SE510656C2 - Nuclear reactor fuel cartridge - Google Patents

Nuclear reactor fuel cartridge

Info

Publication number
SE510656C2
SE510656C2 SE9703579A SE9703579A SE510656C2 SE 510656 C2 SE510656 C2 SE 510656C2 SE 9703579 A SE9703579 A SE 9703579A SE 9703579 A SE9703579 A SE 9703579A SE 510656 C2 SE510656 C2 SE 510656C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
fuel
phase part
fuel assembly
phase
boiling
Prior art date
Application number
SE9703579A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9703579D0 (en
SE9703579L (en
Inventor
Sture Helmersson
Original Assignee
Asea Brown Boveri
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 Asea Brown Boveri filed Critical Asea Brown Boveri
Priority to SE9703579A priority Critical patent/SE510656C2/en
Publication of SE9703579D0 publication Critical patent/SE9703579D0/en
Priority to PCT/SE1998/001756 priority patent/WO1999017299A1/en
Publication of SE9703579L publication Critical patent/SE9703579L/en
Publication of SE510656C2 publication Critical patent/SE510656C2/en

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
    • G21C3/322Means 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

Abstract

A fuel assembly for a boiling water reactor comprises a plurality of rods (5) arranged in parallel with one another, a plurality of spacers (81, 8b) arranged at separate levels in the fuel assembly and a fuel channel (2). A coolant flows upwards through the fuel assembly and in so doing, changes from a single-phase state to a two-phase state. The fuel assembly may, in the axial direction, be divided into an upper two-phase part (13b) where, during normal operation, bulk boiling prevails, and a lower two-phase part (12b) where, during normal operation, subcooled boiling prevails. The invention is characterized in that at least two of the spacers (8a) in the lower two-phase part have a mutual distance which is smaller than the mean value of the distances between all the spacers in the entire fuel assembly.

Description

lO l5 510 656 bränslepatronens undre del och tväfasdelen i bränslepatronens övre del. 10 l5 510 656 the lower part of the fuel assembly and the biphasic part in the upper part of the fuel assembly.

Under drift överförs värme frán bränslestavarnas kapslingsytor till kylmedlet vilket innebär att àngbildningen sker vid kapslingsytorna. Det krävs en viss överhettning av vattnet intill kapslingsytan för att ángbubblor ska kunna bildas.During operation, heat is transferred from the enclosure surfaces of the fuel rods to the coolant, which means that vapor formation takes place at the enclosure surfaces. A certain overheating of the water next to the enclosure surface is required for vapor bubbles to form.

Vidare krävs en viss temperaturdifferens mellan kapslingsytan och kylmedlet för den konvektiva värmeöverföringen vid kapslingsytan. Detta innebär att ängbildningen inträffar innan kylmedlets medeltemperatur nätt koktemperatur, dvs underkyld kokning. Sett i ett tvärsnitt genom bränslepatronen sker alltà uppvärmningen av kylmedlet ojämnt. Kylmedlet närmast bränsle- stavarna kokar och genererar ànga samtidigt som kylmedlet i utrymmena mellan bränslestavarna har en temperatur som ligger en bra bit under koktemperatur. Den axiella nivä i bränslepatronen där kylmedlet i genomsnitt har uppnàtt kok- temperatur kallas för nettokokning (bulk boiling). Ånga är pà grund av sin lägre densitet en sämre moderator än vatten, vilket betyder att andelen ànga i kylmedlet bestämmer bränslets moderering. Ju mindre andelen ánga är i kylmedlet desto fler neutroner kan bromsas ner och därmed utnyttjas för att generera nya kärnreaktioner. Andelen ànga i kylmedlet bestämmer alltsà bränslets neutronekonomi och därmed hur effektivt bränslet kan utnyttjas.Furthermore, a certain temperature difference is required between the enclosure surface and the coolant for the convective heat transfer at the enclosure surface. This means that meadow formation occurs before the average temperature of the refrigerant reaches boiling temperature, ie subcooled boiling. Seen in a cross section through the fuel assembly, the cooling of the coolant always takes place unevenly. The coolant closest to the fuel rods boils and generates steam at the same time as the coolant in the spaces between the fuel rods has a temperature that is well below the boiling temperature. The axial level in the fuel assembly where the coolant has on average reached the boiling temperature is called net boiling. Due to its lower density, steam is a worse moderator than water, which means that the proportion of steam in the coolant determines the moderation of the fuel. The smaller the proportion of steam in the coolant, the more neutrons can be slowed down and thus used to generate new nuclear reactions. The proportion of steam in the coolant thus determines the neutron economy of the fuel and thus how efficiently the fuel can be used.

Ett välkänt problem som kan uppstå i en kokarvattenreaktor är att härden blir instabil vilket innebär att effekten i härden Effekt- svängningarna kan resultera i överskridande av fastställda börjar svänga, sk termohydraulisk instabilitet. marginaler för bränslet, vilket i sin tur kan leda till bränsleskador. Risken för instabilitet ökar ju större skillnaden i tryckfall är mellan tváfasdelen och enfasdelen.A well-known problem that can arise in a boiling water reactor is that the core becomes unstable, which means that the effect in the core. margins for the fuel, which in turn can lead to fuel damage. The greater the difference in pressure drop between the two-phase part and the single-phase part, the greater the risk of instability.

Tryckfallet i tvàfasdelen är mycket högre än i enfasdelen. För att minska risken för instabilitet mäste tryckfallet i tväfas- delen minskas. l5 510 656 Det är känt att en spridare påverkar kylmedlets strömning genom att turbulens uppstår i kylmedlet då det passerar spridaren.The pressure drop in the two-phase part is much higher than in the single-phase part. To reduce the risk of instability, the pressure drop in the two-phase part must be reduced. It is known that a diffuser affects the flow of the coolant by causing turbulence in the coolant as it passes the diffuser.

Det är också känt att utforma spridarna så att storlek och riktning på turbulensen blir den önskade. I den svenska patentansökan 9303583-O visas en spridare där enskilda spridarceller har försetts med blandningsfenor för skapande av turbulens och därmed förbättra kylningen av bränslestavarna.It is also known to design the diffusers so that the size and direction of the turbulence becomes the desired one. Swedish patent application 9303583-0 discloses a spreader in which individual spreader cells have been provided with mixing fins for creating turbulence and thereby improving the cooling of the fuel rods.

Att öka turbulensen i bränslepatronen genom att sätta spridarna tätare är känt från t ex den svenska patentskriften 9302252-3.Increasing the turbulence in the fuel assembly by making the injectors denser is known from, for example, the Swedish patent specification 9302252-3.

Avsikten med att öka turbulensen i denna skrift är att förbättra kylningen av bränslestavarna.The purpose of increasing the turbulence in this document is to improve the cooling of the fuel rods.

I patentskriften US 005 164 l55A refereras till en kokar- vattenreaktor som har problem med vibrationer i bränsle- stavarna orsakade av kylvattenflödet. För att minska dessa vibrationerna sätts spridarna tätare i bränslepatronens I detta fall utnyttjas spridarnas stödjande funktion och inte dess förmåga att enfasdel än i dess tvåfas del. skapa turbulens.U.S. Pat. No. 005,164,155A refers to a boiling water reactor which has problems with vibrations in the fuel rods caused by the cooling water flow. To reduce these vibrations, the injectors are placed more tightly in the fuel assembly. In this case, the support function of the injectors and not its ability to single-phase part is used than in its two-phase part. create turbulence.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att anvisa en bränslepatron för en kokarvattenreaktor som har en förbättrad neutronekonomi och dessutom en minskad risk för termohydralisk instabilitet jämfört med kända bränslepatroner.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a fuel assembly for a boiling water reactor which has an improved neutron economy and in addition a reduced risk of thermohydral instability compared to known fuel assemblies.

Vad som kännetecknar en bränslepatron enligt uppfinningen framgår av bifogade patentkrav.What characterizes a fuel assembly according to the invention is stated in the appended claims.

En bränslepatron kan under normal drift i axiell led indelas i tre delar vilka i denna ansökan benämnes enfasdel, undre tvåfasdel och övre tvåfasdel. Enfasdelen sträcker sig från bottenplattan och ca 0.2-O.3m uppåt i bränslepatronen. I enfasdelen förekommer ingen kokning så kylmedlet förekommer endast i vattenfas. I den undre tvåfasdelen råder det underkyld kokning, vilket innebär att kylmedlet föreligger i två faser och innehåller både vatten och ånga, men att kylmedlets medel- lO 510 656 temperatur är lägre än dess koktemperatur. Den undre tvàfasdelen sträcker sig fràn enfasdelen till ca 0.6-O.8m fràn bottenplattan. I den övre tvåfasdelen råder det nettokokning, dvs kylmedlets medeltemperatur är lika med eller överstiger koktemperaturen. Den övre tvåfasdelen sträcker sig från den undre tvåfasdelen till topplattan. Den övre och den undre tvåfasdelen utgör tillsammans bränslepatronens tvåfasdel.During normal operation in the axial direction, a fuel assembly can be divided into three parts, which in this application are called single-phase part, lower two-phase part and upper two-phase part. The single-phase part extends from the bottom plate and approx. 0.2-O.3m upwards in the fuel assembly. There is no boiling in the single-phase part, so the coolant only occurs in the aqueous phase. In the lower two-phase part there is subcooled boiling, which means that the coolant is in two phases and contains both water and steam, but that the average temperature of the coolant is lower than its boiling temperature. The lower two-phase part extends from the single-phase part to about 0.6-O.8m from the bottom plate. In the upper two-phase part there is a net boiling, ie the average temperature of the refrigerant is equal to or exceeds the boiling temperature. The upper two-phase part extends from the lower two-phase part to the top plate. The upper and lower two-phase parts together form the two-phase part of the fuel assembly.

Enligt uppfinningen anordnas åtminstone tvà, men företrädesvis alla, varandra som är mindre än medelvärdet av avstånden mellan alla spridarna i den undre tvåfasdelen med ett avstånd mellan spridarna i hela bränslepatronen. Med medelvärdet av avstànden mellan alla spridarna i hela bränslepatronen avses avståndet mellan botten och topplattan delat med det totala antalet spridare ökat med ett. Syftet med att anordna spridarna tätare i den undre tvåfasdelen är att åstadkomma en ökad omblandning av kylmedlet mellan bränslestavarna. På så vis åstadkommes en utjämning av kylmedlets temperatur så att den underkylda kokningen minskar, företrädesvis upphör helt, i den undre tvåfasdelen av bränslepatronen. När kokningen minskar minskar också mängden ånga i bränslepatronen.According to the invention, at least two, but preferably all, of each other are arranged which is less than the mean value of the distances between all the injectors in the lower two-phase part with a distance between the injectors in the entire fuel assembly. By the mean value of the distance between all the injectors in the whole fuel assembly is meant the distance between the bottom and the top plate divided by the total number of injectors increased by one. The purpose of arranging the diffusers more tightly in the lower two-phase part is to provide an increased mixing of the coolant between the fuel rods. In this way an equalization of the temperature of the coolant is effected so that the subcooled boiling decreases, preferably ceases completely, in the lower two-phase part of the fuel assembly. As boiling decreases, so does the amount of steam in the fuel assembly.

En första fördel med uppfinningen är att modereringen ökar i bränslepatronens undre del som en följd av att andelen ånga minskar varvid neutronekonomin förbättras.A first advantage of the invention is that the moderation increases in the lower part of the fuel assembly as a result of the proportion of steam decreasing, whereby the neutron economy is improved.

En andra fördel med uppfinningen är att risken för termo- hydralisk instabilitet minskar i och med att tryckfallet över tvåfasdelen av bränslepatronen kommer att minska samtidigt som tryckfallet över enfasdelen ökar. Tvàfasdelen av tryckfallet kan definieras som den ökning av tryckfallet som uppkommer vid övergången från enfas- till tvåfasströmning. Stabiliteten bestäms i stor utsträckning av kvoten mellan tvåfas- och enfastryckfallet. En mindre tvàfasdel innebär att tryckfallet i den över delen blir mindre. Samtidigt ökar tryckfallet i enfasdelen eftersom turbulensen i den delen ökar i storlek. När skillnaden i tryckfall mellan enfas- och tvåfasdelen minskar så minskar också risken för termo-hydraulisk instabilitet. 510 656 Ovanstående fördelar kan vidare förstärkas genom att spridarna i den undre tváfasdelen innefattar organ för att öka omblandningen av kylmedlet mellan bränslestavarna.A second advantage of the invention is that the risk of thermo-hydraulic instability decreases as the pressure drop across the two-phase part of the fuel assembly will decrease at the same time as the pressure drop across the single-phase part increases. The two-phase part of the pressure drop can be defined as the increase in the pressure drop that occurs during the transition from single-phase to two-phase flow. The stability is largely determined by the ratio between the two-phase and single-phase pressure drop. A smaller two-phase part means that the pressure drop in the upper part is smaller. At the same time, the pressure drop in the single-phase part increases as the turbulence in that part increases in size. When the difference in pressure drop between the single-phase and two-phase part decreases, the risk of thermo-hydraulic instability also decreases. The above advantages can be further enhanced by the fact that the diffusers in the lower two-phase part comprise means for increasing the mixing of the coolant between the fuel rods.

För att uppnå syftet med uppfinngen är det väsentligt att spridarna anordnas tätare i den undre tvåfasdelen och inte i den övre tvàfasdelen. Om spridarna anordnas tätare i den övre tvåfasdelen ökar istället mängden ånga varvid syftet motverkas, dvs neutronekonomin blir sämre och risken för instabilitet ökar. Om spridarna anordnas tätare i enfasdelen påverkas inte mängden ånga och ingen effekt erhålles.In order to achieve the object of the invention, it is essential that the diffusers are arranged more tightly in the lower two-phase part and not in the upper two-phase part. If the diffusers are arranged more densely in the upper two-phase part, the amount of steam increases instead, whereby the purpose is counteracted, ie the neutron economy becomes worse and the risk of instability increases. If the diffusers are arranged more densely in the single-phase part, the amount of steam is not affected and no effect is obtained.

FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar en bränslepatron enligt uppfinningen.DESCRIPTION OF THE FIGURES Figure 1 shows a fuel assembly according to the invention.

Figur 2 visar ett horisontellt snitt A-A genom bränslepatronen i figur 1.Figure 2 shows a horizontal section A-A through the fuel assembly in figure 1.

Figur 3 visar àngbildning axiellt i en kylkanal.Figure 3 shows vapor formation axially in a cooling duct.

Figur 4 visar ett exempel på en spridare avsedd för att anordnas i en bränslepatron enligt uppfinningen.Figure 4 shows an example of a diffuser intended to be arranged in a fuel assembly according to the invention.

Figur 5a visar en hylsa till en spridare i perspektiv.Figure 5a shows a sleeve of a diffuser in perspective.

Figur 5b-5d visar hylsan försedd med alternativa utförinsformer av blandningsfenor.Figures 5b-5d show the sleeve provided with alternative embodiments of mixing fins.

BESKRIVNING Av UTFÖRINGsFoRr/LER Figur 1 visar en bränslepatron enligt en första utföringsform av uppfinningen. Figur 2 utgör ett horisontellt snitt A-A genom bränslepatronen i figur 1. Bränslepatronen är av kokarvattentyp och innefattar en lång rörformig behållare, med rektangulärt tvärsnitt, benämnd höljerör 2. Höljeröret 2 är öppet i båda ändar, så att det bildas en genomgående strömningspassage, genom vilken kylmedel strömmar. Höljeröret 2 är försett med ett ihàligt, med korsformat tvärsnitt utformat stödorgan 3, som är fast förbundet med höljerörets fyra väggar. Stödorganet består l0 l5 510 656 av fyra ihåliga flyglar och ett ihåligt förstorat korscentrum.DESCRIPTION OF EMBODIMENT / FIGURE Figure 1 shows a fuel assembly according to a first embodiment of the invention. Figure 2 is a horizontal section AA through the fuel assembly of Figure 1. The fuel assembly is of the boiling water type and comprises a long tubular container, with a rectangular cross section, called casing 2. The casing 2 is open at both ends, so that a continuous flow passage is formed, through which coolant flows. The casing tube 2 is provided with a hollow, cross-shaped support member 3, which is fixedly connected to the four walls of the casing tube. The support member consists of four hollow wings and a hollow enlarged cross center.

Stödorganet 3 bildar en vertikal kanal genom vilken icke- kokande vatten strömmar uppåt genom bränslepatronen. Höljeröret 2 med stödorgan 3 omsluter fyra vertikala kanalformade delar 4a - 4d, s k delkanaler, med ett i huvudsak kvadratiskt tvärsnitt.The support member 3 forms a vertical channel through which non-boiling water flows upwards through the fuel assembly. The casing tube 2 with support means 3 encloses four vertical channel-shaped parts 4a - 4d, so-called sub-channels, with a substantially square cross-section.

Varje delkanal innehåller ett bränsleknippe innefattande ett flertal parallellt anordnade bränslestavar 5. En bränslestav består av ett antal cylindriska kutsar av urandioxid staplade på varandra och inkapslade i ett kapslingsrör av Zircaloy.Each sub-channel contains a fuel bundle comprising a plurality of fuel rods arranged in parallel. A fuel rod consists of a number of cylindrical uranium dioxide piles stacked on top of each other and encapsulated in a Zircaloy enclosure tube.

Alla bränslestavarna 5 i bränsleknippet sammanhålls nedtill av en bottenplatta 6 försedd med öppningar genom vilka vatten strömmar in i bränslepatronen och upptill av en topplatta 7 också försedd med öppningar genom vilka vatten och ånga lämnar bränslepatronen. Bränslestavarna hålls medelst spridare 8a och 8b på avstånd från varandra och hindras därmed från att böja sig eller vibrera då reaktorn är i drift.All the fuel rods 5 in the fuel bundle are held together at the bottom by a bottom plate 6 provided with openings through which water flows into the fuel assembly and at the top by a top plate 7 also provided with openings through which water and steam leave the fuel assembly. The fuel rods are kept at a distance from each other by means of diffusers 8a and 8b and are thus prevented from bending or vibrating when the reactor is in operation.

Det område mellan fyra intill varandra anordnade bränslestavar i vilket kylmedel strömmar kallas för kylkanal. Figur 3 visar ett tvärsnitt B-B genom en kylkanal lO i figur 2. Längst ner i kylkanalen befinner sig kylmedlet i enfas, dvs i form av vatten. Detta område benämnes i fortsättningen enfasområdet lla. Högre upp i kylkanalen börjar vattnet intill 5b att koka och ångbubblor bildas vid bränslestavarnas kapslingsytor. I området strax nedströms där bränslestavarna 5a, bubbelbildningen startar är bubblorna för små för att slitas loss från kapslingsytorna av vattenflödet. De häftar således kvar vid kapslingsytorna och bildar ett tunnt bubbelskikt. Det är först längre upp i kylkanalen som bubblorna börjar frigöra sig från väggen och blandar sig med vattnet. I mitten av kylkanalen finns ett område med vatten som har en temperatur som är lägre än kylmedlets koktemperatur.The area between four adjacent fuel rods in which coolant flows is called a cooling channel. Figure 3 shows a cross section B-B through a cooling channel 10 in Figure 2. At the bottom of the cooling channel, the coolant is in single phase, ie in the form of water. This area is hereinafter referred to as the single-phase area 11a. Higher up in the cooling channel, the water next to 5b starts to boil and steam bubbles form at the enclosure surfaces of the fuel rods. In the area just downstream where the fuel rods 5a, the bubble formation starts, the bubbles are too small to be torn off from the enclosure surfaces by the water flow. They thus adhere to the enclosure surfaces and form a thin bubble layer. It is only further up the cooling channel that the bubbles begin to release from the wall and mix with the water. In the middle of the cooling channel there is an area with water that has a temperature that is lower than the boiling temperature of the coolant.

Kylmedlets medeltemperatur ökar med avståndet från bottenplattan 6 upp till en nivå där nettokokning inträder.The average temperature of the coolant increases with the distance from the bottom plate 6 up to a level where net boiling occurs.

Nettokokning innebär att medelvärdet av temperaturen i ett tvärsnitt genom kylkanalen är lika med kylmedlets kok- temperatur. I en kokarvattenreaktor ligger koktemperaturen vid l5 510 656 ca 286°C. Detta innebär att àngbildningen inträffar innan kyl- vattnets medeltemperatur nått koktemperatur. Denna typ av äng- bildning kallas underkyld kokning. Det omràde där det rader underkyld kokning kallas i fortsättningen för det undre tvàfas- omràdet l2a. Omràdet ovanför gränsen för nettokokning kallas för det övre tvàfasomràdet l3a.Net boiling means that the average value of the temperature in a cross section through the cooling duct is equal to the boiling temperature of the coolant. In a boiling water reactor, the boiling temperature is about 286 ° C. This means that steam formation occurs before the average temperature of the cooling water has reached boiling temperature. This type of meadow formation is called subcooled cooking. The area where the rows of subcooled cooking are hereinafter referred to as the lower two-phase area l2a. The area above the net boiling limit is called the upper two-phase area l3a.

Gränsen för nettokokning varierar givetvis beroende av reaktorns effekt, kylflöde och kylmedlets underkylning i inloppet. Vid normal drift körs reaktorn oftast med en konstant effekt vilket betyder att gränsen för nettokokning ligger pà en bestämd nivà. Vid start och stopp av reaktorn kommer gränsen för nettokokning att variera. I figur l visas hur bränslepatronen kan indelas i tre delar, en enfasdel llb, en undre tvàfasdel l2b och en övre tvàfasdel l3b, beroende av i vilket område dessa delar befinner sig vid normal drift av reaktorn.The limit for net boiling varies, of course, depending on the power of the reactor, the cooling flow and the subcooling of the coolant in the inlet. During normal operation, the reactor is usually run with a constant power, which means that the limit for net boiling is at a certain level. When starting and stopping the reactor, the limit for net boiling will vary. Figure 1 shows how the fuel assembly can be divided into three parts, a single-phase part 11b, a lower two-phase part 12b and an upper two-phase part 13b, depending on the area in which these parts are located during normal operation of the reactor.

Bränslepatronen i figur l har spridarna anordnade med skilda avstànd mellan varandra. Spridarna 8a i den undre tvàfasdelen är anordnade med ett avstànd dl fràn varandra. Spridarna i den övre tvàfasdelen är anordnade med ett avstànd d2 mellan sig, där dl < d2. 425mm < dg < 600mm dl < 400mm Medelavstandet dav mellan spridarna i bränslepatronen beräknas som avståndet h mellan topplattan och bottenplattan delat med antalet spridare n, i detta utföringsexempel sex stycken, ökat med ett. dav = h/(n+l) I en bränslepatron enligt uppfinningen är dl < dav. I en första utföringsform av uppfinningen är alla spridarna i bränsle- patronen lika. I en andra utföringsform skiljer sig spridarna 8b i den övre tvàfasdelen och i enfasdelen fràn spridarna 8a i den undre tvàfasdelen genom att spridarna 8a i den undre 510 656 tvàfasdelen är försedda med organ för att öka omblandningen av kylmedlet mellan bränslestavarna.The fuel assembly in Figure 1 has the diffusers arranged at different distances from each other. The diffusers 8a in the lower two-phase part are arranged at a distance dl from each other. The diffusers in the upper two-phase part are arranged with a distance d2 between them, where d1 <d2. 425mm <dg <600mm dl <400mm The average distance dav between the diffusers in the fuel assembly is calculated as the distance h between the top plate and the bottom plate divided by the number of diffusers n, in this embodiment six, increased by one. dav = h / (n + 1) In a fuel assembly according to the invention, dl <dav. In a first embodiment of the invention, all the diffusers in the fuel assembly are the same. In a second embodiment, the diffusers 8b in the upper two-phase part and in the single-phase part differ from the diffusers 8a in the lower two-phase part in that the diffusers 8a in the lower two-phase part are provided with means for increasing the mixing of the coolant between the fuel rods.

Figur 4 visar ett exempel pà en spridare 8a som kan användas i en bränslepatron enligt uppfinningen. Spridaren 8a har ett ortogonalt gallerverk sammansatt av hylsor 14 där varje hylsa är avsedd att positionera en genom denna löpande bränslestav.Figure 4 shows an example of a diffuser 8a which can be used in a fuel assembly according to the invention. The spreader 8a has an orthogonal grid composed of sleeves 14 where each sleeve is intended to position a fuel rod passing through it.

Figur 5a-5d visar exempel pà hylsor som kan användas i spridaren 8a.Figures 5a-5d show examples of sleeves that can be used in the spreader 8a.

I figur 5a visas en hylsa l4a avsedd att sammanfogas med andra likadana hylsor till ett gallerverk enligt figur 4. Hylsan är försedd med tvà blandningsfenor l5a utformade som tappar sträckande sig fràn hylsans övre kant och vinklade ut frän hylsans centrum för ástadkommande av turbulens hos det förbi strömmande kylmedlet och en omblandning av kylmedlet.Figure 5a shows a sleeve 14a intended to be joined to other similar sleeves to a grid according to Figure 4. The sleeve is provided with two mixing fins 15a formed which tap extending from the upper edge of the sleeve and angled out from the center of the sleeve to cause turbulence in the past. flowing coolant and a mixture of the coolant.

Figur 5b visar en hylsa l4b med blandningsfenor l5b i form av flikar utstansade ur hylsans väggmaterial och vilka flikar är böjda längs med en axel vinkelrät mot hylsans längsaxel och in mot dess centrum.Figure 5b shows a sleeve 14b with mixing fins 15b in the form of tabs punched out of the wall material of the sleeve and which tabs are bent along an axis perpendicular to the longitudinal axis of the sleeve and towards its center.

Figur 5c och 5d visar hylsor l4c och l4d med blandningsfenor l5c och l5d anordnade i en del av den präglade ytan hos hylsan.Figures 5c and 5d show sleeves 14c and 14d with mixing fins 15c and 15d arranged in a part of the embossed surface of the sleeve.

Blandningsfenorna är böjda kring en axel med en viss vinkel mot hylsans längsaxel och ut fràn hylsans centrum.The mixing fins are bent around an axis at a certain angle to the longitudinal axis of the sleeve and out from the center of the sleeve.

Spridarna kan vara utformade pà mànga olika sätt, t ex kan gallerverket även utgöras av celler eller korslagda, pà högkant stàende bandelement.The diffusers can be designed in many different ways, for example the grid can also consist of cells or crossed, vertical band elements.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 510 656 PATENTKRAV10 15 20 25 30 35 510 656 PATENT REQUIREMENTS 1. l. Bränslepatron för en kokarvattenreaktor vilken under reaktorns drift är anordnad vertikalt i härden och innefattar ett flertal bränslestavar (5) anordnade parallellt med varandra i ett bränsleknippe, ett flertal spridare (8a, 8b) anordnade på skilda nivåer i bränslepatronen för att sammanhålla och fixera bränsleknippet, ett höljerör (2) som omsluter bränsleknippet och som är anordnat för anslutning till ett kylmedel som strömmar uppåt genom bränslepatronen och som därvid övergår från ett enfastillstånd till ett tvåfastíllstånd, varvid bränslepatronen i axiell led kan indelas i en övre tvåfasdel (l3b) där det vid normal drift råder nettokokning, (l2b) där det vid normal drift råder underkyld kokning, kännetecknad av att åtminstone två av en undre tvàfasdel spridarna (8a) har ett inbördes avstånd i den undre tvåfasdelen som är mindre än medelvärdet av avstånden mellan spridarna i resten av bränslepatronen.A fuel cartridge for a boiling water reactor which during the operation of the reactor is arranged vertically in the core and comprises a plurality of fuel rods (5) arranged parallel to each other in a fuel bundle, a plurality of injectors (8a, 8b) arranged at different levels in the fuel cartridge to hold together and fixing the fuel bundle, a casing (2) which encloses the fuel bundle and which is arranged for connection to a coolant which flows upwards through the fuel assembly and which thereby transitions from a single-phase state to a two-phase state, wherein the fuel assembly in axial direction can be divided into an upper two-phase part ) where during normal operation there is net boiling, (12b) where during normal operation there is subcooled boiling, characterized in that at least two of a lower two-phase part the spreaders (8a) have a mutual distance in the lower two-phase part which is less than the mean the diffusers in the rest of the fuel assembly. 2. Bränslepatron enligt patentkrav l , k ä nn e t e c k n a d a v att avstånden mellan spridarna (8a) i den undre tvåfasdelen är mindre än medelvärdet av avstånden mellan spridarna (8a,8b) i resten av bränslepatronen.Fuel assembly according to claim 1, characterized in that the distances between the diffusers (8a) in the lower two-phase part are less than the average value of the distances between the diffusers (8a, 8b) in the rest of the fuel assembly. 3. Bränslepatron enligt patentkrav 1 eller 2, kånnetecknad av att avståndet mellan nämnda spridare (8a) i den undre tvåfasdelen är mindre än 400 mm.Fuel cartridge according to claim 1 or 2, characterized in that the distance between said diffuser (8a) in the lower two-phase part is less than 400 mm. 4. Bränslepatron enligt något av de tidigare patentkraven, kännetecknad av att nämnda spridare i den undre (l5a,l5b,l5c, l5d) för att öka omblandningen av kylmedlet mellan bränslestavarna. tvåfasdelen innefattar organFuel cartridge according to any one of the preceding claims, characterized in that said diffuser in the lower (15a, 15b, 15c, 15d) for increasing the mixing of the coolant between the fuel rods. the two-phase part comprises means 5. Bränslepatron enligt patentkrav 4, kännetecknad av att nämnda organ innefattar blandingsfenor anordnade på spridarna. 5Fuel cartridge according to claim 4, characterized in that said means comprise mixing fins arranged on the diffusers. 5 6. . 510 656 10 Bränslepatron enligt nàgot av de tidigare patentkraven, där bränslestavarna är anordnade mellan en bottenplatta och en topplatta kännetecknad av att den undre tvàfasdelen är belägen ca 0.6 - 0.8m fràn bottenplattan.6.. Fuel cartridge according to any one of the preceding claims, wherein the fuel rods are arranged between a bottom plate and a top plate, characterized in that the lower two-phase part is located about 0.6 - 0.8 m from the bottom plate.
SE9703579A 1997-10-01 1997-10-01 Nuclear reactor fuel cartridge SE510656C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9703579A SE510656C2 (en) 1997-10-01 1997-10-01 Nuclear reactor fuel cartridge
PCT/SE1998/001756 WO1999017299A1 (en) 1997-10-01 1998-09-30 Fuel assembly for nuclear reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9703579A SE510656C2 (en) 1997-10-01 1997-10-01 Nuclear reactor fuel cartridge

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9703579D0 SE9703579D0 (en) 1997-10-01
SE9703579L SE9703579L (en) 1999-04-02
SE510656C2 true SE510656C2 (en) 1999-06-14

Family

ID=20408472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9703579A SE510656C2 (en) 1997-10-01 1997-10-01 Nuclear reactor fuel cartridge

Country Status (2)

Country Link
SE (1) SE510656C2 (en)
WO (1) WO1999017299A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2803929B1 (en) 1999-12-30 2004-09-17 Ferid Allani METHOD AND DEVICE FOR ACCESSING SOURCES OF INFORMATION AND SERVICES ON THE WEB
DE10205202A1 (en) * 2002-02-08 2003-08-28 Framatome Anp Gmbh Fuel element for a boiling water reactor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2574579B1 (en) * 1984-12-06 1987-02-13 Fragema Framatome & Cogema FUEL ASSEMBLY FOR NUCLEAR REACTOR
FR2599177B1 (en) * 1986-05-20 1991-10-18 Fragema Framatome & Cogema FUEL ASSEMBLY WITH ANTI-CORROSION GRIDS
TW201840B (en) * 1991-05-17 1993-03-11 Gen Electric
SE505285C2 (en) * 1993-06-30 1997-07-28 Asea Atom Ab Fuel cartridge for boiler water reactor, including seven spreader

Also Published As

Publication number Publication date
SE9703579D0 (en) 1997-10-01
WO1999017299A1 (en) 1999-04-08
SE9703579L (en) 1999-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5229068A (en) Optimized critical power in a fuel bundle with part length rods
JP2007232726A (en) Multiple and variably-spaced intermediate flow mixing vane grids for fuel assembly
US4416852A (en) Multi-elevated nuclear reactor spacer grid
SE503597C2 (en) Nuclear reactors for nuclear reactors
SE505166C2 (en) Fuel cartridge comprising coolant flow channels as well as fuel cartridge assembly and reactor core including such fuel cartridges
US4728490A (en) Fuel rod spacer with perimeter scoops for diverting liquid coolant flow
EP0458086B1 (en) Nuclear fuel rod bundle
SE464993B (en) BRAINSLEPATRON FOR A COOKAR REACTOR
US5530729A (en) Fuel assembly and spacer for a boiling reactor
EP0751527B1 (en) BWR fuel assembly having fuel rods with variable fuel rod pitches
SE510656C2 (en) Nuclear reactor fuel cartridge
SE508106C2 (en) Fuel cartridge for boiler water reactor comprising a rotary cell and a steam conduit arranged in it
SE505363C2 (en) Nuclear reactor fuel cartridge
SE443258B (en) DEVICE ON THE NUCLEAR REACTOR
JPH05150068A (en) Optimization of pressure drop related to spacer in bwr bundle having partial-length fuel rod
JPH05215877A (en) Core of boiling water type nuclear reac- tor
US6600800B2 (en) Fuel element for a boiling water nuclear reactor
BG98181A (en) Combustable device with deflector blades for the separation of part of the fluid stream flowing across the combustible device
EP0769784B1 (en) A nuclear fuel assembly and a spacer for a nuclear fuel assembly
SE508060C2 (en) Nuclear fuel cartridge comprising means for rotating steam and water around a steam conduit
JPH05157867A (en) Fuel assembly
JP2011133236A (en) Fuel assembly for boiling water reactors and core of the same
US20050220261A1 (en) Fuel assembly for a boiling water reactor
JP2524034B2 (en) Control rod
SE506576C3 (en) Braenslepatron feeds a boiler water reactor

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 9703579-4

Format of ref document f/p: F