DE1218077B - Nuclear reactor whose steam-forming moderator circulates in natural circulation - Google Patents
Nuclear reactor whose steam-forming moderator circulates in natural circulationInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
G 21 cG 21 c
Deutsche KL: 21g-21/20 German KL: 21g-21/20
Nummer: 1218 077Number: 1218 077
Aktenzeichen: U 6618 VIII c/21 gFile number: U 6618 VIII c / 21 g
Anmeldetag: 4. November 1959Filing date: November 4, 1959
Auslegetag: 2. Juni 1966Opening day: June 2, 1966
Die Erfindung betrifft einen Kernreaktor, dessen dampfbildender Moderator im Naturumlauf zirkuliert und dessen Kern Kanäle aufweist, die vom Moderator durchströmt werden und sich in Richtung des Moderatorstroms erweitern.The invention relates to a nuclear reactor whose steam-generating moderator circulates in natural circulation and the core of which has channels through which the moderator flows and which extend in the direction of the moderator flow expand.
Siedewasserreaktoren, insbesondere solche mit Naturumlauf, unterliegen Beschränkungen, die durch die Probleme der Wärmeableitung bedingt sind. In Siedewasserreaktoren bilden sich Dampfpfropfen, die aus dem Zusammenfließen einzelner Blasen mit hohen Hohlraumanteilen entstehen und Dampftaschen bilden, welche praktisch den gesamten Querschnitt der Naturumlauf-Kühlmittelkanäle ausfüllen. Wenn die mittlere Dichte des Zweiphasengemisches (Flüssigkeit und Dampf) abnimmt, nimmt die mittlere Geschwindigkeit entsprechend zu, was zu stark erhöhten Reibungsdruckgradienten in der Nähe des Kanalauslasses führt.Boiling water reactors, especially those with natural circulation, are subject to restrictions imposed by the problems of heat dissipation are related. Steam plugs form in boiling water reactors, which arise from the confluence of individual bubbles with a high proportion of voids and vapor pockets form, which practically fill the entire cross-section of the natural circulation coolant channels. When the mean density of the two-phase mixture (liquid and vapor) decreases, the mean one increases Speed accordingly, leading to greatly increased frictional pressure gradients in the vicinity of the Duct outlet leads.
Es wurde ferner festgestellt, daß die Dampfpfropfen, die sich in der Nähe des Kanalauslasses bilden, kurzzeitig die Heizflächen ummanteln und schließlich eine Zerstörung der Brennstoffelemente durch Überhitzen verursachen. Es tritt vorübergehend eine Temperaturerhöhung der Heizfläche auf, deren Größe von dem Wärmefluß und der Dauer der Ummantelung abhängt. Wenn dieser Temperaturanstieg ausreichend stark ist, ist ein unstabiler Zustand die Folge, der zum Überhitzen führt. Es ist daher wesentlich, daß solange als möglich die Bildung großer Dampfmassen verhindert wird, die den Kanal völlig füllen.It has also been found that the vapor plugs that form near the duct outlet briefly sheathing the heating surfaces and ultimately destruction of the fuel elements due to overheating cause. There is a temporary increase in temperature of the heating surface, its size depends on the heat flow and the duration of the jacket. If this temperature rise is sufficient is strong, the result is an unstable condition that leads to overheating. It is therefore essential that so long as much as possible the formation of large masses of vapor is prevented, which completely fill the channel.
Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, einen Kernreaktor zu schaffen, in welchem der durch die Bildung von Dampfpfropfen in der Nähe des Kanalauslasses verursachte Reibungsdruckabfall möglichst gering ist und bei welchem die durch die Bildung von Hohltaschen in der Nähe des Kanalaustritts verursachte Brennstoffüberhitzung wesentlich verringert ist.The invention has the object to provide a nuclear reactor in which the by the Formation of vapor plugs near the duct outlet caused friction pressure drop as much as possible is low and in which the caused by the formation of hollow pockets in the vicinity of the channel outlet Fuel overheating is significantly reduced.
Es ist bereits ein Kernreaktor mit dampf bildendem Moderator bekanntgeworden, bei welchem dadurch günstige Betriebsbedingungen erzielt werden, daß die Kanäle, in welchen der Moderator von unten nach oben fließt, sich in Richtung des Moderatorstroms erweitern, so daß dem Gemisch von geringerer Dichte in der Nähe des Kanalaustritts ein verhältnismäßig großer Strömungsquerschnitt dargeboten wird.A nuclear reactor with a steam-generating moderator has already become known, in which this means favorable operating conditions are achieved that the channels in which the moderator from below flows above, expand in the direction of the moderator flow, so that the mixture of lower density a relatively large flow cross-section is presented in the vicinity of the channel outlet.
In der bekannten Anordnung sind in einem Reaktorgefäß mit rechteckförmigen Grundriß nebeneinanderliegende, parallele Reihen von Brennstoffelementen angeordnet, wobei sich zwischen den einzelnen Reihen jeweils keilartige Moderatorelemente befinden, die im Querschnitt die Form eines aufrecht stehenden Dreiecks aufweisen, so daß die BrennstoffelementeIn the known arrangement, in a reactor vessel with a rectangular plan, adjacent, parallel rows of fuel elements are arranged, with each row between them each wedge-like moderator elements are located, which in cross section have the shape of an upright Have triangles, so that the fuel elements
Kernreaktor, dessen dampfbildender Moderator
im Naturumlauf zirkuliertNuclear reactor, its steam-generating moderator
circulates in natural circulation
Anmelder:Applicant:
United States Atomic Energy Commission,United States Atomic Energy Commission,
Germantown, Md. (V. St. A.)Germantown, Md. (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,Dr.-Ing. W. Abitz, patent attorney,
München 27, Pienzenauer Str. 28Munich 27, Pienzenauer Str. 28
Als Erfinder benannt:
Seymour George Bankoff,
Pasadena, Calif. (V. St. A.)Named as inventor:
Seymour George Bankoff,
Pasadena, Calif. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 4. November 1958
(771931)Claimed priority:
V. St. ν. America November 4th 1958
(771931)
jeweils einer geeigneten Wand gegenüberhegen und sich die zwischen dem Brennstoffelementen und Moderatorteilen gebildeten Kanäle für den Durchtritt des Kühhnittel-Moderator-Gemisches nach oben zu erweitern.each opposite a suitable wall and the between the fuel elements and Moderator share channels formed for the passage of the coolant-moderator mixture upwards expand.
Durch die vorhegende Erfindung wird eine Anordnung geschaffen, bei welcher die Verwendung von festen Moderatorabschnitten nicht erforderlich ist und bei der eine Erweiterung der Kühlmittelkanäle unter besserer Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raums erfolgt, was unter anderem durch den Wegfall sperriger Elemente, wie der genannten Moderatorkeile, die infolge ihrer breiten Grundfläche einen erheblichen Platzbedarf haben, erzielt wird.The present invention provides an arrangement in which the use of fixed moderator sections is not required and in which an expansion of the coolant channels with better utilization of the available space, which is partly due to the omission bulky elements, such as the moderator wedges mentioned, which, due to their wide base area have considerable space requirements, is achieved.
Der Kernreaktor der eingangs genannten Gattung ist dadurch gekennzeichnet, daß diese Kanäle durch Wandungen, deren Oberflächen zur zylindrischen Außenwandung des Kerns konzentrische Kreiskegelstumpfflächen bilden, deren Scheitelpunkte auf einem Punkt der allen konzentrischen Wandungen gemeinsamen Achse hegen, und durch zwischen diesen Wandungen angeordneten Brennstoffplatten gebildet werden, die in Radialebenen hintereinander angeordnet und ausgefluchtet sind.The nuclear reactor of the type mentioned is characterized in that these channels through Walls whose surfaces are concentric to the cylindrical outer wall of the core form, the vertices of which are common to all concentric walls at a point Axis cherish, and formed by arranged between these walls fuel plates which are arranged one behind the other and aligned in radial planes.
Infolge der Erweiterung der Kühlmittelkanäle, durch welche der Moderator strömt, bleibt die mittlereAs a result of the expansion of the coolant channels through which the moderator flows, the middle one remains
507 577/339507 577/339
3 43 4
Geschwindigkeit des Strömungsmittels vom unteren Wandung eines Kühlmittelkanals mit seiner Mittelzum oberen Ende des Kanals verhältnismäßig gleich- achse einschließt, berechnen läßt. Gemäß einer Weitermäßig, so daß die große Zunahme an Reibungs- bildung der Erfindung steht der Winkel β mit dem Verlusten in der Nähe des Kanalaustritts vermieden Maximalwert des Verhältnisses des durch Reibung wird. Bei einem Reaktor mit Naturumlauf bedeutet 5 für eine Mischung von Flüssigkeit und Dampf aufdies, daß die Umlaufgeschwindigkeit wesentlich größer tretenden Druckabfalls Δ P (ο) in einem Kanal mit ist als diejenige eines geradlinigen Kanals üblicher Art geraden, parallelen Wandungen zu dem durch Reibung von der gleichen Länge. für eine Mischung von Flüssigkeit und Dampf auf-Die Erfindung stellt ferner eine Beziehung zur Ver- tretenden Druckabfall Δ P (β) in einem sich erweiternfügung, durch welche sich der Winkel ß, den jede io den Kanal in folgender Beziehung:Velocity of the fluid from the lower wall of a coolant channel with its middle to the upper end of the channel includes a relatively uniform axis, can be calculated. According to a further, so that the large increase in friction formation of the invention is the angle β with the losses in the vicinity of the channel outlet is avoided maximum value of the ratio of the friction. In a reactor with natural circulation, 5 means for a mixture of liquid and steam on this, that the circulation speed is significantly greater increasing pressure drop Δ P (ο) in a channel than that of a straight channel of the usual type straight, parallel walls to the friction caused by the same length. for a mixture of liquid and vapor on-The invention further establishes a relation to the represented pressure drop Δ P (β) in an expanding joint, through which the angle ß, which each io the channel in the following relation:
Δ P (P) (2-Oj1 Δ P (P) (2-Oj 1
ΔΡ(β) i\ „ , , η ,Ji1- « . . m -,-3 ΔΡ (β) i \ " ,, η , Ji 1 -". . m -, - 3
1919th
(l+2j.tg/S)cos/S J I1 Λ-α+Λ-tgjS)
ο(l + 2j.tg / S) cos / SJI 1 Λ-α + Λ-tgjS)
ο
D0 ist der hydraulische Durchmesser, wobei L die Zum besseren Verständnis der Erfindung wird dieseD 0 is the hydraulic diameter, where L is the For a better understanding of the invention this
Gesamtlänge des Kanals darstellt und D0 den hydrau- nachfolgende in Verbindung mit den Zeichnungen
lischen Durchmesser des Kanals, der durch das Ver- 20 näher beschrieben, und zwar zeigt
hältnis Querschnittsfläche des Kanals zu viermal be- F i g. 1 eine Ansicht im senkrechten Schnitt einesRepresents the total length of the channel and D 0 shows the hydraulic diameter of the channel which follows in connection with the drawings and which is described in more detail by the reference 20, namely shows
ratio of the cross-sectional area of the channel to four times. 1 is a view in vertical section of a
netztem Umfang definiert ist, wobei K1 der Hohlraum- Siedewasserreaktors gemäß der Erfindung,net scope is defined, where K 1 is the cavity boiling water reactor according to the invention,
anteil, J1 das Verhältnis -£- für die Gesamtlänge . Fig·? ί «^Jscher Daratellung eine Drauf-proportion, J 1 the ratio - £ - for the total length. F ig ·? ί «^ Jscher representation a top
D0 ° sich nach der Schnittlinie 2-2 der F1 g. 1, D 0 ° is after the section line 2-2 of F1 g. 1,
des Kanals und j das Verhältnis -£- «r eine mittlere 25 . F^- 3 eine Ansicht im senkrechten Schnitt emesof the canal and j the ratio - £ - «r a mean 25 . F ^ - 3 a view in vertical section emes
A> der Brennstoffelemente fur den m F1 g. 1 und 2 dar-A> the fuel elements for the m F1 g. 1 and 2 represent
Länge des Kanals ist. gestellten Reaktor, wobei der Schnitt nach der Linie 3-3Length of the channel is. placed reactor, the section after the line 3-3
Der benetzte Umfang und die Querschnittsfläche der F i g. 4 geführt ist,The wetted perimeter and cross-sectional area of FIG. 4 is performed,
werden um das untere Ende des Kanals herum F i g. 4 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 4-4are around the bottom of the channel around F i g. 4 is a view in section along the line 4-4
gemessen. Wenn das Verhältnis als Funktion des 30 der F i g. 3,measured. If the ratio as a function of the 30 of FIG. 3,
Winkels β für einen Reaktor mit einem gegebenen F i g. 5 eine Ansicht im senkrechten Schnitt einerAngle β for a reactor with a given F i g. 5 is a view in vertical section of a
O1 aufgetragen wird, ist der entsprechende Winkel β zweiten Art eines Brennstoffelements zur Verwendung
derjenige, bei welchem das Verhältnis ein Maximum in dem in F i g. 1 und 2 dargestellten Reaktor,
erreicht. Für bestmögliche Ergebnisse beim Erzielen F i g. 6 eine Ansicht im waagerechten Schnitt des O 1 is plotted, the corresponding angle β of the second type of fuel element for use is the one at which the ratio is a maximum in the one shown in FIG. 1 and 2 shown reactor,
achieved. For the best possible results in achieving F i g. 6 is a view in horizontal section of the
des optimalen Winkels β der Erweiterung wird die 35 in F i g. 3 dargestellten Brennstoffelements nach der Querschnittsgeometrie des Kanals in den Berechnun- Linie 6-6 der F i g. 3,the optimum angle β of the extension becomes 35 in FIG. 3 shown fuel element according to the cross-sectional geometry of the channel in the calculation line 6-6 of FIG. 3,
gen an der senkrechten Mitte kr des Kanals konstant Λ F j& .6a ei^e Teilansicht im waagerechten Schnittgen at the vertical center kr of the channel constant Λ F j &. 6a ei ^ e fragmentary view in horizontal section
2 durch die zweite Art von Brennstoffelement nach der2 by the second type of fuel element after the
gehalten. Dies hat zur Folge, daß sich die Querschnitts- Linie 6a-6a der F i g. 5,held. This has the consequence that the cross-sectional line 6a-6a of FIG. 5,
geometrie des unteren Endes des Kanals mit jedem 40 F i g. 7 eine Ansicht von unten nach der Linie 7-7 zugeordneten Wert von β verändert und ergibt sich der F i g. 3,geometry of the lower end of the channel with every 40 F i g. 7 shows a view from below according to the value of β assigned to line 7-7, and this results in FIG. 3,
verändernde Werte von J1 zur Benutzung bei der F i g. 8 eine Teilansicht im Schnitt durch eines derchanging values of J 1 for use in FIG. 8 is a partial view in section through one of the
Darstellung des Diagramms der Funktion. Für jeden Regelglieder des in F i g. 1 und 2 dargestellten Reak-Winkel
gibt es jedoch einen bestimmten Wert von J1, tors nach der Linie 8-8 der F i g. 9,
so daß keine großen Probleme bei den Berechnungen 45 F i g. 9 eine Schnittansicht des Regelgliedes nach
der Funktion entstehen. Im Rahmen der Erfindung der Linie 9-9 der F i g. 8,Representation of the diagram of the function. For each control element of the in F i g. 1 and 2, however, there is a certain value of J 1 , tors along line 8-8 of FIG. 9,
so that there are no major problems with the calculations 45 F i g. 9 is a sectional view of the control element after the function. In the context of the invention of the line 9-9 of FIG. 8th,
wurde bei den Berechnungen mehrerer Reaktorkonfi- F i g. 10 eine Ansicht im waagerechten Schnittwas used in the calculations of several reactor configurations. 10 is a view in horizontal section
gurationen festgestellt, daß die Funktion einen Höchst- nach der Linie 10-10 der F i g. 8,
wert bei sehr kleinen Winkeln, gewöhnlich im Bereich F i g. 11 eine graphische Darstellung, welche dieGurations found that the function has a maximum according to the line 10-10 of FIG. 8th,
value at very small angles, usually in the range F i g. 11 is a graph showing the
unter 1°, erreicht. 50 Beziehung zwischen dem Verhältnis des Zweiphasen-below 1 °. 50 Relationship between the ratio of the two-phase
Bei einem Reaktor mit sich erweiternden Kanälen Reibungsdruckabfalls in einem geraden Kanal zum
ist zu erwähnen, daß das Brennstoff-Moderator-Ver- Zweiphasen-Druckabfall bei der gleichen Gewichtshältnis
in der Nähe des Kanalauslasses kleiner ist. strömung in einem gleichwertigen, sich erweiternden
Dementsprechend ist der Wärmefluß bei einem sich Kanal und den Erweiterungswinkel in Grad zeigt,
erweiternden Kanal geringer als bei einem geraden 55 Fig. 12 eine schaubildliche Darstellung eines abKanal
in diesem Teil des Kanals. Auf diese Weise geänderten Reaktorkerns, der ebenfalls die Merkmale
wird die kritische Lage am Kanal für das Ausbrennen der Erfindung aufweist.In the case of a reactor with widening channels, the friction pressure drop in a straight channel for the two-phase pressure drop is smaller for the same weight ratio in the vicinity of the channel outlet. flow in an equivalent, expanding accordingly the heat flow in a channel and the expansion angle shows in degrees,
widening canal is less than in the case of a straight one. In this way modified reactor core, which also has the characteristics, the critical position on the channel for the burnout of the invention.
nach unten vom Kanalauslaß weg verlagert, so daß Der dargestellte Reaktor ist ein wassergekühlter,relocated downwards from the channel outlet, so that the reactor shown is a water-cooled,
eine Annäherung an den idealen Zustand erfolgt, bei wassermoderierter Reaktor, bei dem Eigenstabilität welchem die kritische Lage über die Länge des Kanals 60 als Folge des erhöhten Neutronenverlustes und der verteilt ist. Ferner ist zu erwärmen, daß bei einem Reak- erhöhten Neutronenresonanzabsorption im U-238 bei tor mit einem geraden Kanal ein Leistungsabfluß zu der Bildung von Blasen erreicht wird. Der Reaktor 70 einem Umlauf verlust durch das Austreiben von Strö- ist in einem Hohlraum 72 in einer Betonkonstruktion74 mungsmittel aus beiden Enden der Kühlmittelkanäle angeordnet, wobei eine Wärmeisolation 76 zwischen führen kann. Bei sich erweiternden Kanälen würde 65 dem Reaktor 70 und den Wänden des Hohlraums 72 das Austreiben des Strömungsmittels in erster Linie vorgesehen ist.an approximation to the ideal state takes place in the case of a water-moderated reactor, in which inherent stability which the critical position along the length of the channel 60 as a result of the increased neutron loss and the is distributed. It is also to be warmed that in the case of a reac- increased neutron resonance absorption in the U-238 at tor with a straight channel, a power drain to the formation of bubbles is achieved. The reactor 70 a circulation loss due to the expulsion of electricity in a cavity 72 in a concrete structure74 arranged means from both ends of the coolant channels, with a thermal insulation 76 between can lead. With widening channels, 65 would represent reactor 70 and the walls of cavity 72 the expulsion of the fluid is primarily provided.
aus dem divergierenden Ende derselben bei geringerer Der Reaktor 70 ist mit einem Druckgefäß 82 vernachteiliger Wirkung auf den Umlauf erfolgen. sehen, das eine zylindrische Form hat und senkrechtfrom the diverging end of the same at lower. The reactor 70 is more disadvantageous with a pressure vessel 82 Effect on the circulation. see that has a cylindrical shape and is perpendicular
5 65 6
innerhalb des Hohlraums 12 angeordnet ist. Das jedes gleitbar in einem Halterungskanal 117 angeord-Druckgefäß 82 ist mit einem Flansch 83 um sein net ist, der sich durch die Halterung 114 erstreckt. oberes Ende herum versehen, der auf einer durch die Diese herausnehmbaren Brennstoffelemente 116 ent-Betonkonstruktion 74 gebildeten Schulter 84 aufruht. halten durch thermische Neutronen spaltbares Ma-Am oberen Ende des Hohlraums 72 ist ein abnehm- 5 terial zur Aufrechterhaltung der Neutronenkettenbarer Deckel 85 mit Hilfe von zwei Ringkörpern 86 reaktion und bestehen aus zwei Arten 118 und 119. und 87 befestigt, die sich mit einer ringförmigen, am Eine Neutronenkettenreaktion kann nicht mit Uran oberen Ende des Hohlraums 72 ausgebildeten Aus- eingeleitet und unterhalten werden, das den in der nehmung 88 im Verriegelungseingriff befinden. Dich- Natur gefundenen Isotopengehalt innerhalb eines tungsringe 89 dienen zur Isolierung des Inneren des io Wasserkörpers (H2O) hat. Aus diesem Grunde entReaktors 70 und des Hohlraums 72 von der umgeben- halten die Brennstoffelemente 118 spaltbares Material, den Außenluft. das aus Uran mit dem in der Natur gefundenen Iso-is arranged within the cavity 12. Each pressure vessel 82 is slidably disposed in a support channel 117 with a flange 83 around its net that extends through the support 114. Provided around the upper end, which rests on a shoulder 84 formed by the removable fuel elements 116 ent concrete structure 74. hold by thermal neutrons fissile Ma-At the upper end of the cavity 72 is a removable 5 for maintaining the neutron-chainable cover 85 with the help of two ring bodies 86 and consist of two types 118 and 119. and 87 attached, which are attached with an annular A neutron chain reaction cannot be initiated and maintained with the uranium formed in the upper end of the cavity 72, which is in the recess 88 in locking engagement. The isotope content found within a processing ring 89 serves to isolate the interior of the water body (H 2 O). For this reason, the reactor 70 and the cavity 72 are surrounded by the fuel elements 118 that contain fissile material, the outside air. that of uranium with the iso-
Das Druckgefäß 82 umschließt einen Behälter 91 topengehalt besteht, während die BrennstoffelementeThe pressure vessel 82 encloses a container 91, while the fuel elements are contained
und eine Auskleidung 92 aus korrosionsbeständigem 119 spaltbares Material enthalten, das an dem U-235-and a liner 92 of corrosion-resistant 119 fissile material attached to the U-235
Stahl an seiner Innenfläche, um eine Korrosion des 15 Isotop stark angereichert ist, sowie Uran mit dem inSteel is heavily enriched on its inner surface to a corrosion of the 15 isotope, as well as uranium with the in
Stahlbehälters 91 zu verhindern. Der Innendurchmesser der Natur gefundenen Isotopengehalt,Steel container 91 to prevent. The inner diameter of nature's found isotope content,
der Auskleidung 92 aus korrosionsbeständigem Stahl Aus F i g. 1 und 2 ergibt sich, daß der Kern 95of the corrosion-resistant steel lining 92 from FIG. 1 and 2 it follows that the core 95
beträgt etwa 228,6 cm. Das Druckgefäß 82 ruht auf annähernd die Form eines umgekehrten senkrechtenis about 228.6 cm. The pressure vessel 82 rests on approximately the shape of an inverted perpendicular
einer zylindrischen Behälterstütze 93 auf, die am Fuß Kegelstumpfes hat. Diese Form ist die Folge dera cylindrical container support 93 which has a truncated cone at the foot. This form is the result of the
des Behälters 91 befestigt ist und auf der Beton- 20 besonderen Ausbildung der Brennstoffelemente, inof the container 91 is attached and on the concrete 20 special design of the fuel elements, in
konstruktion 74 aufruht. Der Fuß des Behälters 91 welchen die in diesen vorgesehenen Kühlmittelkanäleconstruction 74 rests. The foot of the container 91 which the coolant channels provided therein
hat die Form eines Kugelabschnitts 94, der den mit in der Richtung der durch sie hindurchtretendenhas the shape of a spherical portion 94 that coincides with in the direction of passing through it
95 bezeichneten Reaktorkern innerhalb des Druck- Strömung divergierend kegelig sind, wie nachstehend95 designated reactor core within the pressure flow are divergent conical, as below
gefäßes 82 unterstützt. beschrieben. Für die Benutzung von Brennstoff-vessel 82 supports. described. For the use of fuel
Die Höhe des Druckgefäßes 82 zwischen dem 25 elementen von gleicher Länge für den ganzen KernThe height of the pressure vessel 82 between the 25 elements of equal length for the whole core
Flansch 83 und dem Kugelabschnitt 94 beträgt etwa ist die Oberfläche 114a der Kernhalterung 114 imFlange 83 and the spherical section 94 is approximately the surface 114a of the core holder 114 im
503 cm, gemessen längs der Achse des Druckgefäßes 82. wesentlichen in Form eines Kugelabschnitts und503 cm, measured along the axis of the pressure vessel 82. essentially in the form of a segment of a sphere and
Das Druckgefäß 82 ist für Drücke bis zu 56,2 kg/cm2 konzentrisch zu der Fläche ausgebildet, die durch dieThe pressure vessel 82 is designed for pressures up to 56.2 kg / cm 2 concentric to the area which is through the
gebaut und wird mit einem Druck von 42,2 kg/cm2 oberen Enden der Brennstoffelemente 116 gebildetand is formed at the top of the fuel elements 116 at a pressure of 42.2 kg / cm 2
betrieben. 30 wird. Die Halterungskanäle 117 sind mit ihren Achsenoperated. 30 turns. The support channels 117 are with their axes
Der das Druckgefäß 82 umgebende Hohlraum 72 senkrecht zur Fläche 114a angeordnet, um die Brennhat ebenfalls eine zylindrische Form von etwa 304,8 cm. Stoffelemente in ihrer kegeligen Anordnung zu halten. Die Wärmeisolierschicht 76, die an der Außenfläche Wie ersichtlich, ist die Unterseite 114έ der Kernhaltedes Druckgefäßes angebracht ist, setzt den Verlust an rung 114 ebenfalls im wesentlichen in Form eines Wärmeenergie aus dem Inneren des Druckgefäßes 35 Kugelabschnitts ausgebildet, der zur Oberseite 114a heraus auf ein Mindestmaß herab. Die Wärmeisola- konzentrisch ist.The cavity 72 surrounding the pressure vessel 82 is arranged perpendicular to the surface 114a around the combustion hat also a cylindrical shape about 304.8 cm. To keep fabric elements in their conical arrangement. As can be seen, the thermal insulating layer 76 on the outer surface is the underside 114έ of the core holder Pressure vessel is attached, the loss of tion 114 is also essentially in the form of a Thermal energy formed from the interior of the pressure vessel 35 spherical section, which leads to the top 114a out to a minimum. The heat isolate is concentric.
tion 76 besteht bei der dargestellten Ausführungsform In F i g. 2 stellt die mit 95a bezeichnete gestricheltetion 76 consists in the illustrated embodiment in FIG. 2 represents the dashed line labeled 95a
aus Asbest und hat eine Dicke von etwa 30,5 cm. Umrißlinie den Querschnitt des Kerns 95 an seinemmade of asbestos and has a thickness of about 30.5 cm. Outline the cross-section of the core 95 at its
Zwischen der Wärmeisolation 76 und den Oberflächen unteren Ende dar. Die mit 95b bezeichnete vollaus-Between the heat insulation 76 and the surfaces of the lower end. The labeled 95b full deflection
des Hohlraums 72 ist ein Luftspalt 96 vorgesehen, der 40 gezogene Umrißlinie in der rechten Hälfte der F i g. 2of the cavity 72, an air gap 96 is provided, the 40 continuous contour line in the right half of FIG. 2
das Druckgefäß 82 ebenfalls von der Betonkonstruk- stellt den Querschnitt des Kerns an seiner in F i g. 1the pressure vessel 82 also from the concrete structure represents the cross section of the core at its in FIG. 1
tion 74 thermisch isoliert. mit 100 bezeichneten senkrechten Mitte dar, währendtion 74 thermally insulated. with 100 designated vertical center, while
Der ganze Hohlraum 72 ist mit einem Hilfsbehälter die voll ausgezogene Umrißlinie 95c auf der linkenThe entire cavity 72 with an auxiliary container is the full outline 95c on the left
105 aus Stahl ausgekleidet, so daß aus dem Druck- Seite der F i g. 2 den Querschnitt am oberen Ende des105 lined from steel, so that from the print page of the F i g. 2 shows the cross section at the upper end of the
gefäß 82 herausleckende Flüssigkeit im Hilfsbehälter 45 Kerns darstellt.Vessel 82 represents leaking liquid in the auxiliary container 45 core.
105 gehalten wird. Ferner ist der Hohlraum 72 von Wie in F i g. 3 bis 5 dargestellt, weisen beide Arten einer Anzahl Kühlmittelrohren 107 in der dem Hilfs- von Brennstoffelementen 118 und 119 an ihrem einen behälter 105 benachbarten Betonkonstruktion 74 um- Ende Einbauschäfte 120 auf, die herausnehmbar geben, durch welche ein flüssiges Kühlmittel, bei der innerhalb der Kanäle 117 in der Halterung 114 andargestellten Konstruktion Wasser, zur Ableitung der 50 geordnet sind. Die Schäfte 120 sind mit Mittelkanälen Wärme fließt, welche in die Betonkonstruktion 74 ein- 121 versehen, welche mit der Außenseite der Schäfte dringt, um eine Zerstörung des Betons zu verhindern. 120 durch drei Öffnungen 122 an dem einen Ende der105 is held. Further, cavity 72 is as shown in FIG. 3 to 5 show both types a number of coolant tubes 107 in the auxiliary of fuel elements 118 and 119 at their one container 105 adjacent concrete structure 74 at the end of built-in shafts 120 that are removable give, through which a liquid coolant, in the case of the inside of the channels 117 in the holder 114 is presented Construction water, to drain the 50 are arranged. The shafts 120 are with central channels Heat flows into the concrete structure 74, which is exposed to the outside of the shafts penetrates to prevent destruction of the concrete. 120 through three openings 122 at one end of the
Der Deckel 85 ist aus Beton 108 hergestellt und von Schäfte 120 in Verbindung stehen. Die Öffnungen 122 einem Stahlbehälter 108a umgeben. Ferner ist der haben die Form von Kreisabschnitten, welche durch Deckel 85 mit einer ringförmigen Schulter 109 aus- 55 Rippen 123 gebildet werden, die ferner dazu dienen, gebildet, die zur Aufnahme der Verriegelungselemente die Brennstoffelemente 116 innerhalb der Halterung 86 und 87 dient, und an seiner Unterseite mit einem 114 beim Laden in der erforderlichen Weise auskugelig geformten Hohlraum 110 versehen, welcher zurichten.The cover 85 is made of concrete 108 and is connected by shafts 120. The openings 122 surrounded by a steel container 108a. Furthermore, the have the shape of sections of a circle which go through Lid 85 can be formed with an annular shoulder 109 from ribs 123, which also serve to formed, the fuel elements 116 within the holder for receiving the locking elements 86 and 87 is used, and on its underside with a 114 when loading in the required way auskugelig formed cavity 110 provided, which to prepare.
das obere Ende eines Dampfdomes für das Druck- Bei den Elementen 118 sind zwei Seitenplatten 124 gefäß 82 bildet, wie nachstehend beschrieben. Durch 60 an den entgegengesetzten Seiten der Schäfte 120 anden Deckel 85 erstrecken sich mittels Dampfdich- gebracht, die sich zu einem rechteckigen Austrittstungen 113 eine Vielzahl von Regelstabantriebsvor- anschlußstück 126 erstrecken, wie in F i g. 6 darrichtungen 111 für die Regelstäbe 112. gestellt. Die Seitenplatten 124 sind je mit vier Ein-The elements 118 have two side plates 124 vessel 82 forms as described below. Through 60 on opposite sides of the shafts 120 and on Lids 85 extend by means of steam seals, which form a rectangular outlet 113, a plurality of control rod drive pre-fittings 126 extend as shown in FIG. 6 sets 111 for the control rods 112. posed. The side plates 124 are each with four
Der Reaktorkern 95 ruht auf einer zylindrischen tiefungen 127 versehen, wobei die Eintiefungen ein-Kernhalterung 114 auf, die mit Ständern 115 versehen 65 ander gegenüberliegender Platten einander gegenüberist, welche am Boden 94 des Druckgefäßes 82 befestigt liegen. Zwischen den Seitenplatten 124 sind vier sind. Der Kern 95 wird durch eine Vielzahl heraus- Platten 128, deren Dicke annähernd gleich der der nehmbarer Brennstoffelemente 116 gebildet, von denen Eintiefungen ist, angeordnet und in den einanderThe reactor core 95 rests on a cylindrical indentations 127, the indentations being a core holder 114, which is provided with uprights 115 on opposite plates 65 opposite one another, which are attached to the bottom 94 of the pressure vessel 82. There are four between the side plates 124 are. The core 95 is made up of a plurality of plates 128, the thickness of which is approximately equal to that of the Removable fuel elements 116 are formed, one of which is depressions, arranged and in each other
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gegenüberliegenden Eintiefungen 127 verankert. Die Uran-Zirkon-Legierung in Form von zwei Platten 141 Eintiefungen 127 sind in den Seitenplatten 124 so mit einer Länge von 81,3 cm und einer Dicke von herausgearbeitet, daß die Räume oder Kanäle 128a 1,29 mm, die voneinander durch ein Zirkonzwischenzwischen benachbarten Platten 128 in Richtung nach stück 142 getrennt sind, das eine Dicke von 6,985 mm oben kegelig divergieren, wie in F i g. 3 gezeigt. Die 5 und eine Länge von 81,3 cm hat und in F i g. 6 a dar-Seitenplatten 124 sind in ihrer Breite in Anpassung gestellt ist. Die Legierung enthält 5 % Uran und 95 °/0 an die kegelige Anordnung der Platten 128 ebenfalls Zirkon, wobei das Uran an dem U-235-Isotop ankegelig. Aus Fig. 4 ergibt sich, daß die Platten 128 gereichert ist, so daß es 93,5°/0 des Urans in der in ihrer Breite kegelig sind, so daß die Kanäle 128a Legierung bildet. Jeder der Teile 140a und 140c hat in ihrer Breite in Richtung nach oben kegelig diver- io eine Länge von etwa 20,3 cm, während der Teil 140 gieren. Die kegeligen Kanäle 128a sind entsprechend eine Länge von etwa 81,3 cm hat. Der gesamte Körper den vorangehend gegebenen Lehren vorgesehen. 140 ist mit einem Mantel 134 aus Zirkon mit eineropposite recesses 127 anchored. The uranium-zirconium alloy in the form of two plates 141 recesses 127 are carved out in the side plates 124 with a length of 81.3 cm and a thickness of that the spaces or channels 128a 1.29 mm, which are separated from each other by a zirconium between adjacent plates 128 are separated in the direction of piece 142 that diverge conically at the top with a thickness of 6.985 mm, as in FIG. 3 shown. The 5 and a length of 81.3 cm and in F i g. 6 a dar-side plates 124 are made in their width in adaptation. The alloy contains 5% uranium and 95 ° / 0 of the tapered arrangement of plates 128 also zirconium, wherein the uranium ankegelig on the U-235 isotope. From Fig. 4, it follows that the plates is gereichert 128 so that it 93.5 ° / 0 of the uranium are tapered in its width so that the channels forms, 128a alloy. Each of the parts 140a and 140c has a length of approximately 20.3 cm in its width in the upward direction, while the part 140 is yawing. The conical channels 128a are correspondingly about 81.3 cm in length. The entire body is intended for the teachings given above. 140 is with a jacket 134 made of zircon with a
Die Elemente 118 haben Seitenplatten 124, die aus Dicke von 0,508 mm überzogen. Jede Platte 138 hatThe elements 118 have side plates 124 clad with a thickness of 0.508 mm. Each plate 138 has
Zirkon bestehen, mit einer Dicke von etwa 3,18 mm eine Dicke von etwa 9,5 mm und eine Breite von etwaZircon are made with a thickness of about 3.18 mm, a thickness of about 9.5 mm and a width of about
und einer Länge von 132 cm, wobei der Abstand der 15 95,3 mm an der senkrechten Mitte 100, und die Seitenand a length of 132 cm, the distance of 15 95.3 mm at the vertical center 100, and the sides
Seitenplatten 124 an der senkrechten Mitte 100 des erweitern sich mit einem Winkel von 1^0 mit derSide plates 124 at the vertical center 100 of the widen at an angle of 1 ^ 0 with the
Kerns 92 mm beträgt. Jede der Seitenplatten 124 er- Mittellinie der Platte.Core is 92 mm. Each of the side panels 124 is the centerline of the panel.
weitert sich mit einem Winkel von etwa 1^0 von der Die Kanäle 117 der Kernhalterung 114 sind so ansenkrechten
Achse des Brennstoffelements 118. Die geordnet, daß die Elemente 116 aneinander anliegen,
Platten 128 haben eine Dicke von etwa 9,5 mm und 20 so daß die uranhaltigen Platten 128 und 138 annähernd
einen Abstand von etwa 15,9 mm voneinander an der gleiche Abstände voneinander haben und im wesentsenkrechten
Mitte 100 des Kerns. Jede Platte 128 ist liehen, wie in F i g. 2 dargestellt, angeordnet sind, daß
mit einem Winkel von etwa χ/4° mit Bezug auf die sie annähernd einen umgekehrten senkrechten Kegel-Mittellinie
der ihr benachbarten Kanäle 128a an- abschnitt bilden, wie vorangehend erwähnt,
geordnet. Jede der Platten 128 hat eine Länge von 25 Die Brennstoffelemente 116 sind in Reihen an-121,9
mm und eine Breite von 95,3 mm an der senk- geordnet, wobei die Seitenplatten 124 benachbarter
rechten Mitte 100 des Kerns und erweitert sich in ihrer Reihen aneinander anliegen und insgesamt sechzehn
Breite mit einem Winkel von etwa 1Z4 0 mit der senk- Reihen vorgesehen sind. Aus F i g. 2 ergibt sich, daß,
rechten Mittellinie der Platte in Anpassung an die gesehen von unten, die erste mit 143a bezeichnete
kegelige Anordnung der Seitenplatten 124. Jede der 30 Reihe zwei Brennstoffelemente 118 enthält, die zweite
Platten 128 besteht aus einem Körper 129 und einem Reihe 143b fünf Brennstoffelemente 118, die dritte
Überzug 130. Der Überzug 130 hat eine Dicke von Reihe 143c acht Brennstoffelemente 118, die vierte
0,508 mm und besteht aus Zirkon. Der Körper 129 Reihe 143a" sieben Brennstoffelemente 118 und zwei
besteht aus 931I2 0I0 Uran mit dem in der Natur ge- mittig in der Reihe angeordnete Elemente 119, die
fundenen Isotopengehalt, 5 % Zirkon und IVa0Zo Niob. 3S nächste Reihe 143e neun Elemente 118 und dreiweitert at an angle of about 1 → 0 of the channels 117 of the core support 114 are ansenkrechten axis of the fuel element 118. The ordered such that the elements 116 abut against each other, plates 128 have a thickness of about 9.5 mm and 20 so that the uranium-containing plates 128 and 138 are approximately a distance of about 15.9 mm from each other at the same distance from each other and in the essentially vertical center 100 of the core. Each disk 128 is borrowed as in FIG. 2, are arranged that at an angle of approximately χ / 4 ° with respect to which they form approximately an inverted vertical cone center line of the adjacent channels 128a, as mentioned above,
orderly. Each of the plates 128 has a length of 25. The fuel elements 116 are arranged in rows at -121.9 mm and a width of 95.3 mm at the vertical, with the side plates 124 adjacent to the right center 100 of the core and expanding in them Rows abut one another and a total of sixteen widths at an angle of about 1 Z 4 0 with the vertical rows are provided. From Fig. 2 shows that, on the right-hand center line of the plate in adaptation to the view from below, the first conical arrangement of the side plates 124, designated 143a. Each of the 30 rows contains two fuel elements 118, the second plate 128 consists of a body 129 and a row 143b five fuel elements 118, the third coating 130. The coating 130 has a thickness of row 143c eight fuel elements 118, the fourth 0.508 mm and consists of zirconium. The body 129 row 143a "seven fuel elements 118 and two consists of 93 1 I 2 0 I 0 uranium with the elements 119 arranged in the middle of the row in nature, the isotope content found, 5% zirconium and IVa 0 zo niobium. 3S next row 143e nine elements 118 and three
Die Kernhalterung 114 besteht aus korrosion^ Elemente 119, wobei die drei Elemente 119 durchThe core holder 114 consists of corrosion ^ elements 119, the three elements 119 through
beständigem Stahl und hat eine Dicke von etwa 51 cm. Elemente 118 getrennt und zwischen vier Elementenresistant steel and has a thickness of about 51 cm. Elements 118 separate and between four elements
Die Schäfte 120 der beiden Brennstoffelemente 118 118 an dem einen Ende und drei Elementen 118 amThe shafts 120 of the two fuel elements 118 118 at one end and three elements 118 at the
und 119 weisen ringförmige Teile 131 auf, die in die anderen Ende der Reihe angeordnet sind. Die nächsteand 119 have annular parts 131 arranged in the other ends of the row. The next
Kanäle 117 der Halterung passen und rechteckige 40 Reihe 143/ enthält acht Elemente 118 und vier EIe-Channels 117 fit the bracket and rectangular 40 row 143 / contains eight elements 118 and four egg-
Teile 132 an den Seitenplatten 124. Der Durchmesser mente 119, wobei die vier Elemente 119 durch EIe-Parts 132 on the side plates 124. The diameter elements 119, the four elements 119 by EIe-
der ringförmigen Teile 131 ist geringfügig kleiner als mente 118 voneinander getrennt sind und zwischenthe annular parts 131 is slightly smaller than ments 118 are separated from each other and between
der Durchmesser der Kanäle 117 in der Kernhalterung drei Elementenll8 an dem einen Ende der Reihe 143/the diameter of the channels 117 in the core support three elements118 at one end of the row 143 /
114 und beträgt etwa 88,9 mm. Die rechteckigen und zwei Elementen am anderen Ende der Reihe 143/114 and is approximately 88.9 mm. The rectangular and two elements at the other end of row 143 /
Teile 132 erweitern sich in Anpassung an die Ver- 45 angeordnet sind. Die nächste Reihe 143g enthältParts 132 expand in adaptation to the arrangement 45. The next row contains 143g
breiterung der Seitenplatten 124. Der obere Austritts- sieben Elemente 118 und fünf Elemente 119, wobei diewidening of the side panels 124. The upper exit seven elements 118 and five elements 119, with the
ansatz 126 ist hohl und in seiner Form rechteckig, fünf Elemente 119 zwischen Elementen 118 angeordnetExtension 126 is hollow and rectangular in shape; five elements 119 are arranged between elements 118
wobei die Maße dem oberen Ende der Seitenplatten sind und sich zwei Elemente 118 an dem einen Endethe dimensions being the top of the side panels and two members 118 at one end
124 angepaßt sind. In jedem Austrittsansatz 126 ist der Reihe 143g befinden und ein Element am anderen124 are adapted. In each exit lug 126 there is row 143g and one element on the other
eine Vielzahl von Öffnungen 133 vorgesehen, während 50 Ende der Reihe angeordnet ist. Die folgende Reihea plurality of openings 133 are provided while 50 is located at the end of the row. The next series
das rechteckige Ende offen ist und eine Austritts- 143A enthält neun Elemente 118 und fünf Elementethe rectangular end is open and an exit 143A contains nine elements 118 and five elements
öffnung 134 bildet. Der Austrittsansatz 126 besteht aus 119, wobei die fünf Elemente 119 zwischen Elementenopening 134 forms. The outlet extension 126 consists of 119, with the five elements 119 between elements
korrosionsbeständigem Stahl und hat eine Länge von 118 angeordnet sind und sich zwei Elemente 118 anCorrosion-resistant steel and has a length of 118 are arranged and two elements 118 are attached
etwa 10,2 cm. ■ dem einen Ende der Reihe 143/z befinden, währendabout 10.2 cm. ■ located at one end of the row 143 / z while
Die Brennstoffelemente 119 weisen die gleichen 55 drei Elemente 118 am anderen Ende der Reihe 143h The fuel elements 119 have the same 55 three elements 118 at the other end of the row 143h
Schäfte 120 und Austrittsansätze 126 sowie die Seiten- angeordnet sind. Die vorstehend gegebenen AngabenShafts 120 and outlet lugs 126 and the side are arranged. The information given above
teile 124 wie die entsprechenden Teile der Brennstoff- beziehen sich auf die untere Hälfte des Kerns 95 (ge-parts 124 as the corresponding parts of the fuel relate to the lower half of the core 95 (ge
elemente 118 auf. Die Endstücke haben die gleiche sehen in F i g. 2), die obere HaKe des Kerns 95 ist,elements 118 on. The end pieces have the same look in FIG. 2), the upper hook of the core is 95,
sich erweiternde Breite sowie Eintief ungen 127 zur wie sich aus F i g. 2 ergibt, in ähnlicher Weise gestaltet.widening width as well as depressions 127 to, as can be seen from FIG. 2 results, designed in a similar way.
Aufnahme von Platten 138. Zwischen den Platten 138 60 Der Reaktor ist ferner mit zwölf neutronenabsorbie-Recording of plates 138. Between the plates 138 60 The reactor is also equipped with twelve neutron absorbing
befinden sich kegelige Kanäle 138a, die nach oben renden Regelgliedern 112 versehen. Die Regelgliederthere are tapered channels 138a, which provide regulating members 112 upwards. The regulators
divergieren, wobei der Erweiterungswinkel etwa 1I^ H2 sind mit Verlängerungsstäben 144 der Regel-diverge, where the extension angles are about 1 I ^ H2 with extension rods 144 of the standard
von der Mittellinie des Kanals beträgt. antriebsvorrichtung 111 verbunden, welche sich durchfrom the center line of the canal. Drive device 111 connected, which is through
Jede der Platten 138 hat einen Körper 140, der aus Dampf dichtungen 113 im Reaktordeckel 85 erstrecken,Each of the plates 138 has a body 140 which extends from steam seals 113 in the reactor lid 85,
drei Teilen 140a, 140b und 140c besteht. Der Teil 140a 65 Die Regelglieder 112 sind gleitbar in rohrförmigenthree parts 140a, 140b and 140c. The part 140a 65 The control members 112 are slidable in tubular shape
sowie der Teil 140c bestehen aus 931I2 0I0 natürlichem Gehäusen 147 gelagert (F i g. 8, 9 und 10), welcheas well as the part 140c consist of 93 1 I 2 0 I 0 natural housings 147 mounted (Fig. 8, 9 and 10), which
Uran, 5°/0 Zirkon und I1I2 0I0 Niob in Form einer im Kern 95 des Reaktors in einer nachstehend näherUranium, 5 ° / 0 zirconium and I 1 I 2 0 I 0 niobium in the form of a in the core 95 of the reactor in more detail below
rechteckigen Platte. Der Teil 1405 besteht aus einer beschriebenen Weise voneinander in Abstand gehaltenrectangular plate. The portion 1405 is spaced from one another in a described manner
9 109 10
werden. Die rohrförmigen Gehäuse 147 haben recht- ebenso die nächstfolgende Reihe 143/. Die folgende eckige Form und sind mit Lochungen 149 versehen. Reihe 143g enthält jedoch vier Regelglieder, wobei die Die Gehäuse 147 bestehen aus Zirkon und haben beiden äußeren mit drei Brennstoffelementen 116 Wände mit einer Dicke von etwa 6,3 mm. Die Ver- zwischen sich und den Enden der Reihe 143g anlängerungsstäbe 144 bestehen ebenfalls aus Zirkon und 5 geordnet sind und jedes der beiden anderen Regelhaben einen Durchmesser von etwa 12,7 mm. Die glieder 112 durch ein Brennstoffelement 118 und ein Regelglieder 112 selbst haben die Form von Platten Brennstoffelement 119 voneinander getrennt sind. Die 150, deren Dicke 6,3 mm beträgt und die mit einem nächste Reihe 143A enthält wiederum kein Regelglied Überzug 151 aus rostbeständigem Stahl von einer 112. Die vorstehende Beschreibung gilt für die untere Dicke von 0,5080 mm versehen sind. Die Regelglieder io Hälfte des Kerns 95, die obere Hälfte ist ähnlich, wie 112 haben eine Länge von etwa 0,91 m und eine Breite sich aus F i g. 2 ergibt.will. The tubular housings 147 also have the next following row 143 / on the right. The following angular shape and are provided with holes 149 . However, row 143g contains four control elements, the housings 147 being made of zirconium and having both outer walls with three fuel elements 116 with a thickness of about 6.3 mm. The intermediate rods between them and the ends of the row 143g extension rods 144 are also made of zirconium and are arranged and each of the other two rules have a diameter of about 12.7 mm. The members 112 by a fuel element 118 and a control member 112 themselves are in the form of plates of fuel element 119 separated from one another. The 150, the thickness of which is 6.3 mm and the one with a next row 143A, again does not contain a control element coating 151 made of stainless steel from a 112. The above description applies to the lower thickness of 0.5080 mm. The control elements io half of the core 95, the upper half is similar to 112, have a length of about 0.91 m and a width can be seen from FIG. 2 results.
von 88,9mm an der senkrechten Mitte 100 des Reale- In Fig. 11 ist eine graphische Darstellung ge-of 88.9mm at the vertical center 100 of the real- In Fig. 11 is a graphical representation
torkerns 95. Die Regelglieder sowie die rohrförmigen geben, in welcher die Funktion für das Verhältnis R' torkerns 95. The regulating members as well as the tubular type in which the function for the ratio R '
Gehäuse 147 erweitern sich in ihrer Breite um X/4 O in des Zweiphasen-Reibungsdruckabfalls in einem gleich-Housings 147 expand in width by X / 4 O in the two-phase frictional pressure drop in an equal
Anpassung an die Erweiterung der umgebenden 15 wertigen geraden Kanal zum ZweiphasendruckabfallAdaptation to the expansion of the surrounding 15-valued straight channel to the two-phase pressure drop
Brennstoffelemente 116. Die Regelstabantriebsvorrich- bei der gleichen Gewichtsströmungsgeschwindigkeit inFuel elements 116. The control rod drive device- at the same weight flow rate in
tungen 111 können von an sich bekannter Art sein, einem sich erweiternden Kanal für den vorangehendlines 111 can be of a type known per se, an expanding channel for the preceding one
bei welcher die Stellung der Regelstäbe 112 genau beschriebenen Reaktor dargestellt. Wie ersichtlich,in which the position of the control rods 112 is shown the reactor described in detail. As can be seen
gesteuert werden kann, jedoch ein rasches Einsetzen liegt das Maximum der Funktion bei einem Winkel β can be controlled, but a rapid onset is the maximum of the function at an angle β
der Regelstäbe in betriebssicherer Weise im Falle einer 20 zwischen 15 bis 20 Minuten, worauf sie rasch abfälltthe control rods in an operationally reliable manner in the event of a 20 between 15 to 20 minutes, after which it falls off quickly
Exkursion der Kernreaktivität ermöglichen. und bei einem Winkel von etwa 30 Minuten unter denEnable excursion of nuclear reactivity. and at an angle of about 30 minutes below the
Wie sich aus F i g. 2, ebenfalls von unten aus ge- Wert Eins abfällt. Die physikalische InterpretationAs can be seen from FIG. 2, also from below. Value one drops. The physical interpretation
sehen, ergibt, enthält die erste Reihe 143a der Brenn- für diesen raschen Abfall besteht darin, daß, wenn dersee, the first row 143a contains the fuel for this rapid decline is that when the
Stoffelemente 116 keine Regelglieder 112. Das gleiche Erweiterungswinkel zunimmt, die Drosselwirkung amFabric elements 116 no regulating elements 112. The same widening angle increases, the throttling effect on
gilt für die zweite Reihe 1436 und die dritte Reihe 143c. 25 Kanaleinlaß die Herabsetzung des Reibungsverlustesapplies to the second row 1436 and the third row 143c. 25 channel inlet the reduction of the friction loss
Die vierte Reihe 143d enthält jedoch zwei ■ Regel- in der Nähe des Kanalauslasses mehr als ausgleicht,The fourth row 143d , however, contains two ■ rule- near the duct outlet more than makes up for,
glieder 112, die von den Enden der Reihe 14So" einen In der nachfolgenden Aufstellung sind einige dermembers 112, which from the ends of the row 14So "one in the following list are some of the
Abstand von drei Brennstoffelementen 116 haben. Die wichtigsten Konstruktionsmerkmale des vorangehendThree fuel elements 116 are spaced apart. The main design features of the foregoing
nächstfolgende Reihe 143e enthält keine Regellgieder, beschriebenen Reaktors gegeben:The next following row 143e does not contain any control elements, given the reactor described:
Längsdruckgefäß 228,5 cm Durchmesser — 502,8 cm HöheLongitudinal pressure vessel 228.5 cm in diameter - 502.8 cm in height
Druck im Druckgefäß .„ 42,2 kg/cm2 Pressure in the pressure vessel. “42.2 kg / cm 2
Moderator H2OModerator H 2 O
Volumenverhältnis vom H2O: U 2,5:1Volume ratio of H 2 O: U 2.5: 1
Kerndurchmesser 137,1 cm an der senkrechten Mitte 100Core diameter 137.1 cm at the vertical center 100
Kernhöhe 121,9 cmCore height 121.9 cm
Höchsttemperatur der Brennstoffelement-Oberfläche 268,4° CMaximum temperature of the fuel element surface 268.4 ° C
Maximale Brennstoffelement-Kerntemperatur 321,6°CMaximum core fuel element temperature 321.6 ° C
Reaktorleistung 20 000 kWReactor power 20,000 kW
Generatorleistung 5 000 kWGenerator power 5,000 kW
Wirkungsgrad 25 °/0 Efficiency 25 ° / 0
Kernvolumen 18001 insgesamtCore volume 18001 in total
Mittlere Leistungsdichte 11 kW/1 des Kerns —Average power density 11 kW / 1 of the core -
18 kW/1 des Kühlmittels18 kW / 1 of the coolant
Maximale Leistungsdichte 24 kW/1 des Kerns —Maximum power density 24 kW / 1 of the core -
39,5 kW/1 des Kühlmittels39.5 kW / 1 of the coolant
Sattdampfstrom 7,619 lcg/Sek.Saturated steam flow 7.619 lcg / sec.
Speisewasserzufuhr 454 l/Min.Feed water supply 454 l / min.
Kondensatrücklauftemperatur 43,3°CCondensate return temperature 43.3 ° C
Durchschnittlicher Dampf blasengehalt im austretenden Kühlmittel 20%Average vapor bubble content in the exiting coolant 20%
Höhenanteil beim Sieden 65 %Height proportion when boiling 65%
Mittlerer Dampfblasengehalt für den Kern 6,5 °/0 Medium vapor bubble content of the core 6,5 ° / 0
Maximaler Wärmefluß 407 040 kcal/m2hMaximum heat flow 407 040 kcal / m 2 h
Inneres Umlaufverhältnis, d. h. das Verhältnis der Wassermassenströmung zur Dampfmassenströmung im Reaktor .. 140:1Internal circulation ratio, d. H. the ratio of the water mass flow for the steam mass flow in the reactor .. 140: 1
Brennstoffelemente 118 Platten mit einer Dicke von etwa 9,53 mmFuel elements 118 plates approximately 9.53 mm thick
93,5 °/0 natürliches Uran + 5 °/0 Zr + 1 V/o Nb 0,0508 mm Zirkonüberzug, Höhe 121,9 cm,93.5 ° / 0 natural uranium + 5 ° / 0 Zr + 1 V / o Nb 0.0508 mm zirconium coating, height 121.9 cm,
15,88 mm Wasserkanal mit einer Erweiterung von V40 15.88 mm water channel with an extension of V4 0
Brennstoffelemente 119 Enden aus natürlichem Uran mit einer LängeFuel Elements 119 Natural uranium ends with a length
von 20,32 cm20.32 cm
Claims (1)
Zirkonüberzug — 0,25 mm
Körper — 2,03 mm, 5% U-235,
95 % Zr Wasserkanal 15,88 mmZr-U-235 alloy plates
Zirconium coating - 0.25 mm
Body - 2.03mm, 5% U-235,
95% Zr water channel 15.88 mm
Brennstoffs 10 kg — U-235 und 5,443 t natürliches UranCritical mass - operation plus burn-up of the enriched
Fuel 10 kg - U-235 and 5.443 t natural uranium
Übergangszustand durch Einsetzen des
Neutronenfangregelstabesby adding U-235 fuel.
Transitional state by inserting the
Neutron trap rule rod
welche Wasser austreibt und die Resonanzabsorption vor
dem Schmelzen des Brennstoffs erhöht 0,17% k A expansion of uranium as a result of a power excursion,
which drives out water and the resonance absorption
the melting of the fuel increased 0.17% k
Stabes 0,4% k im Mittel oder 1,0% maximalEffect of adding a fortified fuel ■
Bar 0.4% k on average or 1.0% maximum
thermischer Neutronen zum mittleren Fluß thermischer
Neutronen in einer waagrechten Ebene 2,2Radial flow, that is, the ratio of the maximum flow
thermal neutrons to the mean flux thermal
Neutrons in a horizontal plane 2.2
Kerns nach den durch die Erfindung gegebenen 1. Kernreaktor, dessen dampfbildender Mode-Lehren. Der Kern 400 weist einen Außenmantel 402 rator im Naturumlauf zirkuliert und dessen Kern in Form eines senkrechten kreisförmigen Kegel- 4° Kanäle aufweist, die vom Moderator durchströmt stumpfes auf. Innerhalb des Außenmantels 402 ist eine werden und sich in Richtung des Moderatorstroms Reihe von Abstandsstücken angeordnet, die aus erweitern, dadurch gekennzeichnet, Mänteln 404 in Form von geraden kreisförmigen daß diese Kanäle durch Wandungen, deren Ober-Kegelstümpfen bestehen und mit dem Außenmantel flächen zur zylindrischen Außenwandung des Kerns eine gemeinsame Spitze und eine gemeinsame Achse 45 konzentrische Kreiskegelstumpfflächen bilden, dehaben. Brennstoffelemente 406 sind zwischen jedem ren Scheitelpunkte auf einem Punkt der allen der Abstandsstücke 404 und zwischen dem Außen- konzentrischen Wandungen gemeinsamen Achse mantel 402 und dem äußersten Abstandsstück 404 liegen, und durch zwischen diesen Wandungen angeordnet, wobei sich jede Platte von der Kernachse angeordnete Brennstoffplatten gebildet werden, die radial nach außen erstreckt. Jede Platte erweitert sich 50 in Radialebenen hintereinander angeordnet und notwendigerweise in ihrer Breite, wie in F i g. 12 ge- ausgefluchtet sind.Fig. 12 shows another embodiment of the claims:
Kerns according to the 1st nuclear reactor given by the invention, its steam-generating fashion teachings. The core 400 has an outer jacket 402 circulating naturally and the core of which has in the form of a vertical circular cone 4 ° channels through which the moderator flows bluntly. Inside the outer jacket 402 there is a series of spacers which expand in the direction of the moderator flow, characterized by jackets 404 in the form of straight circular channels in that these channels are formed by walls whose upper truncated cones and with the outer jacket are cylindrical Outer wall of the core form a common tip and a common axis 45 concentric circular truncated conical surfaces, dehav. Fuel elements 406 are located between each apex on a point of the axis jacket 402 common to all of the spacers 404 and between the outer concentric walls and the outermost spacer 404 , and are arranged by fuel plates arranged between these walls, each plate being formed by the core axis that extends radially outward. Each plate expands 50 arranged one behind the other in radial planes and necessarily in its width, as in FIG. 12 are aligned.
0 2 (1 - Äl) J [(l + 2 7 .tg /?) CosH ί 1 Λ-α + Λ-tgÄ
0
Kanals ist.where L is the total length of the channel and D 0 is the hydraulic diameter of the channel, which is defined by the ratio of the cross-sectional area of the channel to four times the wetted circumference, where Oc 1 is the void fraction, y x is the ratio - = - for the total length of the channel and y the ratio
Channel is.
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Citations (3)
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- 1959-11-04 DE DEU6618A patent/DE1218077B/en active Pending
Patent Citations (3)
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