DE1219595B

DE1219595B - Moderatorblock-Stapelaufbau eines Kernreaktors

Info

Publication number: DE1219595B
Application number: DEC19949A
Authority: DE
Inventors: Roger Martin
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1958-10-18
Filing date: 1959-10-12
Publication date: 1966-06-23
Also published as: LU37777A1; US3085963A; NL244365A; FR1222477A; CH369218A; ES252690A1; GB927043A; NL125823C

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

G21c

Deutsche Kl.: 21g-21/20

C19949 VIII c/21g
12. Oktober 1959
23.Juni 1966

Die Erfindung betrifft einen Moderatorblock-Stapelaufbau eines Kernreaktors, bestehend aus mehreren mit Zwischenräumen parallel zueinander angeordneten Säulen, die durch einen Stapel gleichachsig übereinandergeschichteter, mit Kanälen versehener prismatischer Blöcke gebildet werden, bei dem ferner in Nuten der Blöcke eingreifende keilartige Verbindungselemente vorgesehen sind, die jeweils zwei übereinanderliegende Blöcke der gleichen Säule und wenigstens einen Block einer benachbarten Säule miteinander verbinden, bei dem weiterhin zwischen den keilartigen Verbindungselementen und dem Nutengrund ein Spiel vorhanden ist, bei dem ferner die einzelnen Moderatorblöcke wenigstens drei Nuten aufweisen, deren Seitenwände parallel und symmetrisch zu einer die Prismen-Längsachse des betreffenden Blockes enthaltenden Ebene liegen und bei dem an der Außenseite eine elastische Umgürtung vorgesehen ist.

Gegenstand eines älteren Vorschlags ist ein Moderatorblock-Stapelaufbau mit in Nuten der prismatischen Blöcke eingreifenden, keilartigen Verbindungselementen, wobei die Seitenwände der Nuten parallel und symmetrisch zu einer die Prismen-Längsachse des betreffenden Blockes enthaltenden Ebene liegen. Ein derartiger Moderatorblock-Stapelaufbau zeichnet sich dadurch aus, daß sich die nebeneinander angeordneten Säulen nicht nur in Querrichtung, sondern auch in Längsrichtung unabhängig voneinander ausdehnen können, was deswegen wichtig ist, weil die im Innern des Reaktors liegenden Moderatorblöcke die Neigung haben, sich stärker als die im äußeren Bereich vorgesehenen Blöcke auszudehnen.

Um den Zusammenhalt eines Moderatorblock-Stapelaufbaues sicherzustellen, ist es aus anderem Zusammenhang bereits bekannt, an der Außenseite des Stapelaufbaues eine elastische Umgürtung vorzusehen. Bei einer bekannten Anordnung dieser Art sind zwischen übereinanderliegenden Blöcken der einzelnen Säulen je zwei rechteckige Platten vorgesehen, deren Breitseite dem gewünschten Abstand zwischen den Achsen benachbarter Säulen entspricht. Bei dieser Ausführung können sich die Blöcke zwar in Querrichtung unabhängig voneinander ausdehnen; auch ist durch die elatische Umgürtung der erforderliche Zusammenhalt des Stapelaufbaues gewährleistet. Es ist jedoch keine Vorsorge getroffen, um die ursprüngliche Netzstruktur 'des Moderatorblock-Stapelaufbaues, d.h. die axiale Ausrichtung übereinanderliegender Blöcke, genau aufrechtzuerhalten.

Zu diesem Zweck sind bei einem anderen be-

Moderatorblock-Stapelaufbau eines Kernreaktors

Anmelder:

Commissariat ä !'Energie Atomique, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,

München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:
Roger Martin, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 18. Oktober 1958 (776 970)

kannten Moderatorblock-Stapelaufbau, die übereinanderliegenden Blöcke sowie die dazwischen angeordneten Platten mit ineinandergreifenden Nuten und Vorsprüngen versehen. Eine derartige Ausführung ist jedoch nicht nur in fertigungstechnischer

as Hinsicht außerordentlich kompliziert, sondern weist darüber hinaus den Nachteil auf, daß von den Brennstoffkanälen im Innern der Moderatorblöcke Spalten durch die Blöcke nach außen führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Mängel der bekannten Ausführungen einen Moderatorblock-Stapelaufbau der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich zwar einerseits die Säulen unabhängig voneinander in Längsrichtung und die Blöcke unabhängig voneinander in Querrichtung ausdehnen können, daß anderseits jedoch auch bei derartigen Dehnungen die ursprüngliche Netzstruktur der Säulenanordnung erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird beim eingangs genannten Aufbau erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbindungselemente wenigstens drei in Nuten unterschiedlicher Blöcke eingreifende Schenkel aufweisen und zusammen mit zwischen den Verbindungselementen angeordneten Stützgliedern ein im Querschnitt netzförmiges Gerüst bilden.

Ein derartiger Moderatorblock-Stapelaufbau zeichnet sich in fertigungstechnischer Hinsicht durch besondere Einfachheit aus. Es sind ferner keine Spalten vorhanden, die von den Brennstoffkanälen durch die Moderatorblöcke nach außen führen. Trotz der freien Ausdehnbarkeit der Säulen und Blöcke in Längs- bzw. Querrichtung wird ferner durch das von

609 580/316

den Verbindungselementen und den Stützgliedern gebildete, weitgehend starre Gerüst^eine ausgezeichnete Stabilität des Stapelaufbaues gewährleistet, dessen ursprüngliche Netzstruktuf während des Betriebes mit Sicherheit erhalten bleibt.

Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigt

Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Moderatorblock-Stapelaufbaues,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines bei dem Stapelaufbau gemäß Fig. 1 verwendeten Graphitblockes, _

F i g. 3 einen Schnitt durch ein zweites Äusführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Moderatorblock-Stapelaufbaues,

F i g. 4 und 4 a sowie 5 und 5 a perspektivische Darstellungen von zwei unterschiedlichen, paarweise zusammengehörenden Verbindungselementen und Stützgliedern,

Fig. 6 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Moderatorblock-Stapelaufbaues,

F i g. 7 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel ähnlich der Variante gemäß Fig. 6,

Fig. 8 und 9 perspektivische Ansichten eines bei dem Stapelaufbau gemäß Fig. 1 verwendeten Verbindungselementes und Stützgliedes.

Der in F i g. 1 dargestellte Moderatorblock-Stapelaufbau eines Kernreaktors besteht aus mehreren mit Zwischenräumen parallel zueinander angeordneten Säulen, die durch einen Stapel gleichachsig übereinandergeschichteter Graphitblöcke 1 und 2 gebildet werden, die die Form eines regelmäßigen Sechseckes aufweisen und mit axialen Kanälen 3 und 4 versehen sind, in denen sich das spaltbare Material befindet.

Im Bereich der vertikalen Kanten der Blöcke 1 und 2 sind Nuten S, 6, 7 vorgesehen, deren Seitenwände parallel und symmetrisch zu einer die Prismen-Längsachse des betreffenden Blockes enthaltenden Ebene liegen.

In diese Nuten 5, 6, 7 greifen keilartige Verbindungselemente 8, 10 ein, die jeweils zwei übereinanderliegende Blöcke der gleichen Säule und wenigstens einen Block einer benachbarten Säule miteinander verbinden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 sind die Schenkel 81,82,83 (vgl. Fig. 8) der Verbindungselemente 8, 10 gleich ausgebildet und um jeweils 120° gegeneinander versetzt. Zwischen den keilartigen Verbindungselementen 8, 10 und dem Nutengrund ist ein Spiel / vorhanden.

Zwischen den Verbindungselementen 8 und 10, die jeweils in drei Nuten 5, 6, 7 unterschiedlicher Blöcke eingreifen, smd Stützglieder 9 (vgl. F i g. 9) vorgesehen, die zusammen mit den Verbindungselementen ein im Querschnitt netzförmiges Gerüst bilden. An den beiden Enden weisen die Stützglieder 9 verbreiterte Köpfe 22, 23 auf. Durch den liehten Abstand, den der mittlere Teil der Stützglieder 9 von den benachbarten Blöcken aufweist, ergibt sich eine thermische Isolation der Stützglieder, so daß sie im Betrieb eine wesentlich höhere Temperatur als die Graphitblöcke annehmen. Wie F i g. 2 erkennen läßt, sind an den oberen "und unteren Enden der ^6s prismatischen Blöcke 1, 2 Ausnehmungen zur Aufnahme der Stützglieder 9 vorgesehen. F i g. 2 läßt ferner die im Bereich der vertikalen Kanten des Blockes angeordneten Nuten 5 erkennen.

Sowohl die Verbindungselemente 8, 10 als auch die Stützglieder 9 bestehen aus Graphit. Die Schenkel 81, 82 und 83 der Verbindungselemente sowie die Längsseiten der Stützglieder liegen dabei parallel zur Strangpreßachse. Beim Zusammenbau des Moderatorblock-Stapelaufbaues ist nur das in Fig. 1 mit 7 bezeichnete Spiel im Boden der Nuten 5, 6 und 7 vorzusehen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 weisen die Stützglieder 11 an ihren Enden keine ebenen Stirnflächen auf, sondern sind mit Keilflächen 12 versehen, die in entsprechende Ausnehmungen 13 der Verbindungselemente 14 eingreifen. Die F i g. 4 und 4 a zeigen diese Verbindungselemente und Stützglieder in vergrößertem Maßstab.

Die F i g. 5 und 5 a veranschaulichen eine Variante, bei der die sich aneinander abstützenden Flächen 15 und 16 des Stützgliedes und des Verbindungselementes Teile von Zylinderfläehen bilden.

Wenn Kontrollstäbe des Kernreaktors in besonderen Kanälen angeordnet werden sollen, deren Achse mit der Achse der Verbindungselemente 8, 10 zusammenfällt, so werden die Verbindungselemente an diesen Stellen durch Rohre, beispielsweise aus Beryllium, ersetzt, die nach außen ragende Stege aufweisen, mit denen sie in die Nuten der benachbarten Blöcke eingreifen.

Die F i g. 6 und 7 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele, bei denen jeder sechseckige Block nur an drei vertikalen Kanten mit einer Nut versehen ist. Jedes Stützglied 18 stützt sich hierbei einerseits auf einem Verbindungselement 19 und andererseits an einem Prisma 20 bzw. 21 ab. Gemäß F i g. 6 ist ein sechseckiges Prisma und gemäß F i g. 7 ein speziell geformtes neuneckiges Prisma vorgesehen. Die "Höhe dieser Prismen entspricht der der Stützglieder 18.

Claims

Patentansprüche:

1. Moderatorblock-Stapelaufbau eines Kernreaktors, bestehend aus mehreren mit Zwischenräumen parallel zueinander angeordneten Säulen, die durch einen Stapel gleichachsig übereinandergeschichteter, mit Kanälen versehener prismatischer Blöcke gebildet werden, bei dem ferner in Nuten der Blöcke eingreifende keilartige Verbindungselemente vorgesehen sind, die jeweils zwei übereinanderliegende Blöcke der gleichen Säule und wenigstens einen Block einer benachbarten Säule miteinander verbinden, bei dem weiterhin zwischen den keilartigen Verbindungselementen und dem Nutengrund ein Spiel vorhanden ist, bei dem ferner die einzelnen Moderatorblöcke wenigstens drei Nuten aufweisen, deren Seitenwände parallel und symmetrisch zu einer die Prismen-Längsachse des betreffenden Blockes enthaltenden Ebene liegen und bei dem an der Außenseite eine elastische Umgürtung vorgesehenist,dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (8, 10) wenigstens drei in Nuten (5, 6, 7) unterschiedlicher Blöcke eingreifende Schenkel (81, 82, 83) aufweisen und zusammen mit zwischen den Verbindungselementen angeordneten Stützglieder (9) ein im Querschnitt netzförmiges Gerüst bilden.

2. Moderatoraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (1, 2) die Form eines regelmäßigen Sechseckes aufweisen und daß die Nuten (5, 6, 7) im Bereich der vertikalen Kanten der Blöcke angeordnet sind.

3. Moderatoraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (81, 82, 83) der Verbindungselemente (8, 10) gleich ausgebildet und um jeweils 120° gegeneinander versetzt sind.

4. Moderatoraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (8,10) aus Graphit bestehen und daß ihre Schenkel (81, 82, 83) parallel zur Strangpreßachse liegen.

5. Moderatoraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützglieder (9) aus Graphit bestehen und daß ihre Längsseiten parallel zur Strangpreßachse liegen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschriften Nr. 553 217, 559 090;
britische Patentschriften Nr. 782 922, 785 876.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen