SE454822B - Kernbrenslepatron till en kernreaktor - Google Patents

Description

454 322 a 2 ett reducerat hörnparti, vilka riktats mot centrum av bränslepatronen. och den kanalformiga stödanodningens korscentrum har förstorats och anordnats anslutande till de reducerande hörnpartierna genom att korscentrumets väggparti har flyttats ut med ett avstånd motsvarande minst en bränsle-' stavs diameter i varje kvadrant-räknat fràn en skärningslinje mellan intilliggande flygeldelars yttre begränsningsyta.

I förhållande till tidigare tekniska lösningar med kärnbränslepatroner med delknippen av bränslestavar och kanalformat stödorgan med korsformigt tvärsnitt medför uppfinningen med sitt förstorade korscentrum stora för- delar. Genom att förstora det kanalformade stödorganets korscentrum kan mera icke kokande vatten innehàllas i bränslepatronens centrala del, vilket medför bättre neutronmoderering i detta område och att bränslet bättre kan utnyttjas trots borttagande av åtminstone en bränslestav i varje delknippe. Den större mängden vatten har utöver sin moderatorfunk- tion även en absorbatorfunktion. som vid lägre temperatur än driftstempe- raturen blir dominerande på grund av vattnets större täthet i detta tempe- raturomràde. Avstängningsmarginalen förbättras vid kall reaktor genom att den större mängden vatten, som innehâlles i bränslepatronens centrala del, reducerar reaktiviteten.

I ett delknippe kan bränslestavar med olika anrikningsgrad vara asymmet- riskt placerade. Genom att delknippena är utformade med ett reducerat hörnparti kan en felaktig insättning i höljeröret således förhindras, då det kanalformade stödorganet har ett förstorat korscentrum.

FIGURBESKRIVNING Figur l visar en utföringsform av en bränslepatron enligt uppfinningen i ett vertikalsnitt genom linjen I-I i figur 2. Figur 2 visar samma bränsle- patron i vy vinkelrätt mot ett horisontalplan genom linjen II-II i figur 1. Figur 3 visar ett alternativt utförande av samma bränslepatron som i figur l i vy vinkelrätt mot ett horisontalplan genom linjen II-II. Figur Ä visar ett alternativt utförande av bränslepatronen enligt figur 2. Figur 5 visar en utföringsform av en annan typ av en bränslepatron enligt uppfin- ningen i ett vertikalt snitt genom linjen V~V i figur 6, figur 6 visar motsvarande bränslepatron i vy vinkelrätt mot ett horisontalplan genom linjen VI-VI i figur 5. Figurerna 7 och 8 visar i detalj hur det kanal- formiga stödorganet är utformat och sammansatt och förbundet med hölje- väggen. 3 454 822 BESKRIVNING AV ETT UTFÖRINGSEXEMPEL ' På ritningarna i figurerna 1-U betecknar 1 ett höljerör med i huvudsak kvadratiskt tvärsnitt. Höljeröret 1 omsluter utan nämnvärt spel ett övre, kvadratiskt parti hos en bottendel 2 med en cirkulär, nedåt vettande in- loppsöppning 3 för kylvatten och moderatorvatten. Bottendelen 2 uppbär förutom höljeröret 1 en bärplatta 4. Höljeröret 1 har nederst ett relativt tjockt väggparti, som kan vara fixerat vid bottendelen 2 och bärplattan i! med flera horisontella bultar, antydde med streck-prickade linjer 5.

Höljeröret är uppdelat i fyra vertikala delar 6 med ett ihàligt kanal- bildande stödorgan 7, 8 med korsformigt tvärsnitt, som är fast förbundet med höljerörets fyra väggar. Det kanalbildande stödorganet består av fyra ihåliga flyglar 8 och ett ihåligt förstorat korscentrum 7. Det kanalbild- ande organet 7. 8 är nederst förbundet med ett inloppsrör 9 för moderator- vatten. De fyra vertikala delarna av höljeröret 1 innehåller var sitt del- knippe på 24 bränslestavar 10. Stavarna är i varje delknippe anordnade i ett symmetriskt gitter med fem rader, där varje delknippe har ett förmins- kat hörnparti pà så sätt, att från ett kvadratiskt gitter av likformigt fördelade bränslestavar har en stav tagits bort i ett hörn. Varje del- knippe är anordnat med en gallerliknande bottenplatta 11, en gallerlik- nande topplatta 12 och ett flertal spridare 13. Höljeröret 1, det kanal- bildande organet 7, 8 och spridarna 13 kan vara gjorda av en zirkonium- legering såsom Zircaloy 4. De fyra bottenplattorna ll uppbära av bärplat- tan U och är delvis införda i var sitt kvadratiskt hål 14 hos denna. I varje delknippe kan minst en av bränslestavarna vara utförd med relativt långa gängade ändpluggar, varvid den nedre ändpluggen är förd genom bottenplattan 11 och försedd med en mutter 15, medan den övre ändpluggen är förd genom topplattan 12 och försedd med en mutter 16.

Ett övre ändparti av höljeröret 1 omsluter en lyftplatta 17. som delvis ligger an mot höljerörets inre väggyta. Ett lyfthandtag 18 är förbundet med lyftplattan och bildar tillsammans ett helgjutet lyftorgan av stål.

Lyftplattan 17 är fixerad vid det kanalformade stödorganet 7 genom att exempelvis vertikala skenor 19 är införda i var sin flygeldel 8 hos stöd- organet 7 och fast förbundna med denna. Varje skena 19 har överst ett vertikalt, bultliknande parti 20, som med spel är fört genom ett motsvar- ande hål i lyftplattans mittparti och försett med en mutter 21. Höljeröret 1 kan såsom det framgår av figuren vara försett med i längsriktningen intermittent anordnade inpressningar 22 mot vilka det kanalformiga stöd- organet är fast förbundet. 454 322 ß I figurerna 2 och 3 visas bränslepatronen i en vy vinkelrätt mot horison- talplanet genom linjen IIfi figur 1. Där visas hur det kanalformiga stöd- organet har ett förstorat korscentrum 7. Varje vertikalt förlöpande kanal- formade flygeldel 8 i stödorganet är längs ena sidan intermittent förbun- den med höljröret och efter en vertikalt anordnad intermittent anordnad förbindning utvinklad längs andra sidan för övergång till intilliggande vertikalt förlöpande kanalformade flygeldelars motsvarande utvinklade längssidor och anslutande mot ett knippes reducerade hörnparti. Det verti- kala utrymmet mellan de kanalformade flyglarnas utvinklade ändar, dvs det förstorade korscentrumet. kan som i figur 2 utformas med i huvudsak kvad- ratiskt tvärsnitt med kvadratens hörn riktade mot flygeldelarna eller som i figur 3 med i huvudsak cirkulärt tvärsnitt. Alternativt kan vid i huvud- sak kvadratiskt tvärsnitt kvadratens sidor riktas mot flygeldelarna.

I figur Ä visas ett alternativt utförande av en bränslepatron i en vy vinkelrätt mot horisontalplanet. Flygeldelarna 8 mot det förstorade kors- centrumet 7 har där gjorts utan vertikal kanal och består av en tunn platta med genomgående hål för bara horisontell vattenpassage mellan del- knippena 6. Den tunna plattan av plåt, som är fast förbunden med höljevëg- gen och det förstorade korscentrumet, kan väljas tillräckligt stark för att ta upp de dragkrafter, som uppstår på grund av övertrycket i bränsle- patronen. Med denna konstruktion sparar man material med bibehållen håll- fasthet, vilket förbilligar tillverkningen.

Figur 5 och 6 visar en utföringsform av en liknande typ av bränslepatron, där höljeröret omsluter fyra delknippen, där varje delknippe består av 15 bränslestavar 10. Stavarna är anordnade i ett symmetriskt gitter med fyra rader i varje delknippe. Genom att utforma varje delknippe med ett för- minskat hörnparti på så sätt. att från ett kvadratiskt gitter av bränsle- stavar har en stav tagits bort i ett hörn, kan, pà liknande sätt som i den första utföringsformen, det kanalformiga stödorganet göras med ett försto- rat korscentrum.

I figurerna 7 och 8 ges exempel på i detalj hur det kanalformade stöd- organet i ett horisontellt tvärsnitt kan vara utformat, där varje flygel- del intermittent är fast förbunden med höljerörets vägg. Mot centrum innan stödorganets utvidgning är kanalernas sidoväggar med sina inpressningar sammanfogade intermittent längs hela det kanalformiga stödorganet. Det

Claims (5)

.._..,_..._....-......_.J 5 454 822 omslutande höljeröret bildar med sina längsgående inpressningar tillsam- mans med det till detta fast förbundna inneslutna kanalformiga atödorganet en enhet, som utgör en ur hällfasthetssynpunkt mycket stark konstruktion. I stället för att använda intryckningar i flygeldelarnas plàtsidor för deras distanshàllning kan även distanselement förbundna med flygeldelarna användas. PATENTKRAV

1. Kärnbränslepatron till en kärnreaktor bestående av ett höljerör med ett väsentligen kvadratiskt tvärsnitt för omslutning av knippen av bränslestavar anordnade åtskilda av en till höljeröret fast förbunden kanalformig stödanordning för vattengenomströmning med väsentligen kors- formigt tvärsnitt, där flygeldelar är förbundna till ett korscentrum, k ä n n e t e c k n a d av att det kanalformiga stödorganets korscentrum (7) är anordnat förstorat för ökad vattengenomströmning genom att kors- centrumets (7) väggparti har anordnats utflyttat med ett avstånd mot- svarande minst en bränslestavs diameter i varje kvadrant räknat från en skärningslinje mellan intilliggande flygeldelars (8) yttre begränsninga- yta och att i varje delknippe (6) är åtminstone en bränslestav (10) borttagen i de mot centrum av bränslepatronen riktade hörnpartierna av delknippena för anpassning till det kanalformade stödorganets förstorade korscentrum (7).

2. Kärnbränslepatron enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att det kanalformade stödorganets förstorade korscentrum (7) har ett i huvudsak kvadratiskt tvärsnitt (fig 2).

3. Kärnbränslepatron enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att det kanalformade stödorganets förstorade korscentrum (7) har ett i huvudsak cirkulärt tvärsnitt (fig 3).

4. Kärnbränslepatron enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de till det förstorade korscentrumet (7) och höljeväggen (1) anslutna och fast förbundna flygeldelarna (8) utgöres av dubbelsidiga kanalorgan för vertikal genomströmning med eller utan förbindelse med utrymmet i korscentrum. 454 822 6

5. Kärnbränslepatron enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de till det förstorade korscentrumet (7) och höljeväggen (1) anslutna och fast förbundna f1ygeldelarna.(8) utgörs av tunna plattor av plåt med horisontella hål för vattenpasšage mellan utrymmena för delknippena i bränslepatronen.