DE3048601A1

DE3048601A1 - Bottom reflector esp. for pebble bed reactor - has chamfered edges to mouths of vertical ducts at reflector top to minimise graphite and fuel abrasion

Info

Publication number: DE3048601A1
Application number: DE19803048601
Authority: DE
Inventors: Claus Dr.-Ing. 6702 Bad Dürkheim Elter; Karl-Friedrich 6941 Laudenbach Kissel; Hans-Georg 6834 Ketsch Schwiers; Josef Dipl.-Ing. 7521 Hambrücken Schöning
Original assignee: Hochtemperatur Reaktorbau 5000 Koeln GmbH; Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Current assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority date: 1980-12-23
Filing date: 1980-12-23
Publication date: 1982-07-22
Also published as: DE3048601C2

Abstract

A bottom reflector for a nuclear reactor of pebble type is composed of interconnected graphite columns; the columns contain axial (vertical) bores for cooling gas and one or more fuel element discharge ducts. The edges of these bores and ducts (10), where they intersect the top face (9) of the bottom reflector, are chamfered and/or rounded. Pref, the angle (beta) of chamfer is approx. equal to the angle (alpha) of slope of the top face (9). More specifically the angle (beta) is approx. 30 deg. Used for a nuclear reactor where the core is composed of numerous spherical fuel elements and the base of the core chamber is constituted by the bottom reflector. During the reactor life several hundred thousand such spherical elements may pass through the reactor. They leave it at the bottom through the discharge duct or ducts.

Description

Bodenreflektor für Kernreaktoren Floor reflector for nuclear reactors

Die Erfindung betrifft einen Bodenreflektor für Kernreaktoren mit einer Schüttung kugelförmiger Brennelemente, der aus zusammengefügten vertikal angeordneten Graphitsäulen besteht, die axial verlaufende und den Bodenreflektor durchquerende Bohrungen für das Kühlgas aufweisen und der mindestens einen Brennelementeabzug hat.The invention relates to a floor reflector for nuclear reactors with a bed of spherical fuel elements, which are assembled from vertically arranged There are graphite columns, the axially extending and the bottom reflector traversing Have bores for the cooling gas and the at least one fuel element outlet Has.

ist bekannt, daß der Aufnahmeraum für die Brennelemente t>e rnreXaktoranlagen als ein hohlzylinderartiger Graphitbehälter ausgebildet sein kannm der im wesentlichen von eime Seiten-, einem Decken- und einem Bodenreflektor umgrenzt ist.it is known that the receiving space for the fuel assemblies t> e rnreXaktoranlagen can be designed as a hollow cylinder-like graphite container which essentially is bordered by a side, a ceiling and a floor reflector.

Hierbei kann der senkrecht angeordnete Seitenreflektor von oben durch den Decken- und von unten durch den Bodenreflektor abgeschlossen sein. Ein derartiger Aufnahmeraum kann während des :eaktorbetriebes mit hunderttausenden kugelförmigen Brennelemente gefüllt werden. Die Zugabe der Brennelemente in den Aufnahmeraum kann durch im Deckenreflektor ausgebildete Öffnungen erfolgen. Der Transport der Brennelemente (die Abwärtsbewegung) erfolgt mittels Schwerkraft und die abgebrannten Brennelemente können durch die im Bodenreflektor ausgebildeten Kugelabzugsrohre abgezogen werden. Am Ende der Kugelabzugsrohre befinden sich EinrichtuncWen, durch welche die Brenne]emcnEc elltrlt) men werden. Während sich die Brennelemente im Reaktorkern befinden, kann es zu deren Beschädigungen kommen. Eine der Beschädiqungsursachen kann das Einfahren der Absorberstäbe sein, die den Reaktorkern vertikal durchdringen und oberhalb der Deckfläche des Bodenreflektors stehenbleiben. Dabei werden die Brennelemente aus ihrer ursprünglichen Lage verdrängt. Brennelemente, die mit einem Bodenreflektor in Berührung stehen, können sich dadurch sowohl selbst als auch die Deckfläche des Bodenreflektors als auch beim Abrollen beschädigen. In der Deckfläche des Bodenreflektors, der aus zusammengefügten und vertikal mehrfach unterteilten Graphitsäulen bestehen kann, ist eine Vielzahl von kleinen (im Bezug zum Durchmesser der Brennelemente) Öffnungen für das Kühlgas ausgebildet, deren Kanten beim Abrollen der Brennelemente abbröckeln bzw. beschädigt werden können. Die hierbei entstandenen Graphitkörner und Graphitstaub können vom Kühlgas, das den Reaktorkern vertikal nach unten durchströmt, mitgerissen werden. Ein Teil der Partikel kann sich in Spalten der keramischen Einbauten ansammeln und zu Funktionsstörungen führen. Andere wiederum können die Gasleitungen und die vom Kühlgas beaufschlagten Reaktorkomponenten beschädigen.Here, the vertically arranged side reflector can pass through from above the ceiling reflector and the bottom reflector from below. One of those Recording room can be used during the : reactor operation with hundreds of thousands spherical fuel elements are filled. The addition of the fuel elements in the The receiving space can take place through openings formed in the ceiling reflector. Of the The fuel elements are transported (the downward movement) by means of gravity and the spent fuel can through the formed in the bottom reflector Ball discharge tubes are withdrawn. At the end of the ball exhaust pipes there are equipment through which the burner emcnEc are produced. While the fuel assemblies are in the reactor core, it can lead to their damage. One of the causes of damage can be the retraction of the absorber rods that penetrate the reactor core vertically and stop above the top surface of the floor reflector. The Fuel elements displaced from their original position. Fuel assemblies with a Floor reflector are in contact, both themselves and the Damage the top surface of the floor reflector as well as when rolling. In the top area of the floor reflector, which is made up of joined and vertically multiple subdivisions Graphite columns can consist of a variety of small (in relation to diameter of the fuel assemblies) openings for the cooling gas formed, the edges of which when rolling the fuel assemblies can crumble or be damaged. The resulting Graphite grains and graphite dust can be released from the cooling gas that travels the reactor core vertically flowed through downwards, to be carried away. Some of the particles can split up into columns of the ceramic fixtures accumulate and lead to malfunctions. Others in turn can damage the gas lines and the reactor components exposed to the cooling gas.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Abrieb und Beschädigung der Deckfläche des Bodenreflektors beim Abrollen der Brennelemente zu minimieren.The invention is based on the problem of abrasion and damage to minimize the top surface of the floor reflector when the fuel assemblies are unrolled.

Diese Aufyabc wird erfindunysyemäU dadurch gelöst, dati(lic Randkanten und die Kanten an den Bohrungen der Deckfläche der Graphitsäulen angefast und/oder abgerundet sind. According to the invention, this task is solved by adding dati (lic marginal edges and the edges be chamfered and / or at the bores in the top surface of the graphite columns are rounded.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Berührungsflächen zwischen den kugelförmigen Brennelementen und den Kühlgasöffnungen im Bodenreflektor merklich vergrößert werden und so der Druck der Brennelemente an den Kanten der Deckfläche des Bodenreflektors verringert wird.The invention consists essentially in that the contact surfaces between the spherical fuel assemblies and the cooling gas openings in the bottom reflector are noticeably enlarged and so the pressure of the fuel assemblies on the edges of the The top surface of the floor reflector is reduced.

Der aus vertikalangeordneten und hexagonalen Graphitsäulen bestehende Bodenreflektor kann sich bei Temperaturveränderungen des Cores radial dehnen, was zur Folge haben kann, daß sich die ZWl c'hen den Graphitsäulen bestehenden und vertikal verlaufenden Spalte vergrißern bzw. verkleinern. Um beim Abrollen der Brennelemente an der Deckfläche den Abrieb zu verringern, werden die Randkanten angefast und abgerundet.The one consisting of vertically arranged and hexagonal graphite columns Floor reflector can expand radially when the temperature changes in the core, which can have the consequence that the ZWl c'hen the graphite columns existing and vertical Increase or decrease the running column. To when unrolling the fuel assemblies To reduce wear on the top surface, the edges are chamfered and rounded.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Kanten unter einem Winkel von 30°, der dem Neigungswinkel &l der Deckfläche des Bodenreflektors entspricht, anzufasen. Daraus ergibt sich ein optimales Abrollen der Brennelemente auf der Deckfläche und ein minimaler Abrieb.It has been found advantageous to have the edges at an angle of 30 °, which corresponds to the angle of inclination & l of the top surface of the floor reflector, to bevel. This results in an optimal rolling of the fuel assemblies on the top surface and minimal abrasion.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der durch das Kugelfließen der Brennelemente auftretende Abrieb minimiert wird.The advantages achieved by the invention are, in particular, that the abrasion occurring due to the ball flow of the fuel assemblies is minimized.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen hervor.Further advantages and features of the invention are evident from the following Description of exemplary embodiments in connection with the schematic drawings emerged.

Hierbei zeigen Fig. 1 Teil eines Bodenreflektors im Längsschnitt, Fig. 2 die Deckfläche einer Graphitsäule, Fig. 3 einen Teil des oberen Endes der Graphitsäule im Querschnitt, Fig. 4 die Kühlgasöffnung im Querschnitt.1 shows part of a floor reflector in longitudinal section, Fig. 2 shows the top surface of a graphite column, Fig. 3 shows part of the upper end of the Graphite column in cross section, FIG. 4 the cooling gas opening in cross section.

Der in Fig. 1 dargestellte Teil des Bodenreflektors 1 besteht aus den Graphitsäulen 2, die vertikal angeordnet sind, und die sich über mehrere Stützelemente 3 an einer Bodenplatte 4 abstützen. Die hohlzylinderartigen Stützelemente 3 weisen seitlich Bohrungen 18 auf. Hierdurch ist zwischen dem Bodenreflektor 1 und der Bodenplatte 4 ein Heißgassammelraum 5 ausgebildet. Die Graphitsäulen 2 bestehen aus zwei miteinander über Steckverbindungen 6 verbundenen Blöcken 7 und 8. Der obere Block 7, dessen Deckfläche 9 disc Deckfl äche des Bodenrefleitors 1 bildet, ist mit einer Vielzahl von vertikal veriaufenden Kühlgasbohrungen 10 versehen, ragt in den anschließenden Block 8, der mit einer Bohrung 11 für das Kühlgas versehen ist, hinein.The part of the floor reflector 1 shown in FIG. 1 consists of the graphite columns 2, which are arranged vertically and which extend over several support elements 3 on a base plate 4. The hollow cylinder-like support elements 3 have laterally holes 18 on. This is between the floor reflector 1 and the floor plate 4 a hot gas collecting space 5 is formed. The graphite columns 2 consist of two with each other Blocks 7 and 8 connected via connectors 6. The upper block 7, whose Top surface 9 disc forms the top surface of the Bodenrefleitors 1 is with a variety provided by vertically extending cooling gas bores 10, protrudes into the subsequent Block 8, which is provided with a bore 11 for the cooling gas, into it.

Die Randkanten 12 der Graphitsäulen 2 sind angefast. Die kugelförmigen Brennelemente 13 rollen in Richtung des Pfeiles 14 an der Deckfläche 9; die einen Neigungswinkel & = 30° hat, ins Kugelabzugsrohr (nicht daryestellt) ab.The marginal edges 12 of the graphite columns 2 are chamfered. The spherical Fuel assemblies 13 roll in the direction of arrow 14 on top surface 9; the one Angle of inclination & = 30 °, into the ball take-off tube (not shown).

Die in Fig. 2 dargestellte Draufsicht der Deckfläche 9 der Graphitsälei 2, ist mit Kühlgasbohrungen 10 vonschen, die über Abrundungen 15 in die Deckfläche 9 übergehen, Die kühlgasbohrungen 10 haben einen 16 mm groben Durchmesser und die Randkanten 12 sind angefast.The top view shown in Fig. 2 of the top surface 9 of the Graphitsälei 2, is provided with cooling gas bores 10, which have rounded portions 15 in the top surface 9 go over, the cooling gas holes 10 have a coarse diameter of 16 mm and the Edge edges 12 are chamfered.

Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Kühlgasbohrungen 10 des Graphitblocks 7 angefast und abgerundet sind. Durch die Abrundung der ursprünglich scharfen Kanten ergibt sich ein vorteilhafter Übergang von den Kühlgasbohrungen 10 in die Deckfläche 9. Die Mittelachse 16 der vertikal verlaufenden Kühlgasbohrungen 10 schneiden die Deckfläche 9 unter einem Winkel von hier z.B. 600. From Fig. 3 it can be seen that the cooling gas bores 10 of the graphite block 7 are chamfered and rounded. By rounding off the originally sharp edges this results in an advantageous transition from the cooling gas bores 10 to the top surface 9. The central axis 16 of the vertically extending cooling gas bores 10 intersect the Top surface 9 at an angle from here e.g. 600.

Fig. 4 zeigt die Kühlgasbohrung 10, die im Bereich der Deckfläche 9 unter einem Winkel ß = 30°, der dem Neigungswinkel & ot 30° der Deckfläche 9 des Bodenreflektors 1 entspricht, angefast ist. Die durch die Anfasung entstandenen Kanten 17 sind abgerundet, wodurch zwischen der Deckfläche 9 und der Kühlgasbohrung 10 keine Kanten mehr bestehen. Der Winkel /3 ist allgemein vom Winkel OL der unterschiedliche Werte haben kann, abhängig.Fig. 4 shows the cooling gas bore 10, which is in the area of the top surface 9 at an angle ß = 30 °, which corresponds to the angle of inclination & ot 30 ° of the top surface 9 of the floor reflector 1 corresponds to, is chamfered. The ones created by the chamfer Edges 17 are rounded, whereby between the top surface 9 and the cooling gas bore 10 no longer exist any edges. The angle / 3 is generally different from the angle OL Values may have dependent.

Claims

A n p r ü c h e Floor reflector for nuclear reactors with a bed dome-shaped fuel assemblies made up of joined and vertically arranged There are graphite columns, the axially extending and the bottom reflector traversing Have bores for the cooling gas and the at least one fuel element outlet has, characterized in that the marginal edges (12) and the edges on the bores (10) of the top surface (9) of the graphile columns (2) are chamfered and / or rounded.

2. Floor reflector according to claim 1, characterized in that the Edge edges (12) and the edges at an angle (ß) are chamfered, which is approximately is equal to the angle of inclination (oC) of the top surface (9).

3. Floor reflector according to claim 1 to 2, characterized in that that the angle (R) is about 30 °.