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Dokumentenidentifikation DE3047909C2 07.07.1988
Titel Seitenreflektor für eine Kernreaktoranlage
Anmelder Hochtemperatur-Reaktorbau GmbH, 4600 Dortmund, DE
Erfinder Elter, Claus, Dr., 6702 Bad Dürkheim, DE;
Fritz, Rolf, Dr., 6836 Oftersheim, DE;
Hornischer, Edgar, 6800 Mannheim, DE;
Schöning, Josef, Dipl.-Ing., 7521 Hambrücken, DE
DE-Anmeldedatum 19.12.1980
DE-Aktenzeichen 3047909
Offenlegungstag 15.07.1982
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 07.07.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.07.1988
IPC-Hauptklasse G21C 11/06

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Seitenreflektor für eine gasgekühlte Kernreaktoranlage mit einer Schüttung kugelförmiger Brennelemente, der aus vielen miteinander verbundenen Reflektorsteinen besteht und in Form eines vertikal angeordneten Hohlzylinders ausgebildet ist, dessen Innenwand den Reaktorkern umgibt und der in seinem unteren Bereich über einen in den Hohlzylinder hineinragenden Bodenreflektor abgeschlossen ist und sich radial über mehrere Stützelemente am thermischen Schild bzw. am Liner abstützt.

Ein derartiger Seitenreflektor ist aus der DE-OS 23 54 540 bekannt.

Zwischen den hexagonalen Säulen des Bodenreflektors kann es durch Kräfte aus der Brennelementeschüttung und durch auftretende thermische Dehnungen zu Spaltbildungen kommen, deren Aufsummierung durch radiale Stützkräfte zu verhindern ist. Diese Stützkräfte, die über den Seitenreflektor in den Bodenreflektor eingeleitet werden, müssen bei allen Betriebszuständen wirksam sein. Das heißt, der Seitenreflektor muß sich den betriebsbedingten radialen Verschiebungen des Bodens anpassen können. Beim Anfahren und Abfahren des Reaktors wird der Bodenreflektor wesentlich schneller aufgeheizt als der Seitenreflektor. Oberhalb des Bodenreflektors führen die radialen Seitenreflektorverschiebungen bedingt durch Kräfte aus der Brennelementeschüttung sowie durch die äußeren Stützkräfte und Gasdruckbelastungen zu hohen Bauteilbeanspruchungen. Diese können jedoch vermieden werden, wenn sich der untere Seitenreflektorteil unabhängig vom oberen Seitenreflektorteil verschieben kann.

Auf Seite 43 und 44 des Buches "Hütte Gesellschaft für Technische Information mbH: Hütte, Physikhütte 29. Auflage, Berlin: Verlag von Wilhlem Ernst und Sohn, 1971" sind ebene Gleichgewichtsfälle der graphischen Statik dargestellt. Unter Auflagerungen ist dort die Funktion einer Pendelstütze erläutert.

Ferner sind aus der DE-OS 25 19 439 zylindrische Tragsäulen zum Abstützen eines Reaktorchores bekannt, die vertikal angeordnet und in Lagereinsätzen radial beweglich gelagert sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kernreaktor der eingangs genannten Art, kritische Bauteilbeanspruchungen infolge unterschiedlicher Ausdehnungen von Seiten- und Bodenreflektor zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Seitenreflektor im Bereich der oberen Kante des Bodenreflektors horizontal geteilt ist und die beiden so entstandenen Hohlzylinder an der Teilungsfläche mittels Pendelstützen miteinander beweglich verbunden sind.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß durch eine mehrteilige Ausbildung des Seitenreflektors in Form von aufeinandergestellten Zylindern, sich der Seitenreflektor den auftretenden Kräfteeinwirkungen ohne mechanische Beschädigungen anpassen und die Belastungen aufnehmen kann. Es wurde nachgewiesen, daß sich das Maximum der Seitenreflektorbelastung im Bereich der oberen Kante des Bodenreflektors befindet. Erfindungsgemäß ist in diesem Bereich der Seitenreflektor in zwei Teile geteilt, die aufeinandergestellt sind und über Pendelstützen verbunden sind. Hierbei sind die Pendelstützen vertikal in Lagereinsätzen angeordnet und radial beweglich. Bei einer radialen Dehnung des Bodenreflektors kann der den Bodenreflektor umgebende Bereich des Seitenreflektors den Dehnungen folgen. Da der Dehnungsintervall des Bodenreflektors bzw. des unteren Bereiches des Seitenreflektors mit dem Auslenkungsintervall der Pendelstützen abgestimmt ist, kommt es vom unteren Teil des Seitenreflektors auf seinen oberen Teil zu keiner Kräfteübertragung, die von der Dehnung des Bodenreflektors herrührt.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der höchstbelastete Bereich beim Seitenreflektor weitgehend entlastet wird, in dem sich der Seitenreflektor den gegebenen Belastungen durch seine Ausbildung anpassen kann. Alle Außendruckbelastungen des unteren Seitenreflektorteils werden in den Bodenreflektor eingeleitet, während oberhalb des Bodens diese Belastungen durch Druckringtragwirkung der äußeren Zylinderwand oder durch die Brennelementeschüttung aufgenommen werden. Die Innendruckbelastungen des Seitenreflektors werden durch die radial angeordneten Stützelemente aufgenommen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der schematischen Zeichnung hervor. Hierbei zeigt

Fig. 1 einen Reaktorkern mit einem Reflektor,

Fig. 2 eine Verbindungsstelle mit Pendelstützen,

Fig. 3 eine Verbindungsstelle im Querschnitt.

In Fig. 1 ist ein Reaktorkern 1 dargestellt, der durch einen Seitenreflektor 2, einer Reflektordecke 3 und einem Bodenreflektor 4 abgeschlossen ist. Der Seitenreflektor 2 besteht aus einer inneren Zylinderwand 5 und aus einer äußeren Zylinderwand 6 und ist aus vielen miteinander verbundenen Reflektorsteinen 7, 8 ausgebildet. Im Bereich der oberen Kante 9 des Bodenreflektors 4 ist der Seitenreflektor 2 horizontal getrennt, die Teile des Seitenreflektors 10, 11 sind über mehrere Pendelstützen 12 verbunden und auf einer Bodenlage 15 gelagert. Der Bodenreflektor 4 besteht aus mehreren hexagonalen Säulen 16, 17 und stützt sich über Tragsäulen 18, 19 auf der Bodenlage 15 ab. Für die Brennelemente 20 sind vier Kugelabzugsrohr 21 vorgesehen.

In Fig. 2 ist eine Verbindungsstelle 22 im Bereich der oberen Kante 9 des Bodenreflektors 4 dargestellt. Die innere Zylinderwand 5 und die äußere Zylinderwand 6 des oberen Teiles 10 des Seitenreflektors 2 sind in diesem Bereich über Pendelstützen 12, 13, 14 mit dem unteren Teil 11 des Seitenreflektors 2verbunden, wobei die Pendelstützen 12 in Lagereinsätzen 27, 28 angeordnet sind. Jede von den Pendelstützen 12, 13, 14 ist in einer entsprechenden Ausnehmung 25, 29, 30 vertikal angeordnet und kann sich radial auslenken. Bei dieser Ausbildung des Seitenreflektors 2 kann sich der untere Teil 11 unabhängig vom oberen Teil 10 radial verschieben.

Der Schnitt A-B in Fig. 3 zeigt einen Teil der Verbindungsstelle 22 der beiden Teile 10, 11 des Seitenreflektors 2 und die Lagereinsätze 27, 27a im Querschnitt. Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, haben die Reflektorsteine 26 der inneren Zylinderwand 5 kleinere Maße als die Reflektorsteine 23, 32 der äußeren Zylinderwand 6. Die in beiden Zylinderwänden 5, 6 ausgebildeten Ausnehmungen 25, 29, 30 haben einen ellipsoidartigen Querschnitt, wodurch die in ihnen angeordneten Pendelstützen 13, 14, 12, 31 radial (in bezug zur Hauptachse des Reaktorkerns 1) beweglich sind. Die im äußeren Seitenreflektor 6 ausgebildeten Lagereinsätze 27, 27a und die in ihnen angeordneten Pendelstützen 12, 31 sind entsprechend der Größe der Reflektorsteine 23, 32 dimensioniert.

Sowohl die Reflektorsteine 26 der inneren Zylinderwand 5 als auch die Reflektorsteine 23, 32 der äußeren Zylinderwand 6 sind jeweils durch Keile 33, 34 miteinander verbunden.

  • Bezugszeichenliste

    1 Reaktorkern

    2 Seitenreflektor

    3 Deckenreflektor

    4 Kernboden

    5 innere Zylinderwand

    6 äußere Zylinderwand

    7, 8 Reflektorsteine

    9 obere Kante

    10, 11 Teile des Seitenreflektors

    12, 13, 14 Pendelstützen

    15 Bodenplatte

    16, 17 Säulen

    18, 19 Stützelemente

    20 Brennelemente

    21 Kugelabzugsrohr

    22 Verbindungsstelle

    23, 24, 26 Reflektorsteine

    27, 28 Lagereinsätze

    29, 30 Ausnehmung

    31 Pendelstütze

    32 Reflektorstein

    25 Ausnehmung


Anspruch[de]
  1. 1. Seitenreflektor für eine gasgekühlte Kernreaktoranlage mit einer Schüttung kugelförmiger Brennelemente, der aus vielen miteinander verbundenen Reflektorsteinen besteht und in Form eines vertikal angeordneten Hohlzylinders ausgebildet ist, dessen Innenwand den Reaktorkern umgibt und der in seinem unteren Bereich über einen in den Hohlzylinder hineinragenden Bodenreflektor abgeschlossen ist und sich radial über mehrere Stützelemente am thermischen Schild bzw. am Liner abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenreflektor im Bereich der oberen Kante (9) des Bodenreflektors (4) horizontal geteilt ist und die beiden so entstandenen Hohlzylinder (10, 11) an der Teilungsfläche mittels Pendelstützen (12, 13, 14) miteinander beweglich verbunden sind.
  2. 2. Seitenreflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelstützen (12, 13, 14) vertikal angeordnet und als Zylinder ausgebildet sind.
  3. 3. Seitenreflektor nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelstützen (12, 13, 14) radial beweglich sind.
  4. 4. Seitenreflektor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelstützen (12) in Lagereinsätzen (27, 28) angeordnet sind.






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