SE436606B - Kernbrenslepatron - Google Patents

Description

8102712-o 2 . detta medför förslitning, som uppträder där styrstavens spets 'ficka uppåt. Detta medför en ändring av förslitningssâret, genom vibration, varigenom dessa rör sig i sidled och cyklist till kontakt med rörfickornas innerväggar. Det har visat sig, att gränsar till rörfickans insida.

Noggranna undersökningar och analyser av denna förslit- ning visar, att ett förslitningssår med triangulär geometri uppträder vid förslitningsstället. Denna geometri antyder, att styrstaven utsättes för en vibrationsrörelse i sidled, som ger upphov till förslitning vid den punkt, där kontakt uppstår mellan 2 styrstavens sfäriska spets och rörfickans innervägg. Allt eftersom i styrstaven'vibrerartränger dess spets allt djupare in i rörfickans E vägg, och då styrstaven långsamt förflyttas uppåt under reaktorns drift, förflyttas även kontaktpunkten mellan styrstav och rör- att det minskar i storlek och djup, eftersom styrstavens sido- rörelse blir mindre då styrstaven drages upp för ändring av reaktorns reaktivitet. Inspektion av rörfickor uppsatta för den ovan beskrivna förslitningen visar dock, att rörfickornas vägg i vissa brânslepatroner blir genomsliten, medan den i andra bränslepatroner endast blivit utsatt för en partiell förslitning.

Olika utformningar av styrstavsrörfickor har föreslagits för reducering av denna förslitning, som förorsakats av den av det strömmande kylmedlet alstrade vibrationen hos styrstavarna i rörfíckorna. _ Sålunda har tidigare föreslagits en användning av förslit- ningshylsor av krompläterat rostfritt stål inuti den övre änden av rörfickan vid förslitningsstället för minskning av den av den vibrerande styrstaven förorsakade förslitningen. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en kärnbränslepatron av det inledningsvis angivna slaget, i vilken rörfickorna är utformade på ett sådant sätt, att styrsta- varnas vibrationer reduceras, varigenom den därav förorsakade förslitningen av rörfickorna elimineras.

Det kännetecknande för bränslepatronen enligt uppfinningen framgår av de bifogade patentkraven.

I det följande skall uppfinningen närmare beskrivas i anslutning till bifogad ritning, vilken såsom exempel illustrerar en föredragen utföringsform av uppfinningen, varvid 3 8102712-0 I Pig. 1 är en sidovy, delvis i genomskärning, av en bränslepatron, illustrerande en bränslepatron utformad en- ligt uppfinningen; Pig. 2 är en sidovy, delvis i genomskårning, av en styrstavsrörficka, illustrerande utformningen och placeringen av inpressningar utformade utmed rörfickans längd; Fig. 3 är ett snitt utefter linjen III-III i Pig. 2, illustrerande den punktvisa kontakten mellan styrstavens ut- sida och nämnda inpressningar; Pig. 4 visar en modifikation av den i Pig. 1-N illust- rerade utföringsformen av uppfinningen.

Pig. 1 visar en bränslepatron 10 av konventionellt utfö- rande, som innefattar en i tvärsnitt kvadratiskt anordnad upp- sättning av bränslestavar l2, som hålles inbördes parallella och på avstånd från varandra med hjälp av spridargaller 14 och ett I bottengaller 16 vid patronens nedre ände. Bränslepatronen kan exempelvis innehålla 14 x lä bränslestavar av det visade ut- förandet och har en längd av cirka 3,9 m. Patronen innefattar vidare styrstavsrörfickor 18, som är utspridda mellan bränsle- stavarna och fästa vid spridargallren och bottengallret medelst krympförband eller svetsning pâ väl känt sätt. Den övre änden av varje rörficka är fäst vid en förlängning 20, exempelvis me- delst ett gängförband, och denna förlängning slutar i en öppning 22 utformad i reaktorns övre härdplatta 2U. En topplatta 26 är orörligt fäst medelst en lâsanordning 28 vid förlängningen av en centralt anordnad rörficka 30 och vid förlängningarna 20 för rörfickor 18. En pressplatta 3ß är rörligt monterad på den centrala rörficksförlängningen 13, såsom visat, och på förlängningarna 20 och pressas i kontakt med härdplattans 2# undersida medelst fjädrar 38. Detta arrangemang tar upp de hydrauliska lyftkrafter som verkar på bränslepatronen tillsammans med de krafter som härrör från bränslepatronens termiska utvidgning under reaktorns drift.

För styrning av klyvningsprocessen i varje bränslepatron är styrstavar H8, manövrerade medelst en gemensam, ej visad manöv- reringsmekanism, anordnade att kunna gradvis skjutas in i resp dragas ut ur rörfickorna på i och för sig väl känt sätt. Vid uppstartning av reaktorn är styrstavarna minimalt inskjutna, POOR QUALITY 4 8102712-o “ is dvs. cirka 30 cm in i rörfickornas övre ändar. Under reaktorns , drift cirkulerar kylmedel uppåt genom bränslepatronen och där- vid även genom rörfickorna, som är öppna i båda ändar. Ehuru en styrstav alltid belägen vid någon nivå i sin tillhörande rör- ficka, medför de hydrauliska krafter som utövas på styrstaven av kylmedlet, då det strömmar in i spalten mellan styrstaven och rörfickans insida och strömmar ut genom rörfickans övre ände, att styrstaven försättes i tillräcklig vibration för att ge upphov till förslitningsskador på rörfickans vägg.

Såsom nämnts i det föregående, uppträder förslitningen på rörfickorna vid den punkt, där styrstavens spets gränsar till rörfickans innervägg. Under reaktorns drift drages styrstavarna ut till cirka 30 cm från bränslepatronens övre ände óch förblir i detta läge under hela bränslecykeln, vid avstängning av reak- torn, skjutes styrstavarna helt in i bränslepatronen. Den av kylmedelsströmningen förorsakade vibrationen av bränslestavarna under reaktorns drift ger upphov till förslitning över en väsent- lig längd av rörfickornas innervägg. i Pig. 2-4'illustrerar en förbättrad utformning av styrstavs- rörfickorna, som reducerar förslitningen på rörfickórna under reaktorns drift. Såsom visat, kan rörfickan bestå av ett rör 18 wav gircaloy eller rostfritt stål, som är fäst vid spridargallren lä med hjälp av rostfria mellanhylsor H0. Mellanhylsan H0 och rörfickan är medelst ett speciellt verktyg utvidgade vid kl så- väl ovanför som nedanför spridargallret lä, så att den relativt styv bärande konstruktion för bränslepatronen åstadkommas och så att axiell inbördes rörelse mellan spridargallren och rörfíckor- _na förhindras. Förlängningen 20 är förbunden med rörfickans övre ände på väsentligen samma sätt, genom att rörfickans material är utpressat i spår H2 utformade i insidan av förlängningen.

För eliminering eller väsentlig reducering av förslitningen mellan styrstaven 38 och rörfickans innervägg är en serie lokala deformationer eller inpressningar H4 anordnade i rörfickans vägg.

Dessa inpressningar är lämpligen utformade på ett inbördes av- stånd av 90° runt rörfickan och placerade på avstånd från varand- ra utmed rörfickans längd med intervall om cirka 15 cm. Varje sådan inpressning i rörfickans vägg är cirka 3,35 cm lång och cirka 8 mm bred och skjuter in från rörfickans vägg med cirka 8102712-0 0,75 mm. Detta medfiör en reducering av spelrummet mellan styrstaven och rörfickans vägg från 2,2 mm till 0,69 mm.

Denna reduktion av det lokala diameterspelet reducerar den kraft som styrstavens vibrationsrörelse i sidled utövar på rörfickan och reducerar därigenom möjligheten till förslit- ning av rörfickans vägg. En väsentlig fördel som uppnås me- delst dessa inpressningar i rörfickans vägg, och i synnerhet inpressningar utformade på det illustrerade sättet, är att inpressningarna befrämjar en förslitning under inverkan av styrstaven, ehuru en obetydlig sådan förslitning, mot in- pressningarna utmed en linjekontakt istället för en punktkon- takt, såsom tidigare varit fallet. Uppfinningen reducerar sålunda förslitningen, genom att storleken av de på inpress- ningarna verkande krafterna reduceras och genom att en linje- kontakt mellan de mot varandra verkande delarna befrämjas. Om så erfordras eller är önskvärt, kan ytterligare inpressningar utformas i rörfickornas vägg medelst fjärrmanövrerade verktyg, sedan rörfickorna bestrålas i en reaktor.

Vid den i Pig. H illustrerade modifikationen av uppfin- ningen där, istället för inpressningar utformade direkt i rör- fickans väggmaterial, ett rör eller foder 47 av rostfritt stål eller annat material insatt i rörfickans ände över cirka 12-14% av rörfickans längd. Detta foder är inpressat i spåren #2 i rörfickans förlängning. För att linjekontakt skall åstadkommas med styrstaven, är fodret deformerat eller inpressat_pâ samma sätt som beskrivits i anslutning till Pig. 2 och 3. Inpressningarna kan vara krompläterade, för att deras slitstyrka skall förbättras, om så anses önskvärt eller nödvändigt. poon QUALITI

Claims (3)

“81Û2712fÛ 5 .sprângets bredd, så att en línjekontakt mellan styrstaven och 'n e t e c k n a d Patentkrav

1. Kärnbränslepatron innefattande en uppsättning bränslestavar (12), som hålles inbördes parallella och på avstånd från varandra medelst ett antal spridargaller (lß) anordnade på avstånd från varandra utmed bränslestavarnas längd, och ett flertal styrstavsrörfíckor (18), som är ut- spridda mellan bränslestavarna (12) och sträcker sig över ; bränslepatronens axiella längd, varvid dessa rörfickor är fästa vid spridargallren (14) till att tillsammans med dessa bilda en bärande konstruktion för bränslepatronen, k ä n n e - t e c k n a d av att styrstavsrörfíckorna (18) är utformade med inâtriktade utsprång (MH) i form av lokala deformationer i rörfickornas vägg (18), vilka utsprång (H4) mellan sig upp- tager den i ifrågavarande rörficka befintliga styrstaven (38), så att den av styrstavens vibration i sidledgrealtivt rörfickan förorsakade förslitningen på rörfickans vägg reduceras.

2. Kärnbränslepatron énligt krav 1, k ä n n e t e c k - n'a d av att nämnda utsprâng (HH) är jämt fördelade runt rör- fickans (18) omkrets och på avstånd från varandra utmed rörfickans längd. E

3. Kärnbränslepatron enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a dt av att utsprången (HH) är långsträckta i rörfickans (18) axiella E riktning, varvid varje utsprångs längd är cirka fyra gånger ut- É utsprången befrämjas. R. Kärnbränslepatron enligt något av kraven 1-3, k ä n - av att nämnda utsprång (NH) är utformade i ett vid rörfickans (18) insida fäst foder (47), som sträcker sig ned i rörfickan över mindre än cirka 15% av rörfickans längd. »www-fm- _.