SE426530B - Brenslepatron avsedd for en kokvattenreaktor - Google Patents

Description

10 8.1_:{)3-G57- 9 vid ett visst utbränningsstadium önskar ändra de olika dellmippenas lägen och/eller orientering-ar i syfte att uppnå. bättre bränsleekonomi.

Den uppgift som man avser. att lösa genom uppfinningen, är att åstadkomma en fyrdelad bränslepatron som medger enklare och mindre tidsödande bränslehan- tering än det som är möjligt vid användande av ovannämnda kända. bränsle- patroner.

Vad som kännetecknar uppfinningen framgår av nedanstående patentlcrav.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas under hänvisning till de olika figurerna. på bifogade schematiska ritningar.

Fig 1, 2, 3, 4 och 5 visar en första utföringsfom av uppfinningen, varvid . fig 1 är ett vertikalsnitt längs I-I på. fig 2, 3, 4 och S, medan fig 2, 3, 4. och 5 visar horisontalsnitt längs II-II, III-III, IKT-IV respektive V-V på. fig 1.

Fig 2A visar en i ovannämnda första utföringsform ingående topplatta i vy ofanifrån, och fig ZB visar samma topplatta i snitt längs 3-13 på. fig 2A.

Fig 3A visar ett alternativt utförande av det på fig 3 visade deltoppgallret.

Fig 6, 7 och 8 visar en andra utföringsform av uppfinningen, varvid fig 6 visar ett partiellt vertikalsnitt av en bränslepatron längs VI-VI på fig 7, medan fig 7 och fig 8 visar horisontalsnitt längs VII-VII respektive VIII-VIII på fig 5.

En tredje utföringsfonm av uppfinningen är visad påfig 9, 10 och 11, varvid fig 9 visar ett partiellt vertikalt snitt längs IX-IX på. fig 10 och 11, me- dan fig 10 och 11 visar horisontalsnitt längs X-X respektive XI-XI på fig 9.

En fjärde utföringsform av uppfinningen är visad på. fig 12 och 15, varvid fig 12 visar en 'bränslepatron i partiellt vertikalsnitt längs XII-XII på. fig 13, medan fig 13 visar ett horisontalsnitt lälngs XIII-XIII på. fig 12.

På. fig 1-5 betecknar 1 en höljeanordzüng för en bränslepatron avsedd för en kokvattenreaktor. Bränslepatronens vertikala mittlinje är betecknad med 1'- Höljeanordningen 1 omsluter sextiofyra bränslestavar 2 och 2' , vilka är a... 10_ D30 aæeaosv-9 jämnt fördelade på fyra delknippen, vilka 'air omslutna av var sitt delrör 5.

Delrören har bildats genom att bränslepatronens höljerör längs en vertikal sträcka av ungefär samma längd som bränslestavarna är fyrdelat medelst ett ihåligt och med korsformigt tvärsnitt utfört avstyvningsorgan. Avstyvnings- organet har en vertikal mittlinje 4' och fyra avstyvningsflyglar 4. Varje flygel 4 innehåller en vertikal genomströmzingsväg 5' för moderatorvatten.

Avstyvningsorganet är hopsatt av fyra långsträckta, vertikala., med L-formigt tvärsnitt utformade plåtelement 6, 6', 6", 6"'. Varje avstyvzxingsflygel 4 innehåller två parallella, med inbördes avstånd anordnade plâtpartier till- hörande var sitt L-formigt plåtelement. I varje avstyvningsflygel är ett flertal i plåtelementen utformade, mot varandra vettande stutsar 7 hop- svetsade med en svetssöm 7' så att ett flertal hydrauliska förbindelser mel- lan närliggande delrör 3 bildas.

Höljeanordningen 1 är utförd i Zircaloy®och fastsvetsad vid en Zircaloy®- hylsa 15 med ett nedre, med kvadratiskt tvärsnitt utfört parti. Hylsan 15 är fastsknruvad vid en underdel 16, som nederst har en inloppsöppning för det till bränslepatronen tillförda vattenflödet. Ett vattenrör 17 är fixerat i mitten av underdelen 16 med hjälp av ett flertal radiellt riktade armar 18, vilka är fastsvetsade vid mderdelexl 16 och vattenröret 17. Varje delrör 5 innehåller ett dellcriippe om sexton Iränslestavar, vilka är uppburna av ett motsvarande bottengaller 19. De fyrz. bottengallren vilar på vattenrörets 17 övre ändeoch pâ. ett flertal axiella utsprång 20, utformade i underdelens 16 övre àlndparti. Varje dellmippe är försett med ett flertal spridare 21 samt med ett deltoppgaller 22. De nedre ändarna av de lângsträckta L-formade plåt- elementen 6, 6', 6", 6"' är anordnade i fyra horisontella spår 23, utformade i vattenrörets 17 övre ände, varvid avstyvzzingsorganets inre är hydrauliskt förbundet med vattenröret 17. Varje avstyvningsflygel 4 är försedd med en tät botten 24, vare ragielltlirzre kant formar en del av omkretsen hos en central inloppsöppning 25, avsedd för ett genom flödesväganxa 5' och 5" strömmande flöde av moderatorvatten. Varje vattenflödesväg 5' kommunicerar med omgivningen via ett flertal stutsar 15.

I varje delknippe är två av de sexton 'bränslestavaina utförda som bärande stavar 2' . Dessa är i likhet med de övriga bränslestavarna 2 anordnade med sina nedre ändpluggar i var sitt genomgående hål i bottenplattan 19, ooh med sina övre ändpluggar i var sitt i huvudsak hålcylindriskt parti hos deltopp- plattan 22. Hos de bärande bränslestavarna 2' är emellertid de övre ändplug- garna 25 förda genom deltoppgallret 22 ooh försedda med muttrar 25' , och de nedre ändpluggarna 26 är förda genom bottenplattan 19 och försedda med mutt- rar 26' . %a1osesv-9 Varje deltoppgaller 22 är utfört med sexton, i ett kvadratiskt gitter anord- nade bräxzslestavpositioner och innehåller sexton i huvudsak hålcylindrislca. partier 27 samt ett flertal förbindningspartier, av vilka ett utgör ett mitt- parti och är beteclcnat med 28', medan de övriga är betecknade med 28. Mitt- partierna 28 och 28' utgör i likhet med de hålcylindriska partierna integre- rade delar av deltoppgallret. Förbindningspartierna 28 och 28' förbinder de håloylindriska partierna. med varandra och avgränsar tillsammans med utvän- diga ytor hos dessa ett flertal i deltoppgallret 22 utformade genomström- ningsöppningar 29 för reaktorkylmedel. Det centrala förbindningspartiet 28' är direkt förbundet med de fyra närmast deltoppgallrets mittpunkt 'befintliga hålcylindriska partierna 27. Två. av dessa ligger i ett vertikalplan som går genom delgallrets mittpunkt, men ej genom bränslepatronens mittlinje. Dessa två hålcylindriska partier omsluter en ändplugg 25 hos var sin av delpatro- nens bindande stavar 2'. Hos varje deltoppgaller 'air det centrala förbind- ningspartiet 28 i sin mittpunkt försett med ett gängat hål 30, och de fyra deltoppgallren är fästade vid en gemensam topplatta 31 medelst fyra skruv- 'bultar 32, som är förda genom var sitt vertikala hål 32' i topplattan 31, och fastskruvade i var sitt hål 30 på sådant sätt att uppåtvettande ytor hos del- toppgallren 22 pressas mot nedâtvettande ytor hos topplattazi 31. Slcruvbul- ternas 32 huvuden ligger an mot var sitt uppåt vettande ytparti 36 hos topp- plattan 31. .Topplattan 31 är utformat med fyra hörnpartier 40, vilka till- sammans med fyra mellanliggande horisontella, stavformiga partier 41 bildar en ram. Hörnpartierna 40, de stavformiga partierna 41 samt ett armkors 42 utgör integrerade delar av topplattan 31. Två av hörnpartierna 40 är för- sedda med var sitt hål 43 i syfte att underlätta passage av reaktorkylmedel, medan de övriga två. uppbär en lyftbygel 33, Som i varje ände är fästad vid topplattan medelst två. genomgående horisontella pinnar 34, vilka är förda genom motsvarande hål 34' i ett hos topplattan utformat öra 35 och fixerade medelst svetsning. Alternativt kan lyftbygeln 33 utföras som en integrerad del av topplattan 31 .

Topplattan 31 är i ett av hörnan försedd med två. i huvudsak vertikalt rik- tade bladfjädrar 37, vilka ligger an mot insidan av ett vid höljeanordningens överkant fastsvetsat lyftöra 38. Detta dimensionerat att tillsammans med ett likadant, vid det motstående hörnet anordnat lyftöra kunna belastas med vikten av hela bränslepatronen. Vidare är topplattan försedd med två i huvud- sak vertikalt riktade bladfjâdrar 37', avsedda att ligga an mot vertikala ytor i realctorhärdens toppgaller. I varje hörn har topplattan 31 två. nedåt- riktade utspråxxg 39 med vertikala stödytor, vilka ligger an mot motsvarande vertikala ytpartier hos deltoppgallren 22. 8105057-9 Topplattan '51 uppbär en fördelningsränna 44 för strilv-atten.

Alternativt kan man i stället för deltoppgallret 22 använda det på fig 5A visade deltoppgallret 22', hos vilket ett centralt förbindningsparti är betecknat med 28"' och de övriga med 28". Förbindningspartierna hopbinder sexton hålcylindriska partier 27' . De båda diagonalt förlöpande förbind- ningspartierna ligger rakt under var sin arm hos topplattans amkors 42.

Som visas på fig 1 är ett flertal toppgallerpartier, vilka ligger an mot hålcylindriska partier 27 hos något deltoppgaller, försedda med var sin ur- borrning 45, avsedd att upptaga var sin ändplugg hos bränslestavarna 2 när dessa förlängs på. grund av hög temperatur.

Den på fig 6, 7 och 8 visade bränslepatronen skiljer sig från den ovan be- skrivna endast genom att topplattan 46 och deltoppgallren 47 avviker från motsvarande detaljer hos den ovan beskrivna 'bränslepatronern Topplattan 46 är försedd med en lyftbygel 48 som utgör en integrerad del. Uppåtvettande ytor hos topplattan utgör botten i en vattenfördelningsränna 49. Varje del- tcppgaller har ett flertal hålcylindriska partier 50 och ett centralt förbind- ningsorgan som 'a'.r betecknat med 51, medan de övriga förbindningsorganen mel- lan partierna 50 är 'oeteclmade med 52. Varje organ 51 har ett centralt gäng-at hål 55. Fyr-a bultar 54 är förda genom topplattan 46 genom var sitt hål 55 och fastslcmzvade i var sitt hål 55. Varje topplatta 46 har minst fem vinkel- rätt mot och mellan vertikala bränslestavaxlar förlöpande, långsträckta, i diagcnalriktningar förlöpande partier, vilkas horisontalprojektioner täcker minst 80 % av var sitt motsvarande förbindníngsparti 51 eller 52 hos del- toppgallren 47. Bränslepatronen innehåller totalt åtta bärande bränslestavar.

I varje dellcnippe ligger två. av dessa i ett vertikalplan genom dellcnippets respektive bräns lepatronens mittlinje .

Den på, fig 9, 10 och 11 visade utföringsformen skiljer sig från de ovan be- skrivna. huvudsakligen genom att topplattan 56 och de fyra deltoppgallren 57 är annorlunda utformade. Varje deltoppgaller 57 har sexton hålcylindriska partier motsvarande sexton bränslestavpositioner. Varje delknippe innehål- ler två bärande 'brähslestavar 2', vilkas toppluggar är betecknade med 25 och anordnade i två. med 58 'betecknade hålcylindriska partier, försedda med var sin mutter 25'. Varje deltoppgaller är fästat vid topplattan 56 med hjälp av två uppåt förlängda och med var sitt massivt, gängat ändparti 59 försedda hålcylindriska partier 60. De gängade ändpartierna 59 är förda genom var

Claims (8)

10 15 20 81^Û305l7 - 9 sitt hål 59' i topplattan 56 och försedda med var sin mutter 61. Hâlen 45" har samma. syfte som de på fig 1 och 7 visade hålen 4.5 respektive 45k Den på. fig 12 och 13 visade bränslepatronen skiljer sig från de övriga endast genom att dess övre ände är utformad på annat sätt. Bränslepatronen innehål- ler fyra delknippen av bränslestavar 2 och 2', varvid varje delknippe inne-- håller två bärande 'bränslestavar 2'. Höljesystemet 1 är uppdelat i fyra del- rör 3 med hjälp av fyra stödflyglar 4 och är försett me_d två lyftöron 58 på. samma sätt som visas på fig 1. De fyra dellmippena är försedda med var sin bottenplatta 19. Bränslepatronen är utfördmed en topplatta 62 som i likhet med de ovan beskrivna topplattorna har .som uppgift att positionera de fyra delkznippena. Dessutom ger topplattan inom varje delknippe en positio- nering' av 'bränslestavarna i förhållande till varandra genom att den ü ut- formad med sextiofyra håloylindriska partier 64, motsvarande var sin bränsle- stavposition. Topplattan 62 är försedd med en lyftbygel 65 som utgör en inte- grerad del. Varje bärande stav 2' elr förd genom en bottenplatta 19 med sin nedre ändtapp 26, som är försedd med en mutter 26', medan den övre ändtappen 25 på. motsvarande sätt är förd genom topplattan 62 och försedd med en mutter 25k Topplattan 62 är i likhet med de ovan beskrivna topplattorna anordnad i en övre, med vertikal utsträckning utförd, ej fyrdelad. del av höljesystemet 1, alltså. ovanför stödflyglarna 4. På. ritning-arna är det endast visat 'bränslepatroner med seactiofyra bränsle- stavpositioner. Uppfinningen omfattar även bränslepatroner med ett större eller mindre antal bränslestavpositioner, t ex en bränslepatron med fyra delpatroner och tjugofem 'oränslestavpositioner i varje delpatron. _ PATENTKRAV

1. Bränslepatron avsedd för en kokvattezxreaktor och innehållande ett fler- tal vertikala bränslestavar, vilka är omslutna av en höljeanordning (1) med vertikal längaaxel (1I) och föraelaae på fyra aeumippen, varvid branslesta- varna (2, 2') i varje dell-:nippe är positionerade med hjälp av ett flertal vertikalt efter varandra anordnade, endast för delknippets bränslestavar avsedda spridare (21), under det att nämnda delknippen vilar på. var sitt bottengaller (19), k ä. n n e t e c k n a d därav, att majoriteten avfbräns- lestavarna i varje delknippe är anordnade i bottengallret (19) med rörelse- frihet i riktning vertikalt uppåt, medan minst en bränsletav i varje del- 8103057-9 lcnippe utgörs av en bärande stav (2') som är anordnad i upplösbar dragkraft- överförande förbindelse med delknippets bottengaller (19): och att nämnda. delknippen är positionerade i förhållande till varandra medelst en gemensam, av ett övre parti hos nämnda höljeanordning omsluten topplatta (31; 46; 56; 62), som är anordnad i upplösbar draglcraftöverförande förbindelse med nämnda bottengaller medelst nämnda bärande stavar, samt försedd med en lyftbygel G5; 65) lämpad för lyftning av samtliga delknippen i ett och samma lyft.

2. Bränslepatron enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a. d därav, att närmar höljörnörarirg (1) innehåller ett övre höljeparti (L), vars projek- tion i ett tänkt, genom bränslestavarnas mittparti förlöpande horisontal- plan bildar en kvadrat med avrundade hörn, varvid denna kvadrat omsluter nämnda. dellcnippen på sådant sätt att kvadratens fyra kvadranter omsluter var sitt delknippe, under det att ett flertal mellanrum mellan nämnda del- lmippen är vart och ett försett med kanalväggar (6, 6', 6", 6"'), vilka. förlöper längs en övervägande del av bränslestavarms vertikala utsträck- ning, men endast nedanför nämnda övre höljeparti (L), och avgränsar. vertikala. flödesvägar (5') för relativt kallt moderatorvatten och förhind- rar horisontell kommunikation mellan detta och bränslestavazna, varvid ramar röpplrrrr (35; 65) rr.- rnöraraa 1 nämnda övre höijöprrti (L). 5. Bränslepatron enligt patentkrrav 1, k ä. n n e t e c k n a d därav, att nämnda dellmippen är försedda med var sitt under näxmda gemensamma. topplatta

G1; 46; 56) anordnat deltoppgaller (22; 22'; 47; 57), under det att nämnda bärande stavar (2') är anordnade med sina övre ändar i draglcraftöverförande förbindelse med nämnda deltoppgaller (22ç 22'; 47; 57), medan nämnda del- toppgaller är löstagbart fästade vid nämnda gemensamma. topplatta medelst var sin förbinaningsanöraning G2; 54; 59), som är lampan för lyftning av ett aenmippe med villgröranae aelbörvenplavva (19) och aöltöppgrller.

4. Bränslepatron enligt patentlmrav 5, k ä. n n e t e o k n a d därav, att varje deltopplatta är fastklämd mot undersidan av nämnda gemensamma topp- platta medelst nämnda löstagbara förbindningsanordning, varvid ett flertal mot en deltopplatta anliggande partier hos nämnda gemensamma topplatta är försedda med var sitt koaxiellt, med en motsvarande bränslestav och med något större diameter än dennas över ändtapp utformat hål (45; 45'; 45"). 3103057-9

5. Bränslepatron enligt patentkrav 5, I: ä. n n e t e c k n a. d därav, att vart och ett av nämnda deltoppgaller är utfört med sexton, i ett kvadratiskt gitter anordnade bránslestavpositioner och innehåller sexton motsvarande, i huvudsak nåleyllnarisla partier (27; 27'; so) samt ett fler-tel fat-bindnings- partier (28, 28', 28", 28"'; 52, 51), vilka förbinder nämnda hålcylindriska partier med varandra och tillsammans med utvändiga ytor hos dessa avgränsar ett flertal i nämnda deltoppgaller utformade genomströmningsöppningar (29) för reaktorlqlmedel, varvid ett av nämnda förbindningspartier utgörs av ett centralparti (28', 28"; 51) som är direkt förbundet med de fyra närmast deltoppgallrets mittpunkt befintliga hålcylindriska partierna, under det att två. av dessa ligger i ett och samma vertikalplan genom nämnda mittpunkt oohdomsluter en ändplugg (25) hos var sin av nänmda bärande stavar, under det att nämnda oentralparti är mekaniskt förbundet med nämnda för-bindnings- enßränine G2; 54)-

6. Bränslepatron enligt patentlcrav 5, k ä. n n e t e o k n a d därav, att nämnaeförbinatfingeenoraning mmenåller en bult G2; 54), vers huvud ligger an mot en uppåtvettande yta hos nämnda gemensamma topplatta och som är förd genom denna ooh fastskruvad med sin nedre ände i ett i centrum hos nämnda eentrelperti (2s', zsflf; 51) utformat gänget nål (5o; 53).

7. Bränslepatron enligt patentlcrav 1, k ä, n n e t e c k n a d därav, att nämnda gemensamma topplatta innehåller ett ramliloiande, i huvudsak kvadra- tiskt parti, som utan nämnvärt spel omslutes av ett motsvarande parti hos nämnda höljeanordning, och som är försedd med en längs en övervägande del ev omkreteen fötlapenae vettenränne (44, 44', 44").

8. Bränslepatron enligt patentkrav 1, k ä. n n e t e c k n a d därav, att nämnda gemensamma topplatta (62) är utförd med ett flertal i huvudsak hål- cylindriska partier (64), vilka motsvarar var sin brämslestavposition och tillsammans omsluter samtliga i nämnda bränslepatron ingående brárxslestavar (2, 2'), varvid nämnda bärande bränslestavar (2')_ förda genom näïnmda gemen- salnma topplatta (62) med var sin gängad ändtapp (25) och försedda med en ovanför nämnda toppgaller anordnad mutter (.25'). '