BG61316B1 - Combustable device with deflector blades for the separation of part of the fluid stream flowing across the combustible device - Google Patents

Abstract

The combustible device consists of a grating element which has cells with rods of rhomboid shape and connection cells having generally a rhomboid form. A set of parallel combustible rods gets across their respective rod cells, and a set of parallel guiding connection pipes for the regulation rods gets across their respecting connection cells. All deflection blades are separately connected to a respective rod cell and are integrally fitted to its edge from the upper side of the fluid stream. Each deflection blade stretches over the rod cell and is partially bent over it, by which part of the fluid stream is deflected in a direction around the external surface the combustion rod getting across the cell. The deflection blades and each cell of rhomboid shape act jointly for the formation of an eddy centred around the longitudinal axis of the combustion rod for maintaining the liquid as a basically single-phase fluid stream along the external surface of the combustion rod.

Description

Настоящото изобретение се отнася до горивно устройство и по-специално до горивно устройство с дефлекторни лопатки за отделяне на част от флуидния поток, преминаващ през него, което може да бъде от вида, обикновено използван в активната зона на ядрения реактор.The present invention relates to a combustion device, and in particular to a combustion device with deflector blades to separate a portion of the fluid stream flowing through it, which may be of the type commonly used in the nuclear reactor core.

Преди да се разгледа състоянието на техниката, полезно е най-напред накратко да се опише структурата и операциите в ядрения реактор, който съдържа множество ядрени горивни устройства. В това отношение ядреният реактор представлява устройство за получаване на топлина чрез управляемо ядрено делене на ядреното гориво в множество от наредени един до друг горивни пръти. Горивните пръти са събрани заедно чрез множество от пространствено разделени решетки, всяка от които има отворени клетки за приемане на всеки горивен прът и за получаване на предварително определено разстояние (стъпка) между съседните пръти. През други отворени клетки на всяка решетка се поемат кухи направляващи съединителни тръби за регулиращи пръти. Съединителните тръби плавно поемат подвижния абсорбер или регулиращите пръти, които контролират процеса на ядрено делене. Първата крайна и втората крайна част на всяка съединителна тръба се присъединяват към един накрайник в горния и в долния край, за да се осъществи неподвижна опора за горивното устройство. Комбинацията от горивни пръти, водещи съединителни тръби, решетки, горни и долни накрайници оформят конструкцията на едно типично горивно устройство от състоянието на техниката. Множеството от тези горивни устройства определя активната зона на ядрения реактор, която е херметично затворена в корпуса под налягане на реактора.Before considering the state of the art, it is useful to first briefly describe the structure and operations of a nuclear reactor containing a plurality of nuclear combustion devices. In this respect, a nuclear reactor is a device for generating heat through controlled nuclear fission of nuclear fuel in a plurality of stacked fuel rods. The fuel rods are assembled together through a plurality of spatially separated grids, each of which has open cells to receive each fuel rod and to obtain a predetermined distance (step) between adjacent rods. Hollow guide tubes for adjusting rods are passed through each open cell of each grid. The connecting tubes seamlessly absorb the movable absorber or the adjusting rods that control the fission process. The first end and second end of each connecting tube are connected to one nozzle at the top and bottom ends to provide a fixed support for the combustion device. The combination of fuel rods, guide tubes, grilles, upper and lower ends shape the design of a typical state-of-the-art combustion device. Many of these combustion devices determine the core of a nuclear reactor, which is hermetically sealed in the pressure vessel of the reactor.

По време на действие на ядрения реактор поток от течен забавящ охладител (напр. деминерализирана вода) протича през корпуса под налягане около горивните пръти за подпомагане процеса на ядрено горене и за отнемане на топлината, получена при ядреното делене на ядреното гориво, съдържащо се във всеки горивен прът. В случая на типичен ядрен реактор с вода под налягане, скоростта на потока охладител, който се изтласква върху горивните пръти чрез охлаждащите помпи на реактора, може да бъде приблизително 18 фута в секунда за по-ефективно отнемане на топлината, получена в процеса на ядрено делене. По този начин топлината, отделена при деленето на ядрения материал, се предава от всеки от горивните пръти и следователно от всяко горивно устройство към течния забавящ охладител, обтичащ горивните пръти. Предадената топлина към течния забавящ охладител основно се пренася чрез охладителя в резервоара под налягане към турбогенератор за произвеждане на електрическа енергия по широко известен начин в областта на енергетиката. Както се пояснява по-долу, от гледна точка на безопасност е важно охладителят да отнема ефективно топлината, отделена от всеки горивен прът. Поради това нагрятата повърхност на всеки горивен прът трябва да бъде в контакт с охлаждащия агент, който има една предварително определена средна температура на охлаждане.During the operation of the nuclear reactor, a stream of liquid retardant coolers (eg demineralized water) flows through the pressure vessel around the fuel rods to assist the nuclear combustion process and to remove the heat generated by the nuclear fission of the nuclear fuel contained in each. fuel rod. In the case of a typical nuclear reactor with pressurized water, the rate of coolant flow ejected onto the fuel rods by the reactor cooling pumps may be approximately 18 feet per second for more efficient removal of the heat generated by the fission process. . In this way, the heat released by the fission of the nuclear material is transmitted from each of the fuel rods and, therefore, from each combustion device to the liquid retarder surrounding the fuel rods. The transmitted heat to the liquid retarder is generally transmitted through the cooler in the pressure vessel to a turbogenerator to produce electricity in a widely known manner in the energy field. As explained below, it is important from the safety point of view that it is important for the cooler to efficiently remove heat from each fuel rod. Therefore, the heated surface of each fuel rod must be in contact with the cooling agent, which has a predetermined average cooling temperature.

Известно е, че топлинният поток (т.е. степента на предаване на топлина от единица площ), перпендикулярен на нагрятата повърхност на горивния прът, се променя във функция от температурната разлика между тази на нагряваната повърхност на горивния прът и масата на охладителя. За да се прецени важността на връзката между топлинния поток и температурната разлика, следващото по-долу изложение описва начина, по който топлинният поток се променя във функция от температурната разлика между нагрятата повърхност на горивния прът и масата на охладителя. По време на пускане на реактора се допуска разликата между температурите на повърхността на горивния прът и обема на охладителя да нарасне, при което топлината ще се предава от нагрятата повърхност към охладителя чрез еднофазова конвекция, при което топлинният поток нараства. Тъй като разликата между температурата на повърхността на горивния прът и средната температура на охладителя нараства по-нататък, температурата на нагряваната повърхност евентуално надвишава температурата на насищане (т.е. температурата на наситената пара при съществуващото налягане в активната зона на ядрения реактор), при което върху нагрятата повърхност се образуват мехурчета пара и се получава “ядрено кипене” върху нагряваната повърхност.It is known that the heat flow (i.e., the rate of heat transfer per unit area) perpendicular to the heated surface of the fuel rod changes as a function of the temperature difference between that of the heated surface of the fuel rod and the mass of the cooler. In order to evaluate the importance of the relationship between the heat flow and the temperature difference, the following description describes how the heat flow changes as a function of the temperature difference between the heated surface of the fuel rod and the mass of the cooler. During the start-up of the reactor, the difference between the temperatures of the surface of the fuel rod and the volume of the cooler is allowed to increase, whereby the heat will be transferred from the heated surface to the cooler by single-phase convection, with the heat flow increasing. As the difference between the temperature of the surface of the fuel rod and the average temperature of the cooler increases further, the temperature of the heated surface may eventually exceed the saturation temperature (i.e., the saturated vapor temperature at the existing pressure in the nuclear reactor core), at which produces vapor bubbles on the heated surface and produces a "nuclear boil" on the heated surface.

AWW·»*·»·* .AWW · »* ·» · *.

при което бързо нараства топлинният поток. Един максимален топлинен поток се получава, когато мехурчетата са с достатъчна плътност, свързват се и оформят едно филмово покритие от пара върху нагряваната повърхност. Но това филмово покритие от пара ще действа като топлинен изолатор, тъй като парата забавя (задържа) предаването на топлина. Тази точка на максимален топлинен поток, при който се оформя филмово покритие от пара върху нагряваната повърхност, обикновено се приема в състоянието на техниката като отделяне от ядрено кипене (Departure from Nucleate Boiling - DNB) и трябва да се избягва от съображения за безопасност. Следователно, ако се допусне разликата между температурата на повърхността и температурата на охладителя да нарасне по-нататък даже с минимално количество над максималния топлинен поток (DNB), топлинният поток ще намалее значително бързо, въпреки че температурата на нагрятата повърхност нараства. В тази точка филмовото покритие от пара върху горивния прът става неустойчиво в смисъл, че постоянно се прекъсва и се оформя отново, така че да се получава частично кипене. Ако се допусне разликата между температурата на повърхността и средната температура на охладителя да се увеличи по-нататък, топлинният поток отново нараства и се получава стабилно (устойчиво) кипене на покритието от пара. Но ако с кипенето на покритието (или частично, или постоянно) се получат големи топлинни потоци, температурата на нагрятата повърхност на горивния прът може да стане достатъчно висока, за да повреди горивния прът (наричано в състоянието на техниката като “изгаряне”) и това трябва да се избягва от съображения за безопасност. Известно е, че ако реакторът действа така, че се получава ядрено кипене близо до DNB, относително малко нарастване на топлинния поток ще предизвика относително бърза промяна за кипене на покритието, което може да доведе до “изгаряне”. Следователно благоразумно е да се управлява ядреният реактор така, че най-високият топлинен поток да бъде по-малък от максималния топлинен поток, съпровождащ DNB, така че да се постигне възможно най-голямо отделяне на топлина без риск от повреда на горивния прът.whereby the heat flow increases rapidly. A maximum heat flow is obtained when the bubbles are of sufficient density, bind together and form a film coating of steam on the heated surface. But this film coating of steam will act as a heat insulator as steam slows down (retains) the heat transfer. This point of maximum heat flow, at which a film coating of steam is formed on a heated surface, is generally assumed in the prior art to be Departure from Nucleate Boiling (DNB) and should be avoided for safety reasons. Therefore, if the difference between the surface temperature and the temperature of the cooler is allowed to increase further even with a minimum amount above the maximum heat flow (DNB), the heat flow will decrease significantly faster, although the temperature of the heated surface increases. At this point, the film coating of steam on the fuel rod becomes unstable in the sense that it is constantly interrupted and re-formed so as to produce partial boiling. If the difference between the surface temperature and the average temperature of the cooler is allowed to increase further, the heat flow increases again and a steady (steady) boiling of the vapor coating is obtained. But if the boiling of the coating (or partial or permanent) results in large heat flows, the temperature of the heated surface of the fuel rod may become high enough to damage the fuel rod (also known in the art as "burning") and this should be avoided for safety reasons. It is known that if the reactor operates to produce a nuclear boil near the DNB, a relatively small increase in the heat flow will cause a relatively rapid change in boiling of the coating, which can lead to "burn-in". It is therefore prudent to manage the nuclear reactor so that the highest heat flow is less than the maximum heat flow accompanying the DNB so as to maximize heat release without the risk of damage to the fuel rod.

Както е обяснено по-горе, може да се оформи покритие от парни мехурчета върху нагряваната повърхност на горивния прът, за да се получи кипене. Но покритието от пара ще действа като топлинен изолатор, тъй като 5 парата препятства предаването на топлина и може да доведе до DNB, което на свой ред да доведе до повреда на горивния прът. Следователно е желателно да се поддържа едно покритие от течен охладител от една фаза, за да се 10 повиши предаването на топлина от горивния прът към охладителя, за избягване на DNB. Следователно един проблем от състоянието на техниката е да се поддържа едно покритие от течен охладител от една фаза върху повърх15 ността на горивния прът, за да се увеличи предаването на топлина от горивния прът към охладителя, за да се избегне DNB.As explained above, a vapor bubble coating may be formed on the heated surface of the fuel rod to obtain a boil. However, the steam coating will act as a thermal insulator, as 5 steam interferes with heat transfer and can lead to DNBs, which in turn can damage the fuel rod. Therefore, it is desirable to maintain a single phase liquid cooler coating in order to increase the heat transfer from the fuel rod to the cooler to avoid DNB. Therefore, one problem with the prior art is to maintain a single-phase liquid cooler coating on the surface of the fuel rod to increase heat transfer from the fuel rod to the cooler to avoid DNB.

При увеличаване на предаваното количество топлина от горивните пръти към охла20 дителя при избягване на DNB, нараства максимално допустимият топлинен поток, получаван от дадена активна зона на ядрен реактор с определени размери. Това е желателно, тъй като нарастването на максимално допус25 тимия топлинен поток, получаван от дадена активна зона на ядрен реактор с определени размери, увеличава максимално получаваната в активната зона на реактора мощност. Поради това топлообменът между горивните пръти и 30 охладителя може да се увеличи чрез нарастване скоростта на потока на охладителя през горивните пръти. Но нарастването на скоростта на потока на охладителя би изисквало по-големи и по-скъпи помпи за охлаждане на реак35 тора. Поради това друг проблем в тази област е по-ефективно да се увеличи топлообменът между горивните пръти и охладителя, без да се изискват по-големи и по-скъпо струващи помпи за охлаждане на реактора.By increasing the amount of heat transferred from the fuel rods to the cooler 20 while avoiding DNB, the maximum allowable heat flow from a given reactor core of a certain size increases. This is desirable because the increase in the maximum allowable 25th heat flow from a given reactor core of a certain size increases the maximum power output in the reactor core. Therefore, the heat exchange between the fuel rods and the 30 coolers can be increased by increasing the flow rate of the coolant through the fuel rods. However, increasing the flow rate of the cooler would require larger and more expensive pumps to cool the reactor. Therefore, another problem in this area is to increase the heat transfer between the fuel rods and the cooler more efficiently without requiring larger and more expensive pumps to cool the reactor.

Поддържането на едно филмово покритие от охлаждаща течност от една фаза върху повърхността на горивния прът за увеличаване на предаването на топлина от горивния прът към охладителя при избягване на DNB по та45 къв начин, че да не се налага използването на по-големи охлаждащи помпи, в последно време е от голямо значение, тъй като конструкцията на някои от действащите ядрени реактори изисква споменатите горивни пръти да бъдат 50 подредени в плътна (компактна) решетка с триъгълна стъпка, вместо с по-традиционните, но с по-малка плътност квадратна клетка на решетката. По този начин в някои конструкции на ядрени реактори, горивните устройства, включващи горивните пръти, могат да имат шестоъгълно напречно сечение за подходящо постигане на т.н. “dense-pack” решетка с триъгълна стъпка. Горивните пръти, подредени като една решетка с триъгълна стъпка, постигат една по-висока средна плътност на топлинния поток от ядрен реактор с дадени размери в сравнение с горивни пръти, подредени по традиционния начин на решетка с квадратна стъпка. Постигането на една по-висока средна плътност на топлинния поток, като се използва “dense-pack” горивни устройства е желателно от гледна точка на икономичност, тъй като при такива горивни устройства се получава повече полезна мощност за единица обем на ядрения реактор, което на свой ред увеличава възвръщаемостта на инвестициите. Но, както е посочено по-горе, по-големият топлинен поток увеличава риска от DNB и поради това не е желателен от съображения за безопасност. Следователно е много важно такова горивно устройство да охлажда адекватно компактно свързаните горивни пръти в него, така, че да се избегне DNB, като същевременно се получава един поголям топлинен поток за единица обем на ядрения реактор.Maintaining a single-phase coolant film coating on the surface of the fuel rod to increase the heat transfer from the fuel rod to the cooler while avoiding DNB in such a way that no larger cooling pumps are required, recently, it is of great importance as the design of some of the existing nuclear reactors requires that said fuel rods be arranged in a dense (compact) triangular grid instead of the more traditional but less square Letcani the grid. Thus, in some nuclear reactor structures, combustion devices including combustion rods may have a hexagonal cross section to suitably achieve so-called. Dense-pack grid with triangular step. Fuel rods arranged as a single triangular array achieve a higher average flux density of a nuclear reactor of a given size than fuel rods arranged in the conventional square-pitch pattern. Achieving a higher average heat flux density using "dense-pack" combustion devices is desirable in terms of economy, since such combustion devices produce more useful power per unit volume of the nuclear reactor, which in turn, it increases the return on investment. However, as noted above, higher heat flow increases the risk of DNB and is therefore not desirable for safety reasons. It is therefore very important for such a combustion device to adequately cool the compactly connected fuel rods therein, so as to avoid DNB while producing a larger heat flow per unit volume of the nuclear reactor.

Известни са горивни устройства, използвани в ядрените реактори. Такова горивно устройство е описано в US 3 787 285, публикуван на 22.01.1974 г., “Горивно устройство за ядрен реактор и активна зона на ядрен реактор, съдържащо такова горивно устройство” от Jorgen Marstrand. В този патент е описано горивно устройство с направляващи лопатки, осите на които са успоредни на горивните пръти и предават вихрообразно движение на протичащия покрай лопатките охладител, за да се предотврати по-висока плътност на енергийния поток. Горивните пръти са подредени в шестоъгълни клетки, така че външният контур на горивното устройство е с шестоъгълна форма. Множество от лопатки са така разположени и под такъв наклон спрямо една централна ос, че потокът флуид през горивните елементи преминава по общ спираловиден път около централната ос. Въпреки че този патент разкрива горивно устройство с шестоъгълна форма на външния контур и множество от направляващи лопатки, в него не е показано горивно устройство, включващо дефлекторни лопатки за отделяне на част от флуидния поток, преминаващ през горивното устройство, описано по-долу.Known combustion devices used in nuclear reactors. Such a combustion device is described in U.S. Pat. No. 3,787,285, published January 22, 1974, "Nuclear Reactor Combustion Facility and Nuclear Reactor Core Containing a Combustion Device" by Jorgen Marstrand. This patent describes a combustion device with guide vanes, the axes of which are parallel to the fuel rods and transmit a vortex motion to the coolant flowing along the vanes to prevent a higher energy flow density. The fuel rods are arranged in hexagonal cells so that the outer contour of the combustion device is hexagonal. A plurality of blades are also positioned at such an inclination with respect to one central axis that the fluid flow through the fuel elements passes in a common spiral way around the central axis. Although this patent discloses a hexagonal shaped outer-loop combustion device and a plurality of guide vanes, it does not show a combustion device including deflector blades for separating a portion of the fluid stream passing through the combustion device described below.

Освен това, въпреки че цитираният па5 тент разкрива горивно устройство, подходящо за използване в активната зона на ядрен реактор, той не описва горивно устройство с дефлекторни лопатки за отделяне на част от флуидния поток, преминаващ през горивното устройство, както е по-долу.In addition, although the patent disclosed discloses a combustion device suitable for use in the core of a nuclear reactor, it does not describe a combustion device with deflector blades to separate a portion of the fluid flow through the combustion device as below.

Следователно тук се описва горивно устройство, съдържащо дефлекторни лопатки за отделяне на част от флуидния поток, преминаващ през горивното устройство. Последното съдържа решетъчен елемент клетки за пръти с форма на ромб и съединителни клетки около тях най-общо с форма на ромб. Множество от успоредни горивни пръти преминават през съответните клетки за пръти и множество от успоредни направляващи съединителни тръби за регулиращите пръти преминават през съответните съединителни клетки. Множество от дефлекторни лопатки са свързани към всяка клетка от пръти и са неделимо присъединени към нея откъм долния край на потока на всяка клетка за пръти. Всяка дефлекторна лопатка със закривена форма се разпростира над съответната й клетка за пръти и частично се издава над нея за отделяне на част от флуидния поток по външната повърхност на горивния прът, който е разпрострян през клетката за пръти. Дефлекторната лопатка и ромбоидната форма на всяка клетка за пръти съдействат за създаване на един вихър, центриран спрямо надлъжната ос на горивния прът, за да се поддържа протичането на флуид главно от една фаза по протежение на външната повърхност на горивния прът, така че да се избегне възникването на DNB, даже при наличието на потоци с висока температура през външната повърхност на горивния прът.Therefore, a combustion device comprising deflector blades for separating a portion of the fluid stream flowing through the combustion device is described herein. The latter contains a lattice element of rhombus rod cells and connective cells around them generally of rhombus shape. A plurality of parallel fuel rods pass through the respective rod cells and a plurality of parallel guide rods for the regulating rods pass through the respective connecting cells. A plurality of deflector blades are connected to each rod cell and are individually attached thereto from the underside of the flow of each rod cell. Each bent-shaped deflector blade extends over its corresponding rod cell and extends partially above it to separate a portion of the fluid stream over the outer surface of the fuel rod that extends through the rod cell. The deflector blade and the rhomboid shape of each rod cell help to create a vortex centered on the longitudinal axis of the fuel rod to maintain fluid flow mainly from one phase along the outer surface of the fuel rod so as to avoid the occurrence of DNB, even in the presence of high temperature flows through the outer surface of the fuel rod.

Горивната решетка съгласно настоящото изобретение се пояснява по-подробно от следващото описание и приложените фигури, от които:The combustion grille of the present invention is explained in more detail by the following description and the accompanying drawings, of which:

фигура 1 представлява частичен вертикален разрез на резервоар под високо налягане на ядрен реактор, частично иорен за яснота, като в него се намират горивни устройства съгласно изобретението. Всяко от горивните устройства съдържа множество от го10 ривни пръти и направляващи съединителни тръби за регулиращите пръти;Figure 1 is a partial sectional view of a high-pressure tank of a nuclear reactor, partly arynan for clarity, containing combustion devices according to the invention. Each combustion device comprises a plurality of 10 rods and guide tubes for the adjusting rods;

фигура 2 - частичен вертикален разрез на едно от горивните устройства;Figure 2 is a partial vertical section view of one of the combustion devices;

фигура 3 - фрагмент от вертикален разрез на един решетъчен елемент за поддържане на горивните пръти и съединителните тръби;FIG. 3 is a vertical sectional view of a lattice member for supporting fuel rods and connecting tubes; FIG.

фигура 4 - изглед на решетъчен елемент по сечението на линия 4 - 4 от фигура 2;FIG. 4 is a cross-sectional view of a lattice element in section 4 - 4 of FIG. 2; FIG.

фигура 5 - изглед в перспектива на първа и втора вътрешна лента на решетъчен елемент, които са взаимно захванати и имат дефлекторни лопатки неподвижно закрепени за тях;5 is a perspective view of the first and second inner webs of a lattice element that are interconnected and have deflector blades fixed to them;

фигура 6 - частичен изглед в перспектива на решетъчния елемент със съединителна тръба и горивен прът, преминаващ през него, като горивният прът и съединителната тръба са показани с пунктирни линии;Figure 6 is a partial perspective view of the lattice element with a connecting tube and a fuel rod passing through it, the fuel rod and the connecting tube being shown by dashed lines;

фигура 7 - частичен изглед на вътрешната част на решетъчен елемент по сечението на линия 7 - 7 от фиг.З;Fig. 7 is a partial view of the interior of a lattice element in the section of line 7 - 7 of Fig. 3;

фигура 8 - вертикален разрез на една от дефлекторните лопатки, като е показано направлението на отклонения флуиден поток, отделян от дефлекторната лопатка;Figure 8 is a vertical section view of one of the deflector blades, showing the direction of the deflected fluid flow separated from the deflector blade;

фигура 9 - разрез отстрани на дефлекторна лопатка по сечението на линия 9 - 9 от фиг.8;Figure 9 is a cross-sectional side view of a deflector blade along the section of line 9-9 of Figure 8;

фигура 10 - изглед на една от клетките за пръти, като е показано направлението на вихровия флуиден поток около горивния прът, преминаващ през клетката за пръти.Figure 10 is a view of one of the rod cells, showing the direction of the vortex fluid flow around the fuel rod passing through the rod cell.

В един типичен ядрен реактор топлината, отделена по време на делене на ядреното гориво, съдържащо се в горивните пръти, се предава от горивните пръти към течния забавящ охладителен агент, който ги обтича. От съображения за безопасност е важно ефективното отстраняване на топлината, отделяна от всеки горивен прът, така че да бъде избягнато DNB. Съгласно изобретението такова ефективно отстраняване на топлината от повърхността на горивния прът се постига чрез закриване на дефлекторните лопатки на едно горивно устройство, което включва горивните пръти.In a typical nuclear reactor, the heat released during the fission of the nuclear fuel contained in the fuel rods is transferred from the fuel rods to the liquid retardant coolant that surrounds them. For safety reasons, it is important to effectively remove heat released from each fuel rod so that DNB is avoided. According to the invention, such effective removal of heat from the surface of the fuel rod is achieved by closing the deflector blades of a combustion device that includes the fuel rods.

Преди да се опише същността на настоящото изобретение, най-напред накратко са представени устройството и действието на един типичен ядрен реактор.Before describing the essence of the present invention, first, the device and operation of a typical nuclear reactor are briefly presented.

На фиг.1 е изобразен един типичен ядрен реактор 10 за произвеждане на топлина чрез управляемо ядрено делене на ядрено го20 риво 150 (виж фиг.2). Както е показано на фиг.1, реакторът 10 включва един корпус на резервоар под налягане 20 с отворен горен край и множество от входни щуцери 30 и изходни 5 щуцери 40, свързани с него (показани са само по един щуцер). Затварящ капак 50 е монтиран на горния край на корпуса 20, така че да го затваря. Затвореният по този начин корпус 20 позволява създаване на подходящо налягане 10 на охладителния агент във вътрешността на ядрения корпус 20, когато реакторът 10 е в действие.Figure 1 depicts a typical nuclear reactor 10 for generating heat through controlled nuclear fission of a nuclear fuel tank 150 (see Figure 2). As shown in FIG. 1, the reactor 10 includes a housing of a pressure tank 20 with an open top end and a plurality of inlet nozzles 30 and outlet nozzles 40 connected thereto (only one nozzle shown). A closure cap 50 is mounted on the upper end of the housing 20 to close it. The enclosure thus closed 20 permits the creation of a suitable pressure 10 of the refrigerant inside the nuclear enclosure 20 when the reactor 10 is in operation.

На фиг.1 в корпуса под налягане 20 е показана и активната зона на ядрения реак15 тор 60, съдържаща ядрено гориво 150. През върха на затварящия капак 50 са разположени множество задвижващи валове 70 на регулиращите пръти. Всеки задвижващ вал 70 е свързан с множество регулиращи пръти 80 (виж фиг.2) за управление на процеса на делене в активната зона на ядрения реактор 60 по известни методи от областта на ядрената енергетика. Както е показано на фиг. 1, от вътрешната страна на корпуса 20 на реактора са разположени хоризонтални горни реакторни плочи 90 и отделени от тях хоризонтални долни реакторни плочи 100. Всяка от горните 90 и долните 100 реакторни плочи имат множество отвори 110 за напречно преминаване на охлаждащия агент, отстраняващ топлината, отделена в процеса на делене на ядреното гориво 150.Figure 1 shows in the pressure housing 20 also the core of the nuclear reactor 60 containing nuclear fuel 150. A plurality of actuating shafts 70 on the regulating rods are located through the top of the closure cap 50. Each drive shaft 70 is connected to a plurality of control rods 80 (see FIG. 2) to control the fission process in the core of the nuclear reactor 60 by known methods in the field of nuclear energy. As shown in FIG. 1, horizontal upper reactor plates 90 and horizontal lower reactor plates 100 are disposed on the inside of the reactor vessel 20. Each of the upper 90 and lower 100 reactor plates has a plurality of openings 110 for the transverse passage of the heat-removing refrigerant, separated during the fission process of nuclear fuel 150.

По време на действие в активната зона на ядрения реактор 10, регулиращите пръти 80 са най-малко частично изтеглени от активната зона 60 чрез задвижващия вал 70, за да се поддържа верижната ядрена реакция. Когато започне отделяне на топлина от активната зона 60, един поток от течен забавящ охладителен агент (напр.деминерализирана вода) преминава през входния щуцер 30 и циркулира през активната зона 60 най-общо във вертикална посока, показана на фиг.1 с вертикални стрелки. Течният забавящ охладителен агент подпомага процеса на ядрено делене чрез забавяне на неутроните в активната зона 60 и също така отстранява топлината, отделена в процеса на ядрено делене. Течният забавящ охладителен агент напуска ядрения реактор 10 през изходния щуцер 40, от където чрез тръба се транспортира към топлообменник (непоказан) за получаване на пара.След това парата се отвежда към турбогенератор (непоказан) за произвеждане на електроенергия по начин, доб' ре известен в областта на ядрената енергетика.During operation in the core of the nuclear reactor 10, the adjusting rods 80 are at least partially withdrawn from the core 60 through the drive shaft 70 to maintain the nuclear chain reaction. When heat is released from the core 60, a flow of liquid retardant (e.g. demineralized water) flows through the inlet nozzle 30 and circulates through the core 60 generally in the vertical direction shown in FIG. 1 with vertical arrows. The liquid retardant coolant aids the fission process by delaying the neutrons in the core 60 and also removes the heat released by the fission process. The liquid retardant exits the nuclear reactor 10 through the outlet nozzle 40, from which it is transported by tube to a heat exchanger (not shown) to produce steam. The steam is then taken to a turbogenerator (not shown) to produce electricity in a manner well known in the field of nuclear energy.

На фиг.2 е показано горивното устройсi тво съгласно настоящото изобретение, с дефлекторни лопатки за отклоняване на част от флуидния поток, преминаващ през горивното ’ устройство, както е по-подробно описано и за , което се претендира по-долу. Горивното устройство, общо обозначено със 120, съдържа множество продълговати и в общия случай цилиндрични горивни пръти 130 успоредно подредени на разстояние един от друг. Всеки горивен прът 130 на свой ред съдържа куха и в общия случай цилиндрична метална обвивка или армировка 140 за херметично затваряне на множество в общия случай цилиндрични таблетки с гориво 150, от които се генерира топлина при процеса на ядрено делене. Обвивките 140 имат вътрешен диаметър 160 и външен диаметър 170 и могат да бъдат изготвени от какъвто и да е подходящ метал с относително малко микроскопично сечение за улавяне на неутрони, като например “ZIRCALOY-4”. Тегловно “ZIRCALOY-4” е съставен от приблизително 1,5 тегл.% калай, 0,12 тегл.% желязо, 0,09 тегл.% хром, 0,05 тегл.% никел и 98,24 тегл.% цирконий. Всяка горивна таблетка е изготвена от материал от ядрено гориво, съдържащ делими ядра, като U-235 (уран 235) равномерно диспергирани в матрица от възпроизвеждащи се ядра като U-238 (уран 238) за генериране на топлина в процеса на ядрено делене. Понататък горивното устройство 120 съдържа първи накрайник или първа анкерна плоча 180 със сечение на правилен шестоъгълник с горна част 190 и долна част 200. Първата анкерна плоча 180 има множество пробити напречни отвори 205 (от които е показан само един) поради причини, описани по-горе. Чрез притискащи закрепващи скоби или винтове 210 към горната част 190 на първата анкерна плоча 180 е свързана гъвкава закрепваща пружина 220. Закрепващата пружина 220 е издадена над горната част 190 на първата анкерна плоча 180 за подпиране на горната реакторна плоча 90, така че първата анкерна плоча 180 и чрез нея горивното устройство 120, да бъдат отместени спрямо долната реакторна плоча 100, тъй като горивното устройство 120 е вертикално разположено между тези реакторни плочи. Изместването на горивното устройство 120 надолу преίFigure 2 shows a combustion apparatus according to the present invention, with deflector blades for deflecting a portion of the fluid stream passing through the combustion device, as described in more detail and claimed below. The combustion apparatus, generally designated 120, comprises a plurality of elongated and generally cylindrical fuel rods 130 arranged parallel to one another. Each fuel rod 130 in turn contains a hollow and generally cylindrical metal sheath or reinforcement 140 for hermetically sealing a plurality of generally cylindrical fuel tablets 150 from which heat is generated during the fission process. The shells 140 have an inner diameter of 160 and an outer diameter of 170 and can be made of any suitable metal with a relatively small microscopic cross section for neutron capture, such as "ZIRCALOY-4". ZIRCALOY-4 by weight is composed of approximately 1.5 wt% tin, 0.12 wt% iron, 0.09 wt% chromium, 0.05 wt% nickel and 98.24 wt% zirconium. Each fuel tablet is made of a nuclear fuel material containing fissile nuclei, such as U-235 (uranium 235), uniformly dispersed in a matrix of reproducible nuclei such as U-238 (uranium 238) to generate heat during the fission process. Further, the combustion device 120 comprises a first nozzle or first anchor plate 180 having a cross section of a regular hexagon with the upper portion 190 and the lower portion 200. The first anchor plate 180 has a plurality of drilled transverse openings 205 (of which only one is shown) for the reasons described above. above. A flexible fastening spring 220 is connected to the upper part 190 of the first anchor plate 180 by pressing clamps or screws 210. 180 and through it the fuel assembly 120 to be displaced relative to the lower reactor plate 100, since the combustion device 120 is vertically disposed between these reactor plates. Shifting the combustion unit 120 downwards

I дотвратява издигането му от долната реакторна плоча 100, което в противен случай може да се получи по време на хидравличния натиск, оказан от потока на течния охлаждащ флуид, който протича през активната зона на ядрения реактор 60 най-общо нагоре по същото направление на оста на потока. Коаксиално центриран със и разделен от първата анкерна плоча 180 е втори накрайник или втора анкерна плоча 230, която може да бъде със сечение на правилен шестоъгълник. Втората анкерна плоча 230 има множество издадени навън пети (опори) 240, монолитно оформени с нея за поставяне на горивното устройство 120 в предварително определено положение на долната реакторна плоча 100. Втората анкерна плоча 230 има множество отвори 250 (показан е само един) поради причини, описани по-долу.I prevents it from rising from the lower reactor plate 100, which may otherwise be obtained during the hydraulic pressure exerted by the flow of liquid cooling fluid flowing through the core of the nuclear reactor 60 generally upwards in the same direction of the axis on the stream. Coaxially centered with and separated by the first anchor plate 180 is a second nozzle or a second anchor plate 230, which may be sectioned in a regular hexagon. The second anchor plate 230 has a plurality of outwardly extending fifth (supports) 240, monolithically formed therewith for placing the combustion device 120 in a predetermined position on the lower reactor plate 100. The second anchor plate 230 has multiple openings 250 (only one is shown) for reasons described below.

Съгласно фиг.2 към горната част 190 на първата анкерна плоча 180 е свързан задвижващ вал 70 с радиално разположени рамена 260 поради следното: през отвора 205, с възможност за плъзгане, минава продълговат прът от абсорбер на неутрони или регулиращ прът 270 за управление на процеса на ядрено делене в горивното устройство 120, като този прът 270 е свързан с всяко рамо 260. Регулиращите пръти 270, които са разположени навън през долната част 200 на първата анкерна плоча 180, са подредени успоредно на разстояние един от друг. Всеки регулиращ прът е направен от подходящ материал, например В₄С (боров карбид), с относително голямо микроскопично сечение за улавяне на неутрони. Освен това всеки регулиращ прът 270 е оразмерен така, че да се подава плавно в една продълговата, най-общо с цилиндрична форма направляваща съединителна тръба за регулиращи пръти 280, която е издадена навън от долната част 200 на първата анкерна плоча 180. Всяка съединителна тръба 280 има първа крайна част 290 и втора крайна част 300 и вътрешен диаметър 315 и външен диаметър 320. Първата крайна част 290 на всяка съединителна тръба 280 се подава през съответния отвор 205 на първата анкерна плоча 180 и се закрепва към нея чрез деформация или заваряване. Освен това втората крайна част 300 на всяка съединителна тръба 280 се подава в съответния й отвор 250 във втората анкерна плоча 230 и се закрепва към нея чрез винт (непоказан) или чрез заваряване. По този начин първата анкерна плоча 180 и втората анкерна плоча 230 са свързани една с друга чрез съединителните тръби 280, за да се получи устойчива и структурно единна конструкция на горивното устройство 120.According to FIG. 2, a drive shaft 70 with radially disposed arms 260 is connected to the upper portion 190 of the first anchor plate 180 because of the following: a neutron absorber rod or a control rod 270 extends through the opening 205, with the possibility of sliding. of nuclear fission in the combustion apparatus 120, the rod 270 of which is connected to each arm 260. The adjusting rods 270, which extend outwardly through the lower portion 200 of the first anchor plate 180, are arranged parallel to each other. Each control rod is made of a suitable material, for example B ₄ C (boron carbide), with a relatively large microscopic cross section for neutron capture. In addition, each adjusting rod 270 is sized to flow smoothly into one elongated, generally cylindrical, guide connecting tube for adjusting rods 280 projecting outward from the lower portion 200 of the first anchor plate 180. Each connecting tube 280 has a first end portion 290 and a second end portion 300 and an inner diameter 315 and an outer diameter 320. The first end portion 290 of each connecting tube 280 is fed through the corresponding opening 205 of the first anchor plate 180 and secured thereto by deformation or welding. In addition, the second end portion 300 of each connecting tube 280 is fed into its corresponding opening 250 into the second anchor plate 230 and secured thereto by a screw (not shown) or by welding. In this way, the first anchor plate 180 and the second anchor plate 230 are connected to each other via connecting tubes 280 to provide a stable and structurally uniform construction of the combustion device 120.

Съгласно фиг.2, 3, 4, 5 и 6 между първата 180 и втората анкерна плоча 230 коаксиално са разположени множество центрирани решетъчни елементи 310, които са разделени по дължината на оста на съединителните тръби 280 и горивните пръти 130, за да ги поддържат в предварително определена конфигурация на пространствено разделена система. Всеки решетъчен елемент 310 може да бъде направен от “ZIRCALOY-4” или друг подобен материал поради по-горе обяснените причини за икономия на неутрони. Всеки решетъчен елемент 310 съдържа външна лента 320 със сечение на правилен шестоъгълник, която е разположена с ръбовете към флуидния поток. Следователно външната лента 320 има шест неделимо свързани удължени странични стени 330, всяка от които е разположена под предварително определен тъп ъгъл спрямо съседната й, при което се определя правилно шестоъгълно сечение на външната лента 330. С ръбовете към флуидния поток и напречно на вътрешността на външната лента 320 са разположени множество продълговати и успоредни първи вътрешни ленти 340, всяка от които има предварително определена дължина. Всяка първа вътрешна лента 340 има първа крайна част 350, неделимо прикрепена към една вътрешна стена, например вътрешната стена 374 на външната лента 320, и втора крайна част 360, неделимо прикрепена към друга вътрешна стена, например вътрешната стена 377 на външната лента 320, така че всяка първа вътрешна лента 340 е успоредна на една предварително избрана странична стена 330 поради причини, разкрити по-долу. Освен това с ръбовете към флуидния поток и напречно на вътрешността на външната лента 320 са разположени множество продълговати и успоредни втори вътрешни ленти 370, всяка от които има предварително определена дължина. Аналогично всяка втора вътрешна лента 370 има една първа крайна част 380, неделимо прикрепена към другата вътрешна стена на външната лента 320, и втора крайна част 390, неделимо прикрепена към друга вътрешна стена на външна50 та лента 320, поради причини, изложени подолу. Всяка втора вътрешна лента 370 се пресича и се зацепва с всяка първа вътрешна лента 340 в една равнина на пресичане 400, за да се 5 получи решетъчен елемент 310 с форма на пчелна пита. Свързаните по този начин първа вътрешна лента 340 и втора вътрешна лента 370 се закрепват неделимо една с друга, например чрез заварка 402.According to FIGS. 2, 3, 4, 5 and 6, between the first 180 and the second anchor plate 230 are coaxially arranged a plurality of centered lattice members 310 which are separated along the axis of the connecting tubes 280 and the fuel rods 130 to support them in a predefined configuration of a spatially separated system. Each grid element 310 may be made of "ZIRCALOY-4" or similar material for the reasons explained above for neutron savings. Each lattice member 310 comprises an outer strip 320 with a cross section of a regular hexagon, which is arranged along the edges of the fluid stream. Therefore, the outer strip 320 has six individually connected elongated side walls 330, each of which is arranged at a predetermined obtuse angle relative to the adjacent one, determining the correct hexagonal cross section of the outer strip 330. With the edges flowing in and transversely to the inside of the outer strip 320 are a plurality of elongated and parallel first inner strips 340, each of which has a predetermined length. Each first inner strip 340 has a first end portion 350 inseparably attached to one inner wall, e.g., the inner wall 374 of the outer strip 320, and a second end portion 360 indivisibly attached to another inner wall, e.g., the inner wall 377 of the outer strip 320, that each first inner strip 340 is parallel to one pre-selected side wall 330 for the reasons disclosed below. In addition, a plurality of elongated and parallel second inner strips 370, each of which has a predetermined length, are arranged along the edges of the fluid flow and transversely to the interior of the outer strip 320. Similarly, each second inner strip 370 has one first end portion 380, indivisibly attached to the other inner wall of the outer strip 320, and a second end portion 390 indivisibly attached to another inner wall of the outer 50 and strip 320, for the reasons set out below. Every second inner strip 370 intersects and engages with each first inner strip 340 in one intersection plane 400 to form a honeycomb-shaped lattice element 310. The first inner strip 340 and the second inner strip 370 thus connected are individually secured to one another, for example by welding 402.

В предпочитаното изпълнение на настоящото изобретение всяка втора вътрешна лента 370 пресича всяка първа вътрешна лента 340 под ъгъл ф от приблизително 29° спрямо първата вътрешна лента 340 за определяне на 15 едно множество от клетки за пръти с ромбоидна форма 410 и едно множество от съединителни клетки 420 с най-общо ромбоидна форма в решетъчния елемент 310. Първата вътрешна лента 340 има множество напречни про20 рези 404 перпендикулярни към и простиращи се от ръба откъм долната част на потока на първата вътрешна лента 340 до приблизително надлъжната ос (т.е. до средата) на първата вътрешна лента 340. Освен това втората вът25 решна лента 370 има множество напречни прорези 406 перпендикулярни към и простиращи се от ръба откъм горната част на потока на втората вътрешна лента 370 приблизително до надлъжната ос (т.е. до средата) на втората вът30 решна лента 340. Целта на прорезите 404, 406 е да се осигури средство за взаимно свързване и зацепване на първата вътрешна лента 340 и на втората вътрешна лента 370. По този начин всеки прорез 404, разположен на ръба от35 към долната страна на потока на всяка първа вътрешна лента 340 се позиционира така, че да съвпадне със съответния му прорез 407, оформен на ръба откъм долната страна на потока на втората вътрешна лента 370. Аналогич40 но всеки прорез 407, разположен на ръба откъм долната страна на потока на всяка втора вътрешна лента 370 се позиционира така, че да съвпадне със съответния му прорез 404, оформен на ръба откъм долната страна на по45 тока на първата вътрешна лента 340. По този начин всяка първа вътрешна лента 340 и всяка втора вътрешна лента 370 са взаимно свързани и зацепени, при което конструкцията на решетъчния елемент 310 се оформя като пчелна пита. Тази форма на конструкцията на решетъчния елемент 310 му осигурява максимална структурна цялостност при минимално тегло.In a preferred embodiment of the present invention, each second inner strip 370 intersects each first inner strip 340 at an angle u of approximately 29 ° with respect to the first inner strip 340 to determine 15 one plurality of diamond-shaped rod cells 410 and one plurality of connecting cells 420 having a generally rhomboid shape in the lattice member 310. The first inner strip 340 has a plurality of transverse pro20 cuts 404 perpendicular to and extending from the edge from the bottom of the flow of the first inner strip 340 to the approximately longitudinal axis (i.e. to the middle) of the first inner strip 340. In addition, the second inner 25 ribbon 370 has a plurality of transverse grooves 406 perpendicular to and extending from the edge from the top of the flow of the second inner strip 370 approximately to the longitudinal axis (pl. (e. to the middle) of the second inner belt strip 340. The purpose of the slots 404, 406 is to provide a means for interconnecting and securing the first inner strip 340 and the second inner strip 370. Thus, each slot 404 disposed at the edge from 35 to the underside of the stream at each first inland stream and 340 is positioned to coincide with its corresponding slot 407 formed at the edge on the underside of the flow of the second inner strip 370. Similarly, 40 but each slot 407 disposed on the edge at the bottom of the flow of each second inner strip 370 is positioned to coincide with its corresponding slot 404 formed at the edge on the underside of the lower 45 currents of the first inner strip 340. Thus, each first inner strip 340 and each second inner strip 370 are interconnected and engaged, whereby the structure of the grid element Entry 310 is shaped like a honeycomb. This shape of the lattice member 310 provides maximum structural integrity with minimum weight.

Трябва да се отбележи, че терминът “от долната страна на потока” тук означава този край, който е надолу към флуидния поток в активната зона на ядрения реактор 60, а терминът “ от горната страна на потока” тук означава този край, който е от горната страна на флуидния поток.It should be noted that the term "downstream" here means that end which is downstream of the fluid flow in the core of the nuclear reactor 60, and the term "upstream" here means that end which is from the upper side of the fluid flow.

Следователно първата вътрешна лента 340 и втората вътрешна лента 370 са зацепени, когато прорезът на ръба откъм горната страна на потока 406 на всяка втора вътрешна лента 370 съвпада с прореза 404 на всяка първа вътрешна лента 370 и обратно. Когато първата вътрешна лента 340 и втората вътрешна лента 370 са захванати по този начин, всяка първа вътрешна лента 340 пресича всяка втора вътрешна лента 370 в равнина на пресичане 400 под предварително определен ъгъл Ф, който е приблизително 29°, както най-добре се вижда на фиг.5, при което се определя ромбоидна форма на клетките за пръти 410. Това е важно, тъй като когато горивните пръти 130 преминават през съответните им клетки 410, те получават триъгълна конфигурация, за да се получи максимална плътност на горивното устройство 120.Therefore, the first inner strip 340 and the second inner strip 370 are engaged when the slit of the edge from the upper side of the stream 406 of each second inner strip 370 coincides with the slit 404 of each first inner strip 370 and vice versa. When the first inner strip 340 and the second inner strip 370 are thus gripped, each first inner strip 340 intersects each second inner strip 370 in a plane of intersection 400 at a predetermined angle F, which is approximately 29 °, as is best seen in Figure 5, which determines the rhomboid shape of the rod cells 410. This is important because when the fuel rods 130 pass through their respective cells 410, they receive a triangular configuration to obtain the maximum density of the combustion device 120.

Както най-добре се вижда на фиг.4 всеки горивен прът 130 е разположен през съответната клетка 410 и има надлъжна централна ос най-общо успоредна на оста на флуидния поток. Освен това всяка съединителна тръба 280 е разположена през съответната клетка 420 и има надлъжна ос най-общо успоредна на оста на флуидния поток. По този начин с позоваване на фиг.4 се разбира, че всеки регулиращ прът 270 е заобиколен от съответните горивни пръти 130 за правилно управление на процеса на ядрено делене в горивните пръти 130.As best seen in FIG. 4, each fuel rod 130 is positioned through the respective cell 410 and has a longitudinal central axis generally parallel to the fluid flow axis. In addition, each connecting tube 280 is located through the respective cell 420 and has a longitudinal axis generally parallel to the axis of the fluid flow. Thus, with reference to FIG. 4, it is understood that each adjusting rod 270 is surrounded by the respective fuel rods 130 to properly control the fission process in the fuel rods 130.

Съгласно фиг.6 и Ί всяка съединителна тръба 280 чрез съответна механична обработка и/или чрез заваряване е закрепена към съответната й клетка 420 за фиксиране на всеки решетъчен елемент 310 в предварително определено положение по протежение на надлъжната ос на горивното устройство 120. Освен това откъм вътрешността на стените на всяка клетка за пръти 420 са оформени изпъкнали навътре или подаващи се от там едно множество от еластични елементи 430 за фрикционно поддържане и задържане на всеки горивен прът 130 към съответната му клетка 410, така че горивният прът 130 да не се движи осово, стра20 нично или да се завърта по време на нормална работа и да се получат аварийни ситуации в активната зона на ядрения реактор 60. Всеки еластичен елемент 430 е разположен под ос5 тър ъгъл, който може да бъде приблизително 45° спрямо първи еластичен вълнообразен елемент 440 и втори еластичен вълнообразен елемент 450, които са коаксиално центрирани и са оформени откъм вътрешната страна на всяка 10 клетка за пръти 420. Вълнообразните елементи 440, 450 фрикционно поддържат всеки горивен прът 130. В предпочитаното изпълнение на изобретението първият вълнообразен елемент 440 е разположен от горната страна 15 на охлаждащия поток, а вторият вълнообразен елемент 450 е разположен от долната страна на охлаждащия поток. Следователно от горното описание е ясно, че всеки горивен прът 130 се подкрепя и държи в съответната си клетка 410 в шест точки на зацепване или контакт, тъй като четири вълнообразни елементи и два еластични елемента са издадени навън във всяка клетка за пръти 410 за фрикционно захващане на всеки горивен прът 130.According to FIGS. 6 and Ί, each connecting tube 280 is, by appropriate machining and / or welding, secured to its respective cell 420 for fixing each lattice element 310 in a predetermined position along the longitudinal axis of the combustion device 120. the interior of the walls of each rod cell 420 are formed convexly inward or extending therefrom a plurality of elastic members 430 for friction support and retention of each fuel rod 130 to its respective cell 410, so that it burns that the rod 130 does not move axially, laterally or rotate during normal operation, and that accidents occur in the core of the nuclear reactor 60. Each resilient member 430 is arranged at an angle 5 which may be approximately 45 ° to a first elastic wavy member 440 and a second elastic wavy member 450 which are coaxially centered and formed on the inside of each 10 rod cell 420. The wavy members 440, 450 frictionally support each fuel rod 130. In a preferred embodiment of the invention, the first wavy element 440 is disposed on the upper side 15 of the cooling stream, and the second wavy element 450 is disposed on the underside of the cooling stream. It is therefore clear from the foregoing description that each fuel rod 130 is supported and held in its respective cell 410 at six engagement or contact points, since four corrugated elements and two elastic elements are projected outwards into each friction clamping rod cell 410 on each fuel rod 130.

Съгласно фиг. 5, 6, 7, 8 и 9 откъм горната страна на потока на всяка първа вътрешна лента 340 и на всяка втора вътрешна лента 370 са неделимо прикрепени и са свързани с всяка клетка за пръти 410 дефлекторни средства- едно множество от разделени дефлекторни лопатки 460 за отделяне на част от флуидния поток около всеки горивен прът 130, който е разположен през съответната му клетка 410. Всяка дефлекторна лопатка 460 е закривена спираловидно, разположена е над и частично покрива съответната й клетка за пръти 410, за да се получи вихрово движение на флуидния поток, преминаващ през клетките за пръти 410, при което флуидният поток се завърта около надлъжната ос на горивния прът 130. В предпочитаното изпълнение на изобретението множеството от дефлекторни лопатки 460 представлява двойка дефлекторни лопатки 460, монтирани към всяка клетка за пръти 410. Всяка дефлекторна лопатка 460 има спираловидно закривена долна повърхност 470, за да се получи по-горе споменатото завихряне. Дефлекторната лопатка 460 може да бъде закривена навън от горния ръб на вътрешните пластини 340, така че да се оформи един остър ъгъл спрямо направлението на флуидния поток. Двете дефлекторни лопатки 460 са противоположно ориентирани една спрямо друга, така че създадените от тях две завихряния не са с противоположни посоки едно спрямо друго. Избягването на такова противоположно течение предотвратява прекъсването на спираловидното завихряне и позволява да се получи желаният вихър, който се издига спираловидно нагоре по външната повърхност на горивния прът 130. По този начин, когато първата вътрешна лента 340 и втората вътрешна лента 340 са правилно захванати, както беше описано по-горе, всяка клетка за пръти 410 има свързани две дефлекторни лопатки 460. Наличието на две дефлекторни лопатки осигурява част от флуидния поток, протичащ около надлъжната ос на всеки горивен прът 130, да има по-голямо завъртащо действие в сравнение с това, ако има само една дефлекторна лопатка. Всяка от двете дефлекторни лопатки 460 е разположена над и частично покрива съответната й клетка за пръти 410 за отделяне на част от флуидния поток, протичащ нагоре през клетката за пръти 410. Поради това долната повърхност 470 на всяка дефлекторна лопатка 460 се извива нагоре от ръба откъм горната част на потока на първата вътрешна лента 340 или втората вътрешна лента 370 на предварително определено разстояние над клетката за пръти 410 и е издадена навътре над нея за промяна на посоката на флуидния поток, което е показано със стрелки на фиг.8. Освен това двете дефлекторни лопатки, свързани с всяка клетка за пръти 410, са разположени така, че една от двете дефлекторни лопатки е достатъчно близо до всеки краен ъгъл на клетката за пръти 410. По този начин двете дефлекторни лопатки 460 са симетрично разположени по най-дългия диагонал на клетката за пръти 410. Освен това всяка първа и втора вътрешна лента 370 може да има множество от отделни заваръчни пъпки 473, неделимо свързани към и издадени навън от долната страна на потока на всяка втора вътрешна лента 370, като са успоредни на флуидния поток. Заваръчните пъпки 473 служат за осигуряване на материал за заваряване на първата и втората вътрешни ленти 340 и 370, след като те са правилно зацепени. Освен това външната лента 330 може също да съдържа едно множество от разделени и наклонени навътре ушенца 475, които са неделимо свързани към и са издадени откъм долната страна на потока за по-лесно плъзване на първо горивно устройство 120 покрай второ горивно устройство 120 по време на повторно зареждане с гориво. По този начин първото горивно уст5 ройство 120 няма да “задере” или да “закачи” второто горивно устройство. Освен това външната лента 330 може да съдържа множество от разделени и закривени навътре дефлекторни ребра 477 за отделяне на част от флуидния 10 поток, протичащ около горивните пръти 130, разположени по протежение на вътрешната периферия на външната лента 330. Всяко дефлекторно ребро 477 има най-общо пирамидален външен контур и е монолитно свързано в 15 основата си към ръба откъм горния край на потока на външната лента 330 и се издава над, частично покривайки съответната клетка за пръти 410.According to FIG. 5, 6, 7, 8 and 9 on the upper side of the flow of each first inner strip 340 and every second inner strip 370 are individually attached and connected to each rod cell 410 by deflector means - a plurality of separated deflector blades 460 for separating a portion of the fluid stream around each fuel rod 130, which is disposed through its respective cell 410. Each deflector blade 460 is helically closed, located above and partially covering its corresponding rod cell 410, to obtain a vortex motion of the fluid stream passing n in the rod cells 410, wherein the fluid flow is rotated about the longitudinal axis of the fuel rod 130. In a preferred embodiment of the invention, the plurality of deflector blades 460 are a pair of deflector blades 460 mounted to each rod cell 410. Each deflector blade 460 has a spiral curved lower surface 470 to obtain the aforementioned vorticity. The deflector blade 460 can be bent outward from the upper edge of the inner plates 340 so as to form a sharp angle to the direction of the fluid flow. The two deflector blades 460 are oriented opposite each other so that the two vortices created by them are not in opposite directions to each other. Avoiding such a counter current prevents the interruption of the spiral vortex and allows to obtain the desired vortex, which rises in a spiral upward direction on the outer surface of the fuel rod 130. Thus, when the first inner strip 340 and the second inner strip 340 are properly engaged, as described above, each rod cell 410 has two deflector blades 460 connected. The presence of two deflector blades ensures that part of the fluid flow flowing around the longitudinal axis of each fuel rod 130 has a n more rotating action compared to if there is only one deflector blade. Each of the two deflector blades 460 is located above and partially covers its respective rod cell 410 to separate a portion of the fluid flow upstream through the rod cell 410. Therefore, the lower surface 470 of each deflector blade 460 curves upward from the edge from the upper flow of the first inner strip 340 or the second inner strip 370 at a predetermined distance above the rod cell 410 and is projected inward over it to change the direction of fluid flow, which is indicated by the arrows in FIG. In addition, the two deflector blades associated with each rod cell 410 are arranged such that one of the two deflector blades is sufficiently close to each end corner of the rod cell 410. Thus, the two deflector blades 460 are symmetrically arranged at the long diagonal of the rod cell 410. In addition, each first and second inner strip 370 may have a plurality of individual welding pins 473 indivisibly connected to and protruding outwards from the underside of the flow of each second inner strip 370, parallel to the fluid flow. Welding pins 473 serve to provide material for welding the first and second inner strips 340 and 370 after they are properly engaged. In addition, the outer strip 330 may also comprise a plurality of split and inwardly-aligned lugs 475 that are indivisibly connected to and protruding from the underside of the stream for easier drag of the first combustion device 120 past the second combustion device 120 during refueling. In this way, the first fuel assembly 120 will not "jam" or "hook" the second fuel unit. In addition, the outer strip 330 may comprise a plurality of split and inward deflector ribs 477 to separate a portion of the fluid stream 10 flowing around the fuel rods 130 along the inner periphery of the outer strip 330. Each deflector rib 477 has generally a pyramidal outer contour and is monolithically connected at its base 15 to the edge from the upper end of the flow of the outer strip 330 and protruding over, partially covering the corresponding rod cell 410.

По време на действие на реактора 10 потокът от течен забавящ охладителен агент навлиза през входния щуцер 30 и протича найнапред в посока, показана с хоризонтални стрелки на фиг. 1. След това потокът се принуждава да премине през отворите 110 и през всяко горивно устройство 120, разположено в активната зона на ядрения реактор 60, като посоката на потока е показана на фиг.1 с вертикални стрелки. След като премине активната зона на ядрения реактор 60, флуидният поток напуска реактора 10 през изходния щуцер 40 в направление, показано на фиг. 1 с другите хоризонтални стрелки.During the operation of reactor 10, the flow of liquid retardant enters through the inlet nozzle 30 and flows first in the direction shown by the horizontal arrows in FIG. 1. The flow is then forced to pass through the openings 110 and through each combustion device 120 located in the core of the nuclear reactor 60, the flow direction being shown in FIG. 1 with vertical arrows. After passing the core of the nuclear reactor 60, the fluid stream exits the reactor 10 through the outlet nozzle 40 in the direction shown in FIG. 1 with the other horizontal arrows.

Тъй като флуидният поток преминава през активната зона на ядрения реактор 60, той преминава през всяка клетка за пръти с ромбоидна форма 410, определена от решетъчния елемент 310. При това скоростта на флуидния поток намалява и се получава падане на налягането поради съпротивлението, оказано от решетъчния елемент, разположен напречно на флуидния поток. Това падане на налягането може да доведе до ядрено кипене по външната повърхност на горивния прът 130 в областта, обхваната от клетката за пръти 410. Ако няма дефлекторни лопатки 460 и ако топлината, генерирана от горивния прът 130, е достатъчно висока, може да се получи частично или плътно филмово покритие (т.е. DNB) по повърхността на пръта 130, което води до така нареченото “изгаряне”, което е нежелателно от съображения за безопасност. Поради това дефлекторнитс лопатки 460 служат за от деляне на част от флуидния поток спираловидно навътре към външната повърхност на горивния прът 130, за да се избегне частичното или плътно филмово покритие. Даже в случай на шестоъгълна решетка с триъгълни клетки 5 дефлекторните лопатки 460 подобряват DNB и температурния режим. Подобрените характеристики на DNB водят до приблизително 25 % повишаване на температурната ефективност на горивните пръти в сравнение със съществува- 10 щите конструкции на шестоъгълни решетки с триъгълни клетки, но без дефлекторни лопатки или дефлекторни ребра.As the fluid flow passes through the core of the nuclear reactor 60, it passes through each rod cell of diamond-shaped 410, determined by the lattice element 310. The fluid flow rate is reduced and a pressure drop is obtained due to the resistance exerted by the lattice element 310. an element transverse to the fluid stream. This pressure drop can result in a nuclear boiling over the outer surface of the fuel rod 130 in the area covered by the rod cell 410. If there are no deflector blades 460 and if the heat generated by the fuel rod 130 is high enough, partial or dense film coating (i.e., DNB) on the surface of the rod 130, which results in so-called "burning", which is undesirable for safety reasons. Therefore, the deflector blades 460 serve to spiral part of the fluid stream in a spiral inward direction to the outer surface of the fuel rod 130 to avoid partial or dense film coverage. Even in the case of a hexagonal grid with triangular cells 5, the deflector blades 460 improve the DNB and temperature. The improved DNB characteristics result in approximately 25% increase in the thermal efficiency of the fuel rods compared to the existing designs of hexagonal triangular cell gratings, but without deflector blades or deflector fins.

Ромбоидното сечение на всяка клетка за пръти 410, заедно със закривената долна по- 15 върхност 470 на всяка дефлекторна лопатка 460, съдейства за генериране на вихрово движение, така че да бъде избягнато DNB. В този случай ромбоидната форма на всяка клетка за пръти 410 има намалена повърхност на об- 20 тичане от флуидния поток в сравнение с квадратната форма на клетките за пръти или с още по-традиционните конструктивни изпълнения на активната зона на реактора. Следователно поради намалената повърхност на обтичане на 25 клетката за пръти 410, която се дължи на ромбоидната й форма, по-голяма част от флуидния поток, протичащ нагоре през нея, е принуден да влезе в съприкосновение с долната повърхност 470 на всяка дефлекторна лопатка 30 460, когато флуидният поток излиза от клетката за пръти 410. От това следва, че тъй като по-голяма част от флуидният поток контактува с долната повърхност 470 на дефлекторната лопатка 460, по-голяма част от него ще бъде 35 отделена, отколкото в традиционното подреждане с квадратни клетки. На свой ред това води до получаване на по-дълго завихряне за поддържане на флуидния поток по външната повърхност на горивния прът 130 предимно в ед- 40 на фаза, за да се избегне DNB.The rhomboid section of each rod cell 410, together with the curved lower 15 surface 470 of each deflector blade 460, helps to generate vortex motion so that DNB is avoided. In this case, the rhomboid shape of each rod cell 410 has a reduced surface flow around the fluid flow compared to the square shape of the rod cells or the more conventional design of the reactor core. Therefore, due to the reduced flow surface of the 25 rod cell 410 due to its rhomboid shape, most of the fluid flow upstream through it is forced to come into contact with the lower surface 470 of each deflector blade 30 460 when the fluid stream exits the rod cell 410. It follows that since most of the fluid stream contacts the lower surface 470 of the deflector blade 460, more of it will be 35 separated than in the conventional arrangement with square cells tki. This, in turn, results in a longer vortex to maintain fluid flow over the outer surface of the fuel rod 130, preferably in one to 40 phases, to avoid DNB.

Освен това клетките за пръти 410 с ромбоидна форма, принадлежащи на решетъчния елемент 310, в комбинация с дефлекторните лопатки 460, съществено намаляват необходимос- 45 тта от по-големи и по-скъпи охлаждащи помпи за ядрения реактор, за да се увеличи скоростта на флуидния поток, който да се поддържа предимно в една фаза около външната повърхност на горивните пръти 130. Това е така, защото 50 вихрите, образувани от всяка клетка за пръти 410 и съответните й дефлекторни лопатки 460, увеличават флуидния поток около външната повърхност на всеки горивен прът 130.In addition, the rhombic shaped rod cells 410 belonging to the lattice member 310, in combination with the deflector blades 460, substantially reduce the need for larger and more expensive nuclear reactor cooling pumps to increase fluid velocity. mainly maintained in one phase around the outer surface of the fuel rod 130. This is because the 50 vortices formed by each rod cell 410 and its respective deflector blades 460 increase the fluid flow around the outer surface of each fuel rod.130.

Нещо повече, клетките за пръти с ромбоидна форма 410 позволяват при триъгълна стъпка на горивните пръти да се получи подреждане с намалено разстояние между центровете на съседните горивни пръти 130 в сравнение с по-традиционните квадратни форми на подреждане. Това позволява по-плътно подреждане, за да се получи по-голяма производителност на реактора при определени размери. Това е желателно, тъй като при една по-плътно подредена активна зона на реактора се получава повече произведена енергия за единица обем, което на свой ред води до нарастване на възвръщаемостта на вложените инвестиции.Moreover, the rhomboid shaped rod cells 410 allow a triangular step of the fuel rods to produce a reduced distance between the centers of the adjacent fuel rods 130 compared to the more conventional square shapes. This allows for a tighter arrangement to obtain greater reactor performance at certain sizes. This is desirable, since a more tightly arranged reactor core produces more energy per unit volume, which in turn leads to an increase in the return on investment.

От горното описание е ясно, че дефлекторните лопатки 460 принуждават по-студения охлаждащ агент да се смесва съответно с по-топлия флуид около повърхността (т.е.външния диаметър 170) на всеки горивен прът 130, така, че температурната разлика между охлаждащия агент и флуида около повърхността на горивния прът се минимизира. Това води до получаване на предимно една фаза на течността около повърхността на горивния прът и следователно до избягване на DNB.It is clear from the above description that the deflector blades 460 cause the colder cooling agent to mix accordingly with the warmer fluid around the surface (i.e., the outer diameter 170) of each fuel rod 130, such that the temperature difference between the cooling agent and fluid around the surface of the fuel rod is minimized. This results in predominantly a single phase of liquid around the surface of the fuel rod and therefore avoids DNB.

Claims (8)

Патентни претенцииClaims 1. Горивно устройство с възможност за отделяне на част от флуидния поток, преминаващ през него, съдържащо:1. A fuel device capable of separating a portion of the fluid stream flowing through it, comprising: решетъчен елемент с напречен контур с шестоъгълна форма, който определя множество от клетки за пръти с ромбоидна форма и множество от съединителни клетки с найобщо ромбоидна форма;a hexagonal-shaped lattice element defining a plurality of rhombic-shaped rod cells and a plurality of rhombus-shaped connecting cells; множество от дълги горивни пръти, успоредно подредени на разстояние един от друг, всеки от които преминава през съответната му клетка за пръти;a plurality of long combustion rods, parallel to one another, each passing through its respective rod cell; множество от удължени съединителни тръби, успоредно подредени на разстояние една от друга, всяка от които преминава през съответната й съединителна клетка, характеризиращ се с дефлекторна лопатка, прикрепена към всяка от клетките за пръти и неделимо свързана с решетъчния елемент, криволинейно частично издаваща се над съответната й клетка за пръти и наклонена спрямоa plurality of elongated connecting tubes, parallel to one another, each passing through its respective connecting cell, characterized by a deflector blade attached to each of the rod cells and indivisibly connected to the lattice element, curvilinearly partially projecting her rod cage and tilted toward 4* .--ΛΑ.*5ν..« -J.V;--x»-.»r я‘'йл-С« ·ν*#-·-. ^^.У-.1«ха*.'Лга^.5?.Ч4«. --»Λ-.λ-«ιΜΛ«;4 * .-- ΛΑ. * 5ν .. "-J.V; - x" -. "R ja''yl-C" · ν * # - · -. ^^. Y-.1 "ha *. 'Lga ^ .5? .Ch4". - "Λ-.λ-" ιΜΛ "; флуидния поток за отделяне на част от него около горивните пръти.fluid flow to separate part of it around the fuel rods. 2. Горивно устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че съдържа втора дефлекторна лопатка, прикрепена към всяка от клетките за пръти и неделимо свързана с решетъчния елемент, криволинейно частично издаваща се над съответната й клетка за пръти и наклонена спрямо флуидния поток за отделяне на част от него около всеки горивен прът.A combustion device according to claim 1, characterized in that it comprises a second deflector blade attached to each of the rod cells and indivisibly connected to the lattice element, curvilinearly protruding above its respective rod cell and inclined towards the fluid flow for separation part of it around each fuel rod. 3. Горивно устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че горивният поток има ос на потока, а горивното устройство съдържа:A combustion device according to claim 1, characterized in that the combustion stream has a flow axis and the combustion device comprises: а) решетъчен елемент, включващ (i) външна лента с шестоъгълен контур, разположена с ръбовете към флуидния поток;(a) a lattice element comprising (i) an external hexagonal contour strip extending from the edges to the fluid stream; (й) множество от първи вътрешни ленти, разположени с ръбовете към флуидния поток, като всяка от първите вътрешни ленти е прикрепена към вътрешната страна на външната лента;(j) a plurality of first inner strips extending along the edges to the fluid flow, each of the first inner strips being attached to the inner side of the outer stripe; (iii) множество от втори вътрешни ленти, разположени с ръбовете към флуидния поток, като всяка от вторите вътрешни ленти е прикрепена към вътрешната стена на външната лента и всяка от вторите вътрешни ленти пресича всяка от първите вътрешни ленти под ъгъл за определяне на едно множество от клетки за пръти с ромбоидна форма и едно множество от съединителни клетки с най-общо ромбоидна форма към решетъчния елемент;(iii) a plurality of second inner strips extending along the edges to the fluid flow, each of the second inner strips being attached to the inner wall of the outer stripe and each of the second inner strips intersecting each of the first inner strips at an angle to determine a plurality of rhomboid rod cells and a plurality of junction cells generally rhomboidal to the lattice member; б) множество от дълги горивни пръти, успоредно подредени на разстояние един от друг във флуидния поток и преминаващи през съответните им клетки за пръти, като всеки от горивните пръти има надлъжна ос успоредна на оста на потока;(b) a plurality of long fuel rods parallel to each other in the fluid stream and passing through their respective rod cells, each fuel rod having a longitudinal axis parallel to the axis of the stream; в) множество от удължени съединителни тръби, успоредно подредени на разстояние един от друг във флуидния поток и преминаващи през съответните им съединителни клетки, като всяка от съединителните тръби има надлъжна ос успоредна на оста на потока;c) a plurality of elongated connecting tubes, parallel to each other in the fluid flow and passing through their respective connecting cells, each of the connecting tubes having a longitudinal axis parallel to the axis of the flow; г) множество от дефлекторни лопатки, прикрепени към всяка от клетките за пръти, като всяка дефлекторна лопатка е неделимо свързана към решетъчния елемент и криволинейно частично издаваща сс над съответната й клетка за пръти и наклонена спрямо оста на флуидния поток за отделяне на част от него около надлъжната ос на горивния прът, преминаващ през съответната клетка за пръти.d) a plurality of deflector blades attached to each of the rod cells, each deflector blade being indivisibly connected to the lattice element and curved partially extending beyond its respective rod cell and inclined relative to the axis of fluid flow to separate a portion thereof; the longitudinal axis of the fuel rod passing through the corresponding rod cell. 4. Горивно устройство съгласно претенция 3, характеризиращо се с това, че всяка отA combustion device according to claim 3, characterized in that each of 5 множеството дефлекторни лопатки е спираловидно закривена и частично се издава над съответната й клетка за пръти за създаване на вихър, така че частта от флуидния поток, отделена около горивния прът, се завърта около 10 надлъжната му ос.5, the plurality of deflector blades are helically curved and partially projected over its corresponding rod cell to create a vortex so that the portion of the fluid stream discharged about the fuel rod rotates about 10 longitudinal axes thereof. 5. Горивно устройство съгласно претенция 4, характеризиращо се с това, че множеството от дефлекторни лопатки е двойка от противоположно ориентирани дефлекторни5. A combustion device according to claim 4, characterized in that the plurality of deflector blades is a pair of oppositely oriented deflector blades. 15 лопатки, отместени една спрямо друга за образуване на два вихъра, така че частта от флуидния поток, отделена около надлъжната ос на горивния прът, има по-голямо вихрообразно движение.15 blades displaced relative to each other to form two vortices so that the portion of fluid flow discharged about the longitudinal axis of the fuel rod has greater vortex motion. 2020 6. Горивно устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че горивното устройство съдържа:A combustion device according to claim 1, characterized in that the combustion device comprises: а) първа анкерна плоча;(a) first anchor plate; б) втора анкерна плоча, разделена от 25 първата и коаксиално центрирана с нея;b) a second anchor plate separated by the first 25 and coaxially centered thereon; в) множество от разделени и коаксиално центрирани решетъчни елементи, разположени между първата и втората анкерни плочи, като всеки решетъчен елемент съдържа:c) a plurality of split and coaxially centered lattice members located between the first and second anchor plates, each lattice element comprising: 30 (i) външна лента с напречен контур правилен шестоъгълник, разположена с ръбовете към флуидния поток и имаща най-малко една удължена странична стена;30 (i) an outer cross-sectional strip, a regular hexagon, arranged at the edges of the fluid stream and having at least one elongated side wall; (й) множество от удължени успоредни 35 първи вътрешни ленти, разположени с ръбовете към флуидния поток, всяка от които е прикрепена към външната лента и е разположена напречно във вътрешността на външната лента успоредно на страничната стена;(j) a plurality of elongated parallel first 35 inner strips extending along the edges to the fluid stream, each of which is attached to the outer stripe and arranged transversely within the outer stripe parallel to the side wall; 40 (iii) множество от удължени успоредни втори вътрешни ленти, разположени с ръбовете към флуидния поток, всяка от които е прикрепена към външната лента и е разположена напречно във вътрешността на външната лента, като всяка от вторите вътрешни ленти пресича всяка от първите вътрешни ленти, под ъгъл за определяне на множество от клетки за пръти с ромбоидна форма и множество от съединителни клетки с най-общо ромбоидна форма в решетъчния елемент;40 (iii) a plurality of elongated parallel second inner strips extending along the edges to the fluid stream, each of which is attached to the outer strip and extending transversely into the inner outer strip, each of the second inner strips crossing each of the first inner strips, an angle for determining a plurality of rhombic shaped rod cells and a plurality of rhombus shaped cells generally in the lattice element; г) множество от дълги най-общо цилиндрични горивни пръти, успоредно подредени на разстояние един от друг във флуидния поток и с възможност за генериране на топлина, като всеки от горивните пръти, разположен между първата анкерна плоча и втората анкерна плоча, има надлъжна ос успоредна на оста на потока и преминава през съответната му клетка за пръти;(d) a plurality of long generally cylindrical fuel rods arranged parallel to one another in the fluid stream and capable of generating heat, each fuel rod located between the first anchor plate and the second anchor plate having a longitudinal axis parallel on the axis of the stream and pass through its corresponding rod cell; д) множество от дълги най-обща цилиндрични съединителни тръби, успоредно подредени на разстояние една от друга във флуидния поток и разположени между първата анкерна плоча и втората анкерна плоча, и имащи първа крайна част, свързана с първата анкерна плоча, и втора крайна част, свързана с втората анкерна плоча, за разделяне на първата и втората анкерна плоча, като всяка от съединителните тръби с надлъжна ос успоредна на оста на потока, преминава през съответната й съединителна клетка;(e) a plurality of long, generally cylindrical connecting tubes, parallel to each other in the fluid flow and disposed between the first anchor plate and the second anchor plate, and having a first end portion connected to the first anchor plate and a second end portion, connected to the second anchor plate to separate the first and second anchor plates, each of the longitudinal axis connecting tubes parallel to the axis of the flow passing through its respective connecting cell; е) множество от дефлекторни лопатки, прикрепени към всяка от клетките за пръти, като всяка от дефлекторните лопатки, свързана с решетъчния елемент, спираловидно закривена частично се издава над съответната й клетка за пръти, като е наклонена спрямо оста на потока за отделяне на част от флуидния поток около надлъжната ос на горивния прът, преминаващ през съответната клетка за пръти, при което ромбоидната форма на всяка клетка за пръти и кривината на всяка издаваща се дефлекторна лопатка съдействуват за получаване на предимно еднофазов флуиден поток около горивния прът за предаване на топлината от горивния прът към флуидния поток, 5 като дефлекторната лопатка отделя частта от флуидния поток около надлъжната ос на горивния прът.(f) a plurality of deflector blades attached to each of the rod cells, each deflector blade associated with the lattice element being helically curved partially projecting over its corresponding rod cell, inclined toward the axis of the flow to separate part of the rod; the fluid flow around the longitudinal axis of the fuel rod passing through the respective rod cell, wherein the rhomboid shape of each rod cell and the curvature of each projecting deflector blade contribute to the production of predominantly single-phase fluids ene flow around the fuel rod heat transfer from the fuel rod to the fluid flow 5 as a deflector vane separated part of the fluid stream about the longitudinal axis of the fuel rod. 7. Горивно устройство съгласно претенция 6, характеризиращо се с това, че всякаThe combustion apparatus of claim 6, wherein each 10 дефлекторна лопатка е спираловидно закривена и се издава частично над съответната й клетка за пръти за завъртане на част от флуидния поток около надлъжната ос на горивния прът за предаване на топлината от горив15 ния прът към флуидния поток.10 the deflector blade is helically curved and extends partially over its corresponding rod cell to rotate a portion of the fluid stream around the longitudinal axis of the fuel rod to transfer heat from the fuel rod to the fluid stream. 8. Горивно устройство съгласно претенция 7, характеризиращо се с това, че съдържа две противоположно ориентирани дефлекторни лопатки, отместени една спрямо друга за създаване на два вихъра, така че частта от флуидния поток, отделена около надлъжната ос на горивния прът, има по-голямо завъртащо действие за предаване на по-голямо количество топлина от горивния прът към флуидния поток.8. A combustion device according to claim 7, characterized in that it comprises two oppositely oriented deflector blades offset from each other to create two vortices such that the portion of the fluid stream discharged about the longitudinal axis of the combustion rod has a larger a rotary action to transmit more heat from the fuel rod to the fluid stream.