DE2720434B2 - Kühlsystem zur Kühlung eines Satzes von Brennstoffelementen in Atomkernreaktor-Behältern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlsystem zur Kühlung eines Satzes von Brennstoffelementen in Atomkernreaktor-Behältern, das eine Rohrleitung für die Zufuhr eines Wärmeträgers zum Bodenteil des Wärmeträger-Behälters, welcher mit dem Wärmeträger bis auf ein Niveau oberhalb des aktiven Teiles der Brennstoffelemente gefüllt ist, sowie eine Rohrleitung für die Abfuhr de; Wärmeträgers ejs dem Behälter aufweist, wobei sich der innerhalb des Wärmeträger-Behälters befindliche Teil der RohrIs .ung für die Wärmeträgerzufuhr vom Niveau des Wärmeträgers bis zum Boden des Wärmeträger-Behälters erstreckt

Bei Kühlsystemen dieser Art, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 22 17 074 bekannt sind, besteht die Gefahr, daß bei einem Bruch der Rohrleitung für die Wärmeträgerzufuhr außerhalb des Behälters oder einer Pumpenauswechselung der Wärmeträger aus dem Atomkernreaktor-Behälter auslaufen kann, was eine gefährliche Störung zur Folge haben kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlsystem zur Kühlung eines Satzes von Brennstoffelementen in Atomkernreaktor-Behältern anzugeben, das ein Ausfließen des Wärmeträgers aus dem Behälter im Falle eines Bruches der Rohrleitung für die Wärmeträgerzufuhr verhindert und damit noch einen Selbstumlauf des Wärmeträgers im Atomkernreaktor-Behälter zur Kühlung der Brennstoffelemente ermöglicht

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Kühlsystem erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dieser Teil der Rohrleitung mit einer oberhalb des aktiven Teiles der Brennstoffelemente angebrachten Öffnung versehen ist, durch welche ein oberhalb des Niveaus des Wärmeträgers befindliches Gas einströmt, sobald das Niveau des Wärmeträgers abnimmt.

Ein solches Kühlsystem zur Kühlung eines Satzes von Brennstoffelementen in Atomkernreaktor-Bchältern verhindert ein Ausfließen des Wärmeträgers aus dem Behälter mit den darin befindlichen Brennstoffelementen im Falle eines außerhalb des Behälters auftretenden Bruches der Rohrleitung für die Wärmeträgerzufuhr zum Boden des Wärmeträgerbehälters und innerhalb des Atomkernreaktors ergibt sich keine Störung, weil bei einem Bruch der Rohrleitung das Niveau des Wärmeträgers kaum abnimmt oder sich nur bis zur Öffnung in der Rohrleitung senkt, so daß ein Gas, daß sich über dem Niveau des Wärmeträgers befindet, in die Rohrleitung gelangt und dort den Wärmeträgerstrom unterbricht, wodurch ein Auslaufen des Wärmeträgers vermieden wird.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnungen nf.her erläutert In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Gesamtansicht auf eine Trommel zur Lagerung von verbrauchten Brennstoffelementen mit einem Kühlsystem, das eine Rohrleitung für die Wärmeträgerzufuhr gemäß der Erfindung enthält die längs der Behälter-Wand angeordnet ist, im Längsschnitt

Fig.2 eine Gesamtansicht auf eine Trommel mit einer Rohrleitung für die Wärmeträgerzufuhr, die längs der Trommelachse angebracht ist im Längsschnitt

Das Kühlsystem zur Kühlung eines Satzes von in einer Trommel untergebrachten Brennstoffelementen weist eine Rohrleitung 1 (Fig. 1) auf, für die Zufuhr eines Wärmeträgers 2 zum Behälter 3 für die Trommel.

Als Wärmeträger 2 wird hierbei Natrium verwendet Der Wärmeträger 2 füllt den Behälter 3 bis zu einem Niveau 4 auf, das über dem aktiven Teil der Brennstoffelementes li^gt

Die Brennstoffelemente 5 befinden sich in rohrartigen Löchern 6 einer Hülse 7, welche an einer Achse 8 angebracht ist, die die Hülse 7 bei der Umladung der Brennstoffelemente 5 drehen läßt Dazu stützt sich die Achse 8 mit einem Ende gegen eine Buchse 9 und mit dem anderen über ein Lager 10 gegen einen Deckel 11 ab.

Ein Teil der Rohrleitung 1 für den Wärmeträger 2 befindet sich im Inneren des Behälters 3 neben dessen Wandung vom Niveau 4 bis zum Boden des Behälters 3.

In diesem Teil der Rohrleitung 1 ist nahe dem Niveau 4 des Wärmeträgers 2 eine Öffnung 12 angebracht, durch welche ein im Behälter 3 oberhalb des Niveaus 4 des Wärmeträgers 2 befindliches Gas einströmt, sobald das Niveau 4 des Wärmeträgers 2 bis unter die Öffnung 12 gesunken ist

Im Behälter 3, der die Trommel umgibt ist nahe dem Niveau 4 eine Öffnung 13 vorgesehen, an die eine Rohrleitung 14 für die Wärmeträgerableitung aus dem Hohlraum der Trommel angeschlossen ist Die Abkühlung der Brennstoffelemente 5 in der Trommel vollzieht sich folgendermaßen:

Der vorher abgekühlte Wärmeträger 2, also Natrium, wird über die Rohrleitung 1 für die Wärmeträgerzufuhr dem Bodenteil des Gehäuses 3 zugeführt und füllt diesen bis zum Niveau 4, das über dem aktiven Teil der Brennstoffelemente 5 liegt kühlt die letzteren und wird, nachdem er erwärmt wurde, aus dem Behälter 3 über die Rohrleitung 14 zur Wärmeträgerabfuhr abgeleitet

Im Falle eines außerhalb des Behälters 3 auftretenden Bruches der Rohrleitung 1 für die Wärmeträgerzufuhr unterhalb des aktiven Teils der Brennstoffelemente 5 nimmt das Niveau 4 des Wärmeträgers 2 im Behälter 3 bis an die Öffnung 12 ab. Das oberhalb des Niveaus 4 befindliche Gas gelangt über die Öffnung 12 in die Rohrleitung 1 für die Wärmeträgerzufuhr hinein und verhindert ein Ausfließen des Wärmeträgers aus dem Behälter 3; bei einem Bruch der Rohrleitung 1 für die Wärmeträgerzufuhr findet so keine Störung statt, denn die Brennstoffelemente 5 erfahren eine Abkühlung durch den Eigenumlauf des Wärmeträgers innerhalb des

Behälters 3 so lange, bis sie entnommen werden.

In F i g. 2 ist ein weiteres Beispiel für die Anordnung der Rohrleitung 1 für die Wärmeträgerzufuhr innerhalb der Trommel wiedergegeben, deren Rohr 15 über eine Öffnung am Bodenteil des Behälters 3 in eine Hohlachse 16 bis zum Niveau 4 eingeführt ist. Die Hohlachse 16 weist im Bodenteil vier Öffnungen 17 für die Wärmeträgerzuführung zum öodenteil des Behälters 3 auf. Nahe dem Niveau 4 hat die Hohlachse 16 eine weitere Öffnung 18. Die Hohlachse 16 stützt sich mit in dem einen Ende gegen eine Buchse 19 und mit dem anderen über ein Lager 20 gegen einen Deckel 21 ab.

Der gekühlte Wärmeträger wird über das Rohr 15 der Rohrleitung 1 für die Wä-meträgerzufuhr in einen Raum zwischen dem Rohr 15 und der Hohlachse 16 und ι.

dann weiter über die öffnung 17 zum Bodenteil des Behälters 3 geleitet, strömt nach oben, wobei er den Satz der Brennstoffelemente abkühlt, und wird über die öffnung 13 der Rohrleitung 14 für die Wärmeträgerabfuhr abgeleitet

Bei einem Bruch der Rohrleitung 1 für die Wärmeträgerzufuhr kann das Niveau 4 des Wärmeträgers 2 nicht bis unterhalb des Kopfendes des Rohres 15 abnehmen.

Ein derartiges Kühlsystem zur Kühlung eines Satzes von Brennstoffelementen gewährleistet bei einfacher Ausführung die Abkühlung der Brennstoffelemente durch Eigenumlauf des Wärmeträgers im Falle eines Bruches der Rohrleitung für die Wärmeträgerzufuhr.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kühlsystem zur Kühlung eines Satzes von Brennstoffelementen in Atomkernreaktor-Behällem, das eine Rohrleitung für die Zufuhr eines Wärmeträgers zum Bodenteil des Wärmeträger-Behälters, welcher mit dem Wärmeträger bis auf ein Niveau oberhalb des aktiven Teiles der Brennstoffelemente gefüllt ist, sowie eine Rohrleitung für die Abfuhr des Wärmeträgers aus dem Behälter aufweist, wobei sich der innerhalb des Wärmeträger-Behälters befindliche Teil der Rohrleitung für die Wärmeträgerzufuhr vom Niveau des Wärmeträgers bis zum Boden des Wärmeträger-Behälters erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Teil der Rohrleitung (1) mit einer oberhalb des aktiven Teiles der Brennstoffelemente (5) angebrachten Öffnung (12) versehen ist, durch welche ein oberhalb des Niveaus (4) des Wärmeträgers (2) befindliches Ga; einströmt, sobald das Niveau (4) des Wärmeträger^) abnimmt