Überhitzerkernreaktor Die Erfindung betrifft einen überhitzerkernreaktor,
insbesondere einen Siedewasserüberhitzerkernreaktor.Superheater core reactor The invention relates to a superheater core reactor,
in particular a boiling water superheater core reactor.
Es sind Verfahren zum überhitzen von Wärmeübertragungsmitteln von
Kernreaktoren bekannt, bei denen überhitzung in eigens hierfür vorgesehenen überhitzem
erfolgt. Diese überhitzer nehmen verhältnismäßig viel Platz in Anspruch und haben
einen hohen Materialbedarf. Hierdurch werden die Kosten der Kernenergieerzeugung
in unerwünschter Weise heraufgesetzt und der Gesamtwirkungsgrad der Reaktoranlagen
vermindert. Es sind ferner bereits überhitzerkernreaktoren bekanntgeworden, deren
Reaktorkern aus vertikal angeordneten, hohlzylindrischen Brennelementen aufgebaut
ist, die an der Außenseite von zu verdampfender Flüssigkeit umgeben sind und durch
welche der zu überhitzende Dampf von oben nach unten strömt. Diese Reaktoren haben
den Nachteil, daß das hocherhitzte Kühlmittel unmittelbar die Reaktorgefäßwand beaufschlagt.
Hierdurch ist eine Aktivierung der Reaktorgefäßwand durch Ablagerung von Spaltprodukten,
namentlich bei auftretenden Schäden, unvermeidlich. Diese Spaltprodukte haben größere
Halbwertzeichen als das aktivierte Material der Wandung des Reaktorgefäßes. Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, diese Mängel bei überhitzerkernreaktoren zu beseitigen.There are methods of overheating heat transfer media from
Known nuclear reactors in which overheating in specially provided overheating
he follows. These superheaters take up and have a relatively large amount of space
a high material requirement. This will reduce the cost of generating nuclear power
increased in an undesirable manner and the overall efficiency of the reactor plants
reduced. There are also superheater core reactors known whose
Reactor core constructed from vertically arranged, hollow cylindrical fuel elements
which are surrounded on the outside by liquid to be evaporated and through
which the steam to be superheated flows from top to bottom. These reactors have
the disadvantage that the highly heated coolant acts directly on the reactor vessel wall.
This activates the reactor vessel wall through the deposition of fission products,
in particular in the event of damage, unavoidable. These fission products have larger ones
Half-value symbol as the activated material of the wall of the reactor vessel. target
The present invention is to overcome these deficiencies in superheater core reactors.
Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile behoben, wenn der Reaktorkern
seitlich durch eine mit Abstand zum Reaktorgefäß angeordnete vertikale Trennwand
begrenzt ist, wodurch ein Raum mit ringförmigem Querschnitt entsteht, der nach unten
und oben durch zwei parallele, horizontale Trennwände abgeschlossen ist und die
vertikale Trennwand an dem unteren Ende mit radial gerichteten öffnungen versehen
ist, so daß die im oberen Teil des Ringraumes zugeführte Flüssigkeit unten in radialer
Richtung in den Kein einströmt. Für diesen überhitzerkernreaktor kann ein an sich
bekannter Zwangsumlauf des Kühlmittels vorgesehen sein. Durch die erwähnte Trennwand
wird eine weitgehende Schonung der Wand des Reaktorgefäßes gewährleistet.According to the invention, these disadvantages are eliminated when the reactor core
laterally through a vertical partition, which is arranged at a distance from the reactor vessel
is limited, creating a space with an annular cross-section that extends downwards
and is completed at the top by two parallel, horizontal partitions and the
vertical partition provided at the lower end with radially directed openings
is, so that the liquid supplied in the upper part of the annular space below in a radial
Direction in which no flows in. For this superheater core reactor one can in itself
known forced circulation of the coolant can be provided. Through the aforementioned partition
an extensive protection of the wall of the reactor vessel is guaranteed.
Die Zeichnung zeigt einen Reaktor im senkrechten Schnitt.The drawing shows a reactor in vertical section.
Das Reaktorgefäß 1 hat den Deckel 2. In der aktiven Zone
3 befindet sich eine Vielzahl von Brennelementen 4, die, wie aus der Zeichnung
ersichtlich, als Hohlrohre ausgebildet sind. Die Brennelemente 4 ruhen auf der Tragplatte
5 und sitzen auf dieser vollkommen dicht auf. Bei 6 ist eine Distanzplatte
angedeutet, die so ausgebildet ist, daß die oberen Enden der Brennelemente 4 keine
Eigenbewegungen auszuführen vermögen. Durch den Stutzen 7 tritt in Richtung
des Pfeiles 8 das für den Reaktor bestimmte Wasser ein, fließt im Sinne der
Pfeile 9 in den Ringraum 11 nach unten und tritt durch die radialen
öffnungen 12 in den Innenraum 3 ein. Der Ringraum 11
wird einerseits
durch das Gefäß 1 und andererseits durch die vertikale Trennwand
19 gebildet. Unter der therinischen Einwirkung der Brennelemente steigt das
Wasser an der Außenseite der Brennelemente nach oben und gelangt in den durch den
Deckel 2 gebildeten Dom als Dampf. Aus diesem strömt der Dampf durch die Hohlräume
14 der Brennelemente nach unten, wobei er innerhalb der Brennelemente überhitzt
wird. Der überhitzte Dampf verläßt den Reaktor durch den Stutzen 15. The reactor vessel 1 has the cover 2. In the active zone 3 there is a multiplicity of fuel elements 4 which, as can be seen from the drawing, are designed as hollow tubes. The fuel assemblies 4 rest on the support plate 5 and sit completely tightly on it. At 6 , a spacer plate is indicated, which is designed so that the upper ends of the fuel assemblies 4 are not able to perform any movements of their own. The water intended for the reactor enters through the nozzle 7 in the direction of the arrow 8 , flows downwards in the direction of the arrows 9 into the annular space 11 and enters the interior 3 through the radial openings 12. The annular space 11 is formed on the one hand by the vessel 1 and on the other hand by the vertical partition 19 . Under the thermal action of the fuel assemblies, the water rises on the outside of the fuel assemblies and reaches the dome formed by the cover 2 as steam. From this, the steam flows down through the cavities 14 of the fuel assemblies, wherein it is overheated within the fuel assemblies. The superheated steam leaves the reactor through the nozzle 15.
Von besonderer Bedeutung ist die Ausbildung der hohlen Brennelemente.
Die Brennelemente bestehen aus einem doppelwandigen Rohr, dessen Innenwand
16 beispielsweise aus Beryllium besteht, während für das Außenrohr Aluminium,
Zirkonium gegebenenfalls als Sinterprodukte verwendet werden können. Der Kernbrennstoff
befindet sich in dem Hohlraum 18 zwischen den doppelten Rohrwandungen. In
der Praxis wird es sich empfehlen, die Brennelemente kassettenweise zusammenzufassen,
so daß ein Auswechseln von Brennelementgruppen möglich ist.The design of the hollow fuel elements is of particular importance. The fuel elements consist of a double-walled tube, the inner wall 16 of which consists, for example, of beryllium, while aluminum, zirconium can optionally be used as sintered products for the outer tube. The nuclear fuel is located in the cavity 18 between the double tube walls. In practice, it will be advisable to combine the fuel assemblies in cassettes so that fuel assembly groups can be exchanged.