SE433409B - Endaramaturkonstruktion for brenslepatronenhet - Google Patents

Description

ul ul 40 7808998-4 z. att ordna bränslestavarna i reaktorkärnan i grupper med cirka två- hundra stavar i varje. Vanligen kallas dessa grupper bränslepatroner.

För att förstärka den strukturella helheten hos var och en av bränslepatronerna och för att stabilisera bränslestavarna i patrcnen är det vanligt att montera bränslestavarna i hållare vid ändarna och att stödja mittpartiet hos stavarna medelst cellformiga gallerkonstruk- tioner som är anordnade med på förhand bestämda avstånd längs stavarna.

Emellertid är konstruktionen av bränslepatronen icke begränsad till bränslestavarna, hâllarna och gallren. I regel är ett eller flera styrrör för kontrollstavar även anordnade i den vanliga bränsle- patronen. För att kontrollera den energi som alstras i en kärnreaktor är det brukligt att tillsätta neutronabsorberande material i reaktor- kärnan. Dessa material minskar klyvningsverksamheten inom kärnan och därigenom effektavgivningen från reaktorn. Det finnes ett flertal sätt för införande av dessa neutronabsorberande material i reaktor- kärnan. Sålunda är det ganska vanligt att lägga in de neutronabsorbe- rande materialen i kontrollstavar. Dessa kontrollstavar upptages i metalliska styrrör, vilka sträcker sig över det respektive bränsle- elementets längd. Under sådana förhållanden bestämmer i viss mån in- föringsdjupet av kontrollstavarna i det samverkande bränsleelementet nivån av neutronklyvningsverksamhet samt tillhörande effektavgivning från reaktorkärnan. ' En del bränslepatronkonstruktioner utnyttjar kontrollstavarnas styrrör ej endast för lägesinställning av de individuella kontroll- stavarna inom respektive bränslepatroner. Ofta användes styrrören för att skilja två hållare åt och i huvudsak för att fästa bränsle- stavarna i korrekt relativt läge mellan hâllarna, varigenom hållarna då samverkar med bränslestavarnas yttersta ändar.

Den ovan beskrivna bränslepatronen har en robust oöm konstruk- tion som kan motstå de krafter som kännetecknar en reaktorkärnas miljö.

Emellertid finnes också ett behov att åstadkomma en bränslepatron-j konstruktion som lätt kan hopsättas och demonteras för att reducera tillverkningskostnaderna, förbättra kvalitetsnivån och underlätta inspektion och byte. Eftersom bränslepatroner som en gång blivit radioaktiva måste hanteras bakom skydd medelst fjärrstyrd hanterings- utrustning, framgår lätt betydelsen av enkel demontering. Därvid de- monteras typiska bränsleelement genom lossande av muttrar som förenar kontrollstavarnas styrrör med hållarna, varigenom en eller flera fjäd- rar frigöres, och i allmänhet demonteras hela bränslepatronen detalj efter detalj. Detta är icke bara en mycket arbetsam och dyr process, 50 40 78089984: utan det riskeras också att en eller flera mindre delar kan borttappas, vilket leder till ytterligare tidsförlust och fördyring, eller skada om ingenting upptäcks.

Därmed finnes ett klart behov av en förbättrad bränslepatron som i stor utsträckning saknar de olägenheter som behäftar den tidi- gare tekniken.

En bränslepatron enligt uppfinningens principer kännetecknas av de i patentkraven angivna kännetecknen.

Sålunda gör uppfinningen det möjligt att reducera antalet delar som erfordras för bränslepatronskonstruktíonen, varvid tillverknings- kostnaderna minskas och problemen med kvalitetssäkerhet och inspek- .tion förenklas.

Uppfinningen kommer nedan att närmare beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna. Fig. 1 visar en frontvy och delvis sektion av en typisk bränslepatronkonstruktion enligt uppfinningen.

Pig. 2 visar en sektion av en stavstyrning för användning i samband med konstruktionen enligt fig. 1 och fig. 3 visar en vy längs linjen 3-5 i fig. 2, sedd i pilarnas riktning.

Såsom visad i fig. 1 innefattar en bränslepatron 10 en uppsätt- ning av mer än tvåhundra bränslestavar 11. Dessa framställes av lång- smala tunnväggiga rör som inrymmer små kulor av urandioxid eller annat lämpligt kärnbränsle, och dessa stavar är grupperade tillsammans i bränslepatronen 10 med axlarna parallella. Rörformiga styrningar 12 är insatta runt bränslestavarna. Styrrören 12 är tunnväggiga och sträcker sig genom hela bränslepatronkonstruktionen 10 parallellt med bränslepatronens längdaxel.

En i förhållande till bränslestavarnas 11 längdaxlar tvärgående hållare 13 upptager bränslestavarnas ändar. Stavstyrningarna 12 sträcker sig genom hållaren 13 för att fixera denna till bränslepatronen. Ändarna av styrningarna 12 skjuter ut ovanför det plan som bestämmes av bränsle- stavarnas 11 tillslutna ändar. Såsom framgår av fig. 2 slutar styrningarnas 12 ut- skjutande ändar inuti ett tvärgående galler 14. Gallret 14 består av en sats paral- lella, i huvudsak plana, slitsförsedda plåtar som samverkar med motsvarande slítsar i en däremot vinkelrät uppsättning av i huvudsak plana plåtar, så att det bildas en cellformíg struktur. Den parallella grupperingen av bränslestavarna 11 och styr- ningarna 12 åstadkommes och stabiliseras medelst galler 15 som liknar det ovan be- skrivna gallret 14. Ett övergaller 16 är placerat nära de ändar av bränslestavarna 11 som befinner sig nära styrningarnas utskjutande delar. Gallret 16 har något större djup i riktningen för bränslestavarnas 11 längdaxlar än gallren 15 för att förstärka den strukturella sannmnhållningen av denna del av bränslepatronen. 40 vanessa-4 H Enligt ett kännetecken hos unpfinningen är faralleïla cylind- riska hylsor 17 trädda över de utskjutande ändarna av styrningarna 12 och sträcker sig från övergallret 16 genom gallret l4 och genom ett armkors 20 och ett omedelbart överliggande spärrdon 21 för stav- styrningarna. Individuella spiralfjädrar 22, vilka var och en sam- verkar med en hylsa 17, är anordnade mellan gallret 14 och armkorset för att bilda organ för kompensering och upptagande av rörelser hos bränsleelementet 10 i riktningen för bränslestavarnas ll längd- axlar. Hylsan 17 befinner sig vid den i fig. 2 visade utföringsformen i huvudsak axiellt i linje med styrröret 12 och tjänar såsom styrning för spiralfjädern 22. Dessutom har spiralfjädern 22 även sin längd- axel i huvudsak sammanfallande med styrrörets 12 längdaxel.

Fig. 2 visar mera detaljerat det nya hos uppfinningen. Stav- styrningen 12 är fäst till ett nedre galler 23 medelst en bult 24 som har ett huvud 25 infört i den angränsande öppna änden av stav- styrningen 12. Bultskaftet 26 sträcker sig genom gallret 23 och ut genom hållaren 13. Skaftets 26 utskjutande ände är gängad och för- sedd med en fästmutter 27. En låsbricka 30 är anordnad mellan hålla- ren 13 och muttern 27, så att denna icke kan lossna och falla bort.

Såsom framgår av fig. 2 sträcker sig stavstyrningen 12 genom huvuddelen av bränslestaven och genom det övre gallret 16. I gallret 16 löper styrröret 12 i hylsan 17 och anligger med sin öppna ände mot en ansats 32 i hylsans 17 innervägg. Ansatsen 32 överför tryck- krafter direkt till styrröret 12 på sätt som kommer att närmare beskrivas. - I stavstyrningen 12 och hylsan 17 är upphöjningar eller vulster 33 formade för att hålla dem samman och bilda en tät fog. Under gallret 14 omgiver en ringformig krage 34 hylsan 17 och anligger mot gallret 14.

Såsom visas är kragen 34 och de omgivna delarna av hylsan 17 och stav- styrningen 12 även formade med vulster eller upphöjningar 35, 36, som bestämmer kragens 34 läge i förhållande till bränslestaven i öv- rigt och för att sätta kragen istånd att upptaga belastningar i rikt- ningen för stavstyrningens längdaxel 37 och att överföra dessa belast- ningar mellan gallret 14 och kombinationen av hylsan l7 och stavstyr- ningen 12.

En bricka 40 vilar mot den sida hos gallret 14 som är motsatt den sida som samverkar med kragen 34. Spiralfjädern 22 omgiver en del av hylsan 17 som skjuter ovanför gallret 14. Spiralfjäderns 22 längd- axel sammanfaller i huvudsak med längdaxeln 37. Fjädern stöder mot en andra bricka 41. 78089984! Brickan 41 samverkar med det cellformiga armkorsförbandet 20.

Såsom framgår av fig. 2 upptages hylsan 17 i ett cellformigt urtag 42 hos armkorset 20 med tillräckligt spel mellan hylsan och urta- gets 42 väggar, så att armkorset och hylsan kan röra sig i för- hållande till varandra 1 längdaxelns 37 riktning. Änden 45 hos hylsan 17 skjuter ut ovanför armkorset 20 och samverkar med låset 21. För detta ändamål är delens 43 ytteryta formad med ett ringspår 44 som bildar en ansats 45 för samverkan med låsets 21 kanter. Såsom bäst framgår av fig. 3 utgöres låset 21 av en uppsättning fjädrande parallella plattor 46, 47 som gör ingrepp med liknande fjädrande plattor 50, 51, vilka är i huvudsak 2 vinkelräta mot plattorna 46, 47 vid skärningslinjerna och bildar en cellformig gallerstruktur. Såsom framgår av fig. 3 är avståndet mellan plattorna 46, 47 mindre än den största diametern av spåret 44 i delen 43.

Plattan 50 har i huvudsak cirkelbågsform som motsvarar och anligger mot ett segment av den spårförsedda ytan hos hylsänden 43.

Den motstående plattan 51 har emellertid plan profil, så att en del av kanten hos denna platta kan samverka med ansatsen 45 (fig. 2).

På detta sätt är alla stavstyrningarna 12 visade i fig. 1 låsta till- samans till en enhet.

Såsom bäst framgår av fig. 2-3 har hylsänden 43 fyra längs- gående slitsar 52, 53, 54 och 55 parallella med längdaxeln 57 på 90° vinkelavstånd och med ett djup som är minst lika med det samman- lagda djupet av ansatsen 45 och plattorna 50, 51.

Claims (3)

vanessa-4 B Patentkrav

1. Ändarmaturkonstruktion för bränslepatronenhet (10) till en kärnreaktor med ett antal parallella bränslestavar (11) samt åt- minstone ett styrstavstyrrör (12) hållna åtskilda i tvärled med hjälp av ett första gallerorgan (15), genom vilket bränslestavarna (11) och styrröret (12) sträcker sig, samt ändhållare (13) ingripande med styrröret (12), k ä n n e t e c k n a d av hållarorgan för montering och demontering av ändhållaren (13) såsom en enhet, inne- fattande en ihålig cylindrisk hylsa (17), verksamt förbunden med en ände av styrröret (12) axiellt i linje med detta och med en änddel sträckande sig utanför ändhâllaren (13), ett cellformígt andra galler (14) och ett cellikt armkors (20), vart och ett sträckande sig tvärs hylsan (17) och i längdled skilda från varandra, bärorgan (35) fixerat anordnade på hylsan (17) och mot vilka det andra gallretg (14) stöder för att överföra krafter mellan nämnda galler (14) och hylsan (17), lösbara spärrdon'IZ1) anordnade dïïekï intill_armkorset (20) selektivt påverkade av hylsans (17) änddel för begränsad rörelse av armkorset (20) utanför hylsans (17) änddel, fjäderorgan (22) anordnade mellan det andra gallret (14) och armkorset (20) för att trycka resp. gallret (14) och armkorset (20) mot bärorganen (35) och spärrdonen (21), vilka senare (21) innefattar ett cellikt spjäll- verk av plattor, varvid spjällsidorna (46, 47, 50, 51) hos åtminstone en av cellerna samverkar med intilliggande ytor hos hylsans (17) änd- del, vilken är försedd med ett perifert spår (44) format i utsidan därav för upptagande av de intilliggande spjällsidorna för att låsa spärrdonet (21) vid hylsan (17), varvid spjällsidorna är anordnade på armkorset (20) för radiell förskjutning relativt hylsan (17) mellan ett läsande läge och ett frigörande läge för att tillåta rörelse av spärrdonen (21), armkorset (20), fjäderorganen (22) och det andra gallret (14) såsom en enhet relativt hylsan (17).

2. Konstruktion enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att fjäderorganen (22) består av skruvfjädrar vars respektive längdaxel i allt väsentligt ligger i linje med styrrörets (12) längdaxel.

3. Konstruktion enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att hylsans (17) änddel innefattar åtminstone en i längdled orienterad slits (S2, 53, 54, S5) formad i änddelen, varvid slitsen (52, 53, 54, 55) tillåter att spärrdonen (Z1) selektivt íngriper med och frigöres från det perifera spåret (44).