DE2736253A1

DE2736253A1 - Kernreaktor mit fluessigmetallkuehlung

Info

Publication number: DE2736253A1
Application number: DE19772736253
Authority: DE
Inventors: Colin John Grime; Donald Hodgson; Geoffrey Seed
Original assignee: Nuclear Power Co Ltd
Current assignee: Nuclear Power Co Ltd
Priority date: 1976-08-12
Filing date: 1977-08-11
Publication date: 1978-02-16
Also published as: JPS614076B2; GB1567040A; FR2361722A1; JPS5322986A; US4172010A; FR2361722B1

Description

DR. BERG DIPL -INÜ. STAPF DIPL-ING. SCHWAB:· DR CK. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE ° 7 3 6 2 ^U

8 Ml)N(IH-N 86. POSTIACM 86 02 45

Anwaltsakte: 28 363 11. 8. 1977

Nuclear Power Company Limited London SW1Y 4QP/Großbritannien

Kernreaktor mit Flüssigmetallkühlung

Die Erfindung betrifft einen Kernreaktor mit Flüssigmetallkühlung .

Bei einer bekannten Ausführungsform eines Kernreaktors mit Flüssigmetallkühlung ist der Reaktor in ein Kühlmittelbecken oder -bad getaucht, das einen Primärbehälter enthält. Der Primärbehälter ist in einem Sicherheitsgewölbe aus Beton und hängt von der Decke des Gewölbes herunter. Der Kern wird von einem durchgehenden Gitterrost oder Traggerüst getragen, welcher ebenfalls von der Decke des Gewölbes durch Halterungsstäbe abgehängt ist, und die Decke trägt ferner Steuerstäbe,welche in vertikaler Richtung in den Kern einsetzbar sind, um dessen Reaktivität zu steuern. Bei einer Verschiebung des Kerns be-VII/XX/Ktz _AÄ - 2 -

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t 108*1 98 82?2 8 München 80. MaucrkirchcrMralle 45 Banken: Bayerische Vereinsbank München 453 100

987043 Telegramme BiRGSTAPi PATENT Müruhen Hypo-Bank München 3890002624

«83310 TELEX 05 24 560 Bi RCi d Posischeck München 65343-808

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züglich der Steuerstäbe während des Betriebs des Reaktorkerns könnten die sich daraus ergebenden Reaktivitätsänderungen zu schwerwiegenden Folgen führen.

Die Erfindung soll daher einen Kernreaktor mit Flüssigkeitskühlung schaffen, der eine Einrichtung aufweist, um eine unkontrollierte Verschiebung des Kerns bezüglich der Steuerstäbe zu begrenzen.

Gemäß der Erfindung ist in einem Kernreaktor mit Flüssigkeitskühlung, welcher einen Reaktorkern, der in ein Kühlmittelbecken oder -bad in einem Primärbehälter eingetaucht ist, welcher wiederum von der Decke eines Sicherheitsgewölbes herunterhängt, und Steuerstäbe aufweist, die von der Decke getragen sind und in den Kern einführbar sind, der Reaktorkern von der Wandung des Primärbehälters aus auf einem festen Stützbalken getragen, und es ist eine zweite untergeordnete Trageinrichtung oder Auflage für den Reaktorkern vorgesehen, der im Falle eines Durchhangs oder einer Durchbiegung des Stützbalken verwendet wird. Bei einem Ausfall bzw. Bruch oder einem teilweisen Bruch des Stützbalken oder der Auflage, ist eine darauf folgende Verschiebung des Reaktorkerns bezüglich der Steuerstäbe nach unten zuvor¹ rs:i j <-» durch die zweite, untergeordnete Trageinrichtung begrenzt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausfüh-

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rungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 schematische Schnittansichten von drei verschiedenen Ausführungsformen eines Kernreaktors mit Flüssigkeitskühlung gemäß der Erfindung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der Reaktorkern 1 in ein Bad 2aus flüssigem Natrium in einem Primärbehälter 3 eingetaucht. Der Primärbehälter hängt von der Decke 4 eines Sicherheitsgewölbes herunter, wobei der Rand des Primärbehälters an der Decke abgedichtet ist, damit ein inertes Abdeckbzw. Schutzgas für das Kühlmittelbad aufgenommen werden kann. Eine Anzahl Steuerstäbe 8 (von denen in der Fig. nur ein Stab dargestellt istlwird von der Decke des Gewölbes getragen, und die Stäbe sind in den Kern einführbar, um dessen Reaktivität zu steuern. Der auf einem Gitterrost oder Traggerüst 13 angeordnete Kernreaktor ist mittels eines entlang des Umfangs verlaufenden Flansches 25 des Kerns von einem ringförmigen Stützbalken 9 getragen, und der Stützbalken 9 wird wiederum von der Wandung des Primärbehälters 3 mittels eineslnnenrandes 26 des Behälters 3 getragen. Eine zweite untergeordnete Trageinrichtung für den Reaktorkern weist einen zweiten Stützbalken 27 auf, der unter dem Kern angeordnet istund von der Decke des Gewölbes mittels Halterungsstäben 28 herunterhängt, wobei der zweite Stützbalken 27 eine ringförmige Auflageschulter 29 aufweist, um den Bodenbereich des Gitterrostes oder Tragerüstes

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13 entlang dessen Umfang aufzunehmen. Eine zusammendrückbare Unterlage 30 ist zwischen der Auflageschulter und dem Kern vorgesehen und angeordnet, die zusammengedrückt wird, wenn eine Druckbelastung auf sie ausgeübt wird. Die Anordnung ist so gewählt, daß eine Verschiebung des Kerns bezüglich der Steuerstabe nach unten, was beispielsweise bei einem Brechen oder teilweisen Brechen des Randes 26 oder des Traggerüsts 9 vorkommen könnte, durch die Schulter 29 begrenzt und dadurch eine schwerwiegende Reakti-

ist.
vitäts-Unstabilität vermieden Die zugelassene Verschiebung bzw. Verstellung des Kerns bezüglich der Steuerstäbe infolge eines Durchhangs oder einer Durchbiegung des Stützbalkens kann dadurch eingestellt werden, daß eine Hebeeinrichtung zwischen den oberen Enden der Halterungen und der Decke des Gewölbes angeordnet ist.

Bei dem Reaktorkern 1 handelt es sich um einen schnellen Brutreaktor bzw. Brüter mit einer Anzahl aufrechtstehender Brennelementanordnungen, die nebeneinander auf dem Traggerüst 13 angeordnet sind. Der Kern ist von einer Abschirmung oder einem Kernbehälter sowie von Pumpen und Wärmeaustauschern (die in der Zeichnung nicht dargestellt sind) umgeben, die von der Decke des Gewölbes getragen werden und in das Kühlmittelbad 2 eingetaucht sind.

Die Pumpen sind vorgesehen, um «las Kühlmittel aus den unteren Bereichen des Bades oder Beckens über Rohre 24 (von denen in Fig. 1 nur eins dargestellt ist) und durch das Traggerüst 13 zuzuführen. Das Kühlmittel wird beim Durchgang durch den Kern

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erwärmt und fließt über die Abschirmung 14 nach oben und von dort nach außen zu den Wärmeaustauschern, von welchen es dann zu dem Becken oder Bad zurückgeleitet wird.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform eines schnellen Brutreaktors bzw. Brüters mit Flüssigmetallkühlung dargestellt, welche im allgemeinen der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ähnlich ist und entspricht, bei welcher aber die zweite, untergeordnete Trageinrichtung für den Kernreaktor einen anderen Aufbau aufweist. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist der Kern 1 an einem Traggerüst 13 angebracht, was einen Flansch 31 aufweist, der dicht an einem ringförmigen Stützbalken 9 anliegt. Der Stützbalken wird durch einen Innenrand 26 von der Wandung des Primärbehälters getragen.

Die zweite Trageinrichtung für den Kern weist eine ringförmig angeordnete Reihe von Halterungen 32 auf, die um den Umfang des Tragrostes herum angeordnet und von der Decke des Gewölbes getragen sind. Die Halterungen weisen jeweils einen Haltostab 33 auf, der in vertikaler Richtung durch die Decke hindurchgeht und nach unten durch ein Band 34 verlängert ist. Ferner ist eine Anhebe- oder Aufbockeinrichtung 35 vorgesehen, mit welcher die Halterungen vorgespannt weiden können. Im Falle eines Durchhangs oder einer Durchbiegung des Stützbalkens wird die Last des Reaktorkerns teilweise oder ganz von den Halterungen aufgenommen, wodurch eine übermäßige Verschiebung des Reaktorkerns bezüglich der Steuerstäbe vermieden ist.

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Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist der Reaktorkern wieder auf einem Traggerüst 13 angebracht, welches einen am Umfang verlaufenden Flansch 31 aufweist, der dicht auf einem ringförmigen Stützbalken 9 aufliegt, durch welchen der Kern von der Innenwandung des Primärbehälters aus getragen ist. Der Stützbalken ist an dem Primärbehälter mittels eines ringförmigen Randes 26 befestigt. Die zweite untergeordnete Trageinrichtung für den Reaktorkern, falls es zu einer Durchbiegung bzw. zu einem Durchhängen des Stützbalkens kommt, weist ein ringförmiges Gestell 41 auf, das mit dem Boden des Primärbehälters verschweißt ist und unmittelbar unter dem Umfangsbereich des Traggerüsts 13 angeordnet ist. Eine zusammendrückbare Auflage ist zwischen dem Traggerüst 13 und dem Gestell 14 vorgesehen, so daß bei einem Durchhängen oder Durchbiegen des Stützbalkens eine Verschiebung des Kerns und des Traggerüsts bezüglich der Steuerstäbe nach unten begrenzt ist.

Der Primärbehälter hat einen nach außen gekehrten Rand 36, welcher eine radiale Verlängerung des inneren Randes 26 darstellt, und der äußere Rand ist an derDecke des Gewölbes mittels einer in Ringform angeordneten Reihe von Halterungen 37 befestigt. Die Halterungen weisen jeweils einen oberen Stab 38 und ein biegsames Band 39 auf, wobei die Bänder an den äußeren Rand 36 angeschweißt sind. Die oberen Enden der Stäbe 38 sind durch Anhebe- oder Aufbockeinrichtungen 40 an der Decke 4 angebracht und gehaltert. Die Halterungen können so vorgespannt werden, daß sie die Last des Kerns und des Stützbalkens zusammen mit den oberen Wandungsbereichen des Primärbehälters aufnehmen.

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Claims

Patentansprüche

Kernreaktor mit Flüssigmetallkühlung, mit einem Reaktorkern, der in ein Kühlmittelbad in einem Primärbehälter eingetaucht ist, welcher von der Decke eines Sicherheitsgewölbes herunterhängt, und mit Steuerstäben, die von der Decke getragen und in den Kern einführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktorkern (1) auf einem Stützbalken (9) von der Wandung des Primärbehälters (3) aus getragen wird, und daß eine zweite untergeordnete Trageinrichtung (27;32;41) für denReaktorkern (1) vorgesehen ist, die im Falle eines Durchhangs oder einer Durchbiegung des Stützbalkens (9) verwendbar ist.
2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekenn ze ic hn e t, daß die zweite, untergeordnete Trageinrichtung für den Reaktorkern einen zweiten Stützbalken (27) aufweist, der unter dem Kern (1) angeordnet istund von der Decke mittels Halterungen (28) abgehängt ist, wobei der zweite Stützbalken (27) eine ringförmige Auflageschulter (29) aufweist, um den Bodenbereich eines den Kern (1) tragenden GerÜsts oder Gitters (13) entlang des Umfangs aufzunehmen.
3. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t, daß die zweite, untergeordnete Trageinrichtung für den Reaktorkern (1) eine ringförmige angeordnete Reihe von Halterungen (32) aufweist, die entlang des Umfangs eines den Kern tragenden Traggerüsts oder Gitters (13) angeordnet sind, wobei die

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ORIGINAL INSPECTED

Halterungen (32) von der Decke (4) des Gewölbes (6) getragen sind.
4. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite, untergeordnete Trageinrichtung für den Reaktorkern ein ringförmiges Gestell (41) aufweist, das im Inneren am Boden des Primärbehälters (3) befestigt ist und unmittelbar · unter dem Umfangsbereich eines den Kern tragenden Gerüsts oder Gitters (13) angeordnet ist, und daß eine ringförmig angeordnete Reihe von Halterungen (37) vorgesehen ist, die an der Außenseite des Primärbehälters (3) angeordnet sind und von der Decke (4) getragen sind, um eine zusätzliche Auflage für den Stützbalken (9) zu schaffen.
5. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen (28;32;37) an der Decke (4) des Gewölbes (9) über Hebe- oder Aufbockeinrichungen (35;39) gehaltert sind.
6. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch g ekennzeichnet, daß eine zusanunendrückbare Unterlage (30) zwischen der zweiten, untergeordneten Trageinrichtung (27;41) und dem Traggerüst (13) angeordnet ist.

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