbe von unten in die beiden Seitenreflektorteile eingeführt, da hier genügend Platz zur
Verfügung steht.
Zusätzlich zu den Öffnungen, die im Seitenreflektor für das
Einfahren der Absorberstäbe vorgesehen sind, können in diesem noch Öffnungen für ein zweites Abschaltsystem vorhanden sein. Dieses zweite Abschaltsystem kann beispielsweise das Einbringen von Borkugeln umfassen. In diesem Falle sind die
Öffnungen in dem Seitenreflektor von oben her zugänglich, und es sind Einrichtungen auf den Öffnungen montiert, durch die die Borkugeln allein mittels Schwerkraft in den Seitenreflektor
eingebracht werden können.
Der Ringraum für die Brennelementschüttung kann mit mehreren
Kugelabzugsschächten ausgerüstet sein, durch welche die abgebrannten Brennelemente nach unten aus dem Reaktorkern entfernt werden. Die Zugabe kann in bekannter Weise von oben über Druckgastransportleitungen erfolgen. Ein Kernreaktor gemäß der Erfindung mit einer ringförmigen Brennelementschüttung kann sowohl mit Einfachdurchlauf als auch mit Mehrfachdurchlauf der
Brennelemente betrieben werden.
13 -
Der Ringraum für die Brennelementschüttung ist nach oben hin durch einen Deckenreflektor abgeschlossen, der zweckmäßigerweise selbsttragend ausgebildet ist und unmittelbar auf dem Seitenreflektor aufliegt.
Der Heißgassammelraum wird vorteilhafterweise von dem Deckenreflektor und von auf dem Deckenreflcktor aufgelayerten Deckunsteinen begrenzt. Um das heiße Kühlgas den Dampferzeugern zuleiten zu können, weist der Deckenreflektor eine Reihe von Kühlgasdurchtrittsöffnungen auf.
Die Deckensteine sind so angeordnet, daß sie den Heißgassammelraum nach oben und zur Seite hin abschließen. Um eine gute Wärmeisolierung der oberhalb der Deckensteine befindlichen Anlagenteile gegenüber dem Heißgassammelraum zu erreichen, beträgt die Stärke der oberen Abschlußwand der Deckensteine ein Mehrfaches der Stärke der seitlichen Abschlußwand.
Der den Reaktorkern und die Dampferzeuger samt Gebläse aufnehmende Druckbehälter kann aus Spannbeton hergestellt sein. Eine Ausführungsform aus Graugußteilen ist jedoch ebenfalls möglich.
Vorteilhafterweise ist in der Mitte der Decke des Druckbehälters ein Montageschacht vorgesehen, der.als Haupteinbau- und -ausbauschacht für die in der Kaverne befindlichen Reaktorkomponenten dienen kann. Somit ist der Ein- und Ausbau dieser Komponenten auf einfache Weise möglich.
• ■*
- 14 -
Bevorzugt wird der erfindungsgemäße Kernreaktor mit einer Leistung von 100 bis 200 MWe ausgelegt. Für Reaktoren dieser Größe besteht beispielsweise in der Chemie ein großer Anwendungsbereich. Wie bereits beschrieben, lassen sich Kernreaktoren größerer Leistung sehr leicht durch Abwandlung der Kernabmessungen herstellen.
Neben dieser Möglichkeit der Extrapolation auf andere Leistungen, die eine vielseitige Verwendbarkeit des erfindungsgemäßen Kernreaktors erlaubt, kann der Einsatzbereich des Kernreaktors noch dadurch vergrößert werden, daß mehrere jeweils aus einem Reaktorkern und mehreren Dampferzeugern bestehende Reaktoreinheiten in einem gemeinsamen Druckbehälter angeordnet werden.
Es ist aber auch möglich, mehrere gemäß der Erfindung ausgebildete Kernreaktoren nach dem Baukastenprinzip zu einem Verbundreaktor zusammenzuschließen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Kugelhaufen-Kernreaktors gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Die Figuren zeigen im einzelnen:
Fig. 1 den Kugelhaufen-Kernreaktor im Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 2,
Fig. 2 einen Schnitt durch diesen Kernreaktor nach der Linie II-II der Fig. 1.
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- 15 -
Der Kugelhaufen-Kernreaktor 1 besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Spannbetondruckbehälter 2 mit einer Kaverne 3, aus dem Reaktorkern 4 und vier Dampferzeugern 5. Der Reaktorkern 4 sowie die Dampferzeuger 5 sind in der Kaverne 3 installiert, wobei sich letztere oberhalb des Reaktorkerns befinden und in gleichen Winkelabständen auf einem Kreis angeordnet sind. Der Reaktorkern 4 umfaßt eine Schüttung 6 kugelförmiger Brennelemente , die als Ringraum ausgebildet .ist, einen Deckenreflektor 9 sowie einen Seitenreflektor, der aus einem Außenreflektor 7 und einem Innenreflektor 8 besteht. Die Brennelemente werden durch (nicht gezeigte) Zugabeeinrichtungen von oben zugegeben. Für den Abzug der Brennelemente ist der Ringraum mit mehreren Kugelabzugsschächten 10 versehen.
Jedem Dampferzeuger 5 ist ein Gebläse 11 für das Kühlmittel zugeordnet, das neben dem betreffenden Dampferzeuger aufgestellt ist und mit diesem eine Einheit bildet. Beide Teile jeder Einheit sind durch eine Leitung 19 miteinander verbunden. Oberhalb des Deckenreflektors 9 befindet sich ein Heißgassammelraum 13 zur Sammlung des heißen Kühlgases, der durch Kühlgasdurchtrittsoffnugnen 12 in dem Deckenreflektor 9 mit dem Ringraum für die Brennelementschüttung 6 verbunden ist. Nach oben und zur Seite hin wird der Heißgassammelraum 13 von Deckensteinen 14 begrenzt, die eine obere Abschlußwand 14 a· und eine seitliche Abschlußwand 14 b bilden. Die Stärke der oberen Abschlußwand 14 a beträgt ein Mehrfaches der Stärke der seitlichen Abschlußwand 14 b. Die Deckensteine 14 liegen auf dem Deckenreflektor auf, der seinerseits auf den Seitenreflektorteilen 7, 8 ruht.
Die Dampferzeuger 5 und die Gebläse 11 stützen sich auf einer in der Kaverne 3 installierten Tragdecke 20 ab. Die Gebläse durchdringen lediglich die Tragdecke 20, während die Dampferzeuger 5 durch die Tragdecke! 20 hindurchgezogen sind und außerdem die obere Abschlußwand 14 a durchqueren. Sie stehen also direkt mit dem Heißgassammelraum 13 in Verbindung.
Sowohl der Innenreflektor 8 als auch der Außenreflektor 7 ist mit Öffnungen 24 versehen, in die zum Steuern, Regeln und Abschalten des Reaktors von unten Absorberstäbe 15 eingeführt werden können. Die Absorbarstäbe 15 werden daher im folgenden als Reflektorstäbe bezeichnet. Zusätzlich zu den Öffnungen 24 ' für die Absorberstäbe 15 Können die Seitenreflektorteile 7 und Öffnungen für ein zweites Abschaltsystem haben. Sofern dieses System aus zusätzlichen Reflektorstäben besteht, sind diese Öffnungen in gleicher Weise wie die Öffnungen 24 für das erste System auszubilden. Es ist aber auch möglich, als zweites Abschaltsystem Borkugeln zu verwenden, die von oben in entsprechend angeordnete Öffnungen einzuführen sind. Diese Kugeln können aufgrund ihrer Schwerkraft in die Öffnungen eingebracht werden.
Der Innenreflektor 8 ist ebenfalls ringförmig ausgebildet und begrenzt einen freien Innenraum 16, durch den verschiedene Meßinstrumente in den Reaktor eingebracht werden können. Außerdem kann dieser Innenraum 16 für eventuelle Wiederholungsprüfungen genutzt werden. Der Spannbetondruckbehälter 2 hat in seiner Decke 17 einen Montageschacht 18, durch den einzelne Reaktorkomponenten in die Kaverne 3 ein- bzw. aus dieser ausgebracht werden können. Die die Kaverne 3 umschließende Innenwand des Spannbetondruckbehälters ist mit einem Liner 21 ausgekleidet, der eine gasdichte Innenhaut bildet.
Die Brennelementschüttung 6 wird von unten nach oben von dem Kühlgas durchströmt. Das erhitzte Kühlgas gelangt sodann durch die Kühlgasdurchtrittsöffnungen 12 in den Heißgassammelraum 13, von dem es in die Dampferzeuger 5 eintritt. Durch die jeweiligen Leitungen 19 strömt das abgekühlte Gas zu den Gebläsen 11 und wird von diesen in den Raum 22 zwischen dem Reaktorkern 4 und dem Liner 21 gedrückt. Das Gas gelangt darauf in den unterhalb des Reaktorkerns befindlichen Kaltgassammelraum 23 und tritt von dort in die Brennelementschüttung 6 ein, in der es wieder aufgeheizt wird.

Claims (25)

  1. Int. Nr. 8019 20.11.80
    Gasgckühlter Kugelhaufen-Kernrcaktor mit einer in einem Druckbehälter befindlichen Kaverne zur Aufnahme des Reaktorkerns und mehrerer Dampferzeuger, wobei der Reaktorkern und die Dampferzeuger auf zwei verschiedenen horizontalen Ebenen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampferzeuger (5) oberhalb des Reaktorkerns (4) installiert sind und daß das Kühlgas in an sich bekannter Weise den Reaktorkern (4) von unten nach oben durchströmt.
  2. 2. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Dampferzeuger (5) vorgesehen sind, die in gleichen Winkelabständen auf einem Kreis um die Druckbehälterachse angeordnet sind.
  3. 3. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Nachwärmeabfuhr keine zusätzlichen Hilfssysteme vorgesehen sind.
  4. 4. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Nachwärmeabfuhr die Naturkonvektxon ausgenutzt wird.
  5. 5. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 1 oder "2f dadurch gekennzeichnet, daß jedem Dampferzeuger (5) ein Gebläse (11) für das Kühlgas zugeordnet ist und daß die Gebläse (11) in axialer Richtung oberhalb des Reaktorkerns (4) in der gleichen Kaverne (3) angeordnet sind.
  6. 6. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 5, dadurch y'-!kpnnz_oi_ehnet_t daß die Dampferzeuger (5) und die Gebläse (11) nebeneinanderstehend eingesetzt sind.
  7. 7. Gesgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Gebläse (11) und ein Dampferzeuger (5) eine Einheit bilden und durch eine Leitung (19) verbunden sind.
  8. 8. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläse (11) und die Dampferzeuger (5) auf einer gemeinsamen Tragdecke (20) befestigt sind.
  9. 9. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 1 oder
    2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Reaktorkerns (4) ein Heißgassammelraum (13) vorgesehen ist, mit dem die Dampferzeuger (5) kommunizieren.
  10. 10. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüttung (6) der Brennelemente als Ringraum ausgebildet ist.
  11. 11. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Brennelementschüttung (6) von einem Seitenreflektor begrenzt wird, der aus einem Außenreflektor (7) und einem ebenfalls ringförmigen Innenreflektor (8) besteht, welcher einen freien Innenraum (16) umschließt.
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  12. 12. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Innenraum (16) für die Instrumentierung, die Durchführung von Wiederholungsprüfungen sowie für Wartungs- und Inspektionsarbeiten ausgenutzt wird.
  13. 13. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer-, Regel- und Abschaltstäbe als in den Seitenreflektor (7, 8) einfahrbare Absorberstäbe (15) ausgebildet sind.
  14. 14. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorberstäbe (15) von unten in den Seitenreflektor (7, 8) eingeführt werden.
  15. 15. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenreflektor (7, 8) öffnungen für den Einsatz eines zweiten Abschaltsystems, insbesondere für das Einbringen von Borkugeln, hat.
  16. 16. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum für die Brennelementschüttung (6) mehrere Kugelabzugsschächte (10) aufweist.
  17. 17. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum für die Brennelement schüt tun g (6) oben von einem Deckenreflektor (9) begrenzt wird, der auf dem Seitenreflektor (7, 8) aufliegt.
  18. 18. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach den Ansprüchen 9 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Heißgassammelraum (13) von dem Deckenreflektor (9) und von auf dem Deckenreflektor (9) aufgelagerten Deckensteinen (14) begrenzt wird und daß in dem Deckenreflektor (9) Kühlgasdurchtrittsöffnungen (12) vorgesehen sind.
  19. 19. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckensteine (14) den Heißgassainmelraum (13) nach oben und seitlich abschließen und daß die Stärke der oberen Abschlußwand (14a) ein Mehrfaches der Stärke der seitlichen Abschlußwand (14b) beträgt.
  20. 20. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (2) aus Spannbeton besteht.
  21. 21. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter aus Graugußteilen besteht.
  22. 22. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß in der Decke (17) des Druckbehälters (2) ein Montageschacht vorgesehen ist.
  23. 23. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des Kernreaktors 100 bis 200 MWe beträgt.
  24. 24. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere jeweils aus einem Reaktorkern (4) und mehreren Dampferzeugern (5) bestehende Reaktoreinheiten in einem gemeinsamen Druckbehälter angeordnet sind.
  25. 25. Gasgekühlter Kugelhaufen-Kernreaktor nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kernreaktoren baukastenartig zu einem Verbundreaktor zusammengeschlossen sind.
DE19803047959 1980-12-19 1980-12-19 Gasgekuehlter kugelhaufen-kernreaktor Granted DE3047959A1 (de)

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DE19803047959 DE3047959A1 (de) 1980-12-19 1980-12-19 Gasgekuehlter kugelhaufen-kernreaktor
JP56203774A JPS57125383A (en) 1980-12-19 1981-12-18 Gas cooled pebble bed reactor
US06/659,877 US4698203A (en) 1980-12-19 1984-10-15 Gas-cooled nuclear reactor with a bed of spherical fuel elements

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DE19803047959 DE3047959A1 (de) 1980-12-19 1980-12-19 Gasgekuehlter kugelhaufen-kernreaktor

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