DE1041609B

DE1041609B - Nuclear reactor with gas cooling

Info

Publication number: DE1041609B
Application number: DEB45731A
Authority: DE
Inventors: Dr Rudolf Schulten
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1957-06-07
Filing date: 1957-06-07
Publication date: 1958-10-23
Also published as: CH356544A; GB834978A; BE568348A; FR1196475A

Description

Bei den üblicherweise verwendeten Reaktoren mit festen Spaltstoffen haben die Spaltstoffelemente vorzugsweise die Form von zylindrischen Stäben oder von Platten. Sie werden durch mechanische Hilfsmittel an einen bestimmten Ort der Reaktionszone gebracht, und nach Erschöpfung des Spaltstoffes werden diese Spaltstoffelemente mittels besonderer Schleusenvorrichtungen als Ganzes aus dem Reaktor entfernt. Eine kontinuierliche Erneuerung des Spaltstoffes ist also bei solchen Anlagen noch nicht durchführbar.In the commonly used reactors with solid fissile materials, the fissile material elements preferably have the shape of cylindrical rods or plates. You will be through mechanical aids brought to a certain place in the reaction zone, and after exhaustion of the fissile material these fissile material elements are removed from the reactor as a whole by means of special sluice devices removed. A continuous renewal of the fissile material is not yet in such systems feasible.

Reaktoren mit flüssigen Betriebsstoffen erfordern entweder die Lösung oder Suspension der Spalt- oder Brutstoffe in flüssigen Metallen oder in schwerem Wasser. Solche homogenen Reaktoren sind wegen der teueren Materialien, die bei ihrem Aufbau und Betrieb verwendet werden müssen, bis heute noch nicht wirtschaftlich ausnutzbar.Reactors with liquid operating materials require either the solution or suspension of the fission or Breeding material in liquid metals or in heavy water. Such homogeneous reactors are because of expensive materials that have to be used in their construction and operation, not to this day economically exploitable.

Zur Ermöglichung einer kontinuierlichen Erneuerung des festen Spaltstoffes und einer kontinuierliehen Entnahme des erschöpften Spaltstoffee ist bereits vorgeschlagen worden, dem in chemischer Verbindung, Legierung oder Mischung vorliegenden Spaltstoff die Gestalt von kleinen Formkörpern, z. B. Kugeln, Zylindern, Hohlkugeln oder Hohlzylindern, zu geben. Ein mit solchem Schüttgut beschickter Reaktor kann mit Einrichtungen, z. B. Schütte!rosten, Schnecken od. dgl., versehen werden, die es ermöglichen, die kleinen Formkörper nach ihrer Erschöpfung an Spaltstoff wieder zu entfernen, wodurch eine kontinuierliche Entladung des Reaktors ermöglicht wird, bei der immer nur relativ kleine Mengen von radioaktiven Substanzen anfallen.To enable a continuous renewal of the solid fissile material and a continuous one Removal of the exhausted fissile material has already been proposed, which in chemical combination, Alloy or mixture present fissile material the shape of small shaped bodies, z. B. Spheres, cylinders, hollow spheres or hollow cylinders. A reactor charged with such bulk material can with facilities such. B. Schütte! Rust, Or snails of fissile material to be removed again, which enables continuous discharge of the reactor in which only relatively small amounts of radioactive substances are produced.

Es hat sich nun gezeigt, daß die Leistung derartiger Reaktoren — es sind sowohl solche mit Gas- wie auch solche mit Flüssigkeitskühlung bekanntgeworden — stark schwankt. Hierfür sind als Ursache zwei Umstände erkannt worden. Durch das Kühlmittel wird nämlich die Reaktorfüllung mehr oder minder heftig hochgeschleudert, so daß der gegenseitige Abstand der Formkörper und damit der Wärmeübergang auf das Kühlmittel dauernd wechselt. Außerdem schwankt bei Gaskühlung der Druckabfall des Kühlgases in der Schüttung sehr erheblich und ist darüber hinaus im Durchschnitt so groß, daß die für das Kühlgas benötigte Umwälzleistung einen wesentlichen Teil der erzeugten elektrischen Bruttoleistung ausmacht.It has now been shown that the performance of such reactors - there are both those with gas as also those with liquid cooling become known - fluctuates strongly. There are two reasons for this Circumstances have been recognized. The reactor filling is namely more or less due to the coolant violently thrown up, so that the mutual distance between the moldings and thus the heat transfer constantly changes to the coolant. In addition, the pressure drop of the cooling gas fluctuates with gas cooling in the pouring is very considerable and, moreover, is so large on average that the for the Cooling gas required circulating power a substantial part of the generated gross electrical power matters.

Diese Mangel werden dadurch behoben, daß den gleichartig gestalteten Formkörpern erfindungsgemäß eine solche Größe und Gestalt gegeben wird, z. B. Kugeln mit einem Mindestdurchmesser von 3 cm oder Zylinder mit einer Mindesthöhe und einem Mindestdurchmesser von 3 cm, so daß diese während des Atomkernreaktor niit GaskühlungThese deficiencies are remedied by the fact that the shaped bodies of the same design according to the invention such a size and shape is given, e.g. B. balls with a minimum diameter of 3 cm or Cylinders with a minimum height and a minimum diameter of 3 cm so that they can be used during the Nuclear reactor with gas cooling

Anmelder:Applicant:

Brown, Boveri & Cie. Aktiengesellschaft, Mannheim-Käfertal, Boveristr. 22Brown, Boveri & Cie. Aktiengesellschaft, Mannheim-Käfertal, Boveristr. 22nd

Dr. Rudolf Schulten, Mannheim,
ist als Erfinder genannt wordenDr. Rudolf Schulten, Mannheim,
has been named as the inventor

Durchströmens des Kühlgases durch die Schüttung im wesentlichen in Ruhe bleiben, daß der Druckabfall des Kühlgases in der Schüttung definiert, konstant und so gering ist, daß die für das Kühlgas aufzuwendende Umwälzleistung weniger als 30% der erzeugten elektrischen Bruttoleistung beträgt.The flow of the cooling gas through the bed essentially remains at rest that the pressure drop of the cooling gas in the bed is defined, constant and so low that the amount to be expended for the cooling gas Circulation capacity is less than 30% of the generated gross electrical output.

Handelt es sich dabei um einen Brutreaktor, so ist es zweckmäßig, den Brutstoffelementen die gleiche Form und Abmessungen zu geben wie den Spaltstoffelementen. Hierdurch ist es möglich, die bestrahlten Elemente, in denen Spaltstoff erzeugt wurde, sogleich als Spaltstoffelemente im gleichen Reaktor weiterzuverwenden; erschöpfte Spaltstoffelemente werden in bekannter Weise kontinuierlich durch geeignete Vorrichtungen dem Reaktor an seiner Unterseite entnommen.If it is a breeding reactor, it is useful to have the same elements as the breeding material To give shape and dimensions like the fissile material elements. This makes it possible to use the irradiated Elements in which fissile material was generated to be used immediately as fissile material elements in the same reactor; exhausted fissile material elements are continuously replaced by suitable ones in a known manner Devices taken from the reactor at its bottom.

Claims

PATENT CLAIM:

Atomic nuclear reactor with gas cooling, the fuel of which is formed from a bulk of the same type There is molded body that is continuously removed from the reactor and during operation be renewed or removed, characterized in that the shaped body of such a shape and size (e.g. spheres with a diameter of at least 3 cm or cylinders with a height and a diameter of at least 3 cm) that they substantially during operation remain at rest in the reactor that the pressure drop of the cooling gas in the bed of this Shaped body is defined, constant and so low that the circulating power required for the cooling gas is less than 30% of the gross electrical power generated.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2,782,158;
British Patent No. 756 014.