SE508106C2 - Bränslepatron för kokarvattenreaktor innefattande en rotationscell samt en i denna anordnad ångledningskanal - Google Patents
Bränslepatron för kokarvattenreaktor innefattande en rotationscell samt en i denna anordnad ångledningskanalInfo
- Publication number
- SE508106C2 SE508106C2 SE9604720A SE9604720A SE508106C2 SE 508106 C2 SE508106 C2 SE 508106C2 SE 9604720 A SE9604720 A SE 9604720A SE 9604720 A SE9604720 A SE 9604720A SE 508106 C2 SE508106 C2 SE 508106C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- fuel
- fuel assembly
- steam
- rods
- grid
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/322—Means to influence the coolant flow through or around the bundles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
508 106 2 Ytterligare ett problem med en hög ångvolym i bränslet är att ånga är en mycket sämre moderator än vatten, vilket får till följd att modereringen blir otillräcklig varvid bränslet utnyttjas ineffektivt. I bränslepatronens nedre del'utgörs moderatorn av vatten medan moderatorn i bränslepatronens övre del består av både ånga och vatten. Detta medför att bränslet i bränslepatronens övre del ej kan utnyttjas effektivt. Det är därför önskvärt att hålla nere àngvolymen i kylmedlet samtidigt som ànggenereringen bibehålles på en hög nivå.
Ju snabbare ångan försvinner ut från bränslepatronen desto lägre blir àngvolymen. En separering av àngflödet och vattenflödet i bränslepatronens övre del ger alltså àngflödet en högre hastig- het än vattenflödet varvid volymsandelen ånga i bräslepatronen minskar. På så vis förbättras marginalen till torrkokning och bränslet i bränslepatronens övre del utnyttjas bättre.
I patentskriften US 5 091 146 visas en bränslepatron som försöker åstadkomma en separering av àngflödet och vattenflödet i bränslepatronens övre del genom att anordna ett ångledningsrör ovanför en eller flera dellànga bränslestavar, dvs bränslestavar som sträcker sig från bottenplattan men slutar nedanför och på avstånd från topplattan. På så sätt ska ångan som genereras i kylmedlet ledas bort. Röret har öppningar både i sin övre och nedre ända. Nackdelarna med ett sådant rör är flera. Dels kan det vara dyrt att tillverka och dels ger det ett ökat tryckfall i bränslepatronens övre del. En annan nackdel är att det kan vara svårt att få in den kontinuerligt producerade ångan i röret. Visserligen är röret försett med öppningar och andra anordningar för att få ångan att strömma in i röret och att förhindra vatten att komma in i röret, men det är ändå tveksamt om detta är ett effektivt sätt att få in ångan i röret.
SAMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en bränslepatron som på ett enkelt och effektivt sätt separerar àngflödet och vattenflödet åtminstone partiellt, och på så vis erhåller en lägre volymsandel ånga i bränslepatronen. '508 106 Vad som kännetecknar en bränslepatron enligt uppfinningen framgår av bifogade patentkrav.
En bränslepatron enligt uppfinningen innefattar en vertikal kanal som leder ånga uppåt genom bränslepatronen under reaktorns drift. Denna kanal har inga väggar utan består endast av en tom volym mellan bränslestavarna, och kallas i fortsättningen för àngledningskanal. Bränslepatronen är så utformad att kylmedlet, dvs vatten och ånga, bringas att rotera runt àngledningskanalen så att en uppàtgàende virvel bildas. Virveln roterar så fort att ångan separeras från vattnet med hjälp av centrifugalkraften.
Vattnet som är tyngre än ångan slungas utåt och bort från àng- ledningskanalen, medan den lättare ångan pressas mot virvelns centrum och därmed mot àngledningskanalen. Ångan får därmed en betydligt högre hastighet än den naturliga och kan med hög hastighet lämna bränslepatronen via àngledningskanalen. På så sätt sänks volymsandelen ånga i bränslepatronen.
För att åstadkomma en rotation av vatten och ånga runt àngled- ningskanalen är denna omgiven av bränslestavar anordnade i koncentriska ringar med en i huvudsak cirkulär form. Äng- ledningskanalen är anordnad i centrum av dessa ringar. Bränsle- stavarna i ringarna är anordnade så att deras övre ände är förskjuten i tangentiell riktning i förhållande till deras nedre ände så att de bildar en skruvlinje. Pà så vis tvingas kylmedlet att rotera runt àngledningskanalen samtidigt som det rör sig uppåt genom bränslepatronen.
FIGURBESKRIVNING Figur l visar schematiskt ett vertikalt snitt G-G genom en första utföringsform av en bränslepatron enligt uppfinningen.
Figur 2a visar ett horisontellt snitt A-A genom nedre delen av bränslepatronen i figur l.
Figur 2b visar ett horisontellt snitt B-B genom övre delen av bränslepatronen i figur 1. 508 106 Figur 2c visar en alternativ utformning av den nedre delen av bränslepatronen i figur 1.
Figur 3 visar hur bränslestavarna i en rotationscell är anordnade lutande i tangentiell riktning.
Figur 4a visar schematiskt ett vertikalt snitt H-H genom en andra utföringsform av en bränslepatron enligt uppfinningen.
Figur 4b - 4c visar tvâ horisontella snitt C-C och D-D genom bränslepatronen i figur 4a.
Figur 4d visar för bränslepatronen i figur 4a hur gittret i en övre bränsleenhet är förskjutet utàt i förhållande till gittret i en nedre bränsleenhet.
Figur 5 visar schematiskt ett vertikalt snitt J-J genom en tredje utföringsform av en bränslepatron enligt uppfinningen.
Figur Sa visar för bränslepatronen i figur 5 hur gittret i en övre bränsleenhet är förskjutet utàt i förhållande till gittret i en nedre bränsleenhet.
Figur 6 visar ett horisontellt snitt F-F genom bränslepatronen i figur 5.
Figur 7a - 7c visar en styrskena.
Figur Ba visar en ändplatta med rotationsfenor. Figur 8b visar ändplattans utformning mera i detalj.
Figur 9 visar schematiskt en bränslepatron enligt en utförings- form av uppfinningen.
BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER För att kunna utforma bränslepatronen så att vatten och ånga separeras pá ett effektivt sätt är det önskvärt att bränsle- 508 106 patronen.är så flexibel att den på ett enkelt sätt kan ges olika utforming i axiell och radiell led. En sådan bränslepatron visas i PCT/SE95/01478. Denna bränslepatron innefattar ett flertal på varandra staplade bränsleenheter, vilka var och en innehåller ett flertal bränslestavar som sträcker sig mellan en topplatta och en bottenplatta. Bränsleenheterna är omslutna av ett gemensamt höljerör med ett i huvudsak kvadratiskt tvärsnitt. En bränslepatron av denna typ kan på ett enkelt sätt ges axiellt och radiellt olika utformning.
I den svenska ansökan nr 9602447-6, som vid denna patentansökans inlämnande ännu är opublicerad, visas en bränslepatron vilken har en àngledningskanal i form av en tom volym som sträcker sig genom en del av bränslepatronen, och som är omgiven av bränsle- stavar anordnade i koncentriska ringar med en i huvudsak kvadratisk form. Bränslestavarna är anordnade i ett ortogonalt gitter där varje bränslestav ingår i två mot varandra vinkelräta rader. Bränslestavarna i ringarna är anordnade så att den övre infästningspunkten är förskjuten i förhållande till den undre infästningspunkten i tangentiell riktning så att vatten och ånga bringas att rotera runt ångledningskanalen. Bränslepatronen innefattar ett flertal på varandra staplade bränsleenheter, vilka var och en innehåller ett flertal bränslestavar som sträcker sig mellan en topplatta och en bottenplatta. En nackdel med denna bränslepatron är att det är svårt att få tillräcklig rotation på vattnet så att vatten och ånga separeras. En annan nackdel är att det är svårt att luta bränslestavarna i hörnen på de kvadratiska ringarna utan att de kommer i kontakt med varandra.
För att lösa dessa problem föreslås i denna ansökan en bränsle- patron där bränslestavarna istället är anordnade i ett polärt gitter, dvs bränslestavar är anordnade som i huvudsak cirkulära och koncentriska ringar och ångledningskanalen är anordnad i centrum av dessa ringar. Detta ger ett gitter som har en symmetri som motsvarar den önskade rotationen. Bränslestavar inom samma ring har i stort sett samma avstånd till ångledningskanalens centrum. En àngledningskanal omgiven av bränslestavar anordnade i koncentriska ringar med i huvudsak 508 106 6 cirkulär form kallas i förtsättningen för en rotationscell. En bränslepatron enligt uppfinningen har fyra kvadranter vilka var och en innehåller en rotationscell. För att ytterligare styra flödet runt àngledningskanalen är varje rotationsceki åtminstone delvis omgiven av en flödesstyrande struktur.
Figur 1, 2a och 2b visar en bränslepatron enligt uppfinningen.
Under drift är bränslepatronen anordnad vertikalt i reaktor- härden. Figur 1 visar ett vertikalt snitt G-G genom bränsle- patronen. Figur 2a visar ett horisontellt snitt A-A genom bränslepatronens nedre del och figur 2b visar ett horisontellt snitt genom bränslepatronens övre del. Bränslepatronen inne- fattar ett övre handtag 1, ett undre ändparti 2 och ett flertal pá varandra staplade bränsleenheter 3a och 3b. Varje bränsle- enhet innefattar ett flertal bränslestavar 4 anordnade mellan en topplatta 5 och en bottenplatta 6. Bränsleenheterna är staplade pà varandra i bränslepatronens längdriktning och de är staplade på sà sätt att topplattan 5 i en bränsleenhet är vänd mot bottenplattan 6 i nästa bränsleenhet i stapeln. En bränslestav 4 innefattar bränsle i form av en i ett kapslingsrör anordnad stapel av urankutsar. Bränslepatronen är innesluten i ett höljerör 7 med ett i huvudsak kvadratiskt tvärsnitt. I detta utföringsexempel innehåller bränslepatronen åtta bränsleenheter som vardera är ca 0,5 m höga.
Bränsleenheterna är upphängda på och kan lyftas med ett centrumrör 8 som är anordnat centralt i bränslepatronen.
Centrumröret omsluter en flödeskanal 8b i vilken icke kokande vatten strömmar genom bränslepatronen för att förbättra modere- ringen i dess cenrala delar. Centrumröret utgör även en del av den flödesstyrande strukturen som omger varje rotationscell och är utformad så att dess väggar styr kylmedelsflödet sà att det böjer av runt rotationscellerna. Centrumröret i figur 2a och Zb har en i huvudsak kvadratisk form med konkava väggar.
I bränslepatronens längdriktning finns fyra V-formade ledskenor 9a som är fästade vid höljeröret 7. Ledskenorna är anordnade mellan rotationscellerna och har tvà funktioner. Dels utgör de en förstyvning av höljeröret som pà sà vis kan göras med rela- 508 106 7 tivt tunna väggar, och dels utgör de en del av den flödes- styrande strukturen. Ledskenorna i figur 2a och 2b har konkava väggar som leder kylmedelsflödet i rotationen runt ànglednings- kanalerna. I detta utföringsexempel sträcker sig ledskenorna genom i stort sett hela bränslepatronen och har en i huvudsak konstant tvärsnittsarea. Ledskenorna 9a bildar tillsammans med höljeröret 7 fyra bypasskanaler 9b vilka leder vatten längs med höljerörets väggar. Det kan vara fördelaktigt att tillåta viss ángbildning i bypasskanalerna för spectralshifteffekt.
Figur 7a visar mera i detalj hur en utföringsform av en ledskena kan vara utformad. Ledskenan är försedd med làngsträckta, sned- ställda inpressningar 10 som ger bidrag till flödesrotationen och dessutom ger en mekanisk förstyvning. Alternativt kan flödesstyrande utpressningar göras. De partier av ledskenan som stöder topplattorna och bottenplattorna vid skarvarna mellan bränsleenheterna saknar inpressningar. Ledskenan är fästad vid höljeröret med punktsvetsningar. Figur 7b visar ett snitt L-L genom ledskenan i figur 7a. Figur 7c visar en invikning ll i ledskenans överända för instyrning av bränsleenheterna.
Höljerörets hörn 7b är rundade och utgör en del av den flödes- styrande strukturen. Pásvetsade hörnskenor 12 ger extra förstärkning av höljeröret och kan dessutom fungera som ett anpassat stöd för eventuella detektorsonder mellan bränsle- patronerna i härden.
I figur 2a visas en bränsleenhet som innehåller fyra rotations- celler 13a, l3b, l3c, l3d. I figurerna är kylflödets rotations- riktningar i rotationscellerna utmärkta med pilar. I tvà av rotationscellerna l3a, l3c roterar kylflödet i moturs riktning och i de övriga l3b, 13d roterar kylflödet i medurs riktning.
Rotationscellerna har vardera 28 bränslestavspositioner anord- nade i ett polärt gitter. En bränslestavsposition är en position i gittret där det är möjligt att anordna en bränslestav, men alla positioner i gittret behöver inte vara besatta med bränsle- stavar. Det polära gittret består av tre cirkulära koncentriska ringar. Den inre ringen har fyra positioner, den mellersta ringen har åtta positioner och den yttre ringen har 16 positio- 508 106 8 ner. En bränslestav i en bränsleenhet har sin undre ände anordnad i en första bränslestavsposition i bottenplattan och sin övre ände anordnad i en andra bränslestavsposition i topp- plattan. Genom att anordna den övre och den undre ändan av bränslestaven i skilda bränslestavspositioner sá kan bränsle- stavarna lutas.
Figur 3 visar hur bränslestavarnas övre ända förskjuts ett eller två steg i gittret i förhållande till bränslestavarnas undre ända. Förskjutningen sker inom samma ring så att bränslestavarna kommer att luta i riktning av ringens tangent. I den inre ringen 14 och den mellersta ringen 15 är bränslestavarna förskjutna ett steg och i den yttre ringen 16 är bränslestavarna förskjutna tvá steg. Alla bränslestavarna i en rotationscell lutar àt samma håll, dvs antingen medurs eller moturs runt rotationscellens centrum. Syftet med att luta bränslestavarna runt rotations- cellens centrum är att sätta rotation pá kylmedlet, dvs vattnet och ángan som strömmar uppåt genom bränslepatronen, och pá så sätt åstadkomma en virvel med centrum i rotationscellens centrum. Virveln kan vara riktad medurs eller moturs beroende pá át vilket hàll bränslestavarna i de bàda ringarna lutar.
Det polära gittret ger optimala förutsättningar för lutande stavar som ett medel att åstadkomma eller understödja flödes- rotationen. Lutningsmönstren blir enkla och renodlade. Problem med stavar som kommer för nära varandra vid lutningen undviks.
Gittret är i detta exempel helt rotationssymmetriskt.
I figur 2c visas ett exempel pà en i det närmaste àttakantig gittergeometri. Den flödesledande strukturen är anpassad till den àttakantiga geometrin. Centrumröret Sc är kvadratiskt med raka väggar, de V-formade ledskenorna 9c har också raka väggar och höljerörets hörn 7c är rakt avskurna. En fördel med denna utföringsform jämfört med den tidigare beskrivna är att den är enklare och därmed billigare att tillverka. Ãngsepareringen förutsätter att en volym öppnas upp kring virvelns rotationscentrum i bränslepatronens övre del. I detta utföringsexempel àstadkommes den öppna volymen genom att en 508 106 9 eller flera bränslestavar i den inre ringen utesluts i de övre bränsleenheterna. Bränsleenheterna i bränslepatronens övre och nedre del har samma gitter men antalet besatta bränslestavs- positioner är olika.
Bränslepatronen innehåller tvà olika typer av bränsleenheter av vilka den ena typen 3a är avsedd att anordnas i bränslepatronens nedre del och den andra typen 3b är avsedd att anordnas i bränslepatronens övre del. Figur 2a visar ett horisontellt snitt A-A genom en bränsleenhet 3a i bränslepatronens nedre del. I bränsleenheten 3a är alla bränslestavspositioner i gittret be- satta med bränslestavar. Figur 2b visar ett horisontellt snitt B-B genom en bränsleenhet 3b i bränslepatronens övre del.
Bränsleenheten 3b innehåller fyra rotationsceller med vardera 24 bränslestavar anordnade i tvà ringar med vardera 8 respektive 16 bränslestavar i varje ring. Fyra bränslestavspositioner i rotationscellens centrum är obesatta. På så sätt bildas en tom volym i rotationscellens centrum. I övrigt är bränsleenheten 3b anordnad på samma sätt som bränsleenheten 3a och bränslestavarna i de övre 3b och de undre 3a bränsleenheterna har samma diameter dl. Den tomma volymen utgör en vertikal àngledningskanal som sträcker sig genom de fem översta bränsleenheterna i bränsle- patronen. I de tre nedersta bränsleenheterna 3a behövs ingen ångledningskanal eftersom det inte finns så mycket ånga där, men det är däremot en fördel att initiera virvelbildningen så tidigt som möjligt.
Det finns fyra àngledningskanaler l7a,l7b,l7c,l7d i bränsle- patronen, en i varje rotationscell. De lutande bränslestavarna i rotationscellen åstadkommer en virvel av vatten och ånga runt àngledningskanalen. Virvlarnas riktning är markerad med pilar i àngledningskanalen. I denna virvel separeras vattnet och ångan från varandra genom att vattnet slungas utåt och därmed bort frán ångledningskanalen medan ångan pressas mot virvelns centrum. Tack vare àngans låga densitet och det låga strömnings- motståndet i ångledningskanalen kommer ångan att med stor hastighet strömma uppåt genom àngledningskanlen och försvinna ut genom toppen på bränslepatronen. På så vis sänks volymsandelen ånga i kylmedlet. 508 106 Bottenplattan och topplattan är försedda med ett stort antal öppningar för att tillåta passage av kylmedel. För att förstärka virvlarna runt àngledningskanalen är företrädesvis bottenplattan och topplattan försedda med rotationsfenor. Figur 8a visar ett exempel på en bottenplatta till bränsleenheten 3a i ett snitt K- K genom figur l. Figur 8b visar mera i detalj utformningen av en del av bottenplattan. Rotationsfenor 18 är anordnade för att styra vattnet och ångan i virvelns riktning.
Figur 4a visar ytterligare en utföringsform av uppfinningen. I denna utföringsform öppnas en volym upp kring rotationscentrum i patronens övre del genom en transformation av gittret. Bränsle- enheterna 3c i bränslepatronens övre del har ett gitter som skiljer sig från gittret i bränsleenheterna 3a i bränsle- patronens nedre del genom att åtminstone vissa gitterpositioner har förskjutits utåt från ringarnas centrum. Denna gitter- transformation medför att bränslestavarna i bränslepatronens övre del är förskjutna utåt i radiell riktning i förhållande till bränslestavarna i bränslepatronens nedre del. Pà samma sätt som i det föregående exemplet är bränslestavarnas övre ända för- skjuten ett eller tvà steg i gittret i förhållande till bränsle- stavarnas undre ända. Förskjutningen sker inom samma ring så att bränslestavarna lutar i riktning av ringens tangent.
Figur 2a visar en bränsleenhet 3a i den nedre delen av bränsle- patronen vilken har ett första gitter med 28 bränslestava- positioner i varje rotationscell. Figur 4b visar en bränsleenhet 3c i den övre delen av bränslepatronen vilken har ett andra gitter med 27 bränslestavspositioner i varje rotationscell.
Bränsleenheten 3c har fyra öppna volymer 25a,25b,25c,25d i centrum av varje rotationscell.
Figur 4d visar hur gitterpositionerna l9b i det andra gittret är förskjutna i förhållande till gitterpositionerna l9a i det första gittret. Mellan dessa bränsleenheter finns en tredje typ av bränsleenhet, en övergàngsenhet 3d, som innehåller både det första och det andra gittret. Bottenplattan har ett gitter som i huvudsak är detsamma som gittret i de nedre bränsleenheterna 3a 508 106 ll och topplattan har ett gitter som i huvudsak är detsamma som gittret i de övre bränsleenheterna 3c. Bränslestavarna i bränsleenheten 3d lutar således utåt i radiell riktning. Förutom att ge en öppen volym erhålles på så sätt även en transport av vatten längs de utåt lutande bränslestavarna mot bränsle- patronens periferi. Bränslestavarna i bränsleenheten 3d kan på samma sätt som i de övriga enheterna anordnas så att de lutar i riktning av ringens tangent. Bränslestavarna i bränsleenheten 3d kommer då att luta både i radiell och tangentiell riktning.
En fördel med att luta bränslestavarna utåt i stället för att utelämna centrala bränslestavar är den ökade möjligheten att föra vatten mot de perifera delarna av rotationscellen, eftersom vattnet tenderar att följa stavarna i form av en film.
En annan skillnad mellan bränsleenheterna är att bränslestavarna i de övre bränsleenheterna 3c och övergångsenheten 3d har en stavdiameter d2 som är mindre än stavdiametern dl hos bränsle- stavarna 4 i de nedre enheterna 3a. Detta medför att den fria strömningsarean är betydligt mindre i bränslepatronens nedre del jämfört med i dess övre del. Den starkt begränsade strömnings- arean i den nedre delen ger vattnet en hög strömningshastighet och sätter därmed fart på rotationen redan från början. De smalare bränslestavarna förhindrar ett för högt tryckfall i bränslepatronens övre del. För att ytterligare öka den fria strömningsarean i bränslepatronens övre del har ledskenan 21 ett mindre tvärsnitt i bränslepatronens övre del än i dess nedre del.
Figur 5 visar ytterligare en utföringsform av uppfinningen i vilken bränsleenheterna 3e i den övre och bränsleenheterna 3a i den nedre delen av bränslepatronen har olika gitter men samma antal bränslestavar. I figur 2a visas bränsleenheten 3a i den nedre delen av bränslepatronen vilken har ett första gitter med 28 bränslestavspositioner i varje rotationscell. Figur 6 visar ett snitt genom bränsleenheten 3e i den övre delen av bränsle- patronen vilken har ett andra gitter med 28 bränslestavs- positioner i varje rotationscell.
SÛB 1Û6 12 Figur 5a visar hur gitterpositionerna 2lb i det andra gittret är förskjutna i förhållande till gitterpositionerna Zla i det första gittret. För att bereda plats àt alla bränslestavarna i det andra gittret har centrumröret 23 en tvärsnittsarea i bränslepatronens övre del som är mindre än dess tvärsnittsarea i bränslepatronens nedre del. Bränslestavarna 20 i de övre bränsleenheterna 3e har en stavdiameter d2 som är mindre än stavdiametern dl hos bränslestavarna 4 i de nedre enheterna 3a.
Bränslepatronen kan innehålla en eller flera övergángsenheter mellan de övre och de nedre bränsleenheterna. För att öka den fria strömningsarean i bränslepatronens övre del avslutas led- skenan 24 nedanför de övre bränsleenheterna.
Figur 9 visar schematiskt en bränslepatron enligt uppfinningen där bypasskanalerna 9b är försedda med utströmningshál 26 i sin övre ände och med yttre inströmningshàl 28 i höljeröret och inre inströmningshàl 27 i ledskenan. Bränslepatronen har ett botten- stöd 29 med en inloppsöppning till varje rotationscell. Botten- stödet kan vara försett med ledskenor eller snedställda kanaler.
I dessa utföringsformer är bränsleenheterna sammanhàllna över hela patronens tvärsnitt. Givetvis kan andra utföringsformer finnas med mellanväggar som förbinder höljerörets väggar med centrumröret.
Claims (12)
1. l. Bränslepatron för en kokarvattenreaktor som är anordnad för att under reaktorns drift tillåta kylmedel att strömma uppàt genom bränslepatronen, och där bränslepatronen innefattar ett flertal bränslestavar, vilka var och en har en övre ände och en undre ände, en àngledningskanal genom vilken ànga strömmar genom bränslepatronen, och ett höljerör (7) som omsluter bränslestavarna, k än n e t e c k n a d a v att bränslepatronen innefattar en rotationscell (l3a-l3d) i vilken bränslestavarna (4,20) är anordnade i ett antal koncentriska ringar (l5,l6) med en i huvudsak cirkulär form, och nämnda ángledningskanal (17a-l7d) är anordnad i centrum av de koncentriska ringarna, och att åtminstone vissa av bränslestavarna i ringarna är anordnade sá att deras övre ände är förskjuten i förhållande till dess undre ände i tangentiell riktning så att det strömmande kylmedlet bringas att rotera runt àngledningskanalen.
2. . Bränslepatron enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d a v att alla bränslestavarna i rotationscellen lutar åt samma háll och detta háll är antingen i medurs eller i moturs riktning runt àngledningskanalen.
3. Bränslepatron enligt patentkrav 1 eller 2 k ä n n e t e c k n a d a v att bränslepatronen innefattar ett flertal rotationsceller (l3a-l3d) och att var och en av rotationscellerna är átminstone delvis omgiven av en flödes- styrande struktur (8a,9a, 7b).
4. . Bränslepatron enligt patentkrav 3 k ä n n e t e c k n a d a v att åtminstone en del av den flödesstyrande strukturen utgörs av ett lángsträckt organ (9a) vars längdriktning är i huvudsak parallell med bränslepatronens längdriktning och som är anordnad vid höljeröret (7). 508 106 14
5. Bränslepatron enligt patentkrav 4 'kännetecknad av att nämnda làngsträckta organ (9a) och höljeröret (7) till- sammans bildar en kanal (9b) vilken tillåter genomströmning av kylmedel.
6. . Bränslepatron enligt patentkrav _3 k ä n n e t e c k n a d a v att àtminstone en del av den flödesstyrande strukturen utgörs av ett rörformigt organ (Sa) anordnat i bränslepatronens centrala del med sin längdriktning i huvudsak parallell med bränslepatronens längdriktning.
7. Bränslepatron enligt något av patentkraven 3 - 6 k ä n n e t e c k n a d a v att de flödesstyrande strukturerna innefattar styrorgan (10) för att ytterligare förstärka rotationen runt ångledningskanalerna.
8. Bränslepatron enligt något av föregående patentkrav k ä n n e t e c k n a d a v att bränslepatronen innefattar ett flertal pà varandra staplade bränsleenheter (3a-3e) vilka var och en innefattar en topplatta (5), en bottenplatta (6), ett flertal bränslestavar (4,20) som sträcker sig mellan topplattan och bottenplattan, och att àtminstone vissa av bränsleenheterna (3b-3e) innefattar en tom volym som utgör en del av nämnda àngledningskanal (l7a-l7d, 25a-25d).
9. Bränslepatron enligt patentkrav 8 k ä. n n e t e c k n a d a v att den innefattar en nedre bränsleenhet (3a) med ett första gitter och en övre bränsleenhet(3c, 3e) med ett andra gitter som skiljer sig från det första gittret genom att àtminstone några av positionerna i gittret har förskjutits utåt i radiell riktning.
10. Bränslepatron enligt patentkrav 8 eller 9 kännetecknad av att den innefattar en bränsleenhet (3d) där àtminstone vissa av bränslestavarna är anordnade så att den övre änden är förskjuten i radiell riktning utåt fràn ringens centrum i förhållande till den nedre änden. 508 106 15
11. ll . Bränslepatron enligt patentkrav 9 kä n n e t e c k n a d a v att huvuddelen av bränslestavarna (20) i den övre bränsleenheten (3c, 3e) har en diameter (dl) som är mindre än diametern (dg) hos huvuddelen av bränslestavarna (4) i den nedre bränsleenheten (3a) .
12. Bränslepatron enligt patentkrav 8 k ä n n e t e c k n a d a v att åtminstone någon bränsleenhet (3a-3e) har reducerade hörnpartier (7b,7c) och att hörnpartierna är försedda med hörnskenor (12).
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9604720A SE508106C2 (sv) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Bränslepatron för kokarvattenreaktor innefattande en rotationscell samt en i denna anordnad ångledningskanal |
PCT/SE1997/002020 WO1998028753A1 (en) | 1996-12-20 | 1997-12-03 | Fuel assembly for a nuclear reactor |
DE69716298T DE69716298T2 (de) | 1996-12-20 | 1997-12-03 | Brennstabbündel für kernreaktor |
EP97950536A EP0946947B1 (en) | 1996-12-20 | 1997-12-03 | Fuel assembly for a nuclear reactor |
JP52866898A JP2001507128A (ja) | 1996-12-20 | 1997-12-03 | 原子炉用燃料集合体 |
ES97950536T ES2184142T3 (es) | 1996-12-20 | 1997-12-03 | Conjunto de combustible para un reactor nuclear. |
US09/319,532 US6236701B1 (en) | 1996-12-20 | 1997-12-03 | Fuel assembly for a nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9604720A SE508106C2 (sv) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Bränslepatron för kokarvattenreaktor innefattande en rotationscell samt en i denna anordnad ångledningskanal |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9604720D0 SE9604720D0 (sv) | 1996-12-20 |
SE9604720L SE9604720L (sv) | 1998-06-21 |
SE508106C2 true SE508106C2 (sv) | 1998-08-31 |
Family
ID=20405079
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9604720A SE508106C2 (sv) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Bränslepatron för kokarvattenreaktor innefattande en rotationscell samt en i denna anordnad ångledningskanal |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6236701B1 (sv) |
EP (1) | EP0946947B1 (sv) |
JP (1) | JP2001507128A (sv) |
DE (1) | DE69716298T2 (sv) |
ES (1) | ES2184142T3 (sv) |
SE (1) | SE508106C2 (sv) |
WO (1) | WO1998028753A1 (sv) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE508060C2 (sv) * | 1996-06-20 | 1998-08-17 | Asea Atom Ab | Kärnbränslepatron innefattande medel för rotation av ånga och vatten runt en ångledningskanal |
SE509875C2 (sv) * | 1997-06-27 | 1999-03-15 | Asea Brown Boveri | Bränslepatron vid en kokarvattenreaktor |
JP3772078B2 (ja) * | 2000-09-29 | 2006-05-10 | 株式会社東芝 | 半導体装置及び半導体装置搭載用配線基板 |
KR100415149B1 (ko) * | 2001-03-21 | 2004-01-14 | 한국전력공사 | 핵연료 집합체의 이중판 냉각재 혼합 지지격자체 |
WO2011130841A1 (en) | 2010-04-23 | 2011-10-27 | Atomic Energy Of Canada Limited/Énergie Atomique Du Canada Limitée | Pressure-tube reactor with pressurised moderator |
WO2011130821A1 (en) | 2010-04-23 | 2011-10-27 | Atomic Energy Of Canada Limited/Énergie Atomique Du Canada Limitée | Pressure-tube reactor with coolant plenum |
US10170207B2 (en) * | 2013-05-10 | 2019-01-01 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly |
WO2011143172A1 (en) | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly with metal fuel alloy kernel and method of manufacturing thereof |
US10192644B2 (en) | 2010-05-11 | 2019-01-29 | Lightbridge Corporation | Fuel assembly |
CA2881784C (en) | 2012-06-13 | 2023-03-07 | Atomic Energy Of Canada Limited/Energie Atomique Du Canada Limitee | Fuel channel assembly and fuel bundle for a nuclear reactor |
SE536894C2 (sv) * | 2013-04-18 | 2014-10-21 | Westinghouse Electric Sweden | Bränslekanal för en kärnkraftkokarvattenreaktor |
KR102290169B1 (ko) * | 2019-12-26 | 2021-08-17 | 한국원자력연구원 | 사용후 핵연료 집합체 보관대 |
CN112071441B (zh) * | 2020-08-10 | 2021-09-07 | 岭东核电有限公司 | 带有螺旋状结构燃料棒的燃料组件 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE572238A (sv) | 1957-10-21 | |||
US3212982A (en) * | 1965-03-09 | 1965-10-19 | Eugene R Astley | Fast fuel test reactor |
JPS54191A (en) * | 1977-06-02 | 1979-01-05 | Toshiba Corp | Fuel assembly |
SE423760B (sv) * | 1980-11-05 | 1982-05-24 | Asea Atom Ab | Kernbrenslepatron |
FR2603416B1 (fr) * | 1986-08-28 | 1988-12-02 | Framatome Sa | Assemblage combustible pour reacteur nucleaire a reseau evolutif |
US5091146A (en) | 1991-03-20 | 1992-02-25 | General Electric Company | Steam vent tube for BWR fuel assembly |
US5327470A (en) | 1992-02-07 | 1994-07-05 | General Electric Company | Spacer with steam separator |
US5491733A (en) | 1992-03-13 | 1996-02-13 | Siemens Power Corporation | Nuclear fuel rod assembly apparatus |
US5345487A (en) * | 1993-05-03 | 1994-09-06 | General Electric Company | Spacer capture method for rectilinear sectioned water rods |
SE509236C2 (sv) * | 1993-06-03 | 1998-12-21 | Asea Atom Ab | Bränslepatron för kokarvattenreaktor |
SE516267C2 (sv) * | 1994-06-13 | 2001-12-10 | Westinghouse Atom Ab | Styrning av kylflöde över ett stort blandningstvärsnitt i en kärnreaktor |
SE9404497D0 (sv) | 1994-12-23 | 1994-12-23 | Asea Atom Ab | Bränslepatron med korta bränsleenheter |
US5787140A (en) * | 1996-05-29 | 1998-07-28 | General Electric Company | Handle assembly and channel for a nuclear reactor fuel bundle assembly |
-
1996
- 1996-12-20 SE SE9604720A patent/SE508106C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-12-03 DE DE69716298T patent/DE69716298T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-03 EP EP97950536A patent/EP0946947B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-03 ES ES97950536T patent/ES2184142T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-03 US US09/319,532 patent/US6236701B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-03 JP JP52866898A patent/JP2001507128A/ja active Pending
- 1997-12-03 WO PCT/SE1997/002020 patent/WO1998028753A1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE9604720L (sv) | 1998-06-21 |
JP2001507128A (ja) | 2001-05-29 |
EP0946947B1 (en) | 2002-10-09 |
US6236701B1 (en) | 2001-05-22 |
DE69716298D1 (de) | 2002-11-14 |
SE9604720D0 (sv) | 1996-12-20 |
EP0946947A1 (en) | 1999-10-06 |
WO1998028753A1 (en) | 1998-07-02 |
ES2184142T3 (es) | 2003-04-01 |
DE69716298T2 (de) | 2003-09-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE508106C2 (sv) | Bränslepatron för kokarvattenreaktor innefattande en rotationscell samt en i denna anordnad ångledningskanal | |
US4629481A (en) | Low pressure drop modular centrifugal moisture separator | |
CN100359280C (zh) | 管束 | |
JPH0816714B2 (ja) | 蒸気分離器付きスペーサ及びその構築方法 | |
JP2511613B2 (ja) | 沸騰水型原子炉用燃料バンドルにおいて使用される蒸気排出管 | |
JP2609029B2 (ja) | 部分長燃料棒と共に使用する分離装置 | |
JPH0727053B2 (ja) | 沸騰水型原子炉用の気水分離系 | |
EP0322528B1 (en) | Improved boiling water reactor fuel assembly | |
SE506820C2 (sv) | Bränslepatron innefattande ett flertal på varandra staplade bränsleenheter, där bränsleenheterna innefattar bränslestavar med skilda diametrar | |
SE506819C2 (sv) | Bränslepatron med topp- och bottenplatta vilka innefattar sidostöd för stödjande av bränslestavar. Bränslepatron där topp- och bottenplattan innefattar blandningsfenor. Bränslepatron där topp- och bottenplattan har ett vågformigt tvärsnitt | |
SE509202C2 (sv) | Spridare och bränslepatron för en kokarreaktor | |
SE462368B (sv) | Evaporator med radiellt anordnade uppvaermningselement och foerfarande foer dess anvaendning | |
SE508060C2 (sv) | Kärnbränslepatron innefattande medel för rotation av ånga och vatten runt en ångledningskanal | |
JP2007515280A (ja) | 気液接触トレイ | |
US3814666A (en) | Staggered cone deflectors | |
EP0992039B1 (en) | Nuclear fuel assembly | |
SE505739C2 (sv) | Bränslepatron för kokarvattenreaktor | |
SE506576C2 (sv) | Bränslepatron för en kokarvattenreaktor | |
US5953387A (en) | Separation device for a vent volume in a nuclear reactor | |
SE521866C2 (sv) | Bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor | |
SE522657C2 (sv) | Förfarande och reaktorsystem för avskiljande av partiklar från en gas | |
JPH08179077A (ja) | 気水分離器 | |
SE468148B (sv) | Kaernreaktor daer en diffusor i cirkulationskretsen foer vatten | |
SE517733C2 (sv) | Bränslepatron och rörformigt element för en nukleär kokarvattenreaktor | |
SE506821C2 (sv) | Bränslepatron för en kokarvattenreaktor innefattande ett flertal vattenbehållare anordnade efter varandra i bränslepatronens längdriktning |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |