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Title:
NATURAL CIRCULATION REACTOR, ESPECIALLY BOILING WATER REACTOR, AND PROCESS FOR REGULATING THE CORE COOLANT FLOW RATE OF A NATURAL CIRCULATION REACTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/009628
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a natural circulation reactor (1), especially a boiling water reactor, with a reactor pressure vessel (2), a reactor core (3) and a core jacket (4) surrounding said reactor core (3), which is arranged inside the reactor pressure vessel (2) and has at least one inlet (5) and one outlet (6) for core coolant. A flow path (8) for core coolant (7) formed between the core jacket (4) and the reactor pressure vessel (3) leading further through the inlet (5) has a flow cross section (9) with at least one throttle element (10) fitted in the flow path (8) by means of which the flow cross section (9) can be altered to regulate the flow rate of the core coolant. By altering the cross-sectional area of the throttle element (10) it is possible to reduce and increase the flow cross section (9) so that the power of the natural circulation reactor can easily be regulated and a power reduction to about 40 % of the momentary reactor power is ensured in the event of an incident. The invention also relates to a process for regulating the core coolant flow through a reactor core (3) of a natural circulation reactor.

Inventors:
PALAVECINO CARLOS (DE)
SCHMIDT HERBERT (DE)
Application Number:
PCT/DE1995/001298
Publication Date:
March 28, 1996
Filing Date:
September 21, 1995
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
PALAVECINO CARLOS (DE)
SCHMIDT HERBERT (DE)
International Classes:
G21C1/08; G21C15/02; (IPC1-7): G21C1/08; G21C15/02
Foreign References:
EP0403222A21990-12-19
US4877574A1989-10-31
DE1094381B1960-12-08
DE1804371A11970-05-27
FR1136490A1957-05-23
Other References:
DATABASE WPI Week 8838, Derwent World Patents Index; AN 88-268453
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 13, no. 316 (P - 900) 18 July 1989 (1989-07-18)
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Claims:
Patentansprüche
1. Naturumlaufreaktor (1), insbesondere Siedewasserreaktor, mit einem Reaktordruckbehälter (2), einem Reaktorkern (3) und einem den Reaktorkern (3) umschließenden Kernmantel (4), welcher Kernmantel (4) innerhalb des Reaktordruckbehälters (2) angeordnet ist und mindestens eine Eintrittsöffnung (5) und eine Austrittsöffnung (6) für Kernkühlmittel (7) hat, wobei ein zwischen dem Kernmantel (4) und dem Reaktordruck behälter (2) gebildeter und in den Kernmantel (4) durch die Eintrittsöffnung (5) führender Strömungsweg (8) für Kernkühl¬ mittel (7) einen Strömungsquerschnitt (9) hat und in dem Strömungsweg (8) zumindest ein Drosselelement (10) angeordnet ist, durch welches der Strömungsquerschnitt (9) zur Regelung des Kernkühlmitteldurchsatzes veränderbar ist.
2. Naturumlaufreaktor (1) nach Anspruch 1, bei dem das Dros¬ selelement (10) ein außerhalb des Kernmantels (4) angeordne¬ ter Schwellkörper (11) ist.
3. Naturumlaufreaktor (1) nach Anspruch 2, bei dem der Schwellkörper (11) durch ein Druckmedium, insbesondere Druck¬ luft, aufschwellbar ist.
4. Naturumlaufreaktor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Drosselelement (10) an einer Wand (12) des Reaktordruckbehälters (2) befestigt ist.
5. Naturumlauf eaktor (1) nach Anspruch 1, bei dem das Dros selelement (10) eine um einen Drehpunkt (14) drehbare Klappe (13) ist.
6. Naturumlaufreaktor (1) nach Anspruch 5, bei dem der Dreh¬ punkt (14) an dem Kernmantel (4) liegt.
7. Naturumlaufreaktor (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei dem die Klappe (13) durch eine Hebevorrichtung (15), ins¬ besondere mit einem druckluftbetreibbaren Kolben oder einem Klinkenschrittheber, bewegbar ist.
8. Naturumlauf eaktor (1) nach Anspruch 1, bei dem durch das Drosselelement (10) die Eintrittsöffnung (5) zumindest teil¬ weise verschließbar ist.
9. Naturumlaufreaktor (1) nach Anspruch 8, bei dem die Ein¬ trittsöffnung (5) in einem Bodenbereich (16) des Reaktor¬ druckbehälters (2) angeordnet ist und das Drosselelement (10) durch den Boden (17) des Reaktordruckbehälters (2) hydrau¬ lisch, pneumatisch oder elektrisch gesteuert, insbesondere entlang einer Hauptachse (18) des Reaktordruckbehälters (2), verschiebbar ist.
10. Naturumlaufreaktor (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, bei dem das Drosselelement (10) eine Platte (19), insbeson dere eine Leitschaufelplatte oder eine Schieberplatte, ist.
11. Verfahren zur Regulierung des Kernkühlmitteldurchsatzeε durch einen Reaktorkern(3) eines Naturumlaufreaktors (1), insbesondere eines Siedewasserreaktors (1), mit einem Reak tordruckbehälter (2) und einem den Reaktorkern (3) umschlie¬ ßenden Kernmantel (4), welcher Kernmantel (4) innerhalb des Reaktordruckbehälters (2) angeordnet ist und mindestens eine Eintrittsöffnung (5) und eine Austrittsöffnung (6) für Kern¬ kühlmittel (7) hat, wobei ein Strömungsquerschnitt (9) eines zwischen dem Kernmantel (4) und dem Reaktordruckbehälter (3) gebildeten und in den Kernmantel (4) durch die Eintrittsδff nung (5) weiterführender Strόmungsweg (8) durch zumindest ein Drosselelement (10) eingestellt wird.
Description:
Beschreibung

Naturumlaufreaktor, insbesondere Siedewasserreaktor, und Verfahren zur Regulierung des Kernkühlmitteldurchsatzes eines Naturu laufreaktors

Die Erfindung betrifft einen Naturumlaufreaktor, insbesondere einen Siedewasserreaktor, mit einem Reaktordruckbehälter, einem Reaktorkern und einem den Reaktorkern umschließenden Kernmantel, welcher innerhalb des Reaktordruckbehälters ange¬ ordnet ist und mindestens eine Eintrittsöffnung und eine Aus- trittsöffnung für Kernkühlmittel hat, sowie ein Verfahren zur Regulierung des Kernkühlmitteldurchsatzes durch einen Reak¬ torkern eines Naturumlaufreaktors.

Der Umlauf von Kühlmittel in einem Kernreaktor, insbesondere in einem Siedewasserreaktor, kann auf verschiedene Arten er¬ folgen. Bei einem Naturumlaufreaktor wird das Kühlmittel, insbesondere Kühlwasser, aufgrund einer Dichtedifferenz zwi- sehen Kühlmittel in dem Reaktorkern und Kühlmittel in einem außerhalb des Reaktorkerns liegenden Rückströmraum in einem Naturumlauf gehalten. Innerhalb des Reaktorkerns ist das Kühlmittel wärmer als innerhalb des Rückströmraums und durch Dampfblasenbildung zudem wesentlich leichter. Bekannt sind Siedewasserreaktoren nach dem Naturumlaufprinzip mit einer elektrischen Kraftwerksleistung von unter 100 MW. Siedewas¬ serreaktoren größerer elektrischer Kraftwerksleistung werden mit einem Zwangsumlauf des Kernkühlmittels betrieben. Hierbei wird das Kernkühlmittel über außerhalb oder innerhalb des Reaktordruckbehälters angeordnete Umwälzpumpen umgewälzt.

Unabhängig von der Lage von in den Reaktorkern eingefahrenen Steuerelementen läßt sich durch eine Steuerung der Umwälzpumpen der Kernkühlmitteldurchsatz durch den Reaktor¬ kern hindurch einstellen. Diese Einstellung des Kernkühlmit- teldurchsatzes ermöglicht ein besseres Verhalten des Kern¬ reaktors, insbesondere bei der Beherrschung von Störfällen,

als es bei nach dem Naturumlaufprinzip arbeitenden Siedewas¬ serreaktoren mit sich selbsttätig in Abhängigkeit der Reak¬ torleistung einstellenden Kernkühlmitteldurchsatz ist.

In der DE-AS 1 804 371 ist ein mit Natrium gekühlter Kern¬ reaktor beschrieben, der in jeweilige Kühlkanäle angeordnete Brennelemente zur Erzeugung thermischer Energie aufweist. Die Durchströmung der Kühlkanäle mit dem Kühlmittel, dem Natrium, wird individuell über jeweilige Durchflußregler, in Form von Blenden, geregelt. Die Regelung erfolgt so, daß immer alle Durchflußregler gleichzeitig und auf gleiche Art betätigt werden. Hiermit soll dem über einem längeren Zeitraum statt¬ findenden Abbrand der Brennelemente zur Anpassung der Lei¬ stungsverteilung entgegengewirkt werden.

Die DE-AS 1 071 854 behandelt einen gasgekühlten Kernreaktor mit Brennelementen, die jeweils einzelnen in einem entspre¬ chenden Kanal angeordnet sind. Zur verbesserten Ausnutzung der durch die Brennelemente erzeugten thermischen Energie werden die Brennelemente, d.h. die Kanäle, in unterschied¬ liche Gruppen eingeteilt. Hierbei wird der Kühlmitteldurch¬ satz durch die Kanäle für jede Gruppe individuell über Schie¬ ber oder Blenden geregelt.

Die in der DE-AS 1 071 854 und der DE-AS 1 804 371 angegebene Durchsatzregelung bezieht sich jeweils ausschließlich auf die direkte Regelung des Kühlmitteldurchsatzes der Kühlkanäle der Brennelemente und hat ausschließlich eine möglichst vollstän¬ dige Ausnutzung der thermischen Energie der Brennelemente durch Ausgleich unterschiedlicher geometrischer und zeit¬ licher Bedingungen der Brennelemente zur Aufgabe.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Naturumlaufreaktor, ins¬ besondere einen Siedewasserreaktor, großer Leistung anzu- geben, bei dem eine vorgebbare Einstellung des Kernkühlmit¬ teldurchsatzes möglich ist. Eine weitere Aufgabe der Erfin-

düng ist es, ein Verfahren zur Regulierung des Kernkühlmit¬ teldurchsatzes durch einen Reaktorkern eines Naturumlauf¬ reaktors anzugeben.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der erstgenannten Aufgabe durch einen Naturumlaufreaktor, insbesondere einen Siedewas¬ serreaktor, mit einem Reaktordruckbehälter, einem Reaktorkern und einem den Reaktorkern umschließenden Kernmantel, welcher innerhalb des Reaktordruckbehälters angeordnet ist und minde- stens eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsδffnung für

Kernkühlmittel hat, wobei ein zwischen dem Kernmantel und dem Reaktordruckbehälter gebildeter und in den Kernmantel durch die Eintrittsöffnung führender Strömungsweg für Kernkühlmit¬ tel, insbesondere Kühlwaser, einen Strömungsquerschnitt hat und in dem Strömungsweg zumindest ein Drosselelement angeord¬ net ist, durch welches der Strömungsquerschnitt zur Regelung des Kernkühlmitteldurchsatzes veränderbar ist.

Durch eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Strömungsquer- Schnittes mittels des Drosselelementes ist eine Regelung des Kernkühlmitteldurchsatzes bei einem Siedewasserreaktor mit hoher Leistung, beispielsweise von 600 MW elektrischer Lei¬ stung, möglich. Damit werden die Vorteile der Regelung des Kühlmitteldurchsatzes eines im Zwangsumlauf betriebenen Kern- reaktor nunmehr ebenfalls bei einem nach dem Naturumlaufprin¬ zip betriebenen Kernreaktor erreicht, wobei zudem auf Umwälz¬ pumpen verzichtet werden kann. Bei einer schnellen Leistungs¬ steuerung in einem Störfall, insbesondere bei einer Schnell¬ abschaltung des Siedewasserreaktors, kann durch Verringerung des Strömungsquerschnittes die Leistung von 100 % auf bei¬ spielsweise etwa 40 % heruntergefahren werden. Als veränder¬ barer Strömungsquerschnitt eignen sich beispielsweise der zwischen dem Reaktordruckbehälter und dem Kernmantel gebil¬ dete Ringraum sowie der Gesamtquerschnitt der Eintrittsöff- nung des Kernmantels am Boden des Reaktordruckbehälters.

Vorzugsweise ist das Drosselelement ein Schwellkörper. Der Schwellkörper kann als ein elastischer Balg ausgeführt sein, welcher durch ein Druckmedium, beispielsweise Druckluft oder ein Hydraulikfluid, ausgedehnt oder verkleinert wird, wodurch der Strömungsquerschnitt des Strömungsweges verändert wird. Ein solcher Balg ist einfach herzustellen, mechanisch stabil und gegenüber den Bedingungen innerhalb des Reaktordruckbe¬ hälters beständig ausführbar.

Bevorzugt ist das Drosselelement an einer Wand des Reaktor¬ druckbehälters befestigt. Hierdurch ist eine Steuerung des Drosselelementes unmittelbar durch die Wand hindurch, ins¬ besondere über ein Druckmedium, gewährleistet. Zudem kann ggf. eine Wartung des Drosselelementes durch die Wand hin- durch erfolgen, ohne den Reaktordruckbehälter öffnen zu müssen.

Das Drosselelement ist alternativ zu vorstehend beschriebenen Ausführung vorzugsweise als eine um eine Drehpunkt drehbare Klappe ausgebildet. Die Klappe ist um den Drehpunkt so befe¬ stigt, daß sie bei Ausfall einer zu ihrer Bedienung vorge¬ sehenen Steuerung, insbesondere in einem Störfall, aufgrund ihres Eigengewichtes und/oder des zirkulierenden Kühlmittels, insbesondere Kühlwasser, in eine den Strömungsquerschnitt verkleinernde Position gedreht wird, wodurch eine Leistungs¬ reduzierung des Kernreaktors erfolgt und dieser somit in einen sicheren Zustand geführt wird.

Der Drehpunkt liegt bevorzugt an dem Kernmantel, insbesondere an einem Ende der drehbaren Klappe. Durch das im Druckbehäl¬ ter zirkulierende Kernkühlmittel wird somit ständig ein Dreh¬ moment auf die Klappe ausgeübt, welches zu einer in Strö¬ mungsrichtung gerichteten Drehrichtung der Klappe führt.

Die Klappe ist vorzugsweise durch eine Hebevorrichtung beweg¬ bar, welche insbesondere einen mit Druckluft betreibbaren Kolben oder einen Klinkenschrittheber aufweist. Die Klinken¬ schritt-Hebevorrichtung ist bevorzugt oberhalb der Klappe an- geordnet und mit dieser über einen Seilzug oder eine Stange verbunden, so daß die Klappe beliebig drehbar ist. Der Klin¬ kenschrittheber kann auf dem Deckel des Reaktordruckbehälters angeordnet sein, wobei nur eine Durchführung mit geringem Querschnitt durch den Deckel zur Verbindung des Klinken- schritthebers mit der Klappe erforderlich ist. Die innerhalb des Reaktordruckbehälters angeordnete Mechanik der Hebevor¬ richtung, insbesondere eine Befestigungsvorrichtung an der Klappe sowie der Seilzug oder die Stange, ist mechanisch be¬ sonders einfach und robust ausführbar, so daß Wartungsarbei- ten an der Hebevorrichtung innerhalb des Reaktordruckbehäl¬ ters weitgehend entfallen. Eine Hebevorrichtung mit einem pneumatisch oder hydraulisch betreibbaren Kolben kann sowohl unterhalb als auch oberhalb der Klappe angeordnet sein und bewirkt ebenfalls eine beliebige Drehung der Klappe. Sie ist konstruktiv einfach und wartungsarm ausführbar.

Das Drosselelement kann in der Umgebung der Eintrittsöffnung angeordnet sein, so daß die Eintrittsöffnung durch das Dros¬ selelement zumindest teilweise verschließbar ist. Diese An- Ordnung des Drosselelementes kann sowohl außerhalb als auch innerhalb des Kernmantels erfolgen.

Für den Fall, daß die Eintrittsöffnung in einem Bodenbereich des Reaktordruckbehälters angeordnet ist, ist das Drossel- element bevorzugt durch den Boden des Reaktordruckbehälters hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch steuerbar und ins¬ besondere entlang einer Hauptachse des Reaktordruckbehälters verschiebbar. Eine hydraulische oder pneumatische Steuerung des Drosselelementes kann sowohl eigenmediu - als auch fremd- mediumbetrieben erfolgen.

Bevorzugt ist das Drosselelement eine Platte, insbesondere eine Leitschaufelplatte oder eine Schieberplatte. Die Platte kann parallel zur Hauptachse des Reaktordruckbehälters und somit im wesentlichen parallel zum Kernmantel verlaufen oder gegenüber der Hauptachse als geneigte Leitschaufelplatte an¬ geordnet sein. Eine parallel zur Hauptachse verlaufende Plat¬ te ist bevorzugt als eine Schieberplatte ausgeführt, welche bei einer schnellen Steuerung in einem Störfall aufgrund ihres Eigengewichtes in eine die Eintrittsöffnung zumindest teilweise verschließende Position gelangt. Hierdurch erfolgt in einem Störfall eine Drosselung des Kernkühlmitteldurch¬ satzes und dadurch eine Leistungsreduktion des Kernreaktors. Der Antrieb der Platte ist bevorzugt außerhalb des Bodens des Reaktordruckbehälters angeordnet, so daß Wartungsarbeiten an dem Drosselelement weitgehend außerhalb des Reaktordruckbe¬ hälters durchgeführt werden können.

Die Lösung der auf ein Verfahren gerichteten Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Regulierung des Kernkühlmitteldurch- satzes durch einen Reaktorkern eines Naturumlaufreaktors, insbesondere eines Siedewasserreaktors, mit einem Reaktor¬ druckbehälter und einem den Reaktorkern umschließenden Kern¬ mantel, welcher innerhalb des Reaktordruckbehälters angeord¬ net ist und mindestens eine Eintrittsöffnung und eine Aus- trittsöffnung für Kernkühlmittel hat, dadurch gelöst, daß ein Strömungsquerschnitt eines zwischen dem Kernmantel und dem Reaktordruckbehälter gebildeten und in dem Kernmantel durch die Eintrittsöffnung weiterführenden Strömungsweg durch zu¬ mindest ein Drosselelement eingestellt wird.

Hierdurch ist auf einfache und zuverlässige Weise eine Rege¬ lung des Kernkühlmitteldurchsatzes für einen im Naturumlauf betriebenen Kernreaktor, insbesondere Siedewasserreaktor, mit großer elektrischer Leistung, von beispielsweise über 600 MW, gegeben. Die Regelung des Kernkühlmitteldurchsatzes ist zu¬ verlässig durchführbar und kann bei einer Verkleinerung des

Strömungsquerschnittes in einem Störfall zu einer Leistungs¬ reduzierung bis 60 % führen. Gegenüber einer Regulierung des Kernkühlmitteldurchsatzes durch Verwendung von Umwälzpumpen wird durch das Verfahren ein höherer Grad an passiver Sicher¬ heit erreicht.

Anhand der Zeichnung werden der Naturumlaufreaktor, insbeson¬ dere Siedewasserreaktor, sowie das Verfahren zur Regulierung des Kernkühlmitteldurchsatzes näher erläutert. Es zeigen:

FIG 1 einen Längsschnitt durch einen Reaktordruckbehälter eines Naturumlaufreaktors, FIG 2 in einem Längsschnitt durch den Reaktordruckbehälter einen Ausschnitt im unteren Bereich des Reaktordruck- behälters,

FIG 3 einen Längsschnitt des Reaktordruckbehälters im

Bodenbereich des Reaktordruckbehälters und FIG 4 eine Reaktorumwälzregelkennlinie in Abhängigkeit von dem Strömungsquerschnitt.

In den Figuren sind nur die zur nachfolgenden Erläuterung notwendigen Komponenten des Naturumlaufreaktors dargestell .

In FIG 1 ist ein Reaktordruckbehälter 2 eines Naturumlauf- reaktors 1, insbesondere eines Siedewasserreaktors, darge¬ stellt. Der Reaktordruckbehälter 2 hat einen Deckel 25 und einen Boden 17 und ist bezüglich einer Hauptachse 18 weit¬ gehend rotationssymmetrisch. Innerhalb des Reaktordruck¬ behälters 2 ist ein Reaktorkern 3 angeordnet, welcher von einem Kernmantel 4 umgeben ist, welcher mit dem Boden 17 des Reaktordruckbehälters 2 verbunden und weitgehend rotations¬ symmetrisch zur Hauptachse 18 ist. In einem Bodenbereich 16 des Reaktordruckbehälters 2 unterhalb des Reaktorkerns 3 weist der Kernmantel 4 Eintrittsöffnungen 5 für Kernkühl it- tel 7, Kühlwasser, auf. Der Reaktordruckbehälter 2 ist mit

Kernkühlmittel 7 bis zu einem Niveau oberhalb des Kernmantels

4 gefüllt. Der Kernmantel 4 hat auf der dem Boden 17 des Reaktordruckbehälters 2 gegenüberliegenden Seite Austritts¬ öffnungen 6, an deren jede sich jeweils ein DampfSeparator 29 zur Trennung von Kernkühlmittel 7 und Kühlmitteldampf an- schließt. Insgesamt sind beispielsweise 397 Separatoren 29 vorgesehen, von denen lediglich zur Veranschaulichung einer dargestellt ist. Zwischen dem Kernmantel 4 und einer Wand 12 des Reaktordruckbehälters 2 ist ein Strömungsweg 8 für Kern¬ kühlmittel 7 gebildet, welcher sich durch die Eintrittsöff- nung 5 hinweg in den Kernmantel 4 und den Reaktorkern 3 fort¬ setzt. Die Strömungsrichtung des in Naturumlauf befindlichen Kernkühlmittels 7 ist durch Strömungspfeile 20 angedeutet. Ein Strömungsquerschnitt 9 des Strömungsweges 8 ist entlang der Wand 12 durch die Fläche des Kreisringes zwischen der Wand 12 und dem Kernmantel 4 gebildet. Im Bodenbereich 16 des Reaktordruckbehälters 2 wird der Strömungsquerschnitt 9 durch die gesamte Fläche der Eintrittsöffnungen 5 bestimmt. Zwi¬ schen der Wand 12 und dem Kernmantel 4 ist ein Drosselelement 10 angeordnet, welches als ein balgartig ausgestalteter Schwellkörper 11 ausgebildet ist. Der Schwellkörper 11 ist mit einem Ende an der Wand 12 befestigt. Durch die Wand 12 ist eine Druckluftleitung 21 in den Schwellkörper 11 hinein¬ geführt, durch die Druckluft zur Verlängerung bzw. Verkürzung des Schwellkörpers 11 eingeführt bzw. abgeführt werden kann. Eine andere Ausführung eines Drosselelementes 10 ist eine drehbare Klappe 13, die einen Drehpunkt 14 hat, welcher an dem Kernmantel 4 liegt. Unterhalb der drehbaren Klappe 13 ist eine Hebevorrichtung 15 mit einem druckbetreibbaren Kolben 30 dargestellt. Der Kolben 30 ist entlang der Richtung der Hauptachse 18 auf- und abwärts bewegbar. Er ist gelenkig mit der drehbaren Klappe 13 verbunden. Über eine Druckluftleitung 21 ist auf den Kolben 30 ein Druck aufbringbar, wodurch der Kolben 30 und somit auch die drehbare Klappe 13 bewegt wer¬ den. Die drehbare Klappe 13 ist alternativ mit einer Hebevor- richtung 15 bewegbar, die einen Klinkenschrittheber 31 auf¬ weist. Der Klinkenschrittheber 31 ist außerhalb des Reaktor- druckbehälters 2 auf dessen Deckel 25 angeordnet.

Beispielsweise aus Gründen der Redundanz können unterschied¬ liche Hebevorrichtungen 15 mit der drehbaren Klappen 13 ver¬ bunden sein. Durch ein Drosselelement 10, die drehbare Klappe 13 oder der Schwellkörper 11, wird der Strömungsquerschnitt 9 zwischen Kernmantel 4 und Wand 12 des Reaktordruckbehälters 2 eingestellt. Hierdurch erfolgt ohne Zwangsumwälzung durch Umwälzpumpen eine Regulierung des Kernkühlmitteldurchsatzes und dadurch eine Regulierung der Leistung des Siedewasser¬ reaktors. Bei einer Steuerung in einem Störfall kann bei- spielsweise durch eine Verringerung des Strömungsquerschnit¬ tes 9 durch das Drosselelement 10 eine Leistungsreduktion der momentanen Leistung um 60 % erfolgen.

In FIG 2 ist ein Drosselelement 10 dargestellt, welches eine entlang der Hauptachse 18 bewegliche Platte 19 ist. Die Plat¬ te 19 ist gegenüber der Hauptachse 18 geneigt, wodurch sie in Art einer Leitschaufelplatte eine Umlenkung des Kernkühlmit¬ tels 7 bewirkt. Die Platte 19 ist in dem Bodenbereich 16 des Reaktordruckbehälters 2 angeordnet und bewirkt in der darge- stellten Position ein Umlenken des Kernkühlmittels 7 in die Eintrittsöffnung 5 hinein. Von der dargestellten Position kann die Platte 19 entlang der Hauptachse 18 nach oben bewegt werden, wobei sie in der gestrichelt dargestellten Position liegt, und da sie zwischen dem Kernmantel 4 und der Wand 12 des Reaktordruckbehälters gestreckt ist, die Eintrittsöffnung 5 für das Kernkühlmittel 7 weitgehend versperrt. Die Platte 19 ist mit einem entlang der Hauptachse 18 gestreckten Hohl¬ kolben 28 verbunden. Der Hohlkolben 28 ist durch einen nicht dargestellten, außerhalb des Reaktordruckbehälters 2 ange- ordneten elektrischen Spindelantrieb über eine Fahrspindel 23 und eine Fahrmutter 24 entlang der Hauptachse 18 verschieb¬ bar. Alternativ zu einer elektrisch gesteuerten Verschiebung des Hohlkolbens 28 ist eine hydraulische Verschiebung über ein Hydraulikfluid, daß dem Hohlkolben 28 über eine Hydrau- likleitung 22 zugeführt wird, möglich. Die verschiebliche

Platte 19 ermöglicht somit ebenfalls auf einfache Art und Weise durch Veränderung des Strömungsquerschnittes 9 eine Regulierung des Kernkühlmitteldurchsatzes.

FIG 3 zeigt einen Ausschnitt des Reaktordruckbehälters 2 im Längsschnitt mit dem Bodenbereich 16. Der Kernmantel 4 hat unmittelbar in der Umgebung des Bodens 17 beidseitig der Hauptachse 18 jeweils eine Eintrittsöffnung 5. Zwischen Kern¬ mantel 4 und Reaktordruckbehälter 2 ist an jeder Eintritts- Öffnung 5 eine Platte 19 angeordnet, die entlang der Haupt¬ achse 18 gestreckt ist. Jede Platte 19 ist durch den Boden 17 hindurch mit einem jeweiligen Schieberantrieb 27 außerhalb des Reaktordruckbehälters 2 verbunden. Die Platte 19 ist zwischen einer "Minimalöffnungs"-Stellung (siehe linke Platte 19) , in der die Eintrittsöffnung 5 weitgehend verschlossen ist, und einer "Maximalöffnungs"-Stellung (siehe rechte Plat¬ te 19), in der die Eintrittsöffnung 5 vollständig geöffnet ist, entlang der Hauptachse 18 verschiebbar. Mit der die Ein¬ trittsöffnung 5 verschließenden Platte 19 kann der Strömungs- querschnitt 9 des Strömungsweges 8 so verändert werden, daß eine Regulierung des Kernkühlmitteldurchsatzes und dadurch der Leistung des Naturumlaufreaktors beispielsweise in einem Bereich von 40 % - 100 % ermöglicht ist.

FIG 4 zeigt eine Reaktorumwälzregelkennlinie 26 in Abhängig¬ keit von der durch den Strömungsquerschnitt 9 zwischen dem Kernmantel 4 und der Wand 12 des Reaktordruckbehälters 2 ge¬ bildeten Fläche Ap. Der Reaktordruckbehälter 2 hat einen Durchmesser von etwa 7 m und der Kernmantel 4 einen Durchmes- ser von etwa 6 m, so daß der maximale Strömungsquerschnitt 9 zwischen Kernmantel 4 und Reaktordruckbehälter 2 etwa 12,3 m 2 beträgt. Bei einer Verringerung der Fläche Ap auf beispiels- weise 1,18 m 2 sinkt der Kernkühlmitteldurchsatz m^ auf unter 40 % und die thermische Leistung des Naturumlaufreaktors P auf etwa 40 %. Durch Reduzierung des Strömungsquerschnittes

in einem Störfall auf etwa 10 % des maximalen Strömungsquer¬ schnitts 9 kann somit eine Leistungsreduzierung um 60 % er¬ reicht werden.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß in einem Strö¬ mungsweg für Kernkühlmittel zumindest ein Drosselelement an¬ geordnet ist, mit dem der Strömungsquerschnitt des Strömungs- weges veränderbar ist. Hierdurch ist auf einfache Art und Weise eine Regulierung des Kernkühlmitteldurchsatzes er- reicht, wobei insbesondere bei einer schnellen Steuerung in einem Störfall der Strömungsquerschnitt soweit verringert werden kann, daß die Reaktorleistung um 60 % verringert wird. Eine Steuerung des Drosselelementes kann auf hydraulische, pneumatische oder elektrische Art und Weise beispielsweise über einen Druckkolben, einen Klinkenschrittheber oder einen elektrischen Spindelantrieb erfolgen. Die Regulierung des Kernkühlmitteldurchsatzes ist ebenfalls für einen Siedewas¬ serreaktor mit einer hohen Leistung, beispielsweise von über 600 MW elektrischer Leistung, möglich. Gegenüber einer Zwangsumwälzung des Kernkühlmittels durch Umwälzpumpen ist die Regulierung des Kernkühlmitteldurchsatzes durch Drossel¬ elemente weniger störanfällig. Insbesondere entfällt die Problematik möglicher Störfälle durch Rohrleitungsbrüche in den Rohrleitungen der Umwälzpumpen. Die Drosselelemente kön- nen passiv ausgestaltet sein, so daß bei einem Versagen ihres Antriebes automatisch eine Verringerung des Strömungsquer¬ schnittes und damit eine Verringerung der Leistung des Natur¬ umlaufreaktors erfolgt.