SE521687C2 - Spridare och bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor - Google Patents

Spridare och bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor

Info

Publication number
SE521687C2
SE521687C2 SE9803177A SE9803177A SE521687C2 SE 521687 C2 SE521687 C2 SE 521687C2 SE 9803177 A SE9803177 A SE 9803177A SE 9803177 A SE9803177 A SE 9803177A SE 521687 C2 SE521687 C2 SE 521687C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
fin
spreader
flow channel
flow
back portion
Prior art date
Application number
SE9803177A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9803177L (sv
SE9803177D0 (sv
Inventor
Sture Helmersson
Original Assignee
Westinghouse Atom Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Atom Ab filed Critical Westinghouse Atom Ab
Priority to SE9803177A priority Critical patent/SE521687C2/sv
Publication of SE9803177D0 publication Critical patent/SE9803177D0/sv
Priority to US09/388,387 priority patent/US6415011B1/en
Priority to ES009902031A priority patent/ES2157828B1/es
Priority to DE19944233A priority patent/DE19944233A1/de
Publication of SE9803177L publication Critical patent/SE9803177L/sv
Publication of SE521687C2 publication Critical patent/SE521687C2/sv

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/34Spacer grids
    • G21C3/344Spacer grids formed of assembled tubular elements
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/322Means to influence the coolant flow through or around the bundles
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear 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)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

20 25 30 35 521 637 plats och på förutbestämda avstånd från varandra innefattar bränslepatronen ett antal spridare, vilka i Fig l betecknas med 14. Spridarna kan ha olika utformning. Fig 2a och Fig 2b visar två exempel på hur en spridare kan vara utformad. En spridare innefattar således ett flertal celler för att fix- era långsträckta element, till exempel bränslestavar eller ledrör för styrstavar, som löper genom cellerna. Mellan cel- lerna löper ett antal flödeskanaler 18 som tillåter ett kyl- medel, vanligtvis vatten, att flöda där igenom. Bränsle- patronerna är vanligtvis anordnade vertikalt i den nukleära kokarvattenreaktorn. Således är också bränslestavarna anord- nade vertikalt. Bränslepatronen är öppen i båda ändar så att kylmedlet kan Kylmedlet strömma genom bränslepatronen. strömmar därvid vanligtvis nedifrån och upp.
I en kokarvattenreaktor bildas ånga närmast bränslestavarna.
För att för- bättra kylningen är det förut känt att spridaren innefattar Därvid försämras kylningen av bränslestavarna. ett antal avlänkningsorgan som är anordnade för att avlänka flödet av kylmedel. Exempel på sådana avlänkningsorgan kan ses i SE-C2-503776. Denna skrift visar att ett antal avlänk- ningsorgan är anordnade så att de är omslutna av cellerna och axiellt åtskilda för stegvis omriktning och styrning av åtminstone en del av kylmedelsflödet. mot bränslestavarna.
Avlänkningsorganen är centralt placerade i. flödeskanalerna och har en närmast triangulär form och smalnar av uppåt. (en så kallad som inte har till uppgift att fixera bräns- Det förekommer också en annan typ av spridare mellanspridare) lestavarna, utan bara har till uppgift att hålla avlänk- ningsorganen på plats i flödeskanalerna mellan bränslesta- varna. En sådan typ av spridare innefattar celler som tillå- ter passage av bränslestavarna utan att fixera dem. När ”spridare” omnämns i denna beskrivning och i efterföljande patentkrav innefattas således också så kallade mellansprida- re. 10 15 20 25 30 35 I de förut kända spridarna är avlänkningsorganen normalt symmetriskt anordnade i flödeskanalerna. I redan kända spri- dare med avlänkningsorgan förorsakar avlänkningsorganen en kylmedelsflödet. tryckfall i relativt okontrollerad turbulens i Denna turbulens kan leda till oönskat, relativt stort, reaktorn.
Olika avlänkningsorgan är också kända i samband med tryck- vattenreaktorer. Till exempel US-A-5 440 599 visar avlänk- ningsorgan för en tryckvattenreaktor. Avlänkningsorganen ut- går från mitten av flödeskanalerna och är riktade mot bräns- lestavarna. En tryckvattenreaktor har en helt annan funk- tionsprincip än en kokarvattenreaktor. Bland annat sker i en tryckvattenreaktor ingen (eller minimal) ångbildning. Spri- darkonstruktioner hos en tryckvattenreaktor är således nor- malt inte direkt överförbara på en kokarvattenreaktor.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en förbättrad, kontrollerad avlänkning av kylmedlet mot bräns- lestavarna, och att undvika oönskad turbulensbildning som kan försämra kylningen och som åstadkommer tryckfall i ko- karvattenreaktorn.
Detta ändamål uppnås med den inledningsvis nämnda spridaren genom att ett flertal av de nämnda avlänkningsorganen inne- fattar en fena som sträcker sig i riktning från en cell in i den intilliggande flödeskanalen, varvid fenan lutar relativt ett vertikalt plan och varvid fenan är bredare upptill än nedtill.
I den övre delen av bränslepatronen där en avsevärd del av kylmedlet (vattnet) ombildats till ånga, befinner sig reste- rande del av kylmedlet dels som en film på bränslestavarnas lO 15 20 25 30 35 (N FO .¿ Ü\ CC \J ytor, dels som droppar i inte bibehàlles bildas ångströmmen. Om kylmedelsfilmen ett isolerande ångskikt med snabb temperaturstegring och förstörd bränslekapsling som följd, så kallad torrkokning. Ett sätt att förstärka kylmedelsfil- men med hjälp av droppar i ångströmmen förbättrar marginalen mot torrkokning och har stort ekonomiskt och säkerhetsmäs- sigt värde.
Det har visat sig att i de förut kända spridarna kan olika virvlar bildas vid olika kanter av de utskjutande avlänk- ningsorganen eller vid olika avlänkningsorgan i flödeskana- len. Dessa olika virvelbildningar kan störa eller motverka varandra. Detta kan leda till att kylmedel ej avlänkas ef- fektivt till bränslestavarna. Ångan som bildas runt bränsle- stavarna ersätts således inte av kylmedlet. Ånga kvarligger beskrivits därför runt bränslestavarna vilket, såsom har ovan, medför ökad risk för torrkokning. Dvs reaktorns torr- kokningsprestanda försämras. Dessutom kan de olika virvel- bildningarna leda till ett ökat tryckfall i reaktorn. Dessa problem med tidigare kända spridare löses således av före- liggande uppfinning. Genom uppfinningen ernås således en ef- fektiv avlänkning av kylmedel mot bränslestavarna. Den bil- dade ångan kommer därför att samlas i mitten av flödeskana- lerna. En effektiv kylning av bränslestavarna uppnås därmed och reaktorns torrkokningsprestanda förbättras.
Fenan enligt föreliggande uppfinning är lämpligtvis utformad så att den skapar en kontrollerad virvelbildning i kylme- delsflödet vilken avlöses från fenan vid den övre delen av fenan.
Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar avlänk- ningsorganet ett plant eller något krökt ryggparti som har en utsträckning i vertikalled, varvid fenan och ryggpartiet bildar en sammanhängande enhet och fenan är utvikt från ryggpartiet och således möter ryggpartiet längs en linje. 10 15 20 25 30 35 Genom en sådan konstruktion kan avlänkningsorganet tillver- kas på ett relativt enkelt sätt genom att det viks ut från ett ryggparti.
Enligt en ytterligare utföringsform utgör ryggpartiet en med cellen sammanhängande enhet, varvid fenan således är utfor- mad som en utvikt del av cellen. Genom denna utföringsform kan således avlänkningsorganet i form av en fena relativt enkelt framställas genom att den är utformad som en del av cellen som håller bränslestavarna på plats.
Enligt en ytterligare utföringsform är fenan utvikt så att den bildar en vinkel av ungefär 75°-l20° lned ryggpartiet.
Därmed har det visat sig att en strömningsmässigt gynnsam konstruktion kan uppnås.
Enligt en ytterligare utföringsform är ryggpartiet utformat och anordnat så att det, när spridaren är placerad för an- vändning i_ en nukleär kokarvattenreaktor, löper parallellt med ett av de intilliggande nämnda långsträckta elementen. I och med att ryggpartiet löper parallellt med ett intillig- gande element, exempelvis en bränslestav, har det visat sig att störande oönskade turbulensbildningar invid ryggpartiet kan undvikas.
Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen sträcker sig fenan in mot och når till ungefär mitten av flödeskana- len. Härigenom uppnås en gynnsam virvelbildning runt mitten av flödeskanalen så att kylmedlet avlänkas ut mot intillig- gande bränslestavar.
Enligt ännu en utföringsform är fenorna placerade asymmet- riskt i flödeskanalerna. Genom denna utföringsform kan en speciellt fördelaktig kontrollerad virvelbildning åstadkom- maS. lO 15 20 25 30 35 u? c n r-c f-.à CR Enligt ännu en utföringsform finns det endast en fena per flödeskanal. Därmed kan en kontrollerad virvelbildning upp- nås som inte störs av virvlar från några närliggande avlänk- ningsorgan.
Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen är fenan plan. En sådan fena är relativt lätt att tillverka och har också bra virvelbildande egenskaper.
Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen är fenan krökt.
Genom att fenan är något krökt kan en fördelaktig virvel- bildning uppnås utan att medföra ett stort tryckfall.
Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen har fe- nan en första kant som har en utsträckning åtminstone i ver- tikalled och som befinner sig närmare cellen nedtill än upp- till och en andra kant som sträcker sig i åtminstone hori- sontalled och som möter den första kanten i ett hörnparti.
Härmed uppnås en väl fungerande relativt enkel fenkonstruk- tion.
Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen är den första och den andra kanten raka. Härigenom erhålls en relativt en- kelt framställbar fena med bra virvelbildande egenskaper.
Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är den första eller den andra eller båda kanterna böjda. Genom en svag krökning av kanterna kan fenan strömningstekniskt opti- mefas.
Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är nämn- da hörnparti beläget på ungefär samma nivå som eller högre upp än den närmare cellen liggande delen av den andra kan- ten, så att en av fenan i. kylmedelsflödet skapad 'virvel- bildning avlöses från fenan främst vid nämnda hörnparti. 10 15 20 25 30 35 521 68 Därigenom undvikes motverkande virvlar som kan skapa en oönskad och okontrollerad turbulens i flödeskanalen.
Enligt ytterligare en utföringsfornx lutar fenan mellan 5° och 30° relativt ett vertikalplan. En sådan lutning av fenan har visat sig leda till en fördelaktig virvelbildning i flö- deskanalen.
Enligt ännu en utföringsforn1 av' uppfinningen når fenan i vertikalled högre än cellerna. I och med att fenan når högre än cellerna störs fenan inte så mycket av de strömningar som påverkas av spridarens struktur. Därmed kan en mer varaktig av fenan. Virveln varar således virvel bildas en längre sträcka uppåt i flödeskanalen, vilket medför en bättre kyl- ning av bränslestavarna.
Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen har fe- nan i vertikalled en utsträckning som varken når över eller under cellerna. Fenan är således utformad helt inom sprida- rens utsträckning i vertikalled. Denna konstruktion har me- kaniska fördelar. Således kan fenan i detta fall lätt bildas av en utvikt del av cellerna. Dessutom ligger fenan skyddad i spridaren så att den ej kan skadas när bränslestavarna placeras i spridaren. Samtidigt skyddas också bränslestavar- na från att skadas av en uppskjutande fena när de placeras i spridaren.
Uppfinningen avser också en bränslepatron för en nukleär ko- karvattenreaktor, varvid bränslepatronen innefattar ett flertal spridare enligt någon av ovan nämnda utföringsfor- mer. Därmed erhålls en bränslepatron med de fördelar som be- skrivits ovan i samband med utföringsformerna av spridaren.
Uppfinningen avser också en bränslepatron enligt patentkrav 19. Därmed kan en fördelaktig avlänkning av kylmedelsflödet lO 15 20 25 30 35 521 687 ernås även i flödeskanaler som inte nödvändigtvis är belägna i nära anslutning till en spridare.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning skall nu förklaras med hjälp av så- som exempel beskrivna utföringsformer och med hänvisning till de bifogade ritningarna.
Fig 1 visar schematiskt en snittvy av en bränslepa- tron för en nukleär kokarvattenreaktor, Fig 2a och b visar perspektivvyer på exempel på spridare, Fig 3 visar en sidovy av en del som kan formas till ett avlänkningsorgan som kan ingå i uppfin- ningen, Fig 4 visar en perspektivvy av en cell för en spri- dare enligt föreliggande uppfinning, Fig 5 visar en sidovy av en sådan cell, Fig 6 visar en vy uppifrån av en sådan cell, Fig 7 visar en flödeskanal mellan fyra celler sedd uppifrån.
Fig 1 visar ett exempel på en förut känd bränslepatron 10 som redan har beskrivits ovan. Fig 2 visar exempel på spri- dare 14 som också är förut kända. Fig 2a visar här ett exem- pel på hylsformiga celler 16 som är sammansvetsade. Fig 2b visar en annan typ av spridare 14 där cellerna 16 är utfor- made som relativt öppna element med stödpunkter och motstå- ende fjädrande organ som håller bränslestavar och andra pa- rallellt löpande långsträckta element på plats. Även fast föreliggande uppfinning här nedan beskrivs främst i samband med den andra typen av celler 16, dvs likande de som kan ses i Fig 2b, skall noteras att uppfinningen på intet sätt är begränsad till en sådan typ av celler 16. Uppfinningen kan således också appliceras på den typ av celler 16 som visas i Fig 2a. Även andra typer av förekommande celler 16 för spri- 10 15 20 25 30 35 dare 14 kan utformas enligt uppfinningen. Till exempel finns spridarceller 14 som består av helt runda rör som svetsats Sâmmân .
Fig 3 visar en sidovy av ett exempel på en del som kan for- mas till ett avlänkningsorgan 22. Den visade delen kan vara framställd av tunn plåt i något av nu vanligt förekommande rostfritt stål eller en zirkoniumlegering. Ett avlänkningsorgan 22 kan material såsom en nickelbaslegering (Inconel), formas genom att den visade delen viks längs linjen 30 på så sätt att den högra delen i figuren viks bort från ritningens plan och bildar en vinkel av ungefär 75°-120° med den vänstra delen i figuren. Den högra delen bildar därvid en fena 24 med en första kant 34 och en andra kant 36, vilka kanter möts i ett hörnparti 38. Den vänstra delen bildar ett rygg- parti 28. Ryggpartiet 28 kan nu anordnas vertikalt intill en flödeskanal 18 i en spridare 14 eller i en annan del av en bränslepatron 10. Ryggpartiet 28 kan till exempel punktsvet- sas fast vid en spridarcell 16, så att fenan 24 sträcker sig från cellen 16 in i den intilliggande flödeskanalen 18. Med lämplig lutning av fenan 24 relativt ett vertikalt plan 26 (se Fig 5) uppstår i ett flödande kylmedel i flödeskanalen 18 en kontrollerad virvelbildning i kylmedelsflödet, vilken avlöses från fenan 24 vid den övre delen av fenan, främst vid hörnpartiet 38.
Fig 4 visar ett exempel på en typ av spridarcell 16 för ett långsträckt element. Ett antal sådana celler 16 kombineras på för fackmannen känt sätt till en spridare 14 av likande typ som den som visas i Fig 2b. Som nämnts ovan placeras en bränslepatron 10 vanligen så att bränslestavarna 12 sträcker sig i vertikalled. Således är även cellerna 16 i spridaren 14 riktade i vertikalled. I samband med en sådan vertikalt placerad bränslepatron 10 är det således klart vad som menas med uppåt, vertikalt och horisontellt. nedåt, Dessa begrepp kommer därför att användas i den här beskrivningen och i ef- ....; 10 15 20 25 30 35 521 637 10 terföljande patentkrav. Det skall emellertid poängteras att bränslepatronen 10 eller bränslestavarna 12 inte nödvändigt- vis måste placeras helt vertikalt. Denna beskrivning och de efterföljande patentkraven är därför inte begränsade till en sådan vertikalt inrättad bränslepatron 10.
Fig 4 och 5 visar således en cell 16 för en spridare 14. I en vanlig vertikalt placerad bränslepatron 10 sträcker sig således cellerna 16 i vertikal riktning. Upptill i Fig 4 och 5 motsvarar således upptill när cellerna 16 är placerade i en spridare 14 för en bränslepatron 10 som har en utsträck- ning i vertikalled. Fig 6 visar en sådan cell 16 sedd ovan- ifrån och Fig 7 visar en flödeskanal 18 som bildas av fyra intilliggande celler 16. Med hänvisning till figurerna kom- mer nu uppfinningen att beskrivas närmare.
En cell 16 av denna typ har vanligtvis ett antal stödjepunk- ter 20. Några av dessa stödjepunkter har en fjädrande funk- tion för att hålla de lângsträckta elementen, till exempel bränslestavarna 12, på förutbestämda positioner i bränslepa- tronen 10. Avlänkningsorganet 22 som ingår i en spridare 14 enligt uppfinningen kan utgöra en från cellen 16 separat del eller kan utgöra en med cellen 16 integrerad enhet. I den nu beskrivna utföringsformen utgör avlänkningsorganet 22 en med cellen 16 integrerad enhet. Avlänkningsorganet 22 innefattar en fena 24. Fenan lutar relativt ett vertikalt plan 26 (se Fig 5). Lämplig lutningsvinkel beror bl a på vilken typ av kylmedel som används i reaktorn och på strömningshastigheten hos kylmedlet. En lämplig lutningsvinkel ligger normalt mel- lan 5° och 30°. Det har erfarits att en speciellt lämplig lutningsvinkel ligger på mellan 10° och 25°. I den här be- skrivna innefattar utföringsformen avlänkningsorganet 22 också ett ryggparti 28. Ryggpartiet 28 kan, men behöver inte, utgöra en enhet med cellen 16. Fenan 24 kan härvid, så som visas i figurerna, formas som en utvikt fortsättning på ryggpartiet 28. Enligt en sådan utföringsform möter således ...,» 10 15 20 25 30 35 E21 687 ll fenan 24 ryggpartiet 28 längs en linje 30. Som kan ses på figurerna är fenan 24 bredare upptill än nedtill. Fenan 24 sträcker sig i riktning från en cell 16 in i den intillig- gande flödeskanalen 18 (detta kan tydligt ses i Fig 7). Fe- nan 24 är lämpligtvis utvikt från ryggpartiet 28 så att en vinkel 32 av ungefär 75°-l20°, exempelvis 90°-100°, bildas där emellan.
Enligt den visade utföringsformen har fenan 24 en första kant 34 och en andra kant 36. Den första kanten 34 och den andra kanten 36 möts i ett hörnparti 38. Den andra kanten 36 är företrädesvis utformad att sträcka sig horisontellt, men även en lutning relativt horisontalplanet är möjlig. I den visade utföringsformen är den första 34 och den andra 36 kanten raka. I och med att fenan 24 lutar relativt ett ver- tikalt plan 26 bildas av det strömmande kylmedlet (som nor- malt strömmar nedifrån och upp i figurerna) ett övertryck på undersidan av fenan 24. I Fig 5 är fenan riktad ut mot be- traktaren. Således visas här den första kanten 34. I denna figur betecknas också undersidan av fenan 24 med 40 och översidan av' fenan 24 betecknas lned 42. I det strömmande kylmedlet bildas alltså ett högre tryck på fenans 24 under- sida 40 än på fenans 24 översida 42. Detta medför att kyl- medlet, för att utjämna tryckskillnaden, strömmar från fe- nans 24 undersida 40 runt den första kanten 34 till fenans 24 översida 42. Sålunda bildas en virvel vid fenans 24 för- sta kant 34. I och med att kylmedlet strömmar nedifrån och upp avlöses den så formade virveln eller virvlarna från fe- nan 24 vid den övre delen av fenan, dvs i närheten av hörn- partiet 38. Om fenan sträcker sig in mot och når ungefär till mitten av flödeskanalen (se Fig 7) så avlöses således virveln från fenan ungefär i natten av flödeskanalen. Det bör påpekas att när här mitten av flödeskanalen 18 omnämns så betyder detta inte nödvändigtvis också mitten i vertikal- led, dvs fenan 24 kan också vara utformad att sticka upp från spridaren 14 och ändå nå intill mitten av flödeskana- 10 15 20 25 30 35 lens 18 axiella förlängning. I och med att en kontrollerad virvelbildning på så sätt produceras av avlänkningsorganet i flödeskanalens 18 axiella centrum uppnås en kontrollerad fördelning av kylmedlet ut mot de intilliggande parallellt löpande långsträckta elementen, till exempel bränslestavarna 12.
Fenan 24 eller fenorna är lämpligen placerade asymmetriskt i flödeskanalerna 18. I den. beskrivna utföringsformen finns det endast en fena 24 i flödeskanalen 18 (se Fig 7). En sà- flödeskanalen 18 Den virvel som bildas dan asymmetrisk placering av fenan 24 i medför flera fördelar. av fenan 24 i det strömmande kylmedlet störs inte av virvlar från andra närliggande fenor. Genon1 att endast använda en fena 24 i flödeskanalen 18 förorsakar fenan 24 inget stort tryckfall i det strömmande kylmediet även om fenan 24 görs förhållande- vis stor. Likaledes, eftersom fenan 24 har en relativt liten lutningsvinkel mot vertikalplanet 26 så förorsakar fenan 24 inget större tryckfall i flödeskanalen 18, även om fenan 24 är relativt lång. Genom att fenan 24 utformas som en utvikt del direkt i spridarcellens 16 plåt erhålls en. mekaniskt mycket stabil konstruktion. Dessutom kan fenans 24 ryggparti 28 därigenom utgöras av en vertikal del av cellen 16, vilket har fördelen att oönskad virvel- eller turbulensbildning vid ryggpartiet 28 undviks. Därmed kan en kontrollerad virvel bildas av fenan 24, vilken virvel inte störs nämnvärt av an- nan turbulens. Avlänkningsorganets 22 ryggparti 28 kan också utformas lätt krökt för att motsvara den krökta ytan hos det långsträckta element som hålls på plats av cellen 16. Spri- daren enligt uppfinningen kan till exempel tillverkas i en zirkoniumlegering eller i. andra :ni vanliga. material såsom Inconel eller rostfritt stål.
Med en spridare 14 med ett avlänkningsorgan 22 enligt upp- finningen uppnås således flera fördelar. I och med att fenan 24 kan göras relativt lång med en relativt liten vinkel mel- 10 l5 20 25 30 35 521 637 13 lan fenan 24 och ett vertikalplan 26 kan således en ordnad virvelbildning uppstå, vilken virvelbildning har en tydlig nettorotationsrörelse. Den relativt slumpmässiga turbulens som skapats av tidigare kända konstruktioner av avlänknings- organ 22 kan därmed undvikas. Den ordnade virvelbildningen leder till att kylmedlet förs ut mot de långsträckta elemen- ten, och den ånga som bildas i bränslepatronen invid bräns- lestavarna 12 komrer således att samlas nära mitten av flö- deskanalerna 18. Genom uppfinningen erhålls således en god kylning av bränslestavarna 12. Bränslepatronen lO och därmed en bättre den nukleära kokavattenreaktorn uppnår således torrkokningsprestanda.
Det bör noteras att avlänkningsorganet 22 inte måste vara en cell 16 långsträckta elementen på plats. beläget invid eller formas i som håller de Avlänkningsorganet 22 kan också placeras nära eller utformas i spridarens 14 ramplåt; dvs den plåt som utgör den yttre begränsningen av spridaren 14.
Såsom tidigare förklarats är det också möjligt att sätta fe- norna i en separat struktur (så kallad mellanspridare) som inte stödjer stavarna utan bara har till uppgift att hålla alla fenorna på rätt ställe mellan stavarna. Man skiljer därmed på stödfunktionen och virvelbildningsfunktionen med förhoppningsvis ett lägre totalt tryckfall som resultat.
Ett avlänkningsorgan 22 enligt uppfinningen kan också place- ras på annan plats i bränslepatronen l0 än vid en spridare l4 eller vid en så kallad mellanspridare. I en bränslepatron 10 finns andra typer av strömningskanaler. Till exempel fö- rekommer typer av bränslepatroner 10 som har s 1< dellånga stavar, dvs bränslestavar som inte sträcker sig längs hela bränslepatronen l0 utan som slutar vid en lägre nivå. Ovan- för sådana dellånga stavar kan således en större strömnings- kanal bildas. Också i en sådan strömningskanal kan avlänk- 10 15 ningsorgan 22 enligt uppfinningen med fördel anordnas. Prin- cipen är därvid densamma som den som beskrivits ovan. Dvs för att få en kontrollerad virvelbildning används en rela- tivt svagt lutande lång fena 24 som är placerad så att vir- veln avlöses från fenan 24 nära fenans 24 hörnparti 38, och fenan 24 anordnas lämpligen så att fenan 24 sträcker sig in att en kontrollerad virvel Ett sådant mot mitten av' flödeskanalen så avlöses från fenan 24 invid fenans hörnparti 38. avlänkningsorgan 22 kan givetvis konstrueras i enlighet med de olika utföringsformer som beskrivits ovan i samband med spridaren.
Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de beskrivna utföringsformerna utan kan varieras och modifieras inom ra- men för de efterföljande patentkraven.

Claims (17)

10 15 20 25 30 35 E21 687 15 Patentkrav
1. Spridare (14) för en nukleär kokarvattenreaktor, inne- fattande ett flertal celler (16) för att fixera eller till- låta passage av genom cellerna löpande parallella långsträckta element (12), varvid mellan cellerna (16) ett flertal flödeskanaler (18) att flöda därigenom, är bildade som tillåter ett kyl- (14) bruk i en nukleär kokarvattenreaktor de långsträckta elemen- medel varvid när spridaren är i ten (12) löper i väsentligen vertikal riktning och flödet av kylmedel sker huvudsakligen i vertikal riktning nedifràn och upp, vilken spridare innefattar ett flertal avlänkningsorgan (22) varvid åtminstone ett flertal av nämnda (22) (24) från en cell (16) in i den intilliggande flödeskanalen (18), som är anordnade för att avlänka flödet av kylmedel, avlänkningsorgan innefattar en fena sonx sträcker sig i riktning varvid fenan lutar relativt ett vertikalt plan (26) och var- (24) av att det endast finns en fena (24) per flödeskanal (18). vid fenan är bredare upptill än nedtill, kännetecknad (14) (22) (28) (24) och manhängande enhet och fenan (28)
2. Spridare enligt krav ln kännetecknad av .att av- länkningsorganet också innefattar ett plant eller något krökt ryggparti som har en utsträckning i vertikalled, (28) är utvikt från ryggpartiet (28) (30). varvid fenan ryggpartiet bildar en (24) och således möter ryggpartiet S am- längs en linje
3. Spridare (14) enligt krav 2, kännetecknad av att rygg- partiet (28) utgör en med cellen (16) sammanhängande enhet, varvid fenan (24) således är utformad som en utvikt del av cellen (16).
4. Spridare (14) enligt krav 3, kännetecknad av att fenan (24) är utvikt så att den bildar en vinkel (32) av ungefär 75-120 grader med ryggpartiet (28). 10 15 20 25 30 35 521 667 16 (14) (28) när spridaren (14) är placerad för användning i en nukleär
5. Spridare enligt krav 2,3 eller 4, kännetecknad av att ryggpartiet är utformat och anordnat så att det, kokarvattenreaktor, löper parallellt med ett av de intill- liggande nämnda långsträckta elementen (12).
6. Spridare (14) enligt något av föregående krav, känne- tecknad av att fenan (24) sträcker sig in mot och når unge- fär till mitten av flödeskanalen (18).
7. Spridare (14) enligt något av föregående krav, känne- tecknad av att fenan (24) är plan.
8. Spridare (14) enligt något av kraven 1-6, kännetecknad av att fenan (24) är krökt.
9. Spridare (14) enligt något av föregående krav, känne- tecknad av att fenan (24) har en första kant (34) som har en utsträckning åtminstone i vertikalled och som befinner sig närmare cellen (16) nedtill än upptill och en andra kant (36) som sträcker sig i åtminstone horisontalled och som mö- ter den första kanten (34) i ett hörnparti (38). (14) och den andra
10. Spridare kännetecknad. av att den (34) enligt krav 9, (36) första kanten är raka. (14) eller den andra
11. Spridare kännetecknad av att den (34) enligt krav 9, (36) första eller båda kanterna är böj- da. (14) av att nämnda hörnparti enligt något av krav 9-11, (38) nivå som eller högre upp än den närmare cellen (16) liggande (36), skapad virvelbildning avlöses (38).
12. Spridare kännetecknad är beläget på ungefär samma delen av den andra kanten delsflödet främst vid nämnda hörnparti så att en av fenan i kylme- från fenan (24) 10 15 20 25 tecknad av att fenan tecknad av att fenan av att fenan 52") 6237 17 (14) enligt något av föregående krav, (24) relativt ett vertikalplan
13. Spridare känne- lutar med mellan 5 och 30 grader (26). (14) enligt något av föregående krav, (24)
14. Spridare känne- i vertikalled når högre än cel- (16) lerna ,.
15. Spridare (14) enligt något av kraven 1-13, kännetecknad (24) ken når över eller under cellerna i vertikalled har en utsträckning som var- (16). (10) att bränslepatronen för en nukleär kokarvattenreaktor, (10) flertal spridare (14) enligt något av föregående krav.
16. Bränslepatron kännetecknad av innefattar ett (10) innefattande åtminstone en flödeskanal, för en nukleär kokarvattenreaktor, bildad som tillåter ett kylme-
17. Bränslepatron exempelvis ovanför så kallade dellånga stavar, del att flöda därigenom i huvudsakligen i vertikal riktning varvid i flödeskanalen är anordnat åtmin- (22) kännetecknad av att nämnda avlänkningsorgan (24) varvid fenan (24) till och varvid endast en fena flödeskanal. nedifrån och upp, för att avlänka flödet av (22) som sträcker sig i riktning in i (24) är bredare upptill än ned- (24) stone ett avlänkningsorgan kylmedel, innefattar en fena nämnda flödeskanal, lutar relativt ett vertikalt plan, varvid fenan är anordnad i. nämnda
SE9803177A 1998-09-18 1998-09-18 Spridare och bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor SE521687C2 (sv)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9803177A SE521687C2 (sv) 1998-09-18 1998-09-18 Spridare och bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor
US09/388,387 US6415011B1 (en) 1998-09-18 1999-09-01 Spacer and a fuel assembly for a nuclear boiling water reactor
ES009902031A ES2157828B1 (es) 1998-09-18 1999-09-13 Un espaciador y un conjunto de combustible para un reactor nuclear de agua hirviendo.
DE19944233A DE19944233A1 (de) 1998-09-18 1999-09-15 Abstandshalter und Brennelement für einen Siedewasserkernreaktor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9803177A SE521687C2 (sv) 1998-09-18 1998-09-18 Spridare och bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9803177D0 SE9803177D0 (sv) 1998-09-18
SE9803177L SE9803177L (sv) 2000-03-19
SE521687C2 true SE521687C2 (sv) 2003-11-25

Family

ID=20412642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9803177A SE521687C2 (sv) 1998-09-18 1998-09-18 Spridare och bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6415011B1 (sv)
DE (1) DE19944233A1 (sv)
ES (1) ES2157828B1 (sv)
SE (1) SE521687C2 (sv)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE519517C2 (sv) * 2000-07-03 2003-03-11 Westinghouse Atom Ab Bränslepatron för en nukleär reaktor anordnad med flödespåverkande spridare
DE10107037A1 (de) * 2001-02-15 2002-09-19 Framatome Anp Gmbh Brennelement
SE526381C2 (sv) * 2004-01-15 2005-09-06 Westinghouse Electric Sweden Spridare och bränsleenhet för en nukleär anläggning
ATE451695T1 (de) 2004-01-15 2009-12-15 Westinghouse Electric Sweden Abstandselement und brennstoffeinheit für eine kernanlage
US20050238131A1 (en) * 2004-04-21 2005-10-27 Hellandbrand Patrick A Jr Grid insert for the lowermost grid in a fuel assembly

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1137251A (en) * 1964-11-30 1968-12-18 Lucas Industries Ltd Heat exchange apparatus
GB1105289A (en) * 1965-08-23 1968-03-06 Atomic Energy Authority Uk Nuclear reactor fuel element assemblies
US4061536A (en) 1966-05-25 1977-12-06 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Fuel assembly for nuclear reactors
US3787286A (en) 1971-12-17 1974-01-22 Combustion Eng Fuel assembly flow redistribution
US4313797A (en) 1979-09-19 1982-02-02 The Babcock & Wilcox Company Guide tube sleeve
JPH0713664B2 (ja) * 1989-04-26 1995-02-15 株式会社日立製作所 燃料集合体および燃料スペーサ
DE4006264A1 (de) * 1990-02-28 1991-08-29 Siemens Ag Siedewasserkernreaktor und kernreaktorbrennelement fuer diesen siedewasserkernreaktor
JP2945459B2 (ja) * 1990-10-25 1999-09-06 株式会社日立製作所 燃料集合体
US5229068A (en) * 1991-05-17 1993-07-20 General Electric Company Optimized critical power in a fuel bundle with part length rods
US5416812A (en) * 1991-05-17 1995-05-16 General Electric Company Optimized critical power in a fuel bundle with part length rods
US5345485A (en) * 1992-03-13 1994-09-06 Siemens Power Corporation Coolant vent fuel rod for a light water reactor
US5283821A (en) * 1992-06-29 1994-02-01 Combustion Engineering, Inc. Split-cone spacer grid
SE509202C2 (sv) * 1993-09-20 1998-12-14 Asea Atom Ab Spridare och bränslepatron för en kokarreaktor
US5440599A (en) * 1994-02-03 1995-08-08 Combustion Engineering, Inc. Spacer grid with integral "side supported" flow directing vanes
SE503776C2 (sv) * 1994-12-21 1996-09-02 Asea Atom Ab Bränslepatron och spridare för en kärnreaktor
US5668728A (en) * 1995-11-07 1997-09-16 General Electric Company Removable deflectors for bwr fuel with steam vents and part-length rods

Also Published As

Publication number Publication date
SE9803177L (sv) 2000-03-19
DE19944233A1 (de) 2000-03-30
SE9803177D0 (sv) 1998-09-18
ES2157828B1 (es) 2003-02-16
US6415011B1 (en) 2002-07-02
ES2157828A1 (es) 2001-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6608881B2 (en) Duct-type spacer grid with swirl flow vane for nuclear fuel assembly
JP3690804B2 (ja) 原子炉における冷却材の制御
US6130927A (en) Grid with nozzle-type coolant deflecting channels for use in nuclear reactor fuel assemblies
US6278759B1 (en) Spacer grid with multi-springs and dimple vanes for nuclear fuel assemblies
EP0742946B2 (en) Spacer grid with integral &#34;side supported&#34; flow directing vanes
JPH07198884A (ja) スペーサ
SE521687C2 (sv) Spridare och bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor
US6650723B1 (en) Double strip mixing grid for nuclear reactor fuel assemblies
SE509202C2 (sv) Spridare och bränslepatron för en kokarreaktor
KR20030091654A (ko) 가압 경수로용 연료 어셈블리의 스페이서 그리드
CN100437835C (zh) 用于压水核反应堆的燃料元件
US20040086072A1 (en) Side-slotted nozzle type double sheet spacer grid for nuclear fuel assemblies
US6714619B2 (en) Spacer grid with double deflected vanes for nuclear fuel assemblies
KR100709233B1 (ko) 열/습기 교환기
US6816563B2 (en) Spacer and fuel assembly for a nuclear reactor
JP4300011B2 (ja) 冷却材炉心入口構造
EP1139348A1 (en) Twisted deflector for enchanging coolant mixing in a nuclear fuel assembly
KR20050105188A (ko) 스페이서
JP7123253B2 (ja) 燃料電池プレート
US20050220261A1 (en) Fuel assembly for a boiling water reactor
EP0769784B1 (en) A nuclear fuel assembly and a spacer for a nuclear fuel assembly
SE504486C2 (sv) Spridare vid en bränslepatron och en bränslepatron
SE504805C2 (sv) Spridare för en bränslepatron och en bränslepatron
EP3219955B1 (en) Heat exchanger outlet deflector
CN116220828A (zh) 配置有气膜孔的冷却结构及涡轮叶片