CH364566A - Gaine à corps cylindrique pour élément combustible de réacteur nucléaire - Google Patents

Gaine à corps cylindrique pour élément combustible de réacteur nucléaire

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CH364566A
CH364566A CH8141559A CH8141559A CH364566A CH 364566 A CH364566 A CH 364566A CH 8141559 A CH8141559 A CH 8141559A CH 8141559 A CH8141559 A CH 8141559A CH 364566 A CH364566 A CH 364566A
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Description

Gaine a' corps cylindrique pour 6le'ment combustible de re'aeteur nuckaire La prAente invention a pour objet une gaine <B>ä</B> corps cylindrique pour 616ment combustible de r6ac- teur nue16aire dans Iequel l'6coulement g6n6ral du fluide de refroidissement se fait parallelement <B>ä</B> l'axe dudit 616ment.
La gaine de certains 616ments combustibles de type connu, est munie d'ailettes destin6es <B>ä</B> am6- liorer le transfert de chaleur entre le combustible et le fluide de refroidissement, dlune part, par augmentation de la surface d'6change entre le combustible et le fluide de refroidissement, et, d'autre part, en provoquant une turbulence dudit fluide de refroidissement <B>'</B> afin & augrnenter le coefficient d'6change <B>de</B> chaleur.
Toutefois ces gaines connues pr6sentent Pincon- v6nient de provoquer de fortes pertes de charge dans le fluide de refroidissement.
Le but de la pr6sente invention est de cr6er une gaine avec Iaquelle le transfert de chaleur entre le combustible et le fluide de refroidissement soit am6- lior6, gräke <B>ä</B> une certaine turbulence de ce dernier, sans que les pertes de charges Waugmentent elles- m8mes dans une grande proportion.
Pour cela, la gaine selon la pr6sente invention est munie dailettes dont les bases dessinent, sur le corps de la gaine et tout autour de celle-ci des se'ries longitudinales de portions dUlices parallMes entre elles, chaque s6rie longitudinale 6tant compos6e de portions d'h61ices de sens oppos6 <B>ä</B> celui des portions d'h61ices de deux s6rie adjacentes, lesdites ailettes 6tant constitu6es par des 616ments dUlicoides de m8me axe que le corps de la gaine, s'61evant dudit corps le long desdites portions d'h61ices.
Le dessin annex6 repr6sente, <B>ä</B> titre d'exemple, diverses formes d'ex6cution de la gaine selon la prdsente invention. Les fig. <B>1</B> et 2 sont des sch6mas de principe permettant de comprendre la fagon suivant Iaquelle les turbulences sont cr66es.
La fig. <B>3</B> repr6sente une vue en perspective d'une premi#re forme d'exgcution.
Les fig. 4 et<B>5</B> repr6sentent, apr#s d6veloppement June partie de la surface cylindrique de la gaine sur un plan, le dessin d'ailettes selon une seconde et une troisiame forme d'ex6cution.
La fig. <B>6</B> repr6sente, aprU d4veloppement <B>de</B> la surface cylindrique de la gaine sur un plan, le dessin d'ailettes RTI ID="0001.0272" WI="8" HE="4" LX="1217" LY="1593"> selon une quatri#me forme d'ex#cution, et la fig. <B>7</B> montre une courbe repr6sentant la r6partition des temp6ratures dans le fluide de refroi- dissement quand on -atilise une desdites gaines.
Seuls ont 6t6 repr6sent6s sur ces figures les 616ments n6cessaires <B>ä</B> la compr6hension de Pinven- tion, les 616ments correspondants des diff6rentes figures portant des r6f6rences identiques.
La fig. <B>1</B> est relative<B>ä</B> une stracture comportant des couloirs longitudinaux <B>;</B> la circulation <B>du</B> fluide dans le canal qui contient l'616ment combustible se fait <B>de</B> bas en haut sur cette figure <B>;</B> le sens d76cou- lement du fluide dans des canaux en Mices d6termin6s par des ailettes <B>1,</B> 2,<B>3,</B> 4 d!une s6rie <B>A" 5, 6, 7, 8</B> d!une s6rie Bl, et<B>9, 10, 11,</B> 12 d'une s6rie <B>A2</B> est celui repr6sent6 par les Mches <B>;</B> des filets <B>de</B> fluide circulant dans ces canaux se rencontrent dans un couloir d'61imination <B>C, ;</B> les croix entour6es d!un cercle repr6sentent des arrMes du fluide d'un espace annulaire externe dans un couloir d'alimentation C, et dans les canaux en h61ices et les points entour6s d'un cercle repr6sentent les mouvements du fluide vers Fespace annulaire ext6rieur.
La fig. 2 est relative au eas d'une stracture <B>ä</B> ailettes en chevrons complets <B>;</B> trois seulement des 616ments & un chevron ont & 6 repr6sent6s <B>;</B> le renouvellement du fluide le long de l'616ment se fait au moyen des seuls mouvements transversaux <B>;</B> les diff6rents signes de cette figure ont la meine signification que sur la fig. <B>1.</B>
On voit sur la fig. <B>3</B> des couloirs <B>Cl</B> et<B>C2,</B> dont la direction g6n6rale est celle des g6n6ratrices de la gaine, Iaquelle est repr6sent6e par<B>13.</B> Cette gaine a 6t6 repr6sent6e sectionn6e les ailettes dessinent des s6ries de portions dUlices ainsi, une telle s6rie est d61imit6e par les couloirs <B>Cl</B> et<B>C2.</B> Les ailettes telles que 14 de cette s6rie sont toutes de m8me sens <B>;</B> les ailettes d7une s6rie adjacente sont de sens oppos#s <B>;</B> il en est ainsi, par exemple pour l'ailette <B>15</B> qui est en face de l'ailette 14<B>;</B> I'dcartement respectif des ailettes de s6ries adjacentes est partout le m8me sur la structure et d6ternüne la largeur des couloirs longitudinaux <B>;</B> le plan de toutes les ailettes est nor mal<B>ä</B> la surface de la gaine <B>13</B> et Neartement entre deux ailettes parallMes cons6cutives est partout le meine sur la structure, de m8me que Pangle positif ou n6gatif que fait chacune des ailettes sur les g6n6ratrices.
On voit sur la fig. 4 un couloir <B>Cl</B> qui est longitadinal, et qui a une allure bris6e; de tels couloirs sont r6alis6s par imbrication, limit6e d'ailet- tes, telles que <B>16, 17</B> et<B>18, 19,</B> respectivement, de deux s6ries adjacentes <B>;</B> Ncartement de deux ailettes parallMes cons6cutives telles que <B>16</B> et<B>17,</B> est partout le m8me.
Sur la fig. <B>5,</B> l'6cartement des ailettes d'une m8me s6rie auginente progressivement, le sens dans Iequel se faisant cette augmentation 6tant le mAme pour les diff6rentes s6ries <B>;</B> P6cartement est partout le m8me <B>ä</B> un meine niveau transversal <B>;</B> les couloirs sur cette structure sont du meine type que sur la structure pr#c#dente <B>;</B> la turbulence 6tant plus forte dans les zones oü F#cartement. est plus faible, cette structure peut 8tre utflis6e quand le flux therinique est !n6galement r6parti le long de la gaine.
Sur la fig. <B>6,</B> on voit que les ailettes d'un me^me niveau sont relMes entre eHes de fagon <B>ä</B> former des chevrons transversaux qui entourent le corps de gaine <B>;</B> ainsi, le chevron 21 est form6 par les ailettes 22,<B>23,</B> 24,<B>25, 26</B> et<B>27,</B> les RTI ID="0002.0278" WI="11" HE="4" LX="839"LY="2030"> ailettes 22, 24,<B>25</B> dessinant sur la surface cylindrique des portions dUlices de sens oppos6 <B>ä</B> celles dessin6es par les ailettes <B>23, 25</B> et<B>27 ;</B> une telle structure ne comporte pas de couloirs longitudinaux.
Une variante consisterait <B>ä</B> introduire des couloirs longitudinaux de fa#on <B>ä</B> scinder les chevrons en plusieurs parties, chaque partie 6tant constitu6e par au moins deux ailettes de sens opposA.
La courbe <B>28</B> en trait plein de la fig. <B>7</B> donne la forine des variations de la tempftature T dans le fluide de refroidissement <B>ä</B> travers la section AB du canal dans Iequel circule ce fluide; l'616ment combustible <B>ä</B> refroidir est limit6 <B>ä</B> la section <B>CD</B> sans les aflettes et<B>ä</B> la section EF avee les ailettes. Vespace annulaire ext6r!eur est l'espace compris entre les sections AB et EF <B>;</B> la courbe <B>29</B> en pointil16 donne, pour une m8me temp6rature moyen- ne T du fluide de refroidissement, la m8me r6par- tition des tempftatures dans le canal AB quand on emploie une structure se diff6renciant de la structure conforme <B>ä</B> Finvention en ce qu'elle est d6munie d'ailettes <B>;</B> on remarque la fagon dont la courbe <B>28</B> est aplatie par rapport <B>ä</B> la courbe <B>29 ;</B> F & art entre la temp & ature de la gaine et la temp6rature moyen- ne T du fluide de refroidissement est repr6sent6 par (T,-T) pour la courbe <B>28</B> et par (T.-T) pour la courbe <B>29 ;</B> on voit qu'il est nettement din-dnue' par Futilisation de la gaine dkrite.

Claims (4)

  1. REVENDICATION Gaine <B>ä</B> corps cylindrique pour 6Mment combus- tible de r#acteur nucMaire dans Iequel Ncoulement g6n6ral du fluide de refroldissement se fait paralk- lement <B>ä</B> Paxe dudit 6Mment, caract6ris#e en ce qu'elle est munie d'ailettes dont les bases dessinent sur le corps de la gaine et tout autour de, celle-ci des s6ries longitudinales <B>de</B> portions d'h61ices paral- IHes entre elles, chaque s6rie longitudinale 6tant compos6e de portions d7h61ices de sens oppos6 <B>ä</B> celui des portions dUlices de deux s6ries adjacentes, lesdites ailettes 6tant constitu6es par des 616ments d'Micoides de m8me axe que le corps <B>de</B> la gaine s'61evant dudit corps le long desdites portions d'Mices.
  2. SOUS-REVENDICATIONS <B>1.</B> Gaine selon la revendication, caract6ris6e en ce que les allettes de chaque s6rie longitudinale sont s6par#es de celles des s6ries adjacentes par des couloirs longitudinaux. 2.
  3. RTI ID="0002.0549" WI="9" HE="4" LX="1289" LY="1664"> Gaine selon la revendication, caract6ris6e en ce que les ailettes de chaque s6rie sont relides aux ailettes des s6ries adjacentes pour foriner des che- vrons complets tout autour du corps de la gaine. <B>3.</B> Gaine selon la revendieation, earact6ris & en ce que les ailettes de certaines s & ies sont relMes aux ailettes d'au moins une des s6ries adjacentes, des couloirs longitudinaux 6tant m6nag6s sur le corps de la gaine, entre les s6ries d'ailettes rell#es, ces derni4es formant des chevrons transversaux compre- nant au moins deux ailettes de sens oppos6s.
  4. 4. Gaine selon la revendieation, dans Iaquelle au moins un couloir est m6nag6 entre deux s6ries d'ailettes adjacentes, caract6r!s6e en ce que ce couloir est droit, les lignes d#termin#es par les extr6mit6s des ailettes des deux s6ries Aant situ6es Fune par rapport <B>ä</B> Fautre, du c6t6 des s6ries auxquelles elles appartiennent respectivement. <B>5.</B> Gaine selon la revendication, caract6ris6e en ce que chaque couloir m6nag6 entre deux s6ries adjacentes est bris6, les lignes d6terinin6es par les extr#mit6s des ailettes des deux s6ries 6tant, solt situ6es, Pune par rapport <B>ä</B> Pautre, du c6t6 des s6ries auxquelles elles appartiennent respectivement, soit confondues. <B>6.</B> Gaine selon la revendication, dans Iaquelle au moins un couloir est m6nag6 entre deux s6ries d'ailettes adjacentes, caract6ris6e en ce que la direction g6nirale de chaque couloir est celle d'une g#n6ratrice de la surface cylindrique de la gaine. <B>7.</B> Gaine selon la revendication, dans Iaquelle au moins un couloir est m6nag6 entre deux s6ries d'ailettes adjacentes, caract6ris6e en ce que la direc- tion de chaque couloir est celle d'une h61ice de pas nettement supftieur au pas des h61ices d6tennin6es par chaque ailette. <B>8.</B> Gaine selon la revendication, dans Iaquelle au moins un couloir est m6nag6 entre deux s6ries d'ailettes adjacentes, caractdris6e en ce que Ncarte- ment des ailettes va en croissant graduellement dans Pun des sens longitudinaux de la gaine, cet 6carte- ment 6tant partout le m8me <B>ä</B> un meine niveau transversal. <B>9.</B> Gaine selon la revendication, caract6ris6e en ce que P6cartement des ailettes, leur inclinaison par rapport aux g6n6ratrices de la surface cylindrique de la gaine, Finclinaison du plan des ailettes sur le corps de la gaine et la hauteur des ailettes norma- lement au corps de la gaine sont variables.
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